精密活齒傳動減速器的製作方法

2023-12-01 16:56:06

專利名稱：精密活齒傳動減速器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種精密活齒傳動減速器。
背景技術：
活齒傳動是一種新型傳動。美、俄、英、德等國早年均有研究，並按其結構特點命名，如偏心圓傳動、滑齒傳動和隨動齒傳動等。我國20世紀70年代後也提出一些活齒傳動， 同樣按其結構命名，如滾道減速器、滾珠密切圓傳動、變速軸承和推桿減速器等。儘管活齒傳動的結構類型不同，但其原理都有共同點都是利用一組中間可動件來實現剛性嚙合傳動；在嚙合過程中相鄰活齒間嚙合點間的距離是變化的，這些嚙合點間沿圓周方向形成蠕動的切向波，從而實現連續傳動。從機械原理角度來說，目前活齒傳動都是由K_H_V型少齒差行星齒輪傳動演化而來的新型齒輪傳動，它利用一組活齒來實現兩軸間傳動。典型的滾動活齒傳動，即ORT活齒傳動，可準確地實現了等速共軛傳動，同時全部傳力零件之間基本處於滾動接觸狀態。目前較多見的結構形式包括滾子活齒(密切圓)傳動、套筒活齒傳動、外波式活齒傳動和擺動活齒傳動等，且為一齒差傳動。由於傳動結構的限制，ORT的一級傳動比在100—下。凸輪激波滾動活齒傳動，可實現二齒差傳動，並且激波凸輪單排自平衡，改善了減速器的受力狀態，嚙合副為滑滾接觸狀態，但摩擦磨損情況不理想，並且齒廓曲線方程較複雜，傳動比較一齒差傳動減少了一倍。任意齒差數純滾動活齒傳動，是一種新型的活齒傳動，該活齒傳動中激波輪和固齒輪的理論廓線均採用數學表達形式簡單的餘弦類曲線，且易於實現任意齒差數傳動；全部傳力零件之間實現了純滾動接觸傳動。但由於激波盤運動速度太高，傳動中磨損和膠合嚴重；多齒差時，傳動比太低，很難滿足工業機器人減速器高速重載高效率的要求。總之，活齒傳動，要提高其精度、傳動效率、承載能力，改變現有傳動結構，提高其傳動比是關鍵。
發明內容為克服現有技術的上述缺陷，本實用新型提供一種精密活齒傳動減速器，特別是一種適用於重載工業機器人精密活齒傳動減速器，該活齒傳動減速器的傳動比大，具有高精度、高效率、高剛性、高承載、使用壽命長的特點。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是包括偏心轉臂，在偏心轉臂上設有多個心軸位和多個錯位設置的偏心軸位，偏心軸位通過轉臂軸承連接激波盤，心軸位通過支撐軸承連接活齒架；激波盤分為逆向激波盤和順向激波盤兩組，逆向激波盤和順向激波盤上開設連接傳動孔；活齒架由開設有活齒槽的右活齒架、中活齒架和左活齒架三片組合而成，逆向激波盤夾裝在右活齒架和中活齒架之間，順向激波盤夾裝在中活齒架和左活齒架之間，激波盤和活齒架由穿過連接傳動孔的連接軸相連，以相同角速度轉動；右活齒架和中活齒架上的活齒槽中活動支承外套右針齒銷套的右針齒銷，右針齒銷套的右針齒銷構成活齒與逆向激波盤相配合且與靜止針齒殼上的內齒廓相嚙合，中活齒架和左活齒架上的活齒槽中活動支承外套左針齒銷套的左針齒銷，針齒銷套和左針齒銷構成活齒與順向激波盤相配合且與輸出針齒殼上的內齒廓相嚙合。偏心轉臂與外接的輸入軸之間通過鍵相連，靜止針齒殼和輸出針齒殼之間由軸承連接，輸出針齒殼和左活齒架之間由支撐軸承連接，靜止針齒殼和右活齒架之間由支撐軸承連接。逆向激波盤和順向激波盤為多個激波盤組合的激波盤組，各激波盤組中的各排激波盤相錯360度/η，η為排數。本實用新型通過上述具體設計，與以往的活齒傳動減速器相比，由於使用了活齒周轉輪系的同軸雙行星輪與雙中心輪的嚙合傳動結構，在傳動比上具有很大的優勢。比如， 以往的活齒傳動減速器用81個活齒實現傳動比為81 ；本實用新型利用同軸雙行星輪，用不超過此中心輪的活齒數，可實現傳動比6561。這意味著，實現相同傳動比所用的活齒數大大減少。如以往的活齒傳動減速器傳動比為81，本實用新型所用的活齒數可減小到17。