双轴驱动锥齿差速减速器制造技术

本发明专利技术是一种双轴驱动锥齿差速减速器，其涉及一种减速器，包括输出法兰部件、行星支架部件、固定筒部件、端板部件、联动轴部件。所述减速器的行星支架结构尺寸不受锥齿轮径向尺寸限制、承载能力大，所述减速器在体积不变的情况下额定输出转矩大，所述减速器能够改变输出转速和减速比，并且在电动机一与电动机二不停机的前提下改变减速器输出端旋转方向，能够实现所述减速器输出转速不变的前提下同时增加或者同时降低所述减速器的输出功率和输出转矩，以及实现所述减速器输出转速不变的前提下调节所述减速器减速比的控制要求，使所述减速器在应用于工业机器人、数控机床等智能装备领域时，化解惯量匹配与运行速度的设计矛盾。化解惯量匹配与运行速度的设计矛盾。化解惯量匹配与运行速度的设计矛盾。

【技术实现步骤摘要】
双轴驱动锥齿差速减速器


[0001]本专利技术是一种双轴驱动锥齿差速减速器，其涉及一种减速器，特别是涉及一种行星支架和输出法兰位于锥齿轮一和锥齿轮二径向外侧、额定输出转矩大的双轴驱动锥齿差速减速器。

技术介绍

[0002]申请公布号CN109854681A的双锥齿差速减速机构是一种采用两个电动机分别驱动双锥齿轮一和双锥齿轮二的速度差，获得低转速输出的双锥齿差速减速机构。申请公布号CN109736047A的洗衣机双锥齿差速减速系统控制法是双锥齿差速减速机构应用于洗衣机的方法。上述现有技术方案中行星支架位于双锥齿轮一和双锥齿轮二的径向内侧，行星支架传动轴是输出轴，输出轴通过行星轴与行星支架连接，输出轴、行星轴、行星支架的结构尺寸受到双锥齿轮一和双锥齿轮二的径向尺寸限制，上述零部件承载能力小，导致该技术方案在减速器体积不变的情况下额定输出转矩小，无法满足智能装备系统负载转矩大的技术要求。
[0003]惯量匹配是智能装备系统设计的一项重要指标，惯量匹配是指电机转子惯量与负载惯量相匹配。以工业机器人为例，工业机器人运行时手臂伸展越长、负载越大、速度越快则惯性力越大，导致工业机器人的路径精度和跟踪精度越差。工业机器人运行时的惯性力是动态变化的，负载惯量折算到电机轴的惯量等于负载惯量除以减速器减速比的平方，现有技术通过改变减速器减速比的方法进行惯量匹配，该方法增加减速器的减速比降低负载惯量大的装置运行速度，形成惯量匹配与运行速度的设计矛盾，智能装备系统的惯量匹配需要一种在额定输出转矩大的前提下减速比能够变化，并且在减速器输出转速不变的前提下能够调节减速比的减速器。
[0004]智能装备系统的电动机多数工作在恒转矩模式，以机床为例，加工大尺寸零件时需要低转速大转矩，数控机床需要配置减速器增加输出转矩，若仅采用变频控制器降低电动机转速，电动机输出功率下降，导致电动机通过减速器的输出转矩下降，现有减速器技术无法满足数控机床在额定输出转矩大的前提下，以及减速器输出转速不变的前提下同时增加或者同时降低减速器的输出功率和输出转矩的控制要求。
[0005]上述现有技术方案中，若同时调节两个电动机的输出转速和输出功率，在保持两个电动机驱动双锥齿差速减速机构的速度差不变的前提下，同时提高或者同时降低两个电动机的输出转速，即同时提高或者同时降低两个电动机驱动双锥齿差速减速机构的输出功率，则上述现有技术方案能够实现数控机床在输出相同转速时同时调节电动机输出功率和输出转矩的控制要求，但是上述现有技术方案无法满足额定输出转矩大的技术要求，智能装备系统的普及应用需要一种额定输出转矩大、减速比能够变化的减速器技术方案。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是克服现有技术方案中输出轴、行星轴、行星支架的结构尺寸受到
