【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于傳動機構，涉及一種自適應消隙行星齒輪減速器及其工作方法。
技術介紹
1、減速器是數控機床、機器人動力傳動單元的核心零部件，減速器的傳動精度和傳動效率對其性能有著重要影響。
2、行星齒輪減速器因具有傳動效率高、承載能力大、成本低等優點，被廣泛應用于各類車輛、機器人以及數控機床等裝備的動力傳動單元。通過齒數配比以及齒形優化，行星齒輪減速器可以實現大范圍傳動比以及高傳動效率。
3、然而，由于傳統的行星齒輪減速器內部齒輪副所存在的固有特性，使得輪齒在嚙合時存在齒側間隙，導致傳動間隙的產生，使得傳動機構容易引起換向沖擊、傳動精度和傳動效率下降，使得行星齒輪減速器無法勝任高效率、精密的傳動場合。
4、目前，常見的各類消隙機構雖然可以消除常值間隙，一定程度上提高行星齒輪減速器的傳動效率和傳動精度，但是對由于工作磨損導致的傳動間隙無法做到自適應實時消除，使得行星齒輪減速器的傳動精度和傳動效率保持性較差。中國專利技術專利cn114623229b公開一種智能消隙減速器，其是通過將兩套齒輪并聯，以錯齒排布和改變拼裝式內齒圈徑向位置的方式來消除齒側間隙，其齒圈由多個齒圈單體通過橡膠金屬合金依次首尾固定連接而成，其結構和制造工藝復雜，精度較低，尺寸大，結構笨重，成本高。
5、因此，研發一種結構簡單且能更好地消除傳動間隙的行星齒輪減速器，以提高其傳動精度和傳動效率仍是一個亟待解決的問題。
技術實現思路
1、為了解決上述現有技術的問題，本專利技術提供
2、本專利技術通過以下技術方案實現：
3、一種自適應消隙行星齒輪減速器，包括：輸入軸和外殼；所述輸入軸一端插入外殼內并與外殼轉動連接；所述輸入軸位于外殼內的一端自一端至另一端依次穿設有電磁鐵線圈、電磁鐵、滑塊座、支撐座、太陽輪和第二內齒圈；所述第二內齒圈遠離輸入軸的一側連接有輸出軸；所述支撐座上沿徑向滑動設置有行星架，所述行星架上同軸設置有第一行星輪和第二行星輪，所述外殼內側設置有第一內齒圈，所述太陽輪與第一行星輪嚙合，第一行星輪與第一內齒圈嚙合，第二行星輪與第二內齒圈嚙合；所述電磁鐵固定在滑塊座上，所述滑塊座、支撐座和第二內齒圈均與輸入軸轉動連接，所述滑塊座在輸入軸上能沿軸向滑動；所述滑塊座與行星架通過連桿鉸接連接。
4、優選的，所述太陽輪為變齒厚齒輪，輸入軸上設置有太陽輪限位臺階，所述太陽輪靠近滑塊座的一側與太陽輪限位臺階之間設置有第一彈性元件，輸入軸上滑動穿設有螺母，螺母與太陽輪遠離滑塊座的一側之間設置有第二彈性元件，所述太陽輪的輪齒自靠近滑塊座的一側至遠離滑塊座的一側厚度逐漸增加。
5、進一步的，第一彈性元件和第二彈性元件均為彈簧。
6、優選的，所述輸入軸上設置有滑塊座限位臺階，所述滑塊座限位臺階與滑塊座遠離電磁鐵的一側之間設置有彈性元件。
7、進一步的，所述彈性元件為彈簧。
8、優選的，所述行星架上設置有支撐孔，所述支撐座上設置有支撐軸，支撐座的支撐軸滑動插入行星架的支撐孔內，所述支撐軸沿輸入軸的徑向設置。
9、優選的，所述電磁鐵線圈與外殼固定連接。
10、優選的，所述連桿一端通過銷軸與滑塊座鉸接連接，另一通過銷軸與行星架鉸接連接。
11、本專利技術所述的自適應消隙行星齒輪減速器的工作方法，給電磁鐵線圈通電，使得電磁鐵產生預設大小的電磁力并推動滑塊座沿軸向向遠離電磁鐵線圈的方向移動，滑塊座移動時通過連桿推動行星架沿徑向向遠離輸入軸的方向移動，進而調整第一行星輪與第一內齒圈以及第二行星輪與第二內齒圈嚙合齒輪副的中心距以消除齒側間隙。
