一种差速式大扭矩齿轮减速器的制作方法

1.本发明涉及减速器技术领域，尤其是一种差速式大扭矩齿轮减速器。


背景技术：

2.铣头作为精密机床的重要功能部件之一，其精度以及性能参数直接影响机床的产品等级。目前市场上铣头以力矩电机直驱式为主，主要原因在于其结构简单、成本低，但直驱式铣头扭矩小、无法实现重载切削成为其最主要弊端，因此以大扭矩为主要特点的机械式铣头，在重载加工中占有极大优势。传统的机械式铣头减速器需要多级降速才能够实现大扭矩传递，因此也就造成了其结构尺寸大的问题。


技术实现要素：

3.本发明针对以上问题提出了一种差速式大扭矩齿轮减速器。
4.本发明采用的技术手段如下：
5.一种差速式大扭矩齿轮减速器，包括设置在输入轴上的第一小圆柱齿轮；
6.相对设置在输出轴上的第一大圆柱齿轮和第二大圆柱齿轮，所述第一大圆柱齿轮和第二大圆柱齿轮能够在所述输出轴上转动，且所述第一大圆柱齿轮与所述第一小圆柱齿轮啮合；
7.与所述第一小圆柱齿轮和所述第二大圆柱齿轮分别啮合的第二小圆柱齿轮；
8.相对设置在所述输出轴上的第一大圆锥齿轮和第二大圆锥齿轮，所述第一大圆锥齿轮与所述第一大圆柱齿轮朝向所述第二大圆柱齿轮的一侧端面固定连接，所述第二大圆锥齿轮与所述第二大圆柱齿轮朝向所述第一大圆柱齿轮的一侧端面固定连接；
9.通过锥齿轮架与输出轴固定连接的小圆锥齿轮，所述小圆锥齿轮与所述第一大圆锥齿轮和所述第二大圆锥齿轮分别啮合；
10.由所述第一小圆柱齿轮、所述第一大圆柱齿轮、所述第一大圆锥齿轮以及所述小圆锥齿轮构成的传动系的传动比与由所述第二小圆柱齿轮、所述第二大圆柱齿轮、所述第二大圆锥齿轮以及所述小圆锥齿轮构成的传动系的传动比不同。
11.进一步地，所述第一小圆柱齿轮与所述第二小圆柱齿轮和所述第一大圆柱齿轮与所述第二大圆柱齿轮中至少有一对齿轮的齿数不同。
12.进一步地，所述第一小圆柱齿轮与所述第二小圆柱齿轮的齿数相同，所述第一大圆柱齿轮与所述第二大圆柱齿轮的齿数不同。
13.进一步地，还包括与所述第二小圆柱齿轮设置在同一齿轮轴上的第三小圆柱齿轮，所述第三小圆柱齿轮与所述第一小圆柱齿轮啮合，所述第二小圆柱齿轮与所述第三小圆柱齿轮之间设有反向消隙结构。
14.进一步地，所述第一小圆柱齿轮、所述第二小圆柱齿轮、所述第三小圆柱齿轮、所述第一大圆柱齿轮以及所述第二大圆柱齿轮均为圆柱齿轮斜齿轮。
15.进一步地，所述反向消隙结构为设置在所述第二小圆柱齿轮与所述第三小圆柱齿
轮之间的碟簧。
16.进一步地，所述输出轴的外径上设有杠杆固定块，所述杠杆固定块上设有杠杆；
17.所述杠杆的至少一端设有所述锥齿轮架。
18.进一步地，所述锥齿轮架与所述杠杆垂直设置，使得所述小圆锥齿轮的中心轴线过所述输出轴的中心。
19.进一步地，所述第一大圆柱齿轮朝向所述第二大圆柱齿轮的一侧设有第一大圆锥齿轮安装槽，所述第一大圆锥齿轮置于所述第一大圆锥齿轮安装槽内；
20.所述第二大圆柱齿轮朝向所述第一大圆柱齿轮的一侧设有第二大圆锥齿轮安装槽，所述第二大圆锥齿轮置于所述第二大圆锥齿轮安装槽内。
21.进一步地，还包括用于对第一小圆柱齿轮与第一大圆柱齿轮之间和第一小圆柱齿轮与第一大圆柱齿轮之间进行径向消隙的径向消隙结构。