双锥齿轮径向尺寸限制、零部件承载能力小，导致现有技术方案在减速器体积不变的情况下额定输出转矩小的缺点，提供一种在减速器体积不变的情况下额定输出转矩大、减速比能够变化的减速器技术方案，该技术方案能够应用于工业机器人、数控机床等智能装备领域。本专利技术的实施方案如下：所述减速器包括输出法兰部件、行星支架部件、固定筒部件、端板部件、联动轴部件。输出法兰部件包括输出法兰、锥齿轮二、轴承二。行星支架部件包括行星支架、行星轴、行星轴套、行星锥齿轮、压环二、螺钉二。固定筒部件包括固定筒、轴承三、压环一、螺钉一、轴承一、锥齿轮一、联动齿轮一、键条三、定位轴套三、定位轴套一、输入齿轮一、定位轴套二、输入齿轮二。端板部件包括端板、轴承四、螺钉三、输入轴套一、输入轴套二。联动轴部件包括联动轴、联动齿轮二、键条一、键条二、定位环。输出法兰部件、行星支架部件、固定筒部件、端板部件沿着轴向依次排列，通过螺钉二把输出法兰部件和行星支架部件连接固定在一起，固定筒部件的轴承三的内圈安装在行星支架部件径向外侧，通过螺钉三把端板部件和固定筒部件连接固定在一起，联动轴部件分别安装在输出法兰部件、行星支架部件、固定筒部件、端板部件的径向内侧，电动机一和电动机二安装在端板轴向外侧。
[0007]所述减速器中，输出法兰、行星支架、压环二、轴承三的内圈连接固定在一起组成输出端，轴承三的外圈、压环一、固定筒、端板连接固定在一起组成固定端，电动机一的电机轴一通过输入键条一与输入齿轮一连接固定在一起组成输入端一，电动机二的电机轴二通过输入键条二与输入齿轮二连接固定在一起组成输入端二。以行星支架轴线为基准，输出法兰、固定筒与行星支架同轴，并且，锥齿轮二、锥齿轮一、联动齿轮一、联动齿轮二与行星支架同轴。行星锥齿轮通过行星轴安装在行星支架径向内侧，行星锥齿轮位于锥齿轮二与锥齿轮一轴向之间，行星锥齿轮分别与锥齿轮二和锥齿轮一啮合，则行星支架位于锥齿轮二与锥齿轮一径向外侧，锥齿轮二齿数与锥齿轮一齿数相等，并且，锥齿轮二齿数和锥齿轮一齿数等于行星支架部件中行星锥齿轮数量的整数倍。
[0008]锥齿轮二和联动齿轮二安装固定在联动轴的轴向两端，锥齿轮一通过定位轴套三安装在联动轴轴向中间位置，联动齿轮一通过键条三安装在锥齿轮一轴向外侧一端，锥齿轮一、联动齿轮一位于锥齿轮二和联动齿轮二轴向之间，输入齿轮一位于联动齿轮一径向外侧，输入齿轮一与联动齿轮一啮合，输入齿轮二位于联动齿轮二径向外侧，输入齿轮二与联动齿轮二啮合，输入齿轮一、联动齿轮一、输入齿轮二、联动齿轮二是圆柱形外齿轮。
[0009]所述减速器的电动机一旋转方向与电动机二旋转方向相反，电动机一驱动输入齿轮一旋转，电动机二驱动输入齿轮二旋转，输入齿轮一旋转方向与输入齿轮二旋转方向相反，输入齿轮一依次通过联动齿轮一、键条三驱动锥齿轮一旋转，输入齿轮二依次通过联动齿轮二、键条一、联动轴、键条二驱动锥齿轮二旋转，联动齿轮一旋转方向与联动齿轮二旋转方向相反，锥齿轮一旋转方向与锥齿轮二旋转方向相反。若输入齿轮一齿数与输入齿轮二齿数相等，联动齿轮一齿数与联动齿轮二齿数相等，并且电动机一旋转速度与电动机二旋转速度相等，则锥齿轮一旋转速度与锥齿轮二旋转速度相等，锥齿轮一与锥齿轮二共同驱动行星锥齿轮围绕行星轴轴线自转，行星支架处于静止状态，所述减速器输出转速为零。此时若增加电动机二旋转速度，使电动机二旋转速度大于电动机一旋转速度，锥齿轮一与锥齿轮二共同驱动行星锥齿轮围绕行星轴轴线自转的同时，行星锥齿轮还会围绕行行星支架轴线公转，行星锥齿轮驱动行星支架低转速旋转，行星支架旋转速度等于锥齿轮二旋转
速度与锥齿轮一旋转速度之差的一半，行星支架旋转方向与锥齿轮二旋转方向相同，行星支架依次通过螺钉二、输出法兰向负载装置传递输出转矩，所述减速器输出转速等于行星支架旋转速度，所述减速器的减速比一等于电动机一旋转速度与行星支架旋转速度的比值，所述减速器的减速比二等于电动机二旋转速度与行星支架旋转速度的比值，通过改变电动机二旋转速度与电动机一旋转速度之差，既能够改变所述减速器输出转速，又能够改变所述减速器的减速比。
