[发明专利]减轻行星传动高速轴承受力的方法

说明书

这是关于减轻行星传动的高速轴承所受载荷的方法的发明，属于机械行星传动技术领域。

行星传动中，支承偏心轴的输入轴承和支承行星齿轮的行星轴承，都是工作在高转速的轴承，这里统称为高速轴承，以区别于象支承输出轴那样的工作在低转速的轴承。高速轴承在现行的行星传动中，特别是在少齿差传动中，都承受很大的负荷，成为影响传动机构的承载能力，寿命和效率诸性能的症结所在。

现行技术中，基本上是用加大轴承负荷能力的办法去解决。例如加大轴承的尺寸，去掉轴承的内圈或外圈，使用多排滚子轴承，使用满滚子轴承，等等。这些都属于加强“盾”的思路。本发明则提出减弱“矛”的思路-使施加于轴承的负荷在输出转矩不变的情况下大大减轻。

当行星机构的输出为双端输出时，即输出轴有两个，二者同轴线，但轴端指向相反，分别带动大小相等的负载时，如使偏心轴具有两个偏心，可使两个偏心上行星轴承负荷对于支承偏心轴的输入轴承来说是相互抵销的。这种方法的一个基本结构可参看传动简图图1。

锥齿轮1固装于偏心轴2上。偏心轴2具有两段偏心指向相同的偏心，其上分别经行星轴承7（通常是两个）和行星轴承7a（通常 是两个）支承着双联行星齿轮3和3a。双联齿轮3的一联齿轮与固装于机架6b的固定齿轮6保持啮合，另一联与输出齿轮4保持啮合。输出齿轮4固装于输出轴5上，经输出轴承8支承于机架8b上。这样构成了公知的双内啮合NN式行星传动机构。同样地，双联齿轮3a的一联与固装于6b的固定齿轮6a保持啮合，另一联与固装于输出轴5a并经输出轴承8a支承于机架8c上的输出齿轮4a保持啮合，构成另一边的NN传动机构。经轴承10支承于机架6b的输入轴11之上固装的锥齿轮与锥齿轮1啮合。动力自输入轴11输入，由11带动1.2旋转，再带动3、3a做行星运动，由之带动4.5及4a、5a做慢速转动，以驱动大转矩的负荷。

为了减轻支承偏心轴的输入轴承9及9a（分别装于输出齿轮4及4a内）的负荷，输出轴5及5a所受负荷转矩的方向应相同，即如从对着输出轴5或5a其中任一个的轴端的方向看进去，两输出轴的转向应是相同的，或说如分别从对着两输出轴端的方向看，两输出轴转向应是相反的，一为顺时针，一为反时针，对于这样的输出轴转向，这里称输出轴转向相同，或说承受同方向的负荷转矩，反之则为承受反方向负荷转矩。

例如，设图1A机构所受同方向负荷转矩的方向为对着输出轴5a的轴端看进去是顺时针旋转（5a反时针旋转），那么作用于行星轴承7及7a轴心的负荷力的方向如图1B所示。在偏心指向e的方向为向上时，表示该行星轴承所受负荷力的方向为垂直地指向纸面，⊙表示该行星轴承所受负荷力的方向为垂直自纸面穿出，由图1B可见，对于输入轴承9及9a来说，通过行星轴承施加于偏心轴2的负荷力在方向上相互抵销，使输入轴承受力大为减轻。当两输出轴（图1A中的5及5a）承受同方向负荷转矩，且大小相等，两边的NN式机构的主要参数（3.4.6与3a、4a、6a以及各自的偏心距）是对应相同的，两边的偏心指向保持一致，那么输入轴承（9及9a）所受负荷可以减到最小。因为输入动力的元件（图1A中的锥齿轮1）是置于偏心轴左、右两个偏心的中间的，所以图1A所代表的机构本发明称之为“中间输入、两端输出、同向的双NN机构”。若输入动力的元件并非锥齿轮，而是园柱齿轮（如图5A）、皮带轮或链轮，从而将输入动力的传动相应改为园柱齿轮传动（如图5A）、皮带传动或链传动，都同样可达到“中间输入”的目的，下同。

若两输出端承受反方向负荷转矩，则两偏心指向应相反，构成如传动简图图2所示的“中间输入、两端输出、反向的双NN机构”。输入轴及齿轮（图2中略去）将动力传至输入动力的元件（锥齿轮17），带动偏心轴12旋转，并经偏心指向相反的两段偏心分别带动双联行星齿轮13及13a做行星运动，13及13a各自的 两联齿轮分别与固装于机架15b的固定齿轮15、固装于输出轴16的输出齿轮（支承于机架16b）14及同样分别固装于15b和输出轴16a（支承于机架16c）的固定齿轮15a、输出齿轮14a保持啮合，带动输出轴16、16a慢速旋转，构成中间输入、两端输出、反向的双NN机构。同上述的道理，该机构承受反方向负荷转矩时，对于支承偏心轴12的输入轴承（未示出）来说，通过行星轴承（未示出）施加于偏心轴的负荷力在方向上相互抵销，使之受力大为减轻。同上述，当两输出端所受反方向负荷转矩大小相等，两边的NN机构的主要参数对应相同时，支承偏心轴的输入轴承所受负荷可以减到最小。