一種組合式二級減速裝置的製作方法

2023-06-20 13:53:08

1.本發明涉及齒輪減速裝置技術領域，具體是一種組合式二級減速裝置。


背景技術：

2.目前，基於少齒差減速原理的減速結構在現有技術中已經比較成熟。
3.本技術人的在先申請cn202211555299.8《一種組合式減速器》提供了一種通過滾動式嚙合傳動的結構，其包括基體、輸入平面波輪、輸出平面齒輪、活齒組件及壓簧，利用輸入平面波輪驅動活齒組件上下波動從而推動輸出平面齒輪做減速運動，其中，輸入平面波輪設置有沿周向布置的波形結構，該波形結構的下表面活齒組件的上端滾動配合，當輸入平面波輪轉動時，波形結構的下表面推動活齒組件形成在周向上的連續波動，活齒組件的下端與輸出平面齒輪的齒滾動嚙合。
4.上述採用活齒結構的減速器消除了現有齒與齒之間剛性嚙合的幹涉問題，提高了力的傳遞穩定性，實現了扭矩、功率的均衡輸出；同時，由於消除了齒嚙合的幹涉問題，還降低了齒的修形難度。由於上述輸出平面齒輪上的齒圈是直接加工出來的，如果作為小型減速裝置使用，其具有很大的優勢，但是，當需要製造大型、超大型減速裝置時，就要在大型齒輪上加工出若干個個齒，而個齒之間對齒距、齒形都具有很高的要求，現有的齒輪製造裝備和工藝存在許多制約和困難，導致齒圈製造精度低、影響傳動效果。
5.因此，對於目前的大型減速結構，有待於做進一步的改進。


技術實現要素：

6.本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀，提供一種便於對大型齒圈進行加工製造且所得齒距、齒形精度高從而能提高傳動效果的組合式二級減速裝置。
7.本發明解決上述技術問題所採用的技術方案為：
8.一種組合式二級減速裝置，包括：
9.基體；
10.輸入輪，能轉動地設於所述基體頂部，用於與驅動機構相連接；
11.輸出輪，能轉動地設於所述基體底部，用於與待驅動設備相連接；
12.第一減速傳動結構，傳動連接於所述輸入輪與輸出輪之間；
13.還包括：所述驅動機構通過第二減速傳動結構與輸入輪相連接，所述輸入輪、輸出輪設置有分別通過嚙合結構接收動力的齒圈，且若干個個齒脫卸式組裝構成相應的齒圈。
14.在本發明中，所述輸入輪的上表面設置有齒端朝上布置的第一齒圈，該第一齒圈包括有若干個沿輸入輪周向依次排布的第一個齒。通過若干個第一個齒拼接處第一齒圈，無需專用的大型制齒設備，使用通用的設備即可製造大型、超大型的減速裝置，對大型減速裝備的製造有著十分重大的現實意義和經濟意義。
15.優選地，所述第一個齒包括自下而上依次銜接的第一圓柱部分、扇形塊部分、第一齒形部分，所述輸入輪的上表面開設有沿周向布置的環形槽，所述環形槽的底壁開有供第
一圓柱部分插置其中的第一插孔，所述扇形塊部分容置在環形槽中且在環形槽徑向上外大內小從而與環形槽的內外側壁相匹配，所述第一齒形部分露出於環形槽之上，相鄰兩第一個齒的第一齒形部分之間構成齒槽。採用上述結構，可以拼接出整體性好的第一齒圈，以適配輸入件的環狀結構。
16.作為改進，所述環形槽中灌裝有用於填充縫隙的環氧樹脂，在灌裝完環氧樹脂且未固化狀態下，運行驅動件從而利用其與第一齒圈的嚙合傳動修整嚙合面。如果採用現有的制齒設備製造第一齒圈，實際上修齒難度很高，難以做到精準，而本發明利用拼接而成的第一齒圈之間的縫隙(各第一個齒之間有一定的可調度)，在環形樹脂未固化之前，運行驅動件從而利用驅動件上的輸出齒輪與第一齒圈的嚙合傳動修整嚙合面，達到高精度修齒效果，同時，修齒完畢後，固化的環氧樹脂將第一齒圈固定為一個整體，可靠性好。
