腱布线用6:1行星减速空心轴肩齿轮箱

这套行星减速齿轮箱采用空心轴肩结构设计，核心传动比覆盖6:1到42:63（等效2.3:1）区间，最初的设计出发点是解决腱传动布线场景下，旋转输出端的路径长度波动问题——在仿生灵巧手、外骨骼康复设备、绳驱自动化执行机构这类依赖腱绳传递动力的系统中，常规实心轴输出的减速机构会让腱绳随输出轴旋转时产生缠绕、路径长度周期性变化，直接导致腱绳张力波动、传动精度下降，甚至出现腱绳磨损失效的问题，而这套结构通过空心轴的走线通道，让腱绳可以直接从齿轮箱输出轴中心穿过，从根源上消除了旋转过程中腱绳的路径长度变化，不需要额外添加张紧轮组或者走线补偿机构，就能保证腱传动过程中张力恒定。

从结构组成来看，整套齿轮箱除了行星轮系的核心传动件之外，配套设计了两种规格的衬套轴承作为转动支撑：小规格衬套内径8mm、外径10mm，大规格衬套内径25mm、外径28mm，分别适配输入轴端和空心输出轴端的转动支撑需求，衬套采用自润滑材质加工，不需要额外添加润滑脂维护，适合轻载、高响应频率的腱传动场景。整套结构的紧固件全部采用标准M3规格，包含长度15cm的M3螺丝、M3六角螺母、长度4mm的M3自攻螺钉，所有安装孔位都做了沉头设计，装配后螺丝端面不会突出安装面，避免和周边走线、结构件产生干涉。

安装边界上，齿轮箱主体采用分体式壳体设计，输出端的轴肩结构自带两个对称的安装定位孔，可以直接固定在执行机构的基座上，不需要额外设计转接法兰，整体安装占用空间控制在紧凑范围内，适配小型化绳驱执行器的安装需求。行星轮系的齿轮采用直齿设计，加工难度低，传动背隙可以通过调整行星架的轴向间隙控制在0.1度以内，满足腱传动对传动精度的要求。输入端可以直接适配标准Nema17规格的步进电机或者伺服电机，电机安装孔位和市面上主流的小型步进电机完全兼容，不需要额外加工转接件就能完成装配。

实际应用中，这套齿轮箱除了腱传动场景之外，也可以用在小型3D打印机的挤出机构、小型机械臂的关节驱动、桌面级自动化设备的旋转工位上，空心轴的设计除了走腱绳之外，也可以穿过气管、电线或者其他管线，让设备的走线更加整洁，避免管线随轴旋转产生缠绕。设计过程中特意将行星轮的受力做了均载优化，三个行星轮均匀分布在太阳轮周围，传动过程中每个行星轮承受的载荷一致，不会出现单轮过载的情况，在额定负载下的传动效率可以达到90%以上，长时间运行不会出现明显的温升。壳体采用轻量化设计，在保证结构强度的前提下做了多处镂空减重，整体重量控制在较低水平，适合对重量有严格要求的可穿戴设备、移动机器人场景。

装配逻辑上，整套结构采用分层装配的思路，先将衬套压入壳体对应的安装孔位，再依次装入太阳轮、行星轮、行星架，最后扣合另一侧壳体用自攻螺钉固定，装配过程不需要专用工装，普通的内六角扳手就能完成全部装配操作，后期维护拆解也非常方便。输出端的轴肩做了定位止口设计，和外接负载安装时可以保证同轴度，避免输出轴承受径向载荷导致衬套异常磨损。齿轮的啮合间隙在设计时预留了合理的公差范围，既不会因为间隙过大产生传动回差，也不会因为间隙过小导致转动卡滞，即使是采用3D打印加工的零件，只要按照设计公差打印，不需要额外打磨就能顺畅转动。