時時無回差傳動一級精密鋼球行星減速器的製作方法

2023-05-22 02:12:36

專利名稱：時時無回差傳動一級精密鋼球行星減速器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機械傳動減速器領域，特別是涉及一種時時無回 差傳動一級精密鋼球行星減速器。
背景技術：
精密鋼球行星減速器是一種適用於機器人等精密機械的新型精密傳動 減速器。它具有結構簡單、製造方便、傳動比大、易於微型化和無回差傳 動等優點，因而該減速器在機器人伺服傳動、精密測量儀器、太空飛行器微動 機構、機械加工分度機構和高級轎車風窗刮水器等精密傳動機械中具有良 好的應用前景。
目前的精密鋼球行星減速器採用螺旋作為間隙調節機構(見圖3)，依 靠人工定期調整鋼球嚙合副間隙，這種調整不是時時進行的，並且要求操作 人員有豐富的實踐經驗，既耗費時間和人力，又不能保持該減速器始終處 於時時無回差傳動的最佳工作狀態。目前尚未發現能夠解決這些問題的公 開技術文獻。
精密鋼球行星減速器雖然鋼球嚙合副結構本身具有無隙嚙合和無回差 傳動特點，但嚙合副工作磨損後其必然出現間隙，從而導致減速器出現傳 動回差，嚴重影響了傳動精度，又明顯會降低使用壽命。
另一方面，精密鋼球行星減速器在高速運轉的條件下，無隙鋼球嚙合 副會因溫度升高而發生熱變形，這種熱變形使嚙合副工作時產生碾軋甚至 卡死現象，導致減速器輸出運動失真、效率降低甚至不能轉動工作，損壞 減速器。
日本是世界精密傳動機械先進的國家，但其研製的同類鋼球減速器目 前仍通過間隙調節機構憑經驗"人工定期"調節間隙來控制回差精度，因 此，人工調節量過大，將帶來嚙合副磨損加大，傳動效率降低，甚至嚙合 副卡死的後果；而人工調節量不足，則嚙合副仍將存在間隙而出現傳動回 差。因此，在"人工定期"調節前的大部分傳動工作期間，減速器顯然存
在傳動回差。而對於嚙合副表面因溫度升高而發生熱變形，導致嚙合副工 作時產生碾軋甚至卡死的現象，現有的同類減速器是不能解決和避免的。 發明內容
為了解決上述現有精密鋼球行星減速器的鋼球嚙合副間隙調整所存在 的問題和不足，本實用新型提供一種時時無回差傳動精密鋼球一級行星減 速器，該減速器不但能保證鋼球嚙合副的無隙嚙合，而且還能保證鋼球齧 合副時時自動的無隙嚙合，從而保證該減速器的時時無回差傳動。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是所述時時無回差傳 動精密鋼球一級行星減速器，由偏心輸入軸1、端面加工有擺線封閉槽的中 心盤2、第一鋼球組3、第二鋼球組7、端面加工有2 4個環形槽的輸出盤 8和機架9組成。其特徵是組合式行星盤由端面加工有擺線封閉槽的第一 行星盤4、蝶形彈簧5、端面加工有2 4個環形槽的第二行星盤4'和銷軸6 組成，碟形彈簧5裝在第一行星盤(4)和第二行星盤(40之間，第一行 星盤(4)和第二行星盤(V)通過2 4個銷軸6聯接。組合式行星盤安裝 在偏心輸入軸1的偏心部分。第一行星盤(4)和第二行星盤(4。之間可 相對軸向移動，但不能相對轉動，其相對的軸向移動通過碟形彈簧5的彈 性力控制實現，並保證嚙合副中鋼球始終為四點接觸；第一行星盤(4)和 第二行星盤(4。之間的軸向"分開移動"(即嚙合副構件間的軸向靠近移 動)可消除嚙合副間隙保持嚙合副鋼球四點接觸，而第一行星盤(4)和第 二行星盤(40之間的軸向"靠近移動"(即嚙合副構件間的軸向分開移動) 可補償鋼球嚙合副因熱膨脹變形需要的軸向間隙，避免嚙合副的碾軋和卡 死現象，這種"分開移動"和"靠近移動"均為時時和自動進行，因此組 合式行星盤可實現鋼球嚙合副的時時自動無隙嚙合，從而實現該減速器的 時時自動無回差傳動。
