專利名稱：一種零背隙行星傳動減速裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械傳動中的行星齒輪傳動，特別是自動消除背隙的一種零背隙行星傳動減速裝置。
背景技術：
行星齒輪傳動裝置中，通常采用數(shù)個行星輪同時傳遞載荷、使功率分流并合理地采用了內嚙合，因而具有一系列的優(yōu)點如結構緊湊、體積小、重量輕、傳動比范圍大，傳動效率高、運轉平穩(wěn)、噪音小、可進行運動的合成與分解等等，因而廣泛應用于多種機械上，作為減速、增速和變速傳動裝置。有一類行星傳動，要求行星傳動的輸出轉軸有逆時針和順時針兩種工作狀態(tài)，同時要求兩種工作狀態(tài)轉換的角度回差非常小，又稱小背隙、零背隙傳動。背隙定義為將輸入端固定，輸出端順時針和逆時針方向旋轉，使輸出端產生額定扭矩±20%扭矩時，減速機輸出端有一個微小的角位移，此角位移就是回程間隙.單位是"分"，就是一度的六十分之一。如伺服電機、步進電機用減速器，主要應用于CNC數(shù)控機床，制袋機械，塑料機械，印刷機械等。一般漸開線行星傳動減速器每一級減速的背隙不作要求，如果有背隙要求而且不小于O. 5°，則不做任何處理，僅僅是減小齒輪嚙合側隙并驗證其嚙合側隙即可；但如果是高精度要求的很小背隙的減速器(如10'或者是5')，則齒輪的加工精度和行星輪架的加工精度必須很高，否則無法保證在極小嚙合間隙下的裝配和運轉的良好性。其存在的不足之處是1、高精度齒輪的磨齒加工，高精度行星輪架的加工中心加工，加工周期時間長，成本大幅上升。2、齒輪磨損造成的嚙合側隙和行星輪與銷軸配合間隙的加大，根本無法解決背隙變大的問題，只有報廢。

實用新型內容本實用新型是為避免上述現(xiàn)有技術所存在的不足之處，提供一種零背隙行星傳動減速裝置，通過采用兩個電機驅動的減速機構，經過預調試使一個電機與裝置的順時針方向無間隙嚙合，另一個電機與裝置逆時針方向無間隙嚙合，保證裝置在停止和運轉的過程始終是無間隙的，即零背隙傳動。本實用新型解決技術問題所采用的技術方案是本實用新型零背隙行星傳動減速裝置的結構特點是輸出軸由第二內六角螺釘固定在內齒圈上，在內齒圈下端面設有下平面軸承，輸出軸外臺階端面設有上平面軸承，在齒圈座內孔的上端和下端分別安裝定心軸承和齒圈定心軸承；輸出軸壓蓋由第一外六角螺栓固定在齒圈座的開口端；設置兩個分別由上電機和下電機驅動的減速機構，上內轉子和下內轉子與內齒圈相嚙合；所述上電機驅動的減速機構是上電機通過第四內六角螺釘與連接板固定，上向心球軸承安裝在上電機輸出軸和連接板之間；連接板通過三只連接銷軸與上支架固定；上支架、中支架通過三根支撐銷軸與一根中心支柱固定成一個整體框架；上支架的三處內孔分別安裝三只上支架軸承，中支架的三處內孔分別安裝三只中支架軸承；上內轉子的內孔分別安裝上內轉子軸承，三根上曲軸分別與上支架軸承、上內轉子軸承、中支架軸承組成滑動旋轉副；三只上被動齒輪分別安裝在三根上曲軸上；上主動齒輪安裝在上電機的輸出軸上;所述下電機驅動的減速機構是下電機通過第三內六角螺釘與過渡底座固定，下向心球軸承安裝在下電機輸出軸和過渡底座之間；過渡底座通過第二外六角螺栓與齒圈座固定；齒圈座、中支架通過三只支撐銷軸、中心支柱固定成一個整體框架；齒圈座的三處內孔分別安裝三只下支架軸承，中支架的三處內孔分別安裝三只中支架軸承，下內轉子的內孔分別安裝下內轉子軸承；三根下曲軸分別與下支架軸承、內轉子軸承、中支架軸承組成滑動旋轉副；三只下被動齒輪分別固定在三根下曲軸上，下主動齒輪安裝在下電機的輸出軸上；支架座由第四外六角螺栓固定在過渡底座上。