22.与现有技术比较，本发明公开的差速式大扭矩齿轮减速器具有以下有益效果：由于设置了两路传动系，两路传动系的传动比不同，进而可以驱动小圆锥齿轮进行自转和公转，从而实现了减速器的输出，本发明公开的减速器具有结构简单，体积小，输出扭矩大等优点。
附图说明
23.图1为本发明公开的差速式大扭矩齿轮减速器的整体结构图；
24.图2为本发明公开的差速式大扭矩齿轮减速器的主视图；
25.图3为本发明公开的差速式大扭矩齿轮减速器的的第一轴视图；
26.图4为本发明公开的差速式大扭矩齿轮减速器的的第二轴视图；
27.图5为本发明公开的差速式大扭矩齿轮减速器的的剖视图，图中为沿输出轴轴线的剖视图；
28.图6为沿输出轴的轴线方向的视图，图中未示出第一大圆柱齿轮和第一大圆锥齿轮；
29.图7为本发明公开的差速式大扭矩齿轮减速器具有径向消隙的结构图。
30.图中：1、输入轴，2、第一小圆柱齿轮，3、输出轴，4、第一大圆柱齿轮，5、第二大圆柱齿轮，6、第二小圆柱齿轮，7、第一大圆锥齿轮，8、第二大圆锥齿轮，9、锥齿轮架，10、小圆锥齿轮，11、第三小圆柱齿轮，12、碟簧，13、弹性调节杆，14、齿轮架，15、调节螺钉，16、轴承，30、杠杆固定块，31、杠杆，40、第一大圆锥齿轮安装槽，50、第二大圆锥齿轮安装槽。
具体实施方式
31.如图1、图2、图3以及图4所示为本发明公开的差速式大扭矩齿轮减速器，包括设置在输入轴1上的第一小圆柱齿轮2，输入轴1与驱动电机等驱动装置连接，输入轴1能够驱动第一小圆柱齿轮2转动；
32.相对设置在输出轴3上的第一大圆柱齿轮4和第二大圆柱齿轮5，所述第一大圆柱齿轮4和第二大圆柱齿轮5能够在所述输出轴3上转动，且所述第一大圆柱齿轮4与所述第一小圆柱齿轮2啮合，在本实施中，如图5所示，所述第一大圆柱齿轮4和第二大圆柱齿轮5分别通过轴承16安装在输出轴3的两端，输入轴1能够驱动第一小圆柱齿轮2转动，第一小圆柱齿
轮驱动第一大圆柱齿轮转动；
33.与所述第一小圆柱齿轮2和所述第二大圆柱齿轮5分别啮合的第二小圆柱齿轮6，具体地，第二小圆柱齿轮6通过齿轮轴安装在减速器壳体上，且第二小圆柱齿轮6与第一小圆柱齿轮2和第二大圆柱齿轮5分别啮合，输入轴1能够驱动第一小圆柱齿轮2转动，第一小圆柱齿轮2驱动第二小圆柱齿轮6转动，进而第二小圆柱齿轮6驱动第二大圆柱齿轮5转动；
34.相对设置在所述输出轴3上的第一大圆锥齿轮7和第二大圆锥齿轮8，所述第一大圆锥齿轮7与所述第一大圆柱齿轮4朝向所述第二大圆柱齿轮5的一侧端面固定连接，所述第二大圆锥齿轮8与所述第二大圆柱齿轮5朝向所述第一大圆柱齿轮4的一侧端面固定连接，即第一大圆锥齿轮7和第二大圆锥齿轮8置于第一大圆柱齿轮与第二大圆柱齿轮之间，并分别与第一大圆柱齿轮和第二大圆柱齿轮固定连接，第一大圆柱齿轮转动可以带动第一大圆锥齿轮转动，第二大圆柱齿轮转动可以带动第二大圆锥齿轮转动；
35.通过锥齿轮架9与输出轴3固定连接的小圆锥齿轮10，所述小圆锥齿轮10与所述第一大圆锥齿轮7和所述第二大圆锥齿轮8分别啮合，即小圆锥齿轮置于两个大圆锥齿轮之间并与输出轴固定连接；
