(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(43)申请公布日(21)申请号3.1(22)申请日2022.12.14(71)申请人中国船舶集团有限公司第七0三研地址150001黑龙江省哈尔滨市道里区洪湖路35号(72)发明人赵勇刘义虎白云涛范一龙周金阳(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事23109专利代理师(51)Int.Cl.F16H1/32(2006.01)(54)发明名称一种基于锥齿轮换向的大速比减速装置(57)摘要一种基于锥齿轮换向的大速比减速装置，属于机械齿轮传动领域。输入锥齿轮轴作为减速装置的输入端，2个一号转换锥齿轮均与输入锥齿轮轴啮合，通过一个扭力轴连接的一号转换锥齿轮和二号转换锥齿轮具有相同旋向；锥齿轮齿环组件的锥齿轮同时与2个二号转换锥齿轮啮合，且锥齿轮齿环组件的锥齿轮与输入锥齿轮轴旋向相反；太阳轮与输入锥齿轮轴通过中央传动杆连接并具有相同旋向，行星轮同时与锥齿轮齿环组件的齿环内齿和太阳轮啮合；行星架用于同时支撑多个行星轮；行星架作为减速装置的输出端。用于实现大速比传动。权利要求书2页说明书5页附图2页CN1161818551.一种基于锥齿轮换向的大速比减速装置，其特征是，所述装置包含输入锥齿轮轴(1)、2个一号转换锥齿轮(2)、2个二号转换锥齿轮(3)、2个扭力轴(4)、锥齿轮齿环组件(5)、多个行星轮(6)、行星架(7)、太阳轮(8)和中央传动杆(9)；输入锥齿轮轴(1)作为减速装置的输入端，2个一号转换锥齿轮(2)均与输入锥齿轮轴(1)啮合，一个一号转换锥齿轮(2)和一个二号转换锥齿轮(3)套设在一个扭力轴(4)上，且位于一个扭力轴(4)上的一号转换锥齿轮(2)和二号转换锥齿轮(3)具有相同旋向；锥齿轮齿环组件(5)的锥齿轮同时与2个二号转换锥齿轮(3)啮合，且锥齿轮齿环组件(5)的锥齿轮与输入锥齿轮轴(1)旋向相反；太阳轮(8)与输入锥齿轮轴(1)通过中央传动杆(9)连接并具有相同旋向，行星轮(6)同时与锥齿轮齿环组件(5)的齿环内齿和太阳轮(8)啮行星架(7)，用于同时支撑多个行星轮(6)；行星架(7)的支撑轴与每个行星轮(6)之间通过支撑轴承(10)实现转动连接；行星架(7)作为减速装置的输出端；输入锥齿轮轴(1)与行星架(7)的速比iOH2.依据权利要求1所述的一种基于锥齿轮换向的大速比减速装置，其特征是，获得输入锥齿轮轴(1)与行星架(7)的速比iOH的具体过程为：依据输入锥齿轮轴(1)与一号转换锥齿轮(2)的速比、二号转换锥齿轮(3)与锥齿轮齿环组件(5)的速比和输入锥齿轮轴(1)转速，得到锥齿轮齿环组件(5)转速；根据锥齿轮齿环组件(5)转速、锥齿轮齿环组件(5)的齿环齿数和行星轮(6)行星轮系的模数，得到锥齿轮齿环组件(5)齿环分度圆线速度；依据输入锥齿轮轴(1)转速、行星轮(6)行星轮系的模数和太阳轮(8)的齿数，得到太阳轮(8)分度圆线速度；根据锥齿轮齿环组件(5)齿环分度圆线)分度圆线)中心线)中心线)中心半径，得到行星架(7)转速；根据行星架(7)转速和输入锥齿轮轴(1)转速，得到输入锥齿轮轴(1)与行星架(7)的速3.依据权利要求2所述的一种基于锥齿轮换向的大速比减速装置，其特征是，输入锥齿轮轴(1)与一号转换锥齿轮(2)的速比i21二号转换锥齿轮(3)与锥齿轮齿环组件(5)的速比i43CN116181855为锥齿轮齿环组件(5)转速。