本實用新型零背隙行星傳動減速裝置的結構特點也在于所述的上內轉子和下內轉子與內齒圈相嚙合的嚙合曲線為共軛擺線。工作時上電機和下電機同時啟動、同時停止，且旋轉方向相同。與已有技術相比，本實用新型的有益效果體現(xiàn)在1、減速裝置可以使用常規(guī)精度等級(7級)的齒輪組裝整機；這是因為通過本結構可以消除系統(tǒng)背隙，確保零背隙，實現(xiàn)運轉控制；2、如果因為齒輪的磨損造成的嚙合間隙加大而產生背隙的增加，可以通過兩個電機和兩個減速機構相互之間的扭轉自動消除產生的嚙合間隙，使得系統(tǒng)始終保持零背隙狀態(tài)直到壽命結束。

圖1為本實用新型結構剖視總圖；圖2為本實用新型中過渡底座主視圖；圖3為本實用新型中齒圈座首I]視圖；圖4為本實用新型中輸出軸壓蓋剖視圖；圖5為本實用新型中支架座剖視圖；圖6為本實用新型中輸出軸剖視圖；圖7為本實用新型中上支架主視圖；圖8為本實用新型中上支架俯視圖；圖9為本實用新型中下內轉子主視圖；圖10為本實用新型中下內轉子俯視圖；圖11為本實用新型中上被動齒輪和上主動齒輪嚙合俯視圖；圖12為本實用新型中內齒圈主視圖；圖13為本實用新型中內齒圈俯視圖；圖14為本實用新型中上曲軸主視圖；圖15為本實用新型中上平面軸承剖視圖；[0032]圖16為本實用新型中上電機驅動的減速機構結構圖；圖17為本實用新型中下電機驅動的減速機構結構圖；圖18為本實用新型中系統(tǒng)電控圖。圖中標號I輸出軸、2上電機、3a—號內六角螺釘、3b第二內六角螺釘、3c第三內六角螺釘、3d第四內六角螺釘、4a上被動齒輪、4b下被動齒輪、5a第一外六角螺栓、5b第二外六角螺栓、5c三號外六角螺栓、5d第四外六角螺栓、6輸出軸壓蓋、7定心軸承、8齒圈座、9上支架軸承、10內齒圈、I Ia上曲軸、I Ib下曲軸、12a上內轉子軸承、12b下內轉子軸承、13中支架軸承、14齒圈定心軸承、15下支架軸承、16過渡底座、17a下主動齒輪、17b上主動齒輪、18下電機、19a下向心球軸承、19b上向心球軸承、20支架座、21中心支柱、22支撐銷軸、23a下內轉子、23b上內轉子、24a上平面軸承、24b下平面軸承、25中支架、26上支架、27連接銷軸、28連接板。
具體實施方式
參見圖1，本實施例是一種太陽光自動跟蹤系統(tǒng)用零背隙減速裝置。本實用新型的零背隙行星傳動減速裝置，輸出軸I (參見圖6)由第二內六角螺釘3b固定在內齒圈10上，在內齒圈10下端面設有下平面軸承24b (參見圖15)，輸出軸I外臺階端面設有上平面軸承24a，在齒圈座8內孔的上端和下端分別安裝定心軸承7和齒圈定心軸承14 ;輸出軸壓蓋6 (參見圖4)由第一外六角螺栓5a固定在齒圈座8的開口端；設有兩個分別由上電機2和下電機18驅動的減速機構，其上內轉子23b和下內轉子23a (參見圖9和圖10)與內齒圈10 (參見圖12和圖13)相嚙合。參見圖16，上電機2驅動的減速機構是上電機2通過第四內六角螺釘3d與連接板28固定，上向心球軸承19b安裝在上電機2輸出軸和連接板28之間；連接板28通過三只連接銷軸27和與上支架26固定；上支架26 (參見圖7和圖8)、中支架25通過三根支撐銷軸22與一根中心支柱21固定成一個整體框架；上支架26的三處內孔分別安裝三只上支架軸承9，中支架25的三處內孔分別安裝三只中支架軸承13 ;上內轉子23b的內孔分別安裝上內轉子軸承12a，三根上曲軸lla(參見圖14)分別與上支架軸承9、上內轉子軸承12a、中支架軸承13組成滑動旋轉副；三只上被動齒輪4a分別安裝在三根上曲軸Ila上；上主動齒輪17b安裝在上電機2的輸出軸上。