17.優選地，所述驅動機構包括有至少兩個獨立的驅動件，該驅動件設於輸入輪的旁側且輸出軸沿輸入輪徑向向第一齒圈上方延伸，所述驅動件的輸出軸上連接有能與第一齒圈嚙合傳動的齒輪，該齒輪與所述第一齒圈共同構成所述的第二減速傳動結構。現有的大型減速裝置必須配置大型的動力設備，製造單臺的大型動力設備不僅難以實現，且製備成本很高，本發明採用多個獨立的驅動件通過減速傳動結構驅動輸入輪轉動，不僅便於進行一級減速，還能降低動力設備要求及製造成本。
18.在本發明中，所述輸出輪的上表面設置有齒端朝上布置的第二齒圈，該第二齒圈包括有若干個沿輸出輪周向依次排布的第二個齒。通過若干個第二個齒拼接處第二齒圈，無需專用的大型制齒設備，使用通用的設備即可製造大型、超大型的減速裝置，對大型減速裝備的製造有著十分重大的現實意義和經濟意義。
19.優選地，所述第二個齒包括自下而上依次銜接的第二圓柱部分、第二齒形部分，所述輸出輪的上表面開設有供第二圓柱部分插置其中的第二插孔，所述第二齒形部分位於輸出輪上表面之上，相鄰兩第二個齒的第二齒形部分之間構成齒槽。採用上述結構，可以拼接出整體性好的第二齒圈，以適配輸出件的環狀結構。
20.作為改進，所述第二插孔中設置有貼近第二插孔內壁插置其中的滑動套，所述第二圓柱部分插置在滑動套中，裝配完畢狀態下，所述滑動套內壁與第二圓柱部分外壁之間具有間隙。上述間隙允許第二個齒之間可做小角度齒向偏轉，以提嚙合面的適配度，降低摩擦，滿足大負載要求。
21.優選地，所述滑動套的內周壁上開設有多個沿周向間隔排布且沿徑向延伸的凹坑，相鄰兩凹坑之間形成能與第二圓柱部分的外壁面配合的凸稜。該結構有利於提高滑動套對第二個齒的約束精度。
22.作為改進，所述第二圓柱部分開設有自底壁向上延伸的缺口，所述第二插孔的底部設置有呈倒置u形結構的彈性件，該彈性件上部容置在缺口中且封閉端與缺口頂部相抵，所述彈性件的下端約束在第二插孔的底壁。上述彈性件可使第二個齒始終維持沿第二圓柱部分軸向上的保持姿態，在第二個齒上方的第一減速傳動結構與第二個齒嚙合時，推動第二個齒做小角度的齒向偏轉，使得第一減速傳動結構的下端輪母線始終與第二個齒的平面齒形直線接觸，以降低幹涉與摩擦，提高傳動效果。
23.優選地，所述的缺口呈倒置的v形結構，且該v形結構的封閉端通過圓弧面過渡。所述第二插孔的底壁上開有沿輸出輪徑向間隔排布的用於對u形結構的開口端相配合的第一
限位孔、第二限位孔。上述結構便於提高對彈性件的限位效果。
24.為了便於對第二個齒的上下位置進行限制，所述輸出輪的上表面還設置有用於將第二個齒約束在輸出輪上的壓板，該壓板為多塊沿輸出輪周向間隔排布，所述第二齒形部分的側部設置有向外延伸的壓邊，所述壓板通過螺釘鎖緊在輸出輪上且內側具有將壓邊夾持其中的夾槽。
25.在本發明中，所述的輸入輪為輸入平面波輪，所述輸入平面波輪的下表面設置有沿周向布置且高低起伏的波形結構，該波形結構包括有至少兩個向下的凸起部分，所述的輸出輪為輸出平面齒輪。
26.優選地，所述的第一減速傳動結構包括活齒組件及壓簧，所述活齒組件能上下移動地約束在基體中且上端與波形結構的下表面滾動配合、下端與輸出平面齒輪的第二齒圈滾動嚙合，所述活齒組件的數量大於輸出平面齒輪上第二個齒的數量；所述壓簧設於基體中，使所述活齒組件始終保持上端與波形結構接觸的趨勢。採用上述活齒組件結構，使活齒在保持剛性結構的基礎上，能與齒進行滾動嚙合，消除現有齒與齒的嚙合幹涉問題，以提高承載力，實現減速裝置扭矩、功率的均衡輸出。
27.與現有技術相比，本發明的優點在於：本發明通過拼接的方式由多個齒相互組合形成完成的齒圈，該齒圈分別設於輸入輪、輸出輪上，從而分別通過嚙合結構接收來自上遊的動力；本發明通過拼接方式將齒圈結構活齒化，無需專用的大型制齒設備，使用通用的設備即可製造大型、超大型的減速裝置，不僅便於對大型齒圈進行加工製造，且有利於提高所得齒距、齒形精度；而驅動機構採用多個獨立的驅動件進行組合驅動，大大降低了動力設備要求及製造成本。
