一种可调隙多曲柄变齿厚精密传动装置
技术领域
本发明属于减速器领域，涉及一种可调隙多曲柄变齿厚精密传动装置。
背景技术
变齿厚RV减速器是由摆线减速器发展而来的一种新型精密减速器，其结构上采用第一级行星齿轮系和第二级变齿厚齿轮系。其不仅具有传动比大、运动精度高、扭转刚度大、传动效率高等优点，而且根据变齿厚齿轮的结构特点，还可以利用消隙结构来调整变齿厚齿轮的轴向位置，进而调整齿轮副的啮合侧隙，实现低回差或者无侧隙精密传动，有效的解决了摆线轮减速器只有制造精度很高时才能实现小回差的弊端。但消除啮合侧隙是精密传动系统要解决的难题之一，现有的消隙结构复杂多样，多数存在消隙结构不合理、消隙精度难以保证、长期工作后消隙能力下降等问题，诸如此类问题会造成消隙效果不佳导致相互啮合的轮齿之间产生滑动摩擦，加剧运转部件之间的磨损，影响传动系统的稳定性，降低传动机构的使用寿命和传动效率，增加使用和维修成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可调隙多曲柄变齿厚精密传动装置，解决现有变齿厚RV减速器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：
一种可调隙多曲柄变齿厚精密传动装置，包括相对布置的输入盘、输出盘、设置在端盖与输入盘之间的第一级行星齿轮系、以及与其通过曲柄轴建立传动关系的第二级变齿厚齿轮系；所述第一级行星齿轮系包括输入轴、与输入轴连接的行星级太阳轮以及与行星级太阳轮相啮合的行星级行星轮；
所述第二级变齿厚齿轮系包括两对并列设置的内啮合齿轮副以及消隙机构；其中一对内啮合齿轮副包括第一消隙外齿轮和与其啮合的第一内齿轮，另一对内啮合齿轮副包括第二消隙外齿轮和与其啮合的第二内齿轮；第一消隙外齿轮和第二消隙外齿轮套装在曲柄轴上；
所述消隙机构包括中空轴、第一中空轴轴承、第二中空轴轴承、碟簧、消隙内六角圆柱头螺钉；所述中空轴通过第一中空轴轴承安装在输出盘上、通过第二中空轴轴承安装在输入盘上，第一中空轴轴承与第二消隙外齿轮之间设有碟簧，第二中空轴轴承与第一消隙外齿轮之间设有碟簧；消隙内六角圆柱头螺钉的一端设置在输出盘外侧，另一端与中空轴朝向输出盘的一端螺纹配合。
可选的，所述消隙机构还包括设置在输出盘与消隙内六角圆柱头螺钉之间的消隙垫圈以及设置在消隙垫圈与消隙内六角圆柱头螺钉之间的外舌止动垫圈。
可选的，所述中空轴上设有与输出盘通过螺纹相配合的消隙外六角外螺纹螺母，消隙外六角外螺纹螺母与第一中空轴轴承之间设有套筒。
可选的，还包括壳体，包括变齿厚箱体和端盖，所述第一内齿轮固定在变齿厚箱体上，所述端盖固定设置在输入盘远离输出盘的一端上；所述第二内齿轮与变齿厚箱体一体设计。
可选的，所述变齿厚箱体上设有两个对称布置的用于调整第一内齿轮与第二内齿轮相位差的调相螺钉。
可选的，所述输入盘与变齿厚箱体之间安装有角接触球轴承，以支撑输入盘；所述输出盘与变齿厚箱体之间安装有角接触球轴承，以支撑输出盘。
可选的，所述曲柄轴上用于套装第一消隙外齿轮和第二消隙外齿轮的相应轴段为偏心轴段，对应安装有用于支撑外齿轮的滚针轴承。
可选的，所述曲柄轴与输入盘、输出盘之间分别安装有用于支撑曲柄轴的圆锥滚子轴承，并配置有用于对圆锥滚子轴承进行轴向限位的卡簧。
可选的，所述变齿厚箱体与输入盘、输出盘之间分别安装了加强型轴密封件以完成整个减速器的密封。
可选的，行星级太阳轮与端盖、输入盘之间分别安装有深沟球轴承，以支撑行星级太阳轮；行星级行星轮在曲柄轴上通过对称布置的两个轴用卡簧进行轴向限位。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明中第二级变齿厚齿轮系通过设置消隙机构实现可调隙，开始时通过控制消隙外六角外螺纹螺母拧入输出盘的螺纹长度使左边碟簧产生一定的压缩量，在碟簧压缩产生的轴向力作用下从而推动第二消隙外齿轮小端与第二内齿轮大端对齐，使得啮合齿轮副紧密贴合在一起；而后通过控制消隙内六角圆柱头螺钉拧入中空轴的长度使得右边碟簧产生压缩量，在碟簧压缩产生的轴向力的作用下从而推动第一消隙外齿轮小端与第一内齿轮大端对齐，使得啮合齿轮副紧密贴合在一起，进而消除两对内啮合齿轮副因加工误差或者装配误差导致的齿侧间隙，除此之外因为调隙弹性元件是碟簧，又可以自动补偿因磨损产生的侧隙，保证传动精度。
