雙側雙級內嚙合雙圓弧錐齒輪章動減速器及工作方法與流程

2023-05-30 03:23:21 3

本發明涉及一種雙側雙級內嚙合雙圓弧錐齒輪章動減速器及工作方法。

背景技術：

常見的章動減速器多採用漸開線齒形或擺線齒形傳動，但漸開線齒廓傳動效率低，同時在章動結構中容易出現齒廓重疊幹涉、徑向幹涉等問題；擺線齒形易出現齒廓過切、針齒相碰等問題；具滿足較大速比的行星減速器結構複雜、製造和安裝難度較大、質量較重。現有的雙級內嚙合雙圓弧章動減速器由於兩級齒輪嚙合總是處在同一側，導致圓周力增大且無法抵消，使整個箱體承受較大的慣心力，造成傳動非常不平穩、噪音也隨之增大、整體使用壽命縮短。這些問題的存在造成現有的章動減速器難以在機器人的機械臂和腕關節等部位實現減速。

技術實現要素：

鑑於現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種雙側雙級內嚙合雙圓弧錐齒輪章動減速器及工作方法，不僅結構設計合理，而且高效便捷。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種雙側雙級內嚙合雙圓弧錐齒輪章動減速器，包括箱體，所述箱體的一端穿設有輸入軸，所述輸入軸位於箱體內的軸段上設置有章動套，所述章動套上經第一軸承聯接有變速雙圓弧錐齒輪，所述章動套上經第二軸承還聯接有平衡雙圓弧錐齒輪，所述箱體的另一端穿設有輸出雙圓弧錐齒輪與固定雙圓弧錐齒輪，所述輸出雙圓弧錐齒輪與固定雙圓弧錐齒輪經第三軸承相互聯接，所述變速雙圓弧錐齒輪與輸出雙圓弧錐齒輪傳動嚙合，所述平衡雙圓弧錐齒輪與固定雙圓弧錐齒輪傳動嚙合，兩嚙合點同時出現且位於輸入軸的兩側。

優選的，所述章動套的前端為偏心設置的第一章動環，所述章動套的後端為偏心設置的第二章動環，所述第一章動環與第二章動環固定連接且一體成形，所述第一章動環中心與第二章動環的中心位於輸入軸的兩側。

優選的，所述變速雙圓弧錐齒輪經第一軸承與章動套的第一章動環相聯接，所述平衡雙圓弧錐齒輪經第二軸承與章動套的第二章動環相聯接。

優選的，所述變速雙圓弧錐齒輪的中心軸線與平衡雙圓弧錐齒輪的中心軸線相交於一點，所述輸入軸的中心軸線、輸出雙圓弧錐齒輪的中心軸線以及固定雙圓弧錐齒輪的中心軸線相重合。

優選的，所述輸出雙圓弧錐齒輪與固定雙圓弧錐齒輪內外嵌套設置。

優選的，所述輸入軸經平鍵與電機的動力輸出軸相聯接，所述輸入軸經第四軸承、軸肩定位與箱體相聯接，所述第四軸承通過若干個螺釘固定在箱體的前端蓋上，所述輸入軸經軸套、平鍵與章動套相聯接。

優選的，所述第一軸承經擋圈和軸肩定位安裝在章動套與變速雙圓弧錐齒輪之間，所述第二軸承也經擋圈和軸肩定位安裝在章動套與平衡雙圓弧錐齒輪之間。

優選的，所述輸出雙圓弧錐齒輪經第五軸承、擋圈以及軸肩定位與輸入軸相聯接，所述固定雙圓弧錐齒輪通過若干個均布的螺釘固定在箱體上，所述第三軸承通過若干個螺釘固定在箱體的後端蓋上、並經軸肩定位軸肩壓緊在輸出雙圓弧錐齒輪與固定雙圓弧錐齒輪之間。

一種雙側雙級內嚙合雙圓弧錐齒輪章動減速器的工作方法，包括上述任意一種雙側雙級內嚙合雙圓弧錐齒輪章動減速器，包含以下步驟：

電機的動力輸出軸帶動所述輸入軸轉動，所述輸入軸帶動章動套轉動，所述章動套帶動變速雙圓弧錐齒輪與平衡雙圓弧錐齒輪進行偏擺運動，由於所述固定雙圓弧錐齒輪與箱體固定連接從而保持靜止，當所述平衡雙圓弧錐齒輪與固定雙圓弧錐齒輪相嚙合時，所述固定雙圓弧錐齒輪反作用於平衡雙圓弧錐齒輪，從而使所述平衡雙圓弧錐齒輪章動的同時自轉；同時所述變速雙圓弧錐齒輪與輸出雙圓弧錐齒輪相嚙合，實現所述輸出雙圓弧錐齒輪減速輸出。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：本發明結構設計合理，結合章動傳動原理和雙圓弧錐齒輪齒形的優點，具有速比大、承載能力強、徑向尺寸小、精度高等優點，同時解決了章動減速器效率低、易產生齒面幹涉、傳動不平穩、噪音大、使用壽命短和行星減速器外型尺寸大、結構複雜、質量較重的問題；本發明採用的平穩雙圓弧齒形能實現凸凹齒面同時接觸、齒面強度高、嚙合時的力平衡抵消，能滿足較大功率的傳動，也就是通過兩對錐齒輪嚙合時的受力平衡原理；安裝在輸入軸上的章動套使得兩個雙圓弧外錐齒輪之間的軸線形成一定的夾角，有效地保證了在任何時間點的兩對齒輪嚙合點都處在不同側，從而實現嚙合時產生的力之間的平衡抵消，解決了傳統章動減速器齒輪嚙合總是在同側承受較大力且無法平衡抵消的問題，箱體承受的慣心力也隨之減小，整體傳動的平穩性大大提高，噪音也隨之降低，整體使用壽命得到進一步延長；本發明可直接安裝在機器人的機械臂和腕關節等空間較小的部位，實現機器人的機械臂和腕關節等部位的減速。