附圖說明
28.圖1為本發明實施例的結構示意圖；
29.圖2為圖1另一角度的結構示意圖；
30.圖3為本發明實施例的剖視圖；
31.圖4為圖3中a部分的放大圖；
32.圖5為本發明實施例中第一齒圈與輸入輪的裝配圖；
33.圖6為本發明實施例中第二齒圈與輸出輪的裝配圖；
34.圖7為本發明實施例中輸入輪的結構示意圖；
35.圖8為本發明實施例中輸入輪另一角度的結構示意圖。
具體實施方式
36.以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。
37.如圖1～8所示，本實施例的組合式二級減速裝置包括基體1、輸入輪2、輸出輪3、第一減速傳動結構、第二減速傳動結構。輸入輪2能轉動地設於基體1頂部，用於與驅動機構相連接，輸出輪3能轉動地設於基體1底部，用於與待驅動設備相連接，第一減速傳動結構傳動連接於輸入輪2與輸出輪3之間。驅動機構包括有至少兩個獨立的驅動件9，本實施例中設置有6個，驅動件9通過第二減速傳動結構90與輸入輪相連接，輸入輪、輸出輪設置有分別通過嚙合結構接收動力的齒圈，且若干個個齒脫卸式組裝構成相應的齒圈。
38.為了方便說明，本實施例中的輸入輪2採用本技術人的在先申請cn202211555299.8中的輸入平面波輪，輸出輪3採用本技術人的在先申請cn202211555299.8中的輸出平面齒輪，第一減速傳動結構採用本技術人的在先申請cn202211555299.8中的活齒組件4及壓簧5。當然，需要強調的是，本發明對於齒圈活齒化的技術構思，即使在不採用上述結構的輸入平面波輪、輸出平面齒輪、活齒組件4及壓簧5時也應能獨立實現，並獲得相應的技術效果。
39.在本實施例中，如圖3、5所示，輸入輪2的上表面設置有齒端朝上布置的第一齒圈21』，該第一齒圈21』包括有若干個沿輸入輪2周向依次排布的第一個齒211』。通過若干個第一個齒211』拼接處第一齒圈21』，無需專用的大型制齒設備，使用通用的設備即可製造大型、超大型的減速裝置，對大型減速裝備的製造有著十分重大的現實意義和經濟意義。
40.第一個齒21』包括自下而上依次銜接的第一圓柱部分2111、扇形塊部分2112、第一齒形部分2113，輸入輪2的上表面開設有沿周向布置的環形槽22』，環形槽22』的底壁開有供第一圓柱部分2111插置其中的第一插孔221』，扇形塊部分2112容置在環形槽22』中且在環形槽22』徑向上外大內小從而與環形槽22』的內外側壁相匹配，第一齒形部分2113露出於環形槽22』之上，相鄰兩第一個齒211』的第一齒形部分2113之間構成齒槽。採用上述結構，可以拼接出整體性好的第一齒圈21』，以適配輸入件2的環狀結構。
41.環形槽22』中灌裝有用於填充縫隙的環氧樹脂，在灌裝完環氧樹脂且未固化狀態下，運行驅動件9從而利用其與第一齒圈21』的嚙合傳動修整嚙合面。如果採用現有的制齒設備製造第一齒圈，實際上修齒難度很高，難以做到精準，而本發明利用拼接而成的第一齒圈之間的縫隙(各第一個齒之間有一定的可調度)，在環形樹脂未固化之前，運行驅動件從而利用驅動件上的輸出齒輪與第一齒圈的嚙合傳動修整嚙合面，達到高精度修齒效果，同時，修齒完畢後，固化的環氧樹脂將第一齒圈固定為一個整體，可靠性好。
42.如圖3所示，本實施例的驅動件9為電機，設於輸入輪2的旁側且輸出軸91沿輸入輪2徑向向第一齒圈21』上方延伸，驅動件9的輸出軸91上連接有能與第一齒圈21』嚙合傳動的齒輪92，該齒輪92與第一齒圈21』共同構成第二減速傳動結構。對於大型建設裝置來說，採用多個獨立的驅動件9通過減速傳動結構驅動輸入輪轉動，不僅便於進行一級減速，還能降低動力設備要求及製造成本。