相同結構空間，本實用新型的活齒數目減少很多且直徑可以加大很多；與之相配的激波盤的輪齒數減少很多，單個輪齒尺寸可增大很多；柱銷尺寸和偏心距也都增大很多，針齒殼上的內齒廓的個數減少很多，減速器整體的加工更加容易。這不僅可提高傳動效率、精度、剛度，還提高了承載能力和壽命。本實用新型的傳動比可達14161甚至更大。傳動比的增大，突破了原有活齒傳動減速器一級傳動的傳遞功率和扭矩的限制，如果再加上採用兩組多片偏心布置的激波盤活齒的嚙合傳動，會顯著地提高減速器的承載能力。本實用新型的輸入力矩經激波盤上的活齒與內齒廓的嚙合減速增力後，輸出力矩由活齒直接傳給內齒廓的輸出針齒殼而輸出運動。輸出力矩不通過偏心轉臂，轉臂不承受沉重的輸出力矩，從而使轉臂軸承受力得到極大改善，提高了軸承的壽命。
以下結合附圖和實施例說明本實用新型的詳細內容。


圖1是本實用新型的結構示意圖。圖2是
圖1的B-B剖視圖。圖3是
圖1的C-C剖視圖。圖4是
圖1的D-D剖視圖。圖5是
圖1的E-E剖視圖。
具體實施方式
如圖所示，本實用新型包括偏心轉臂1，其與外接輸入軸21之間通過鍵22相連， 便於加工和安裝。在偏心轉臂1上設有多個心軸位3和多個錯位設置的偏心軸位2，偏心軸位2通過轉臂軸承4連接激波盤，心軸位3通過支撐軸承20連接活齒架，激波盤分為逆向激波盤5和順向激波盤6兩組，逆向激波盤5和順向激波盤6上具有不同的活齒數並開設連接傳動孔8，活齒架由開設有活齒槽27的右活齒架7、中活齒架25和左活齒架沈三片組合而成，逆向激波盤5夾裝在右活齒架7和中活齒架25之間，順向激波盤6夾裝在中活齒架25和左活齒架沈之間，逆向激波盤5和順向激波盤6由穿過連接傳動孔8的連接軸 9相連，以相同角速度轉動，連接傳動孔7較連接軸8具有較大的直徑。活齒架由開設有活齒槽27的右活齒架7、中活齒架25和左活齒架26三片組合而成，逆向激波盤5夾裝在右活齒架7和中活齒架25之間，順向激波盤6夾裝在中活齒架25和左活齒架沈之間，激波盤和活齒架由穿過連接傳動孔8的連接軸9相連，以相同角速度轉動；右活齒架7和中活齒架25上的活齒槽27中活動支承外套右針齒銷套11的右針齒銷16，右針齒銷套11的右針齒銷16構成活齒與逆向激波盤5相配合且與靜止針齒殼10上的內齒廓12相嚙合，中活齒架25和左活齒架沈上的活齒槽27中活動支承外套左針齒銷套13的左針齒銷18，針齒銷套13和左針齒銷18構成活齒與順向激波盤6相配合且與輸出針齒殼14上的內齒廓15相嚙合。活齒的外圓與各激波盤之間為滾動摩擦，減小了傳動中的摩擦損失。靜止針齒殼10 和輸出針齒殼14之間由軸承17連接，輸出針齒殼14和左活齒架沈之間由支撐軸承19連接，靜止針齒殼10和右活齒架7之間由支撐軸承觀連接。逆向激波盤5和順向激波盤6為多個激波盤組合的激波盤組，各激波盤組中的各排激波盤相錯360度/n，n為排數。如逆向激波盤5和順向激波盤6可設計成兩個激波盤組合的激波盤組，各激波盤相錯180度。本實用新型的具體設計是外接輸入軸21通過鍵22與偏心轉臂1相連接，偏心轉臂1上有2 個180度錯位設置的偏心軸位2以及心軸位3，通過轉臂軸承4，偏心軸位2與逆向激波盤 5和順向激波盤6相連，轉臂軸承4採用無外圈的單列向心圓柱滾子軸承，激波盤的內孔表面直接作為滾道。心軸位3通過支撐軸承20與活齒架相連，激波盤分為逆向激波盤5和順向激波盤6兩組，逆向激波盤5和順向激波盤6上具有不同的活齒數並開設連接傳動孔8， 激波盤和活齒架由穿過連接傳動孔8的連接軸9相連，以便實現活齒架與激波盤的同角速度轉動，這是實現大傳動比的關鍵。逆向激波盤5和順向激波盤6的活齒數不相同，激波盤上的活齒數與針齒殼上的內齒廓數的理論齒數相差1，活齒與針齒殼包絡曲線構成的內齒廓與活齒相嚙合。靜止針齒殼10和法蘭盤M通過螺栓(外接)與機架(外接)相連，靜止針齒殼10軸承23與偏心轉臂1相連。在工作狀態下，隨著偏心轉臂1的轉動，逆向激波盤5 和順向激波盤6同角速度轉動。