(2)本发明中消隙内六角圆柱头螺钉和消隙外六角外螺纹螺母的组合运用实现了外齿轮的单侧调隙，相比其他调隙结构此设计操作更加方便，调整效率更高，可以更好的调节两啮合齿轮的啮合侧隙，达到侧隙非常小或者零侧隙状态，进而实现无回差的精密传动，而且还采用外舌止动垫圈对消隙内六角圆柱头螺钉进行防松处理，保证消隙效果的长久性。
(3)本发明中两个变厚内齿采用整体加工后切除的方式制造，所以需要保证两者的相位差，通过控制变齿厚箱体上的两个调相螺钉的拧入长度来调整第一内齿轮与第二内齿轮的相位差，调整完成后通过圆柱销来固定第一内齿轮在变齿厚箱体上的位置，此种设计可解决了两变厚内齿因加工翻面带来的相位误差问题，降低加工难度，而且方便后续调整。
(4)本发明中由于整个消隙过程均只在中空轴上进行，且中空轴不会发生任何旋转运动，所以在消隙过程中不会对减速器的其他部件造成任何影响。另外相比在曲柄轴上的消隙，此消隙结构解决了多根曲柄轴同时调隙时调隙量不一致的问题，有效的减小了消隙结构造成的精度损失。
(5)本发明中在碟簧与消隙外齿轮的接触面上增加了光滑的外齿轮垫片，有效的减小了外齿轮与碟簧相对转动时产生的摩擦，降低了传动机构的效率损失，从而提高了传动效率。
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多曲柄变齿厚精密传动装置的剖视图；
图2为图1中调相螺钉的剖视图；
图3为图1中消隙结构的剖视图。
附图标记：变齿厚箱体1、第一内齿轮2、第一消隙外齿轮3、第二内齿轮4、角接触球轴承5、加强型轴密封件6、第二消隙外齿轮7、输出盘8、曲柄轴9、消隙垫圈10、消隙内六角圆柱头螺钉11、外舌止动垫圈12、消隙外六角外螺纹螺母13、套筒14、第一中空轴轴承15、第一孔用卡簧16、圆锥滚子轴承垫片17、圆锥滚子轴承18、曲柄轴垫片19、滚针轴承20、圆柱销21、角接触球轴承垫片22、输入盘23、内六角圆柱头螺钉24、轴用卡簧25、行星级行星轮26、第一深沟球轴承27、输入轴28、行星级太阳轮29、第二深沟球轴承30、第二孔用卡簧31、端盖32、中空轴33、第二中空轴轴承34、止动垫片35、碟簧36、外齿轮垫片37、调相螺钉38、装配螺钉39。
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，为一种可调隙多曲柄变齿厚精密传动装置。变齿厚箱体1与输入盘23右端通过内六角圆柱头螺钉24连接的端盖32共同构成壳体。壳体内部设置第一级行星齿轮系以及与第一级行星齿轮系配合使用的第二级变齿厚齿轮系。
第二级变齿厚齿轮系包括两对并排设置的内啮合齿轮副和消隙机构，靠近输入端的一对内啮合齿轮副由第一消隙外齿轮3和与其啮合的第一内齿轮2构成，另一对内啮合齿轮副由第二消隙外齿轮7和与其啮合的第二内齿轮4构成；第一消隙外齿轮3和第二消隙外齿7轮通过滚针轴承20套装在曲柄轴9上；消隙机构包括消隙垫圈10、消隙内六角圆柱头螺钉11、外舌止动垫圈12、与输出盘8相配合的消隙外六角外螺纹螺母13、套筒14、第一中空轴轴承15、中空轴33、第二中空轴轴承34、止动垫片35、碟簧36、外齿轮垫片37，通过消隙内六角圆柱头螺钉11和消隙外六角外螺纹螺母13压紧止动垫片35和碟簧36。
第一内齿轮2和第二内齿轮4的相位差，通过变齿厚箱体1上对称布置的两个调相螺钉38来调整，第一内齿轮2在完成相位调整后通过圆柱销21固定在变齿厚箱体1上，第二内齿轮4与变齿厚箱体1一体化设计。
