同轴串列积木式无箱变速器.pdf

一种能够通过任意组装模块化的单级齿轮传动轴积木单元实现所需速比的同轴串列积木式无箱变速器。它是由若干个具有特定速比的单级齿轮传动轴积木单元串联组合而成，单级齿轮传动轴积木单元采用行星齿轮系统实现同轴传动，行星架通过固定支架固定在地面上，太阳轮轴和内齿圈作为输入端和输出端。上一级齿轮传动轴积木单元的输出轴通过安装输出齿轮作为下一级齿轮传动轴积木单元的输入轴。齿轮传动轴积木单元具有模块化设计，可以通过配装不同速比的齿轮传动轴积木单元任意组合出所需要的整体速比。

1.一种齿轮变速器，通过串联多个轴向单级变速器积木单元组合而成，其特征是：变速器无箱体，单级轴向变速器积木单元为行星轮系结构，可以通过多个传动参数相同或不同的单机轴向变速器的互换配组，实现不同的速比和传动功率；行星架通过固定支架被固定在公共基座上，行星轮只自转不公转，内齿圈和输出齿轮安装在内齿输出轴上，各级太阳轮、行星轮和内齿圈的相关设计参数可变化以实现不同的传动比；上一级变速轴积木单元的功率输出端（即内齿输出轴）为下一级变速轴积木单元的功率输入端（太阳轮轴）；内齿输出轴包括一段轴承座，下一级内齿输出轴的轴承座部分用以支撑上一级内齿输出轴的一个轴承，通过行星架中心轴承和内齿圈中心轴承实现单级和多级传动的高精度同心输出。2.根据权利要求1所述的齿轮变速器，其特征是：由单级轴向变速器以积木单元方式沿轴向串列多级组合成“轴式变速器”，适用于径向安装空间狭小，轴向安装空间富裕的应用场合。3.根据权利要求1所述的齿轮变速器，其特征是：所有的单级减速器其相关传动参数可以完全相同，也可以其中部分单级减速器传动参数相同，而其余部分单级减速器传动参数不同；通过增减互换和不同组合满足多种速比和传动功率的需求。4.根据权利要求1所述的齿轮变速器，其特征是：变速器无箱体，结构简单，相对普通箱式变速器制造成本低。5.根据权利要求1所述的齿轮变速器，其特征是：上一级输出是下一级的输入，由行星架中的轴承和内齿圈中心轴承构成总装定位中心，保证传动精度。

同轴串列积木式无箱变速器

技术领域

本发明涉及一种齿轮变速传动装置，其特征是设计了一种无箱体的多个轴向单级变速器，以积木式串列组合，构成一根传动轴实现同轴传动，并且这些单级变速器的传动参数可以完全相同，也可以各不相同或部分相同，通过多级串列的方式实现多种速比。。

背景技术

目前，常见的齿轮变速器一般都会根据实际给定的速比要求进行针对性设计，并需要特别详细设计箱体的形状和结构以确保齿轮轴和轴承能够得到安全可靠的支撑，有时箱体却成为变速器设计制造成败的关键。在绝大多数情况下，由于箱体的存在，使得齿轮变速器具有很大的径向尺寸，而在一些应用齿轮变速器的场合中，会有径向空间很小而轴向空间很大的情况，这就使得在设计有箱体式的齿轮变速器时会在径向尺寸方面受到很大的限制。而且，齿轮变速器的速比范围是在设计时就规定好了的，互换性和通用性较差，如果实际应用速比需要进行调整，一旦超出了设计速比范围，则该变速器就不再适用。

发明内容

为了解决径向设计空间参数的限制（径向空间紧张，轴向空间富裕）以及无法对减速器速比进行灵活互换调整的问题，本发明提出了一种同轴串列积木式无箱变速器。该齿轮变速器是采用轴向串列多个单级轴向变速器，以组合的方式来满足速比要求的。无箱式的设计可以在径向节省很多空间，而且由于单级轴向变速器可以任意串列组合，因此还可以实现减速器速比的再调整功能。