4.依据权利要求3所述的一种基于锥齿轮换向的大速比减速装置，其特征是，锥齿轮齿环组件(5)齿环分度圆线速度为:锥齿轮齿环组件(5)的齿环齿数。5.依据权利要求4所述的一种基于锥齿轮换向的大速比减速装置，其特征是，太阳轮(8)分度圆线所述的一种基于锥齿轮换向的大速比减速装置，其特征是，行星轮(6)中心线)中心线所述的一种基于锥齿轮换向的大速比减速装置，其特征是，行星架(7)转速为：CN116181855一种基于锥齿轮换向的大速比减速装置技术领域[0001]本发明涉及大速比减速装置，属于机械齿轮传动领域。背景技术[0002]齿轮传动是工业中最主要的转速匹配装置，具有传动稳定、速比准确的特点。齿轮传动主要包含有平行轴圆柱齿轮、锥齿轮、行星内啮合齿轮等，根据螺旋角的特点还可分为直齿轮、斜齿轮及人字齿轮等。平行轴圆柱齿轮因其结构相对简单且制造容易应用最为广泛，锥齿轮主要使用在于有换向传动需求的场合，行星内啮合齿轮传动因其输入输出同轴及速比较大的特点具有较高的功率密度。通过平行轴圆柱齿轮、锥齿轮及行星内啮合齿轮传动的各种组合能轻松实现多种传动特性的兼顾。[0003]现有市场上的行星大速比减速器是第一级为齿环固定，太阳轮输入，行星架输出，第一级行星架连接第二级太阳轮，第二级齿环固定，第二级行星架输出。由于单级行星的速比有限，需进行多级减速才能实现大速比减速，使得该结构较为复杂，可靠性不足。发明内容[0004]本发明的目的是未解决现有行星大速比减速器结构较为复杂、可靠性不足的问题，提出了一种基于锥齿轮换向的大速比减速装置。[0005]一种基于锥齿轮换向的大速比减速装置，其特征是，所述装置包含输入锥齿轮轴、2个一号转换锥齿轮、2个二号转换锥齿轮、2个扭力轴、锥齿轮齿环组件、多个行星轮、行星架、太阳轮和中央传动杆；[0006]输入锥齿轮轴作为减速装置的输入端，2个一号转换锥齿轮均与输入锥齿轮轴啮合，一个一号转换锥齿轮和一个二号转换锥齿轮套设在一个扭力轴上，且位于一个扭力轴上的一号转换锥齿轮和二号转换锥齿轮具有相同旋向；[0007]锥齿轮齿环组件的锥齿轮同时与2个二号转换锥齿轮啮合，且锥齿轮齿环组件的锥齿轮与输入锥齿轮轴旋向相反；太阳轮与输入锥齿轮轴通过中央传动杆连接并具有相同旋向，行星轮同时与锥齿轮齿环组件的齿环内齿和太阳轮啮合；[0008]行星架，用于同时支撑多个行星轮；行星架的支撑轴与每个行星轮的之间通过支撑轴承实现转动连接；行星架作为减速装置的输出端；[0009]输入锥齿轮轴与行星架的速比iOH[0010][0011][0012]优选地，获得输入锥齿轮轴与行星架的速比iOH的具体过程为：[0013]依据输入锥齿轮轴与一号转换锥齿轮的速比、二号转换锥齿轮与锥齿轮齿环组件CN116181855的速比和输入锥齿轮轴转速，得到锥齿轮齿环组件转速；根据锥齿轮齿环组件转速、锥齿轮齿环组件的齿环齿数和行星轮行星轮系的模数，得到锥齿轮齿环组件齿环分度圆线]依据输入锥齿轮轴转速、行星轮行星轮系的模数和太阳轮的齿数，得到太阳轮(8)分度圆线]根据锥齿轮齿环组件齿环分度圆线速度和太阳轮分度圆线速度，得到行星轮中心线]根据行星轮中心线速度和行星架中心半径，得到行星架转速； [0017] 根据行星架转速和输入锥齿轮轴转速，得到输入锥齿轮轴与行星架的速比i OH [0018]本发明的有益效果是： [0019] 将输入锥齿轮轴作为输入端，通过两次锥齿轮减速及换向后转换至行星架，行星 轮系的太阳轮与输入锥齿轮轴通过传动杆连接，行星架作为整套大速比减速装置的输出 端，此时太阳轮与齿环反向旋转，进而获得行星架与太阳轮的大速比传动。 [0020] 利用锥齿轮传动实现了行星轮系的太阳轮与齿环反向旋转，实现行星架与太阳轮 大速比传动，结构集成化高、承载能力强，本发明可大范围的应用于船舶、冶金等大功率及大速 比传动领域。 [0021] 利用2个一号转换锥齿轮，使2个一号转换锥齿轮旋向相反的特点，大幅度的增加 行星内啮合传动的速比，进而获得一台大速比减速装置的设计的具体方案。 [0022] 通过将2个一号转换锥齿轮双侧啮合的对应二号转换锥齿轮，利用2个二号转换锥 齿轮换向使齿轮与太阳轮反转，使行星架转速能够达到特别低，与现存技术原理完全不同， 其次，本申请利用锥齿轮换向功能利用行星的齿环与太阳轮反转进而降低行星架转速实现 的创新，在齿环和太阳轮反转时，通过配齿可以让行星架正向旋转或反向旋转，能轻松实现正 向大速比或反向大速比，并且可让行星架的转速趋于零，进而获得极大的减速比。 [0023] 因此，本申请利用锥齿轮传动实现了行星轮系的太阳轮与齿环反向旋转，实现行 星架与太阳轮大速比传动，结构集成化高、承载能力强、可靠性强，本申请可大范围的应用于船 舶、冶金等大功率及大速比传动领域，使用范围广泛。 附图说明 [0024] 图1为一种基于锥齿轮换向的大速比减速装置的传动原理图； [0025] 图2为用来说明大速比实现过程的行星级部分转向关系图。 具体实施方式 [0026] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其 他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0027] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。 [0028] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。 [0029] 实施例一： CN116181855 [0030]结合图1至图2说明本实施例，一种基于锥齿轮换向的大速比减速装置，所述装置 包括输入锥齿轮轴1、2个一号转换锥齿轮2、2个二号转换锥齿轮3、2个扭力轴4、锥齿轮齿环 组件5、多个行星轮6、行星架7、太阳轮8和中央传动杆9； [0031] 输入锥齿轮轴1作为减速装置的输入端，2个一号转换锥齿轮2均与输入锥齿轮轴1 啮合，一个一号转换锥齿轮2和一个二号转换锥齿轮3套设在一个扭力轴4上，且位于一个扭 力轴4上的一号转换锥齿轮2和二号转换锥齿轮3具有相同旋向； [0032] 锥齿轮齿环组件5的锥齿轮同时与2个二号转换锥齿轮3啮合，且锥齿轮齿环组件5 的锥齿轮与输入锥齿轮轴1旋向相反；太阳轮8与输入锥齿轮轴1通过中央传动杆9连接并具 有相同旋向，行星轮6同时与锥齿轮齿环组件5的齿环内齿和太阳轮8啮合； [0033] 行星架7，用于同时支撑多个行星轮6；行星架7的支撑轴与每个行星轮6的轴心之 间通过支撑轴承10实现转动连接；行星架7作为减速装置的输出端； [0034] 输入锥齿轮轴1与行星架7的速比i OH [0035][0036] [0037]本实施方式中，图2是发明的行星级部分转向关系，能够准确的看出太阳轮8与锥齿轮齿 环组件5旋向相反，其二者在行星轮6啮合处的分度圆线速度v 方向相反，基于啮合原理，行星轮6同时与锥齿轮齿环组件5及太阳轮8进行纯滚动，行星轮6轮心处线速度v
