一种可换挡的行星齿轮减速器的制作方法

1.本实用新型属于减速器领域，具体为一种可换挡的行星齿轮减速器。


背景技术：

2.减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件，常用作原动件与工作机之间的减速传动装置。在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。减速器的种类繁多，按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器。其中，行星齿轮减速器通过与电机主轴连接的太阳轮带动行星轮在齿圈内转动，使行星轮带动输出轴转动以得到较大扭矩并实现减速效果。行星齿轮减速器结构紧凑、体积小、使用寿命长，应用场景为空间较小的复杂环境，且无需频繁维护检查。当需要更改传动比时由于安装空间小、减速器结构复杂，难以进行更换，有待改进。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提供一种可换挡的行星齿轮减速器。
4.本实用新型采用如下技术方案：
5.一种可换挡的行星齿轮减速器，包括壳体，设于壳体内且同轴布置的输入轴、活动轴、太阳轮、行星架、固定齿圈、输出轴；
6.所述行星架与输出轴固定连接，行星架上设有若干绕行其转动方向设置阵列布置的行星轮机构，固定齿圈绕设于行星轮机构外且与行星轮机构啮合；行星架上设置有沿轴向方向布置的轴孔，轴孔一端设有朝内凸出设置的内齿部，另一端形成有让位空间；
7.活动轴的外壁设有朝外凸出设置的外齿部，太阳轮设于活动轴一端并朝前延伸出，活动轴与输入轴同步转动，且活动轴可沿输入轴轴线方向活动至第一位置或第二位置；
8.活动轴处于第一位置状态下：活动轴的外齿部与行星架的内齿部相啮合，同时太阳轮处于让位空间内且太阳轮与各行星轮机构分离；活动轴处于第二位置状态下：活动轴的外齿部处于让位空间内且与内齿部分离，同时太阳轮置入各行星轮机构间且与各行星轮机构相啮合。
9.优选的，所述行星轮机构包括轮轴和行星轮，轮轴绕所述行星架转动方向圆周阵列布置在行星架上；行星轮所述固定齿圈啮合并且与轮轴一一对应设置在轮轴上。
10.优选的，所述行星架包括转盘、连接环和连接件，转盘与所述输出轴末端连接，所述轮轴设置在转盘上；连接环与转盘连接并与其同步转动，所述行星轮设置在连接环与转盘之间，所述内齿部成型在连接环上；连接件连接在转盘与连接环之间。
11.优选的，还包括换挡机构，换挡机构可驱动所述活动轴在所述输出轴上移动至第一位置或第二位置，换挡机构包括驱动件和定位件，驱动件可驱动活动轴在输出轴上来回移动；定位件设置在活动轴上用于定位第一位置与第二位置，包括滑动环、第一定位孔、第二定位孔和定位组件，滑动环与连接在驱动件与活动轴之间，可随驱动件在第一位置与第
二位置之间切换；第一定位孔与第二定位孔从所述壳体内壁向外成型，沿转动轴线方向分布并分别与第一位置和第二位置下滑动环的位置相对；定位组件可在第一位置和第二位置是分别伸入第一定位孔与第二定位孔中起到定位作用。
12.优选的，所述定位组件包括定位槽、定位弹簧和定位球；定位槽从所述滑动环外侧面向内成型，可在第一位置与第二位置时分别与所述第一定位孔和所述第二定位孔相对；定位弹簧设置在定位槽中；定位球设置在定位槽中，可在定位弹簧的作用下嵌入定位槽中。
13.优选的，所述驱动件包括第一轴承、套筒、驱动杆和滑槽，第一轴承套设在所述滑动环与所述活动轴之间可随其来回移动；滑槽成型所述壳体上使壳体内外的空间连通；套筒套设在在壳体上用于密封滑槽；驱动杆依次穿过套筒与滑槽伸入壳体中与滑动环连接，驱动杆可沿滑槽延伸方向来回移动，并带动活动轴移动至第一位置或第二位置。
14.优选的，所述活动轴外侧从底面向上凹陷成型有第一轴肩，第一轴肩上设置有第一限位环，所述第一轴承内侧面卡接在第一轴肩与第一限位环之间，所述滑动环内侧从底面向上凹陷成型有第二轴肩，第二轴肩上设置有第二限位环，所述第一轴承外侧面卡接在第二轴肩与第二限位环之间。