43.在本實施例中，如圖3、6所示，輸出輪3的上表面設置有齒端朝上布置的第二齒圈31』，該第二齒圈31』包括有若干個沿輸出輪3周向依次排布的第二個齒311』。通過若干個第二個齒311』拼接處第二齒圈31』，無需專用的大型制齒設備，使用通用的設備即可製造大型、超大型的減速裝置，對大型減速裝備的製造有著十分重大的現實意義和經濟意義。
44.第二個齒311』包括自下而上依次銜接的第二圓柱部分3111、第二齒形部分3112，輸出輪3的上表面開設有供第二圓柱部分3111插置其中的第二插孔32』，第二齒形部分3112位於輸出輪3上表面之上，相鄰兩第二個齒311』的第二齒形部分3112之間構成齒槽。採用上述結構，可以拼接出整體性好的第二齒圈31』，以適配輸出件3的環狀結構。
45.本實施例的第二插孔32』中設置有貼近第二插孔32』內壁插置其中的滑動套33』，第二圓柱部分3111插置在滑動套33』中，裝配完畢狀態下，滑動套33』內壁與第二圓柱部分3111外壁之間具有間隙。上述間隙允許第二個齒311』之間可做小角度齒向偏轉，以提嚙合面的適配度，降低摩擦，滿足大負載要求。
46.滑動套33』的內周壁上開設有多個沿周向間隔排布且沿徑向延伸的凹坑331』，相鄰兩凹坑331』之間形成能與第二圓柱部分3111的外壁面配合的凸稜332』。該結構有利於提高滑動套33』對第二個齒311』的約束精度。
47.第二圓柱部分3111開設有自底壁向上延伸的缺口3110，第二插孔32』的底部設置有呈倒置u形結構的彈性件34』，彈性件34』採用金屬鋼絲製作。該彈性件34』上部容置在缺口3110中且u形結構的封閉端與缺口3111頂部相抵，彈性件34』的下端約束在第二插孔32』的底壁。上述彈性件34』可使第二個齒311』始終維持沿第二圓柱部分3111軸向上的保持姿態，在第二個齒3111上方的第一減速傳動結構與第二個齒3111嚙合時，推動第二個齒3111做小角度的齒向偏轉，使得第一減速傳動結構的下端輪母線始終與第二個齒3111的平面齒形直線接觸，以降低幹涉與摩擦，提高傳動效果。
48.上述缺口3110呈倒置的v形結構，且該v形結構的封閉端通過圓弧面過渡。第二插孔32』的底壁上開有沿輸出輪2徑向間隔排布的用於對u形結構的開口端相配合的第一限位孔321』、第二限位孔322』，以提高對彈性件34』的限位效果。
49.為了便於對第二個齒3111的上下位置進行限制，輸出輪2的上表面還設置有用於將第二個齒3111約束在輸出輪2上的壓板35』，該壓板35』為多塊沿輸出輪2周向間隔排布，第二齒形部分3112的側部設置有向外延伸的壓邊3113，壓板35』通過螺釘鎖緊在輸出輪32』上且內側具有將壓邊3113夾持其中的夾槽351』。
50.在本實施例中，輸入平面波輪2能轉動地設於基體1頂部，輸入平面波輪2上表面為動力輸出處、與驅動件9連接，輸入平面波輪2的下表面設置有沿周向布置且高低起伏的波形結構21，該波形結構21包括有三個向下的凸起部分211。輸出平面齒輪3的下端連接於需要減速的裝置體上。活齒組件4能上下移動地約束在基體1中且上端與波形結構21的下表面滾動配合、下端與輸出平面齒輪3的第二齒圈31』滾動嚙合，活齒組件4的數量大於輸出平面齒輪3上第二個齒3111的數量。壓簧5設於基體1中，使活齒組件4始終保持上端與波形結構21接觸的趨勢。
51.本實施例減速器的減速比設計以輸入平面波輪2上的波數為基數設計，即輸入平面波輪2上設計有幾個波，活齒組件4的個數與輸出平面齒輪3上的齒數差即多少。在本實施例中，波形結構21的數量為n，活齒組件4的數量為z1，輸出平面齒輪3上的齒31的數量為z2，則n＝(z1-z2)，減速比為z2:(z1-z2)。