36.由所述第一小圆柱齿轮2、所述第一大圆柱齿轮4、所述第一大圆锥齿轮7以及所述小圆锥齿轮10构成的传动系的传动比与由所述第二小圆柱齿轮6、所述第二大圆柱齿轮5、所述第二大圆锥齿轮8以及所述小圆锥齿轮10构成的传动系的传动比不同，由于两个传动系的传动比不同，因此，在驱动装置通过输入轴进行驱动时，由两个传动系传递至小圆锥齿轮的速度不同，进而可以实现小圆锥齿轮的自转，同时，小圆锥齿轮能够通过锥齿轮架驱动输出轴绕输出轴的轴线进行公转，进而驱动输出轴输出。
37.本发明公开的差速式大扭矩齿轮减速器，由于通过两路传动系的传动比不同实现减速器的输出轴输出，因此，可以通过两路传动系的传动比差值设计的较小，进而可以实现小圆锥齿轮的公转速度低转矩大，进而可以实现减速器的对重载荷的驱动，通过该减速器可以用于机床中驱动摆头转动，实现重载荷切削效果。
38.本发明公开的差速式大扭矩齿轮减速器中两路传动系的传动比不同可以通过以下多种方式实现：所述第一小圆柱齿轮与所述第二小圆柱齿轮和所述第一大圆柱齿轮与所述第二大圆柱齿轮中至少有一对齿轮的齿数不同。
39.本实施例中，优选地，所述第一小圆柱齿轮与所述第二小圆柱齿轮的齿数相同，所述第一大圆柱齿轮与所述第二大圆柱齿轮的齿数不同，所述第一大圆锥齿轮与所述第二大圆锥齿轮的齿数相同以实现两路传动系的传动比不同，由于采用第一大圆柱齿轮与所述第二大圆柱齿轮的齿数不同，可以获取较大的传动比，进而可以获得较大的减速器减速比，从而高扭矩重载荷的输出。两个同步小圆柱斜齿轮分别与两个不同齿数的大圆柱斜齿轮相啮合传动，实现第一次降速增扭矩过程，两个规格相同的大圆锥齿轮通过同轴安装的方式，分别与两个大圆柱齿轮保持同步运转，此时两个大圆锥齿轮实现了差速旋转，小锥齿轮，同时与两个大锥齿轮啮合，随着大锥齿轮差速运行，小锥齿轮在进行自转的同时又在进行着绕大锥齿轮轴心公转，且由于两个大圆柱齿轮齿差数较小，因此小圆锥齿轮公转转速非常低，实现了二次降速并提升扭矩。在锥齿轮传动过程中，小锥齿轮采用圆锥套轴向调整法来消除啮合间隙，保证锥齿轮传动得准确性与稳定性。
40.进一步地，还包括与所述第二小圆柱齿轮6设置在同一齿轮轴上的第三小圆柱齿
轮11，所述第三小圆柱齿轮11与所述第一小圆柱齿轮2啮合，所述第二小圆柱齿轮6与所述第三小圆柱齿轮11之间设有反向消隙结构，由于设有第三小圆柱齿轮11，且第二小圆柱齿轮和第三小圆柱齿轮之间设有反向消隙结构，使得第一小圆柱齿轮无论正向转动还是反向转动均能与第二小圆柱齿轮或第三小圆柱齿轮紧密啮合，即消除了第二小圆柱齿轮和第三小圆柱齿轮与第一小圆柱齿轮的正向和反向啮合间隙，保证了输入的同步性，达到精确传动的效果。
41.进一步地，所述第一小圆柱齿轮2、所述第二小圆柱齿轮6、所述第三小圆柱齿轮11、所述第一大圆柱齿轮4以及所述第二大圆柱齿轮5均为圆柱齿轮斜齿轮，采用斜齿轮具有传动平稳，噪音小，重合度大，承载能力高。
42.进一步地，在本实施例中，所述反向消隙结构为设置在所述第二小圆柱齿轮6与所述第三小圆柱齿轮11之间的一对碟簧12，具体的，第二小圆柱齿轮固定在齿轮轴上，第三小圆柱齿轮也安装在齿轮轴上并可沿齿轮轴轴向方向有一定的轴向窜动间隙，碟簧设置在第二小圆柱齿轮6与所述第三小圆柱齿轮11之间，可以使得第二小圆柱齿轮6与所述第三小圆柱齿轮11均与第一小圆柱齿轮啮合，保证了保证了输入的同步性，达到精确传动的效果。