12、優選的，所述太陽輪為變齒厚齒輪，輸入軸上設置有太陽輪限位臺階，所述太陽輪靠近滑塊座的一側與太陽輪限位臺階之間設置有第一彈性元件，輸入軸上滑動穿設有螺母，螺母與太陽輪遠離滑塊座的一側之間設置有第二彈性元件，所述太陽輪的輪齒自靠近滑塊座的一側至遠離滑塊座的一側厚度逐漸增加；
13、通過調整螺母改變第一彈性元件和第二彈性元件的預緊量，推動太陽輪沿軸向向靠近滑塊座的方向移動，以消除太陽輪與第一行星輪嚙合齒輪副的齒側間隙。
14、與現有技術相比，本專利技術具有如下的有益效果：
15、本專利技術自適應消隙行星齒輪減速器，所述滑塊座滑動設置在輸入軸上，滑塊座與行星架鉸接連接，行星架與支撐座滑動連接，從而滑塊座與輸入軸、支撐座、連桿、行星架共同組成雙滑塊機構。利用雙滑塊機構，通過電磁鐵線圈通電使電磁鐵產生電磁力，從而推動滑塊座在輸入軸上滑動，進而通過連桿帶動行星架在徑向上移動，從而調整行星架上的第一行星輪與第一內齒圈以及第二行星輪與第二內齒圈嚙合齒輪副的中心距。當行星齒輪減速器的各嚙合齒輪副產生了傳動間隙時，電磁鐵的電磁力發生了改變，只需調整電磁鐵線圈的電流值就可以使電磁鐵產生恒定的電磁力來實現自適應實時消除這兩個嚙合齒輪副傳動間隙的目的。本專利技術減速器的齒圈為整體式結構，各級傳動沒有額外并聯傳動齒輪，通過電磁力驅動雙滑塊機構實現行星輪和內齒圈嚙合副中心距微調，制造簡單，成本低，比拼接成型的內齒圈精度更高，因而可實現高的傳動精度，消隙效果更好。本專利技術為行星齒輪減速器的長期精度保持性和效率提升提供了一個理想的解決方案。
16、進一步的，為消除太陽輪與第一行星輪的傳動間隙，將太陽輪的齒形沿齒寬方向設計成帶一定錐度，即采用變齒厚齒輪，通過改變太陽輪軸向位置來實現對傳動間隙的調整，以消除太陽輪與第一行星輪嚙合齒輪副的傳動間隙。
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1.一種自適應消隙行星齒輪減速器，其特征在于，包括：輸入軸（1）和外殼（3）；所述輸入軸（1）一端插入外殼（3）內并與外殼（3）轉動連接；所述輸入軸（1）位于外殼（3）內的一端自一端至另一端依次穿設有電磁鐵線圈（16）、電磁鐵（17）、滑塊座（4）、支撐座（5）、太陽輪（14）和第二內齒圈（10）；所述第二內齒圈（10）遠離輸入軸（1）的一側連接有輸出軸（13）；所述支撐座（5）上沿徑向滑動設置有行星架（6），所述行星架（6）上同軸設置有第一行星輪（7）和第二行星輪（9），所述外殼（3）內側設置有第一內齒圈（8），所述太陽輪（14）與第一行星輪（7）嚙合，第一行星輪（7）與第一內齒圈（8）嚙合，第二行星輪（9）與第二內齒圈（10）嚙合；所述電磁鐵（17）固定在滑塊座（4）上，所述滑塊座（4）、支撐座（5）和第二內齒圈（10）均與輸入軸（1）轉動連接，所述滑塊座（4）在輸入軸（1）上能沿軸向滑動；所述滑塊座（4）與行星架（6）通過連桿（15）鉸接連接。
2.根據權利要求1所述的自適應消隙行星齒輪減速器，其特征在于，所述太陽輪（14）為變齒厚齒輪，輸入軸（1）上設置有太陽
3.根據權利要求2所述的自適應消隙行星齒輪減速器，其特征在于，第一彈性元件和第二彈性元件均為彈簧。
4.根據權利要求1所述的自適應消隙行星齒輪減速器，其特征在于，所述輸入軸（1）上設置有滑塊座限位臺階，所述滑塊座限位臺階與滑塊座（4）遠離電磁鐵（17）的一側之間設置有彈性元件。
5.根據權利要求4所述的自適應消隙行星齒輪減速器，其特征在于，所述彈性元件為彈簧。