15.优选的，所述活动轴与所述输入轴之间通过花键连接，活动轴上成型有供花键穿过的第一键槽，输入轴上成型供花键穿过的第二键槽，花键一端与第二键槽固定连接，另一端与第一键槽滑动连接，使活动轴保持与输入轴同步传动状态下可沿轴线方向活动至第一位置或第二位置。
16.优选的，所述连接件包括第一螺孔、第二螺孔、限位套筒和固定螺栓，第一螺孔贯穿成型在所述连接环上；第二螺孔成型在所述转盘上并与第一螺孔相对；限位套筒连接在转盘与连接环之间并使第一螺孔与第二螺孔连通；固定螺栓依次穿过第一螺孔、限位套筒与第二螺孔将连接环固定在转盘上，使连接环与转盘之间形成用于容纳行星轮的空间。
17.优选的，所述外齿部与所述内齿部的宽度小于从第一位置移动至第二位置的距离。
18.由上述对本实用新型的描述可知，与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过活动轴在第一位置与第二位置切换，实现传动比的改变，能够在无需拆下减速器的同时进行传动比的调整，高效便捷，且行星齿轮传动精准，无需在调整传动比后对传动比进行验证；
19.当滑动环带动活动轴移动至第一位置或第二位置时，在弹簧的作用下定位组件分别伸入第一定位孔和第二定位孔中以达到固定的作用；
20.通过弹簧带动定位件移动至定位孔中起到固定的作用，当换挡时逐渐增加对驱动件施加的力，使定位球从定位孔中滑出并重新进入定位槽中，实现从固定状态切换至自由态；
21.通过推动延伸至壳体外的驱动杆实现滑动环的移动，带动活动轴移动从而实现换挡，操作简单，无需打开减速器，同时套筒套设在在滑槽外能够避免减速器内的润滑剂从滑槽中流出；
22.通过轴肩与限位环的配合将第一轴承固定在外齿部上，避免在推动驱动杆移动时轴承脱落，提高装置的安全性和稳定性；
23.活动轴可移动设置在花键上，花键传动精准，载荷大，在活动轴可移动的同时保证
传动效率；
24.限位套筒连接在连接环与转盘之间，起到限位作用，使螺栓在锁紧连接环时使连接环与转盘保持一定间隙，避免连接环接触到行星轮而影响减速器的使用；
25.外齿部与内齿部的宽度小于从第一位置移动至第二位置的距离，保证从第一位置与第二位置之间切换时只有一对齿轮啮合，即只存在太阳轮与行星轮啮合或内齿部与外齿部啮合。
附图说明
26.图1为本实用新型的结构示意图；
27.图2为本实用新型的局部剖视图一；
28.图3为本实用新型的局部剖视图二；
29.图4为本实用新型的横向剖视图一；
30.图5为本实用新型的横向剖视图二；
31.图6为本实用新型的纵向剖视图一；
32.图7为本实用新型的纵向剖视图二；
33.图8为图2中a处的局部放大图；
34.图9为图3中b处的局部放大图；
35.图中：1-壳体、11-第二轴承、2-输出轴、3-行星架、31-行星轮机构、311-轮轴、312-行星轮、32-轴孔、33-内齿部、34-转盘、35-连接环、351-安装槽、36-连接件、361-第一螺孔、362-第二螺孔、363-限位套筒、364-固定螺栓、4-固定齿圈、5-活动轴、51-外齿部、52-第一键槽、53-安装孔、54-第一轴肩、55-第一限位环、56-第二轴肩、57-第二限位环、6-太阳轮、7-输入轴、71-花键、72-第二键槽、73-第三轴承、8-换挡机构、81-驱动件、811-第一轴承、812-套筒、813-驱动杆、814-滑槽、82-定位件、821-滑动环、822-第一定位孔、823-第二定位孔、824-定位组件、8241-定位槽、8242-定位弹簧、8243-定位球。
具体实施方式
36.以下通过具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。
37.参照图1至图7所示，一种可换挡的行星齿轮减速器，包括壳体1、输出轴2、行星架3、固定齿圈4、活动轴5、太阳轮6、输入轴7、换挡机构8。