52.本實施例的波形結構21所對應的展開波形線包括三個相互銜接的v形波段，即一個凸起部分211對應一個v形波段，該v形波段的尖端處通過圓弧段212平滑過渡。採用這樣的結構，v形波段的直線段與原始創建平面之間的夾角為波動角，v形波段的兩直線段之間的圓弧段212為過渡部分，該結構有利於提高活齒組件4與波形結構21之間的接觸穩定性及可靠性，並進一步消除活齒組件4下端與第二個齒3111之間的幹涉。
53.在本實施例中，基體1的中部設置有橫向布置的裝配塊11，輸入平面波輪2底部的中央部位通過第一軸承組件100轉動連接於該裝配塊11的頂部，輸出平面齒輪3頂部的中央部位通過第二軸承組件200轉動連接於該裝配塊11的底部，裝配塊11上開有多個沿周向間隔布置且上下貫通的供活齒組件4穿過的裝配孔111。輸入平面波輪2的外邊緣處向下延伸形成波形結構21，輸出平面齒輪3上表面的邊緣向上設置第二齒圈31』，波形結構21的下表面與裝配孔111、第二齒圈31』自上而下對應。
54.本實施例的活齒組件4包括頂座41、活齒連接柱42、齒座43、滾輪44及柱銷45。頂座41設於裝配塊11之上且頂部與波形結構21的下表面滾動配合。活齒連接柱42能上下移動的穿過裝配孔111布置且上端與頂座41相連接，活齒連接柱42的上端與頂座41的底部通過過盈靜配合方式固定連接，齒座43連接於活齒連接柱42的下端，活齒連接柱42的下端與齒座43的頂部通過過盈靜配合方式固定連接。滾輪44能轉動地設於齒座43的底部，與相鄰兩齒31之間形成齒面滾動配合，柱銷45用於將滾輪44約束在齒座43的底部。該結構使活齒在保持剛性結構的基礎上，能與齒31進行滾動嚙合，消除現有齒與齒的嚙合幹涉問題，以提高承載力，實現減速裝置扭矩、功率的均衡輸出。裝配塊11的上表面開設有向下延伸且用於容置壓簧5的安裝槽112，壓簧5的下部容置在該安裝槽112中、上端與頂座41相抵。上述結構便於對壓簧5進行安裝，並通過壓簧5使活齒組件4的上端始終與波形結構21的下表面保持接觸。
55.本實施例中活齒組件4的其他細節結構與在先申請cn202211555299.8相同，在此不做贅述。
56.本實施例基體1的頂部設置有上蓋板01，用於將輸入輪2及其裝配結構包圍其中，驅動件9設置在上蓋板外側且輸出軸91穿過上蓋板布置。
57.需要說明的是，為了更清楚、直觀的體現個齒與相應輸入輪2、輸出輪3之間的裝配關係，本實施例在圖5、圖6中隱藏了一部分個齒及相應插孔，體現為相鄰個齒之間具有間距，而實際上，本實施例的個齒與個齒之間基本不存在明顯的裝配間距，具體如圖3所示。
58.本實施例通過拼接的方式由多個齒相互組合形成完成的齒圈，該齒圈分別設於輸入輪2、輸出輪3上，從而分別通過嚙合結構接收來自上遊的動力；本實施例通過拼接方式將齒圈結構活齒化，無需專用的大型制齒設備，使用通用的設備即可製造大型、超大型的減速裝置，不僅便於對大型齒圈進行加工製造，且有利於提高所得齒距、齒形精度；而驅動機構採用多個獨立的驅動件進行組合驅動，大大降低了動力設備要求及製造成本。
59.在本發明的說明書及權利要求書中使用了表示方向的術語，諸如「前」、「後」、「上」、「下」、「左」、「右」、「側」、「頂」、「底」等，用來描述本發明的各種示例結構部分和元件，但是在此使用這些術語只是為了方便說明的目的，是基於附圖中顯示的示例方位而確定的。由於本發明所公開的實施例可以按照不同的方向設置，所以這些表示方向的術語只是作為說明而不應視作為限制，比如「上」、「下」並不一定被限定為與重力方向相反或一致的方向。