6.根據權利要求1所述的自適應消隙行星齒輪減速器，其特征在于，所述行星架（6）上設置有支撐孔，所述支撐座（5）上設置有支撐軸，支撐座（5）的支撐軸滑動插入行星架（6）的支撐孔內，所述支撐軸沿輸入軸（1）的徑向設置。
7.根據權利要求1所述的自適應消隙行星齒輪減速器，其特征在于，所述電磁鐵線圈（16）與外殼（3）固定連接。
8.根據權利要求1所述的自適應消隙行星齒輪減速器，其特征在于，所述連桿（15）一端通過銷軸與滑塊座（4）鉸接連接，另一通過銷軸與行星架（6）鉸接連接。
9.權利要求1-8任一項所述的自適應消隙行星齒輪減速器的工作方法，其特征在于，給電磁鐵線圈（16）通電，使得電磁鐵（17）產生預設大小的電磁力并推動滑塊座（4）沿軸向向遠離電磁鐵線圈（16）的方向移動，滑塊座（4）移動時通過連桿（15）推動行星架（6）沿徑向向遠離輸入軸（1）的方向移動，進而調整第一行星輪（7）與第一內齒圈以及第二行星輪（9）與第二內齒圈（10）嚙合齒輪副的中心距以消除齒側間隙。
10.根據權利要求9所述的自適應消隙行星齒輪減速器的工作方法，其特征在于，所述太陽輪（14）為變齒厚齒輪，輸入軸（1）上設置有太陽輪限位臺階，所述太陽輪（14）靠近滑塊座（4）的一側與太陽輪限位臺階之間設置有第一彈性元件，輸入軸（1）上滑動穿設有螺母（12），螺母（12）與太陽輪（14）遠離滑塊座（4）的一側之間設置有第二彈性元件，所述太陽輪（14）的輪齒自靠近滑塊座（4）的一側至遠離滑塊座（4）的一側厚度逐漸增加；
...【技術特征摘要】
1.一種自適應消隙行星齒輪減速器，其特征在于，包括：輸入軸（1）和外殼（3）；所述輸入軸（1）一端插入外殼（3）內并與外殼（3）轉動連接；所述輸入軸（1）位于外殼（3）內的一端自一端至另一端依次穿設有電磁鐵線圈（16）、電磁鐵（17）、滑塊座（4）、支撐座（5）、太陽輪（14）和第二內齒圈（10）；所述第二內齒圈（10）遠離輸入軸（1）的一側連接有輸出軸（13）；所述支撐座（5）上沿徑向滑動設置有行星架（6），所述行星架（6）上同軸設置有第一行星輪（7）和第二行星輪（9），所述外殼（3）內側設置有第一內齒圈（8），所述太陽輪（14）與第一行星輪（7）嚙合，第一行星輪（7）與第一內齒圈（8）嚙合，第二行星輪（9）與第二內齒圈（10）嚙合；所述電磁鐵（17）固定在滑塊座（4）上，所述滑塊座（4）、支撐座（5）和第二內齒圈（10）均與輸入軸（1）轉動連接，所述滑塊座（4）在輸入軸（1）上能沿軸向滑動；所述滑塊座（4）與行星架（6）通過連桿（15）鉸接連接。
2.根據權利要求1所述的自適應消隙行星齒輪減速器，其特征在于，所述太陽輪（14）為變齒厚齒輪，輸入軸（1）上設置有太陽輪限位臺階，所述太陽輪（14）靠近滑塊座（4）的一側與太陽輪限位臺階之間設置有第一彈性元件，輸入軸（1）上滑動穿設有螺母（12），螺母（12）與太陽輪（14）遠離滑塊座（4）的一側之間設置有第二彈性元件，所述太陽輪（14）的輪齒自靠近滑塊座（4）的一側至遠離滑塊座（4）的一側厚度逐漸增加。
3.根據權利要求2所述的自適應消隙行星齒輪減速器，其特征在于，第一彈性元件和第二彈性元件均為彈簧。
4.根據權利要求1所述的自適應消隙行星齒輪減速器，其特征在于，所述輸入軸（1）上設置有滑塊座限位臺階，所述滑塊座...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王慰軍，杜慶皓，楊桂林，張馳，陳慶盈，
申請(專利權)人：中國科學院寧波材料技術與工程研究所，
類型：發明
國別省市：
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