38.输出轴2、行星架3、固定齿圈4、活动轴5、太阳轮6、输入轴7设于壳体1内并沿同一轴线布置。
39.行星架3与输出轴2固定连接，行星架3上设有若干绕行其转动方向阵列布置的行星轮机构31，固定齿圈4绕设于行星轮机构31外且与行星轮机构31啮合，行星轮机构31包括轮轴311和行星轮312，轮轴311绕行星架3转动方向圆周阵列布置在行星架3上；行星轮312固定齿圈4啮合并且与轮轴311一一对应设置在轮轴311上。
40.行星架3上设置有沿轴向方向布置的轴孔32，轴孔32一端设有朝内凸出设置的内齿部33，另一端形成有让位空间。
41.具体的，行星架3包括转盘34、连接环35和连接件36，转盘34与输出轴2末端连接，轮轴311设置在转盘34上；连接环35与转盘34连接并与其同步转动，行星轮312设置在连接
环35与转盘34之间，内齿部33成型在连接环35上；连接件36连接在转盘34与连接环35之间。连接件36包括第一螺孔361、第二螺孔362、限位套筒363和固定螺栓364，第一螺孔361贯穿成型在连接环35上；第二螺孔362成型在转盘34上并与第一螺孔361相对；限位套筒363连接在转盘34与连接环35之间并使第一螺孔361与第二螺孔362连通；固定螺栓364依次穿过第一螺孔361、限位套筒363与第二螺孔362将连接环35固定在转盘34上，使连接环35与转盘34之间形成用于容纳行星轮312的空间。进一步的，连接环35上成型与第一螺孔361同轴设置且可用于定位限位套筒363的安装槽351，便于限位套筒363的安装。
42.活动轴5的外壁设有朝外凸出设置的外齿部51，太阳轮6设于活动轴5一端并朝前延伸出，活动轴5与输入轴7同步转动，且活动轴5可沿输入轴7轴线方向活动至第一位置或第二位置。活动轴5处于第一位置状态下：活动轴5的外齿部51与行星架3的内齿部33相啮合，同时太阳轮6处于让位空间内且太阳轮6与各行星轮机构31分离；活动轴5处于第二位置状态下：活动轴5的外齿部51处于让位空间内且与内齿部33分离，同时太阳轮6置入各行星轮机构31间且与各行星轮机构31相啮合。通过驱动活动轴5在输入轴7上的移动，实现快速换挡，无需拆卸减速器，具有很高的实用性。
43.具体的，活动轴5与输入轴7之间通过花键71连接，活动轴5上成型有供花键71穿过的第一键槽52，输入轴7上成型供花键21穿过的第二键槽22，花键21一端与第二键槽22固定连接，另一端与第一键槽52滑动连接，使活动轴5保持与输入轴7同步传动状态下可沿轴线方向活动至第一位置或第二位置，活动轴5可移动设置在花键21上，花键21传动精准，载荷大，在活动轴5可移动的同时保证传动效率。第一键槽52从活动轴5底面向上成型，活动轴5顶面向下成型有用于安装太阳轮6的安装孔53，太阳轮6过盈配合设置在安装孔53中。
44.进一步的，外齿部51与内齿部33的宽度小于从第一位置移动至第二位置的距离，外齿部51与内齿部33的宽度小于从第一位置移动至第二位置的距离，保证从第一位置与第二位置之间切换时只有一对齿轮啮合，即只存在太阳轮6与行星轮312啮合或内齿部33与外齿部51啮合。
45.换挡机构8可驱动活动轴5在输入轴7上移动至第一位置或第二位置，换挡机构8包括驱动件81和定位件82，驱动件81可驱动活动轴5在输入轴7上来回移动；定位件82设置在活动轴5上用于定位第一位置与第二位置，包括滑动环821、第一定位孔822、第二定位孔823和定位组件824，滑动环821与连接在驱动件81与活动轴5之间，可随驱动件81在第一位置与第二位置之间切换；第一定位孔822与第二定位孔823从壳体1内壁向外成型，沿转动轴线方向分布并分别与第一位置和第二位置下滑动环821的位置相对；定位组件824可在第一位置和第二位置是分别伸入第一定位孔822与第二定位孔823中起到定位作用。当滑动环821带动活动轴5移动至第一位置或第二位置时，定位组件824分别伸入第一定位孔822和第二定位孔823中以达到固定的作用。