43.进一步地，如图5和图6所示，所述输出轴3的外径上设有杠杆固定块30，所述杠杆固定块30上设有杠杆31，本实施例中，输出轴的外径为多边形结构，在输出轴的外径上设有两个径向向外凸出的杠杆固定块，杠杆固定块上设有杠杆安装孔，杠杆插入杠杆安装孔内；
44.所述杠杆31的至少一端设有所述锥齿轮架9，在本实施例中，杠杆设置在杠杆安装块内且一端通过垫片和螺母固定，另一端安装有锥齿轮架9，锥齿轮架上安装有小圆锥齿轮10，小圆锥齿轮与两侧的大圆锥齿轮啮合，进而由大圆锥齿轮驱动小圆锥齿轮，由于输出轴的外径上设有杠杆固定块，小圆锥齿轮通过锥齿轮架和杠杆驱动输出轴转动，锥齿轮架和杠杆增加了小圆锥齿轮对输出轴的力臂，进一步实现大扭矩、重载荷的输出效果。优选地，所述锥齿轮架与所述杠杆垂直设置，使得所述小圆锥齿轮的中心轴线过所述输出轴的中心，以获得更好的大扭矩、重载荷的输出效果。
45.进一步地，所述第一大圆柱齿轮4朝向所述第二大圆柱齿轮5的一侧设有第一大圆锥齿轮安装槽40，所述第一大圆锥齿轮7置于所述第一大圆锥齿轮安装槽40内，在本实施例中，所述第一大圆锥齿轮7置于所述第一大圆锥齿轮安装槽40内并通过多个螺栓与第一大圆柱齿轮固定连接；
46.所述第二大圆柱齿轮5朝向所述第一大圆柱齿轮4的一侧设有第二大圆锥齿轮安装槽50，所述第二大圆锥齿轮8置于所述第二大圆锥齿轮安装槽50内，在本实施例中，所述第二大圆锥齿轮8置于所述第二大圆锥齿轮安装槽50内并通过多个螺栓与第二大圆柱齿轮固定连接，通过设置圆锥齿轮安装槽，可以有效的减小减速器的体积和重量。
47.进一步地，还包括用于对第一小圆柱齿轮与第一大圆柱齿轮之间和第一小圆柱齿轮与第一大圆柱齿轮之间进行径向消隙的径向消隙结构。
48.具体地，如图7所示，第一小圆柱齿轮通过输入轴安装在第一齿轮架64上，第一齿轮架64的另一端通过第一铰接轴60与减速器壳体铰接，第二小圆柱齿轮通过齿轮轴安装在第二齿轮架65上，第二齿轮架65的另一端通过第二铰接轴61与减速器壳体铰接，第一齿轮架64的一侧设有第一弹性杠杆62，所述第一弹性杠杆62一端与所述第一铰接轴60铰接，另一端置于所述第二齿轮架65朝向第二大圆柱齿轮5的一侧且与所述第二齿轮架5朝向大圆
柱齿轮的一侧抵接，所述第二齿轮架65一侧设有所述第二弹性杠杆63，所述第二弹性杠杆63一端与所述第二铰接轴61铰接，另一端置于所述第一齿轮架64朝向第一大圆柱齿轮4的一侧且与所述第一齿轮架64朝向大圆柱齿轮的一侧抵接，所述第一弹性杠杆62和所述第二弹性杠杆63位于所述第一齿轮架的不同侧，第一弹性杠杆和第二弹性杠杆上分别设有一个调整螺钉66，本发明中由于弹性杠杆与齿轮架通过共用一根铰接轴实现铰接，并通过调整螺钉调节弹性杠杆与齿轮架的相对位置，进而实现对小圆柱齿轮和大圆柱齿轮啮合径向压紧，可以消除其啮合间隙。同时，两组相互啮合的小齿轮系，通过弹性杠杆实现相互“咬合”，形成内部作用力，当小齿轮系统受到大齿轮的反作用力时，既可以使小齿轮受到向下的作用力而防止出现啮合间隙，又可防止小齿轮所受向下的力过大而导致齿轮过度啮合造成齿面磨损。
49.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。