參見圖17，下電機18驅動的減速機構是下電機18通過第三內六角螺釘3c與過渡底座16 (參見圖2)固定，下向心球軸承19a安裝在下電機18輸出軸和過渡底座16之間；過渡底座16通過第二外六角螺栓5b與齒圈座8 (參見圖3)固定；齒圈座8、中支架25通過三只支撐銷軸22、中心支柱21固定成一個整體框架；齒圈座8的三處內孔分別安裝三只下支架軸承15，中支架25的三處內孔分別安裝三只中支架軸承13，下內轉子23a的內孔分別安裝下內轉子軸承12b ;三根下曲軸Ilb分別與下支架軸承15、內轉子軸承12b、中支架軸承13組成滑動旋轉副；三只下被動齒輪4b分別固定在三根下曲軸Ilb上，下主動齒輪17a安裝在下電機18的輸出軸上；支架座20 (參見圖5)由第四外六角螺栓5d固定在過渡底座16上。上內轉子23b和下內轉子23a與內齒圈10相嚙合的嚙合曲線為共軛擺線。上電機2和下電機18是兩只完全相同的電機，工作時上電機2和下電機18同時啟動、同時停止，且旋轉方向相同。1、動力輸出參見圖16 :上電機2經向心球軸承19定心將動力傳輸?shù)街鲃育X輪17，主動齒輪17分別與三只被動齒輪4嚙合(參見圖11)，動力通過三只被動齒輪4分別傳輸?shù)饺S11，三根曲軸11驅動內轉子23做平面擺動運動，內轉子23驅動內齒圈10產生定軸旋轉運動。內轉子23和曲軸11的旋轉面之間有內轉子軸承12支撐，減少摩擦。曲軸11的兩端均有上支架軸承9和中支架軸承13做滑動運轉支撐。參見圖17 :下電機18經向心球軸承19定心將動力傳輸?shù)街鲃育X輪17，主動齒輪17分別與三只被動齒輪4嚙合，動力通過三只被動齒輪4傳輸?shù)饺S11，三根曲軸11驅動內轉子23做平面擺動運動，內轉子23驅動內齒圈10產生定軸旋轉運動。內轉子23和曲軸11的旋轉面之間有內轉子軸承12支撐，減少摩擦。曲軸11的兩端均有下支架軸承15和中支架軸承13做滑動運轉支撐。2、系統(tǒng)動力輸出上電機2與下電機18均能將動力傳輸?shù)絻三X圈10上，裝置裝配完成后，經過預調試使上電機2與裝置的順時針方向無間隙嚙合，下電機18與裝置逆時針方向無間隙嚙合。在第一次啟動的情況下，上電機2先啟動，下電機18再啟動(保證內齒圈10順時針運轉)，然后下電機18停止并剎車，但是上電機2依然運動返回到初始位置再停止，使得內部的嚙合間隙始終為零；再次啟動時，則兩電機同時啟動、同時停止，這樣就保證了裝置在停止和運轉的過程始終是無間隙的。系統(tǒng)電控參見圖18。3、傳動比計算設計內齒圈齒數(shù)Z4為25，內轉子23齒數(shù)Z3為24，被動齒輪4齒數(shù)Z2=45，主動齒輪17齒數(shù)Zl=15，上電機2帶動的減速傳動和下電機18帶動的減速傳動具有相同的減速比；設定上電機2減速比為il，下電機18減速比為i2，則有il=(z4/(z4-z3))*(z2/zl)=25/(25-24)*(45/15)=75 ； i2=(z4/(z4-z5)) *(z6/z7)=25/(25-24)*(45/15)=75 ；il=i2=75 ；4、背隙計算裝置安裝完畢后，在輸出軸上分別施加正反方向額定扭矩，測出輸出軸轉過的角度即為裝置的背隙Δφε。其中擺線轉子與齒圈的背隙占整個裝置的主要部分，另外被動齒輪與主動齒輪側隙也是裝置背隙的一部分(本裝置忽略溫度與彈性對背隙的影響)。①漸開線齒輪傳動部分的背隙a、公法線長度平均偏差引起的側隙