46.定位组件824包括定位槽8241、定位弹簧8242和定位球8243；定位槽8241从滑动环821外侧面向内成型，可在第一位置与第二位置时分别与第一定位孔822和第二定位孔823相对；定位弹簧8242设置在定位槽8241中；定位球8243设置在定位槽8241中，可在定位弹簧8242的作用下嵌入定位槽8241中。定位球8243的直径大于定位槽8241的孔径，通过弹簧带动定位件82移动至定位孔中起到固定的作用，当换挡时逐渐增加对驱动件81施加的力，使定位球8243从定位孔中滑出并重新进入定位槽8241中，实现从固定状态切换至自由态。
47.驱动件81包括第一轴承811、套筒812、驱动杆813和滑槽814，第一轴承811套设在滑动环821与活动轴5之间可随其来回移动；滑槽814成型壳体1上使壳体1内外的空间连通；套筒812套设在在壳体1上用于密封滑槽814；驱动杆813依次穿过套筒812与滑槽814伸入壳体1中与滑动环821连接，驱动杆813可沿滑槽814延伸方向来回移动，并带动活动轴5移动至第一位置或第二位置。通过推动延伸至壳体1外的驱动杆813实现滑动环821的移动，带动活动轴5移动从而实现换挡，操作简单，无需打开减速器，同时套筒812套设在在滑槽814外能够避免减速器内的润滑剂从滑槽814中流出。
48.具体的，活动轴5外侧从底面向上凹陷成型有第一轴肩54，第一轴肩54上设置有第一限位环55，第一轴承811内侧面卡接在第一轴肩54与第一限位环55之间，滑动环821内侧从底面向上凹陷成型有第二轴肩56，第二轴肩56上设置有第二限位环57，第一轴承811外侧面卡接在第二轴肩56与第二限位环57之间。通过轴肩与限位环的配合将第一轴承811固定在外齿部上，避免在推动驱动杆813移动时轴承脱落，提高装置的安全性和稳定性。
49.输入轴7具体为可与电机主轴相连接的联轴器，不是本技术的重点，这里不对其结构及选用做进一步赘述。同时，装置还包括设置在输出中与壳体1之间的第二轴承11和设置在输入轴7与壳体1之间的第三轴承73。
50.减速器安装在电机主轴上，当需要进行从高速向低速换挡变速(即从第一位置移动至第二位置)时，将电机停机，用手驱动驱动杆813向上移动，使定位球8243在外力的作用下逐渐移动出第一定位孔822外并使滑动环821恢复自由态，此时弹簧处于压缩状态。驱动杆813带动滑动环821使活动轴5向上移动，同时外齿部51与内齿部33逐渐分离，且太阳轮6逐渐与行星轮312配合，当活动轴5移动至第二位置时，定位球8243在弹簧的作用下进入第二定位孔823中起到定位作用，此时外齿部51与内齿部33完全分离，太阳轮6与行星轮312完全啮合，即完成了减速器从高速向低速的换挡。
51.当需要进行从低速向高速换挡变速(即从第二位置移动至第一位置)时，将电机停机，用手驱动驱动杆813向下移动，使定位球8243在外力的作用下逐渐移动出第二定位孔823外并使滑动环821恢复自由态，此时弹簧处于压缩状态。驱动杆813带动滑动环821使活动轴5向下移动，同时太阳轮6与行星轮312逐渐分离，且外齿部51逐渐与内齿部33配合，当活动轴5移动至第一位置时，定位球8243在弹簧的作用下进入第一定位孔822中起到定位作用，此时太阳轮6与行星轮312完全分离，外齿部51与内齿部33完全啮合，即完成了减速器从低速向高速的换挡。
52.无需长时间停机或拆卸更换减速器即可实现换挡调速，且结构紧凑，体积小，操作简单，便于维护，在复杂环境下也能够快速进行换挡操作，具有很高的实用性。
53.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，故不能以此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。