在時時無回差傳動一級精密鋼球行星減速器中，組合式行星盤的第一 行星盤4端面的擺線封閉槽、第一鋼球組3和中心盤2端面的擺線封閉槽 構成一組減速傳動嚙合副；而第二行星盤V端面的2 4個環形槽、第二鋼 球組7和輸出盤8端面的2 4個環形槽構成等速傳動嚙合副，從而實現該 減速器的一級行星減速傳動。
本實用新型的有益效果是該發明能時時自動地調整鋼球嚙合副間隙， 實現減速器的時時無回差傳動，工作可靠，極大提高了精密機械傳動機構
的傳動精密性和往復運動的準確性；嚙合副中鋼球幾乎為純滾動，提高了 減速器的傳動效率、延長了使用壽命；該減速器去掉了傳統人工定期調整 間隙的螺旋調整機構，可節省人工調節間隙的時間，提高了生產力。

圖1是時時無回差傳動一級精密鋼球行星減速器結構簡圖； 圖2是組合式行星盤結構簡圖3是人工定期調節間隙的普通精密鋼球行星減速器結構簡圖。
在上述附圖中，l.偏心輸入軸，2.中心盤，3.第一鋼球組，4.第一行 星盤，5.碟形彈簧，4《第二行星盤，6.銷軸，7.第二鋼球組，8.輸出盤(軸)， 9.機架，10.間隙調整機構，ll.行星盤。
具體實施方式
實施例
圖1是本發明公開的時時無回差傳動一級精密鋼球行星減速器，所述 減速器偏心輸入軸1的偏心部分安裝組合式行星盤，組合式行星盤的第一 行星盤4的左端面加工有擺線封閉槽，組合式行星盤的第二行星盤V的右 端面加工有四個環形槽，端面加工有擺線封閉槽的中心盤2通過第一鋼球 組3與組合式行星盤的第一行星盤4嚙合；端面加工有四個環形槽的輸出 盤8通過第二鋼球組7與組合式行星盤的第二行星盤^嚙合(見圖2)，碟 形彈簧5裝在第一行星盤4和第二行星盤4Z之間並處於預緊狀態；第一行 星盤4和第二行星盤47通過3個銷軸6聯接，銷軸6可設計成簡單的圓柱 銷，便於加工和安裝，並保證第一行星盤4和第二行星盤f之間只允許相 對移動而不允許相對轉動。偏心輸入軸1通過軸承安裝在中心盤2和輸出 盤8的中心孔中，輸出盤8通過軸承安裝在機架9的中心孔中，中心盤2 與機架9用螺栓聯接。
本實用新型的工作原理是當偏心輸入軸1轉動時，其上的偏心軸通 過軸承驅動組合式行星盤作公轉運動，第一行星盤4左端面上的擺線封閉 槽推動鋼球3運動，受到中心盤2右端面上擺線封閉槽約束，鋼球3反推
組合式行星盤迫使其自轉運動，該減速後的自轉角速度通過第二行星盤f
右端面上的環形槽、第二鋼球組7和輸出盤8左端面的環形槽構成的等速 傳動嚙合副，從輸出盤(軸)8輸出，完成減速器的減速傳動。
根據時時無回差傳動精密鋼球減速器的設計要求，在組合式行星盤中， 將第一行星盤4設計成端面帶有擺線封閉槽的行星盤，將第二行星盤^設 計成端面帶有4個環形槽的行星盤，第一行星盤(4)和第二行星盤(4。 之間用3個銷軸6聯結，以保證第一行星盤(4)和第二行星盤(4。只允 許相對移動而不允許相對轉動。碟形彈簧5置於第一行星盤(4)和第二行 星盤(4。之間並處於預緊狀態。