本发明的目的是这样实现的：一种轴向行星齿轮变速器，由若干个这样的单级轴向变速器积木单元串列组合而成，每个单级轴向变速器传动参数可以完全相同，实现完全互换；也可以部分相同实现部分互换，从而实现多种速比和功率的组合。单级轴向变速器积木单元包括输入太阳轮轴，行星轮，内齿圈，输出齿轮，行星架，内齿输出轴，行星轮轴，行星架端盖，固定支架以及公共基座；其中，行星架用螺栓把合在固定支架上；固定支架用螺栓固定在公共基座上；行星轮轴通过螺纹联接装配在行星架上，行星轮装配在行星轮轴上；内齿圈和输出齿轮都安装在内齿输出轴上，输入太阳轮轴同行星轮啮合，行星轮同内齿圈啮合，行星轮不公转只自转，带动内齿圈和内齿输出轴转动实现同轴传动。另外内齿输出轴上安装输出齿轮作为后续传动级的输入太阳轮轴，不安装输出齿轮则作为整个变速器的输出轴；每个轴向变速器组合安装时靠行星架上的中心轴承和内齿输出轴上的中心轴承保持同心，以实现同轴无箱体传动。

本发明相比现有技术具有如下优点：本装置适用于径向安装尺寸狭小而轴向安装尺寸较宽裕的应用场合，同轴传动的方案加上无箱式的设计能够节省很多径向空间，还有利于简化结构，降低制造成本，互换性也带来了使用维护成本的降低。另外，通过串列多级积木单元组合满足多种速比要求的同时，还能够充分利用充裕的轴向空间，通过自由组合传动参数相同或不同的积木单元实现多种速比和功率的传动。

附图说明

图1是本发明的单级轴向变速器积木单元传动原理图。

图2是本发明的整体传动原理图。

图3是本发明的单级轴向变速器积木单元结构示意图。

图4是本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

参见图1和图3，一种无箱体行星齿轮变速器，由若干个单级轴向变速器积木单元串列组合而成。单级轴向变速器积木单元包括输入太阳轮轴1，行星轮2，内齿圈3，输出齿轮4，行星架5，内齿输出轴6，行星轮轴7，行星架端盖8，固定支架9以及公共基座10；行星架5用螺栓把合在固定支架9上，固定支架9用螺栓固定在公共基座10上；行星轮轴7同行星架5之间通过螺纹联接，并用螺帽固定；太阳轮轴1和行星轮2啮合，行星轮2同内齿圈3啮合并带动内齿输出轴6转动；输出齿轮4通过平键联接安装在内齿输出轴6上，作为上一级单级变速轴积木单元的功率输出，以及下一级单级变速轴积木单元的功率输入。

齿轮变速器整体是由若干单级轴向变速器积木单元按照图4的方式组合而成，传动原理参见图2所示。由于单级轴向变速器积木单元是太阳轮输入齿圈输出，而上一级轴向变速器积木单元的内齿输出轴又成为下一级轴向变速器积木单元的输入太阳轮轴，以此类推，直至最后一级轴向变速器积木单元。最后一级轴向变速器积木单元的内齿输出轴上不安装输出齿轮以作为该变速器的整体输出轴。若还需要进一步调整速比，则可以在内齿输出轴上安装输出齿轮并再加装一级单级轴向变速器积木单元。在满足部件强度和轴承寿命要求的前提下，可以通过任意组合多级传动参数相同或不同的单级轴向变速器积木单元来实现多种速比和传动功率的组合。

本发明结构简单，加工装配方便，并能够通过任意加装模块化的单级轴向变速器积木单元来按需调节速比和功率。同时在尺寸上大幅节省了径向空间，使得整个变速器更像是由多段短轴组成的一根长长的变速轴。此外，由于各段单级轴向变速器积木单元的转向是相对反向的，因此可以利用这一点实现多段变速及换向功能。