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步詳細的說明。

附圖說明

圖1為本發明實施例的整體構造示意圖。

圖2為本發明實施例的爆炸示意圖。

圖3為本發明實施例章動套的構造示意圖。

圖4為本發明實施例變速雙圓弧錐齒輪與平衡雙圓弧錐齒輪的連接示意圖。

圖中：1-箱體，2-輸入軸，3-章動套，31-第一章動環，32-第二章動環，4-第一軸承，5-變速雙圓弧錐齒輪，6-第二軸承，7-平衡雙圓弧錐齒輪，8-輸出雙圓弧錐齒輪，9-固定雙圓弧錐齒輪，10-第三軸承，11-第四軸承，12-第五軸承。

具體實施方式

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合附圖，作詳細說明如下。

如圖1~4所示，一種雙側雙級內嚙合雙圓弧錐齒輪章動減速器，包括箱體1，所述箱體1的一端穿設有輸入軸2，所述輸入軸2位於箱體1內的軸段上設置有章動套3，所述章動套3上經第一軸承4聯接有變速雙圓弧錐齒輪5，所述章動套3上經第二軸承6還聯接有平衡雙圓弧錐齒輪7，所述箱體1的另一端穿設有輸出雙圓弧錐齒輪8與固定雙圓弧錐齒輪9，所述輸出雙圓弧錐齒輪8與固定雙圓弧錐齒輪9經第三軸承10相互聯接，所述變速雙圓弧錐齒輪5與輸出雙圓弧錐齒輪8傳動嚙合，所述平衡雙圓弧錐齒輪7與固定雙圓弧錐齒輪9傳動嚙合，兩嚙合點同時出現且位於輸入軸2的兩側。

在本發明實施例中，所述章動套3的前端為偏心設置的第一章動環31，所述章動套3的後端為偏心設置的第二章動環32，所述第一章動環31與第二章動環32固定連接且一體成形，所述第一章動環31中心與第二章動環32的中心位於輸入軸2的兩側。

在本發明實施例中，所述變速雙圓弧錐齒輪5經第一軸承4與章動套3的第一章動環31相聯接，所述平衡雙圓弧錐齒輪7經第二軸承6與章動套3的第二章動環32相聯接。

在本發明實施例中，所述變速雙圓弧錐齒輪5的中心軸線與平衡雙圓弧錐齒輪7的中心軸線相交於一點，所述輸入軸2的中心軸線、輸出雙圓弧錐齒輪8的中心軸線以及固定雙圓弧錐齒輪9的中心軸線相重合。

在本發明實施例中，所述輸出雙圓弧錐齒輪8與固定雙圓弧錐齒輪9內外嵌套設置。

在本發明實施例中，所述輸入軸2經平鍵與電機的動力輸出軸相聯接，所述輸入軸2經第四軸承11、軸肩定位與箱體1相聯接，所述第四軸承11通過若干個螺釘固定在箱體1的前端蓋上，所述輸入軸2經軸套、平鍵與章動套3相聯接。

在本發明實施例中，所述第一軸承4經擋圈和軸肩定位安裝在章動套3與變速雙圓弧錐齒輪5之間，所述第二軸承6也經擋圈和軸肩定位安裝在章動套3與平衡雙圓弧錐齒輪7之間。

在本發明實施例中，所述輸出雙圓弧錐齒輪8經第五軸承12、擋圈以及軸肩定位與輸入軸2相聯接，所述固定雙圓弧錐齒輪9通過若干個均布的螺釘固定在箱體1上，所述第三軸承10通過若干個螺釘固定在箱體1的後端蓋上、並經軸肩定位軸肩壓緊在輸出雙圓弧錐齒輪8與固定雙圓弧錐齒輪9之間。

在本發明實施例中，所述輸出雙圓弧錐齒輪8具有用以動力輸出的軸孔，所述軸孔帶有雙鍵槽。

在本發明實施例中，一種雙側雙級內嚙合雙圓弧錐齒輪章動減速器的工作方法，包括上述任意一種雙側雙級內嚙合雙圓弧錐齒輪章動減速器，包含以下步驟：

電機的動力輸出軸帶動所述輸入軸2轉動，所述輸入軸2帶動章動套3轉動，所述章動套3帶動變速雙圓弧錐齒輪5與平衡雙圓弧錐齒輪7進行偏擺運動，由於所述固定雙圓弧錐齒輪9與箱體1固定連接從而保持靜止，當所述平衡雙圓弧錐齒輪7與固定雙圓弧錐齒輪9相嚙合時，所述固定雙圓弧錐齒輪9反作用於平衡雙圓弧錐齒輪7，從而使所述平衡雙圓弧錐齒輪7章動的同時自轉；同時所述變速雙圓弧錐齒輪5與輸出雙圓弧錐齒輪8相嚙合，實現所述輸出雙圓弧錐齒輪8減速輸出；兩對齒輪嚙合點都處在不同側，從而實現嚙合時產生的力之間的平衡抵消，解決了傳統章動減速器齒輪嚙合總是在同側承受較大力且無法平衡抵消的問題。

本發明不局限於上述最佳實施方式，任何人在本發明的啟示下都可以得出其他各種形式的雙側雙級內嚙合雙圓弧錐齒輪章動減速器及工作方法。凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。