碟形彈簧5的預緊力通過第一行星盤(4)和第二行星盤(4。使兩組 鋼球嚙合副均時時保持無側隙的四點接觸，蝶形彈簧5的預緊力可根據齧 合副無側隙的要求條件並通過理論分析計算和試驗獲得。
在時時無回差傳動一級精密鋼球行星減速器工作過程中，當鋼球嚙合 副因磨損等原因而產生間隙時，碟形彈簧5將自動彈開，使第一行星盤(4) 和第二行星盤(4。之間產生相對分開的軸向位移，消除鋼球嚙合副產生的 間隙，保證兩組鋼球嚙合副時時四點接觸的無隙嚙合，嚙合副這種時時四 點接觸的無隙嚙合，確保該減速器正反向轉動工作的時時自動無回差傳動。
另一方面，在該減速器高速運轉工作中，當嚙合副各構件發生熱膨脹 變形導致嚙合副碾軋甚至卡死等現象時，該熱膨脹變形必然使第一行星盤 (4)和第二行星盤(4。之間產生相對接近的軸向位移，此時碟形彈簧5 被進一步壓縮，從而自動補償鋼球嚙合副因熱變形需要增加的軸向間隙， 使鋼球嚙合副時時自動保持四點接觸的無側隙嚙合，進而實現時時無回差 傳動。
因此，該精密鋼球行星減速器在組合式行星盤的作用下，可時時自動 調節鋼球嚙合副間隙，使其保持正反向運動的時時無側隙嚙合，從而實現 該減速器的時時自動無回差傳動。
時時無回差傳動一級精密鋼球行星減速器，無需人工調節操作，具有 傳動精確、傳動效率高和使用壽命長等優點。
權利要求1.一種時時無回差傳動一級精密鋼球行星減速器，包括偏心輸入軸(1)、端面加工有擺線封閉槽的中心盤(2)、第一鋼球組(3)、組合式行星盤、第二鋼球組(7)、端面加工有2～4個環形槽的輸出盤(8)和機架(9)，其特徵是組合式行星盤由端面加工有擺線封閉槽的第一行星盤(4)、蝶形彈簧(5)、端面加工有2～4環形槽的第二行星盤(4′)和銷軸(6)組成，碟形彈簧(5)裝在第一行星盤(4)和第二行星盤(4′)之間，第一行星盤(4)和第二行星盤(4′)通過2～4個銷軸6聯接，組合式行星盤安裝在偏心輸入軸(1)的偏心部分。
2. 根據權利要求1所述的時時無回差傳動一級精密鋼球行星減速器，其 特徵是組合式行星盤中第一行星盤(4)端面的擺線封閉槽、第一鋼球組(3)和中心盤(2)的擺線封閉槽構成一級減速傳動嚙合副；第二行星盤 (V)端面的2 4環形槽、第二鋼球組(7)和輸出盤(8)端面的2 4環 形槽構成等速傳動嚙合副。
專利摘要本實用新型公開一種時時無回差傳動一級精密鋼球行星減速器，涉及一種機械傳動減速器領域。所述的減速器由輸入偏心軸(1)、端面有擺線封閉槽的中心盤(2)、端面有2～4個環形槽的輸出盤(8)及機架(9)組成。組合式行星盤由端面有擺線封閉槽的第一行星盤(4)、端面有2～4個環形槽的第二行星盤(4′)、蝶形彈簧(5)和銷軸(6)組成。第一行星盤4和第二行星盤4′之間裝有碟形彈簧(5)並通過銷軸(6)聯接，第一行星盤4和第二行星盤4′之間只允許相對軸向移動、不允許相對轉動。組合式行星盤安裝在輸入偏心軸(1)的偏心部分。本實用新型解決了精密鋼球行星減速器無隙鋼球嚙合副因磨損出現間隙導致減速器產生傳動回差和因嚙合副熱膨脹產生嚙合碾軋甚至卡死問題，實現減速器的時時自動無回差傳動。
文檔編號F16H57/00GK201187562SQ20082007699
公開日2009年1月28日 申請日期2008年4月10日 優先權日2008年4月10日
發明者安子軍, 楊作梅 申請人:燕山大學