[0010]在电动机一旋转方向与电动机二旋转方向不变的前提下，同时改变电动机一旋转速度与电动机二旋转速度，使电动机一旋转速度大于电动机二旋转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双轴驱动锥齿差速减速器，其特征在于：所述减速器包括输出法兰部件、行星支架部件、固定筒部件、端板部件、联动轴部件；输出法兰部件包括输出法兰(9)、锥齿轮二(7)、轴承二(8)；行星支架部件包括行星支架(1)、行星轴(2)、行星轴套(3)、行星锥齿轮(4)、压环二(13)、螺钉二(60)；固定筒部件包括固定筒(30)、轴承三(11)、压环一(10)、螺钉一(12)、轴承一(34)、锥齿轮一(35)、联动齿轮一(32)、键条三(15)、定位轴套三(31)、定位轴套一(14)、输入齿轮一(16)、定位轴套二(33)、输入齿轮二(25)；端板部件包括端板(20)、轴承四(21)、螺钉三(29)、输入轴套一(17)、输入轴套二(28)；联动轴部件包括联动轴(6)、联动齿轮二(24)、键条一(22)、键条二(5)、定位环(23)；输出法兰部件、行星支架部件、固定筒部件、端板部件沿着轴向依次排列，通过螺钉二(60)把输出法兰部件和行星支架部件连接固定在一起，固定筒部件的轴承三(11)的内圈安装在行星支架部件径向外侧，通过螺钉三(29)把端板部件和固定筒部件连接固定在一起，联动轴部件分别安装在输出法兰部件、行星支架部件、固定筒部件、端板部件的径向内侧，电动机一(19)和电动机二(27)安装在端板(20)轴向外侧；所述减速器中，输出法兰(9)、行星支架(1)、压环二(13)、轴承三(11)的内圈连接固定在一起组成输出端，轴承三(11)的外圈、压环一(10)、固定筒(30)、端板(20)连接固定在一起组成固定端，电动机一(19)的电机轴一(94)通过输入键条一(18)与输入齿轮一(16)连接固定在一起组成输入端一，电动机二(27)的电机轴二(93)通过输入键条二(26)与输入齿轮二(25)连接固定在一起组成输入端二；以行星支架轴线(36)为基准，输出法兰(9)、固定筒(30)与行星支架(1)同轴，并且，锥齿轮二(7)、锥齿轮一(35)、联动齿轮一(32)、联动齿轮二(24)与行星支架(1)同轴；行星锥齿轮(4)通过行星轴(2)安装在行星支架(1)径向内侧，行星锥齿轮(4)位于锥齿轮二(7)与锥齿轮一(35)轴向之间，行星锥齿轮(4)分别与锥齿轮二(7)和锥齿轮一(35)啮合，则行星支架(1)位于锥齿轮二(7)与锥齿轮一(35)径向外侧，锥齿轮二(7)齿数与锥齿轮一(35)齿数相等，并且，锥齿轮二(7)齿数和锥齿轮一(35)齿数等于行星支架部件中行星锥齿轮(4)数量的整数倍；锥齿轮二(7)和联动齿轮二(24)安装固定在联动轴(6)的轴向两端，锥齿轮一(35)通过定位轴套三(31)安装在联动轴(6)轴向中间位置，联动齿轮一(32)通过键条三(15)安装在锥齿轮一(35)轴向外侧一端，锥齿轮一(35)、联动齿轮一(32)位于锥齿轮二(7)和联动齿轮二(24)轴向之间，输入齿轮一(16)位于联动齿轮一(32)径向外侧，输入齿轮一(16)与联动齿轮一(32)啮合，输入齿轮二(25)位于联动齿轮二(24)径向外侧，输入齿轮二(25)与联动齿轮二(24)啮合，输入齿轮一(16)、联动齿轮一(32)、输入齿轮二(25)、联动齿轮二(24)是圆柱形外齿轮；所述减速器的电动机一(19)旋转方向与电动机二(27)旋转方向相反，电动机一(19)驱动输入齿轮一(16)旋转，电动机二(27)驱动输入齿轮二(25)旋转，输入齿轮一旋转方向(41)与输入齿轮二旋转方向(45)相反，输入齿轮一(16)依次通过联动齿轮一(32)、键条三(15)驱动锥齿轮一(35)旋转，输入齿轮二(25)依次通过联动齿轮二(24)、键条一(22)、联动轴(6)、键条二(5)驱动锥齿轮二(7)旋转，联动齿轮一旋转方向(43)与联动齿轮二旋转方向(37)相反，锥齿轮一旋转方向(54)与锥齿轮二旋转方向(47)相反；若输入齿轮一(16)齿数与输入齿轮二(25)齿数相等，联动齿轮一(32)齿数与联动齿轮二(24)齿数相等，并且电动机一(19)旋转速度与电动机二(27)旋转速度相等，则锥齿轮一(35)旋转速度与锥齿轮二