第一级行星齿轮系包括输入轴28、通过花键固连在曲柄轴9上的行星级行星轮26、通过过盈配合固连在输入轴28上的行星级太阳轮29，行星级行星轮26在曲柄轴9上通过对称布置的两个轴用卡簧25进行轴向定位。
曲柄轴9用于套装第一消隙外齿轮3和第二消隙外齿轮7的相应轴段为偏心轴段，对应各处皆安装有滚针轴承20，既满足了消隙要求，又可用于支撑第一消隙外齿轮3和第二消隙外齿轮7。相应地，第一消隙外齿轮3和第二消隙外齿轮7偏心布置。左端滚针轴承20通过曲轴9上对应的轴肩和曲柄轴垫片19进行轴向限位，右端滚针轴承20也是通过曲柄轴9上对应的轴肩和曲柄轴垫片19进行轴向限位。
曲柄轴9右端和输入盘23之间、曲柄轴9左端和输出盘8之间分别安装有用于支撑曲柄轴9的圆锥滚子轴承18，通过第一孔用卡簧16和曲柄轴9上的轴肩对左端的圆锥滚子轴承18进行轴向限位，同理右端的圆锥滚子轴承18也是通过曲柄轴9上的轴肩和输入盘23的挡肩进行轴向限位，输出盘8与圆锥滚子轴承18之间还设有圆锥滚子轴承垫片17。
行星级太阳轮29与端盖32、输入盘23之间分别安装有第一深沟球轴承27和第二深沟球轴承30，用来支撑行星级太阳轮29。第一深沟球轴承27由端盖32上的挡肩和行星级行星轮29上的轴肩完成轴向限位，且第一深沟球轴承27为密封轴承；第二深沟球轴承30由输入盘23上的挡肩和行星级太阳轮29上的轴肩完成轴向限位。
输出盘8与变齿厚箱体1之间安装有角接触球轴承5，以支撑输出盘8；角接触球轴承5与变齿厚箱体1之间还设有角接触球轴承垫片22。靠左端的角接触轴承5通过输出盘8上的挡肩和变齿厚箱体1上的挡肩实现轴向限位；同理输入盘23与变齿厚箱体1之间也安装了用于支撑输入盘23的角接触球轴承5，其通过输入盘23上的挡肩和变齿厚箱体1上的挡肩实现轴向限位。
中空轴33与输出盘8、输入盘23之间分别安装有第一中空轴轴承15和第二中空轴轴承34，用来支撑中空轴33，第一中空轴轴承15由左边的套筒14和右边的止动垫片35完成轴向限位，第二中空轴轴承34由左右两个第二孔用卡簧31完成轴向限位。
端盖32与输入盘23通过内六角圆柱头螺钉24装配在一起；输入盘23与输出盘8通过装配螺钉39装配在一起；变齿厚箱体1与输入盘23、输出盘8之间分别安装了加强型轴密封件6以完成整个减速器的密封工作。
该传动装置的消隙原理是：首先通过旋转消隙外六角外螺纹螺母13推动套筒14以及第一中空轴轴承15使左端的碟簧36产生一定的压缩量，从而使得第二消隙外齿轮7在左端碟簧36因压缩变形产生的轴向力的作用下发生向右的轴向移动，迫使第二消隙外齿轮7和第二内齿轮4相啮合；碟簧36和第一中空轴轴承15之间用止动垫片35隔开以减少二者的相互摩擦，从而减少效率的损失。在第二消隙外齿轮7完成消隙之后，再通过控制消隙内六角圆柱头螺钉11拧入中空轴33的螺纹长度来拉动中空轴33整体向左移动调节右侧碟簧36的压缩量，从而使得第一消隙外齿轮3在右端碟簧36因压缩变形产生的轴向力的作用下发生向左的轴向移动，同时采用外舌止动垫圈12对消隙内六角圆柱头螺钉11进行防松处理，迫使第一消隙外齿轮3和第一内齿轮2相啮合完成消隙，消隙的完成可有效的提高齿轮副的承载能力，实现无回差的精密传动。
第一内齿轮2和第二内齿轮4采用一体化加工后分离，因加工翻面造成的相位差，可以通过控制对称布置在变齿厚箱体1上的两个调相螺钉38拧入的螺纹长度来调整。
工作时，首先由输入轴28输入动力，经过第一级行星齿轮系的传动，由行星级行星轮26将动力输出到第二级变齿厚齿轮传动系的曲柄轴9，曲柄轴9带动两对内啮合齿轮副传动，第一消隙外齿轮3和第二消隙外齿轮7的转动由曲柄轴9传递至输出盘8，完成扭矩输出；同时，由碟簧36、第一内齿轮2和第一消隙外齿轮3、第二内齿轮4和第二消隙外齿轮7的消隙作用保证传动装置的传动精度，提高传动装置的承载能力。
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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