權利要求1.一種零背隙行星傳動減速裝置，其特征在于輸出軸(I)由第二內六角螺釘(3b)固定在內齒圈(10)上,在內齒圈(10)下端面設有下平面軸承(24b),輸出軸(I)夕卜臺階端面設有上平面軸承(24a)，在齒圈座(8)內孔的上端和下端分別安裝定心軸承(7)和齒圈定心軸承(14);輸出軸壓蓋(6)由第一外六角螺栓(5a)固定在齒圈座(8)的開口端；設置兩個分別由上電機(2)和下電機(18)驅動的減速機構，上內轉子(23b)和下內轉子(23a)與內齒圈(10)相嚙合；所述上電機(2)驅動的減速機構是上電機(2)通過第四內六角螺釘(3d)與連接板(28)固定，上向心球軸承(19b)安裝在上電機(2)輸出軸和連接板(28)之間；連接板(28) 通過三只連接銷軸(27)與上支架(26)固定；上支架(26)、中支架(25)通過三根支撐銷軸 (22)與一根中心支柱(21)固定成一個整體框架；上支架(26)的三處內孔分別安裝三只上支架軸承(9)，中支架(25)的三處內孔分別安裝三只中支架軸承(13);上內轉子(23b)的內孔分別安裝上內轉子軸承(12a)，三根上曲軸(Ila)分別與上支架軸承(9)、上內轉子軸承(12a)、中支架軸承(13)組成滑動旋轉副；三只上被動齒輪(4a)分別安裝在三根上曲軸 (Ila)上；上主動齒輪(17b)安裝在上電機(2)的輸出軸上；所述下電機(18)驅動的減速機構是下電機(18)通過第三內六角螺釘(3c)與過渡底座(16)固定，下向心球軸承(19a)安裝在下電機(18)輸出軸和過渡底座(16)之間；過渡底座(16)通過第二外六角螺栓(5b)與齒圈座(8)固定；齒圈座(8)、中支架(25)通過三只支撐銷軸(22)、中心支柱(21)固定成一個整體框架；齒圈座(8)的三處內孔分別安裝三只下支架軸承(15)，中支架(25)的三處內孔分別安裝三只中支架軸承(13)，下內轉子(23a) 的內孔分別安裝下內轉子軸承(12b);三根下曲軸(lib)分別與下支架軸承(15)、內轉子軸承(12b)、中支架軸承(13)組成滑動旋轉副；三只下被動齒輪(4b)分別固定在三根下曲軸 (Ilb)上，下主動齒輪(17a)安裝在下電機(18)的輸出軸上；支架座(20)由第四外六角螺栓(5d)固定在過渡底座(16)上。
2.根據(jù)權利要求1所述的零背隙行星傳動減速裝置，其特征在于所述的上內轉子 (23b)和下內轉子(23a)與內齒圈(10)相嚙合的嚙合曲線為共軛擺線。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的零背隙行星傳動減速裝置，其特征在于工作時上電機(2)和下電機(18)同時啟動、同時停止,且旋轉方向相同。
專利摘要本實用新型公開了一種零背隙行星傳動減速裝置，其特征是一個傳動裝置內設有兩個電機驅動的兩個減速機構，通過電信號控制補償脈沖的運轉模式完全消除嚙合間隙，兩個電機同時啟動同時停止，兩個電機同步運轉，無論順時針還是逆時針都將無背隙存在，達到零背隙傳動；同時，當長期運轉造成運轉件磨損，出現(xiàn)更大的嚙合間隙的情況下，通過設置加大電信號控制補償脈沖值來完全消除嚙合間隙，達到整個裝置為零背隙傳動。本實用新型經過預調試使一個電機與裝置的順時針方向無間隙嚙合，另一個電機與裝置逆時針方向無間隙嚙合，保證裝置零背隙傳動。
文檔編號F16H57/12GK202833877SQ20122057739
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月5日 優(yōu)先權日2012年11月5日
發(fā)明者孟凡紀, 王國良, 徐偉 申請人:合肥波林新材料有限公司