一种可调隙斜齿轮减速器
技术领域
本发明属于减速器领域，涉及一种可调隙斜齿轮减速器。
背景技术
RV传动是新兴起的一种传动，它是在传统针摆行星传动的基础上发展出来的，不仅克服了一般针摆传动的缺点，而且因为具有体积小、重量轻、传动比范围大、寿命长、精度保持稳定、效率高、传动平稳等一系列优点。日益受到国内外的广泛关注。RV减速器是由摆线针轮和行星支架组成以其体积小，抗冲击力强，扭矩大，定位精度高，振动小，减速比大等诸多优点被广泛应用于工业机器人，机床，医疗检测设备，卫星接收系统等领域。同时因具有装配灵活和结构本身的独特特征，在有些领域具有其它传动无法代替的优势，近年来年产值已达数亿元，具有广阔的应用前景。但减速器由于齿轮副的安装误差、制造误差以及齿轮磨损引起的侧隙等问题，使得该传动在高速重载情况下发生振动和噪声大、温升高及轴承早期破坏等现象，在连续运转、重载、高速、大传动比工况下问题更为突出，大大影响了其推广进程，并且侧隙的存在也不能满足对运动精度高、回差小的传动装置的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可调隙斜齿轮减速器，以解决现有少齿差的传动齿轮副的侧隙问题。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种可调隙斜齿轮减速器，包括外壳以及第一级行星齿轮系和接续其传动的第二级斜齿轮少齿差齿轮系；第二级斜齿轮少齿差齿轮系包括两对内啮合斜齿轮副和消隙机构，一对由左旋外斜齿轮和与外壳滑配的内斜齿圈构成，另一对由右旋外斜齿轮和与外壳滑配的内斜齿圈构成；右旋外斜齿轮和左旋外斜齿轮装在曲轴上；消隙机构包括两对旋向相反、模数齿数相同的内啮合斜齿轮副及设于消隙内斜齿圈一端的弹性元件；所述外壳上设有调节螺钉，所述调节螺钉穿过所述外壳与所述弹性元件相接触并调节其压紧力。
可选的，还包括相对布置的输入盘和输出盘，所述右旋外斜齿轮和左旋外斜齿轮上穿插两根曲柄轴，曲柄轴的一端与输出盘相连；曲柄轴的另一端与第一级行星齿轮系相连。
可选的，所述第一级行星齿轮系包括作为输入的太阳轮齿轮轴和与太阳轮配对的行星轮，所述太阳轮齿轮轴与电机相连，所述行星轮穿插在曲柄轴上通过花键配合。
可选的，所述输出盘与外壳之间安装有输出盘轴承，以支撑输出盘。
可选的，所述行星轮的两侧设有挡圈，由挡圈及曲柄轴的轴肩对行星轮进行轴向限位。
可选的，所述外壳上固定有输入端盖，所述输入端盖与输入盘之间通过角接触球轴承支承，输出盘与外壳通过角接触球轴承固定。
可选的，所述曲柄轴用于支撑右旋外斜齿轮和左旋外斜齿轮的相应轴段为偏心轴段，对应安装有偏心轴承，分别用于支撑右旋外斜齿轮和左旋外斜齿轮，用于支撑曲柄轴旋转的轴段为非偏心轴段，安装有曲柄轴承。
可选的，所述太阳轮齿轮轴两端安装有深沟球轴承，用于支撑太阳轮齿轮轴，由输入盘的挡肩、输入端盖挡肩以及输入轴的轴肩对深沟球轴承进行轴向定位。
可选的，所述弹性元件为碟簧，所述碟簧与调节螺钉之间设有垫片。
可选的，在外壳与碟簧对应的圆周上设置有均布排列的若干调节螺钉。
本发明的有益效果在于：
1、第二级少齿差齿轮系设置的消隙机构通过两对内啮合斜齿轮实现消隙功能，斜齿轮传动重合度高，平稳性好，在高速重载时可以降低震动，从而达到高精度和高承载能力的性能优化。
2、在传动过程中，对于内斜齿圈，由于碟簧轴向力的存在，内斜齿轮在传动过程中所产生的轴向力会与碟簧所加的轴向力抵消，从而在一定程度上减小了轴向力所带来的危害。
3、由于两片内斜齿轮是一体的，故消隙结构处消隙力的施加只需在内齿轮的一侧，便可推动两片内齿轮轴向移动，因此实现了一次施加轴向力，完成正反转两种工作情况的调隙。
4、本结构的的调节螺钉一端与碟簧接触，另一端在端盖外侧，通过旋转调节螺钉来控制碟簧施加的轴向力的大小。针对不通过的工况，可以获得不同大小的消隙力。并且每次调节消隙力时不需要将减速器的外壳拆卸，只需要在外壳外侧旋转调节螺钉，避免了因装拆带来的精度减少问题，增加了减速器的使用条件和精度。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明一种可调隙斜齿轮少齿差精密减速器的剖视图；
图2内斜齿轮副消隙原理简图；
图3内斜齿圈传动受力分析图。
附图标记：箱体1、密封圈2、输出端盖3、角接触球轴承4、孔用卡簧5、调整垫片6、曲柄轴承7、曲柄轴8、偏心轴承9、右旋外斜齿轮10、左旋外斜齿轮11、内斜齿圈12、固定螺钉13、调节螺钉14、垫片15、碟簧16、电机17、太阳轮齿轮轴18、深沟球轴承19、行星轮20、挡圈21、输入盘22、输入端盖23、孔用卡簧24、垫片25。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1～图3，为一种可调隙斜齿轮减速器，输入端盖23通过固定螺钉13固定在箱体1的端部，输出端盖3通过密封圈2固定在箱体1的端部，共同构成外壳。箱体1内部设置第一级行星齿轮系和接续第一级行星齿轮系传动的第二级少齿差斜齿轮系。