(7)旋转速度相等，锥齿轮一(35)与锥齿轮二(7)共同驱动行星锥齿轮(4)围绕行星轴轴线(52)自转，行星支架(1)处于静止状态，所述减速器输出转速为零；此时若增加电动机二(27)旋转速度，使电动机二(27)旋转速度大于电动机一(19)旋转速度，锥齿轮一(35)与锥齿轮二(7)共同驱动行星锥齿轮(4)围绕行星轴轴线(52)自转的同时，行星锥齿轮(4)还会围绕行行星支架轴线(36)公转，行星锥齿轮(4)驱动行星支架(1)低转速旋转，行星支架(1)旋转速度等于锥齿轮二(7)旋转速度与锥齿轮一(35)旋转速度之差的一半，行星支架旋转方向(49)与锥齿轮二旋转方向(47)相同，行星支架(1)依次通过螺钉二(60)、输出法兰(9)向负载装置传递输出转矩，所述减速器输出转速等于行星支架(1)旋转速度，所述减速器的减速比一等于电动机一(19)旋转速度与行星支架(1)旋转速度的比值，所述减速器的减速比二等于电动机二(27)旋转速度与行星支架(1)旋转速度的比值，通过改变电动机二(27)旋转速度与电动机一(19)旋转速度之差，既能够改变所述减速器输出转速，又能够改变所述减速器的减速比；在电动机一(19)旋转方向与电动机二(27)旋转方向不变的前提下，同时改变电动机一(19)旋转速度与电动机二(27)旋转速度，使电动机一(19)旋转速度大于电动机二(27)旋转速度，则行星支架旋转方向(49)与锥齿轮一旋转方向(54)相同，实现电动机一(19)与电动机二(27)不停机的前提下改变所述减速器输出端旋转方向的目的；若电动机一(19)与电动机二(27)工作在恒转矩模式，在保持电动机一(19)旋转速度与电动机二(27)旋转速度之差不变的前提下，若同时提高电动机一(19)旋转速度与电动机二(27)旋转速度，则所述减速器输出转速不变，电动机一(19)输出功率与电动机二(27)输出功率同时增加，所述减速器输出功率增加，并且，所述减速器输出转矩增加，在所述减速器输出转速不变的前提下，所述减速器的减速比一和减速比二同时增加，在保持电动机一(19)旋转速度与电动机二(27)旋转速度之差不变的前提下，若同时降低电动机一(19)旋转速度与电动机二(27)旋转速度，则所述减速器输出转速不变，电动机一(19)输出功率与电动机二(27)输出功率同时降低，所述减速器输出功率降低，并且，所述减速器输出转矩降低，在所述减速器输出转速不变的前提下，所述减速器的减速比一和减速比二同时降低，实现所述减速器输出转速不变的前提下同时增加或者同时降低所述减速器的输出功率和输出转矩，以及实现所述减速器输出转速不变的前提下调节所述减速器减速比的控制要求；输入齿轮一(16)从轴向一端至另一端依次有齿轮定位轴头一(85)、输入齿轮一(16)的轮齿、齿轮定位轴肩一(86)、齿轮空心轴头一(87)，齿轮空心轴头一(87)径向中间有连接轴孔一(88)，连接轴孔一(88)内表面有内键槽；输入齿轮二(25)从轴向一端至另一端依次有齿轮定位轴头二(89)、齿轮定位轴肩二(90)、输入齿轮二(25)的轮齿、齿轮空心轴头二(91)，齿轮空心轴头二(91)径向中间有连接轴孔二(92)，连接轴孔二(92)内表面有内键槽；联动齿轮一(32)轴向一端有轮齿，联动齿轮一(32)轴向另一端有齿轮定位轴肩三(83)，联动齿轮一(32)径向中间有齿轮轴孔一(84)，齿轮轴孔一(84)内表面有内键槽；联动齿轮二(24)径向外侧有轮齿，联动齿轮二(24)径向中间有齿轮轴孔二(59)，齿轮轴孔二(59)内表面有内键槽；锥齿轮一(35)轴向一端有轮齿，锥齿轮一(35)轴向另一端有圆筒形的连接凸缘(80)，连接凸缘(80)内表面有锥齿轮轴套安装槽(81)，连接凸缘(80)外表面有外键槽三(82)，连接凸缘(80)与锥齿轮一(35)的轮齿之间有轮齿轴颈一(78)，锥齿轮一(35...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓东，
申请(专利权)人：大连碧蓝节能环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：