第二级少齿差斜齿轮系包括两对并排设置的内啮合斜齿轮副和消隙机构，靠近左端的一对内啮合斜齿轮副由右旋外斜齿轮10和与其啮合的消隙内斜齿圈12的右旋部分构成，另一对内啮合斜齿轮副由左旋外斜齿轮11和与其啮合的消隙内斜齿圈12的左旋部分构成，消隙内斜齿圈12与箱体1滑动配合；右旋外斜齿轮10和左旋外斜齿轮11穿连在两根曲柄轴8上；消隙机构包括两对并排布置的旋向相反齿数模数相同的内啮合斜齿轮副，以及设于内斜齿圈12右侧的弹性元件。该弹性元件为碟簧16，通过调节螺钉14控制碟簧16施加给内斜齿圈12的轴向力的大小，并在调节螺钉14与碟簧16之间配置有减少摩擦的高光洁度垫片15。
右旋外斜齿轮10和左旋外斜齿轮11套装在两根曲柄轴8上，曲柄轴8的一端通过曲柄轴承7与输出盘3相连，输出盘3通过角接触球轴承4与外壳1相连；曲柄轴8的另一端与输入盘22通过曲柄轴承7相连，输入盘22通过深沟球轴承19与太阳轮齿轮轴18相连。
第一级行星轮系包括输入太阳轮齿轮轴18、通过花键固连在曲柄轴8上的行星轮20，两个行星轮20与太阳轮齿轮轴18配对啮合，行星轮20两侧设有固定在曲柄轴8上的挡圈21，用于行星轮20的轴向定位，太阳轮齿轮轴18与电机17相连。
曲柄轴8的用于穿连右旋外斜齿轮10和左旋外斜齿轮11的相应轴段为偏心轴端，对应安装有偏心轴承9，用于支撑右旋外斜齿轮10和左旋外斜齿轮11。相应地，右旋外斜齿轮10和左旋外斜齿轮11偏心布置。偏心轴承9通过曲柄轴8上对应的轴肩和垫片25进行轴向限位。
输入太阳轮齿轮轴18与输入端盖23和输入盘22之间分别安装有用于支撑输入太阳轮齿轮轴18的深沟球轴承19。通过输入太阳轮齿轮轴18的轴肩和输入端盖23、输入盘22的挡肩对深沟球轴承19进行轴向限位。
曲柄轴8与输出盘3以及输入盘22上安装有曲柄轴承7，以支撑曲柄轴8、输出盘3、输入盘22。左端的曲柄轴承7由曲柄轴8的安装的垫片25和输出盘3上安装的孔用卡簧5进行轴向限位，孔用卡簧5与曲柄轴承7之间设有调整垫片6，右端的曲柄轴承7由曲柄轴8的安装的垫片25和输入盘22的挡肩进行轴向限位。
输出盘3与外壳1之间，输入盘22与输入端盖23之间均安装有角接触球轴承4，左端角接触球轴承4用以支撑外壳1，右端角接触球轴承4用以支撑输入端盖23。左端角接触球轴承4由输出盘3的轴肩和外壳1的挡肩进行轴向限位，右端角接触球轴承4由输入盘22轴肩和输入端盖23的挡肩与孔用卡簧24进行轴向限位。
该传动装置的消隙原理是：通过调节螺钉14控制碟簧16对内斜齿圈12施加轴向力，从而使内斜齿圈12发生轴向移动，相当于两对内啮合斜齿轮副中的两片内斜齿轮同时沿同一方向轴向移动，当内斜齿圈12的齿廓两侧与相啮合的外斜齿轮的齿廓均有缝隙时，两个螺旋方向相反齿数模数相同的内斜齿圈12齿廓部分的单侧在发生轴向移动的过程中会分别贴紧到与其啮合的外斜齿轮的齿廓单侧。这样就使得两对内啮合斜齿轮副，其中一次左侧齿廓啮合，另一对右侧齿廓啮合，从而实现消隙，减少回差；同理，当内齿圈12的齿廓单侧与相啮合的外斜齿轮(例如右旋外斜齿轮10)的齿廓有缝隙时，内斜齿圈12齿廓部分在发生轴向移动时，通过本来就贴紧的一侧啮合齿廓，直接带动与之配合的外斜齿轮(例如右旋外斜齿轮10)转动。这时，由于右旋外斜齿轮10和左旋外斜齿轮11套装在两根曲柄轴8上，所以左旋外斜齿轮11会跟着右旋外斜齿轮10一起转动，直到另一对齿轮的另一侧齿廓贴紧，来达到同样的效果。具体的原理分析图如图2内斜齿轮副消隙原理简图所示。
并且，在传动过程中，内斜齿圈12的齿形部分会产生轴向力，不管是右旋内啮合齿轮副啮合工作还是左旋内啮合齿轮副工作，所产生的轴向力均与碟簧16施加的轴向力的方向相反，如图3所示。所以本发明的消隙机构的构型在一定程度上可以减小内斜齿轮工作时因轴向力而受到损伤，提高了整机的传动性能。
工作时，首先由太阳轮齿轮轴18输入动力，经过第一级行星齿轮系的传动，由曲柄轴8将动力输出到第二级少齿差齿轮传动系，曲柄轴8自转的同时，带动右旋外斜齿轮10和左旋外斜齿轮11转动。同时曲柄轴8将转动传递至输出盘3，完成扭矩输出；同时，由碟簧16、内斜齿圈12、右旋外斜齿轮10和左旋外斜齿轮11的消隙作用以及斜齿轮副重合度高等优点保证传动装置的传动精度。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
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