假設偏心轉臂1順時針轉動，則逆向激波盤5也隨之順時針轉動。由於激波盤的偏心運動，逆向激波盤5推動右活齒架7和中活齒架25上的活齒沿活齒槽27運動並與靜止針齒殼10上的內齒廓12進行嚙合運動，活齒運動受到靜止的內齒廓12的阻擋，活齒自身一邊做純滾動(該運動相當於局部自由度)一邊通過活齒上的右針齒銷16跟隨逆向激波盤5和活齒架做逆時針圓周轉動。偏心轉臂1迴轉一周，逆向激波盤5 推動活齒沿靜止針齒殼10上的內齒廓移動一個齒廓。由於整個活齒架與全部激波盤通過連接軸8相連進行同軸傳動，順向激波盤6也隨其運動。但由於逆向激波盤5與順向激波盤6的齒數不同，因此順向激波盤6的運動是偏心轉臂1的順時針轉動與隨逆向激波盤5 逆時針轉動的複合運動。複合運動的結果是順向激波盤6的迴轉方向與偏心轉臂1的順時針轉動方向一致。順向激波盤6上的活齒沿中活齒架25和左活齒架沈運動並與輸出針齒殼14上的內齒廓15相嚙合，活齒推動輸出針齒殼14將減速運動傳遞出去。以上所述的實施例僅僅是對本實用新型精密活齒傳動減速器的優選實施方式進行描述，並非對實用新型的構思和範圍進行限定，在不脫離本實用新型方案的前提下，本領域技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種外型變型和改進，均應落入本實用新型精密活齒傳動減速器的保護範圍。
權利要求1.一種精密活齒傳動減速器，包括偏心轉臂，其特徵是在偏心轉臂(1)上設有多個心軸位(3)和多個錯位設置的偏心軸位(2)，偏心軸位(2)通過轉臂軸承(4)連接激波盤，心軸位(3)通過支撐軸承(20)連接活齒架；激波盤分為逆向激波盤(5)和順向激波盤(6)兩組， 逆向激波盤(5)和順向激波盤(6)上開設連接傳動孔(8);活齒架由開設有活齒槽(27)的右活齒架(7)、中活齒架(25)和左活齒架(26)三片組合而成，逆向激波盤(5)夾裝在右活齒架 (7)和中活齒架(25)之間，順向激波盤(6)夾裝在中活齒架(25)和左活齒架(26)之間，激波盤和活齒架由穿過連接傳動孔(8)的連接軸(9)相連，以相同角速度轉動；右活齒架(7) 和中活齒架(25)上的活齒槽(27)中活動支承外套右針齒銷套(11)的右針齒銷(16)，右針齒銷套(11)的右針齒銷(16)構成活齒與逆向激波盤(5)相配合且與靜止針齒殼(10)上的內齒廓(12)相嚙合，中活齒架(25)和左活齒架(26)上的活齒槽(27)中活動支承外套左針齒銷套(13)的左針齒銷(18)，針齒銷套(13)和左針齒銷(18)構成活齒與順向激波盤(6) 相配合且與輸出針齒殼(14)上的內齒廓(15)相嚙合。
2.根據權利要求1所述的精密活齒傳動減速器，其特徵是偏心轉臂(1)與外接的輸入軸(21)之間通過鍵(22)相連，靜止針齒殼(10)和輸出針齒殼(14)之間由軸承(17)連接， 輸出針齒殼(14)和左活齒架(26)之間由支撐軸承(19)連接，靜止針齒殼(10)和右活齒架 (7)之間由支撐軸承(28)連接。
3.根據權利要求1或2所述的精密活齒傳動減速器，其特徵是逆向激波盤(5)和順向激波盤(6)為多個激波盤組合的激波盤組，各激波盤組中的各排激波盤相錯360度/n，n為排數。
專利摘要本實用新型涉及一種精密活齒傳動減速器，在偏心轉臂的偏心軸位通過轉臂軸承連接逆向激波盤和順向激波盤，心軸位通過支撐軸承連接開設有活齒槽的右活齒架、中活齒架和左活齒架，順向激波盤夾裝在中活齒架和左活齒架之間，逆向激波盤夾裝在右活齒架和中活齒架之間，激波盤和活齒架由穿過連接傳動孔的連接軸相連，右活齒架和中活齒架上的活齒槽中活動支承右活齒，右活齒與逆向激波盤相配合且與靜止針齒殼上的內齒廓相嚙合，中活齒架和左活齒架上的活齒槽中活動支承左活齒，左活齒與順向激波盤相配合且與輸出針齒殼上的內齒廓相嚙合。本實用新型具有高精度、高效率、高剛性、高承載、使用壽命長的優點，特別適合於在重載工業機器人中使用。
文檔編號F16H57/023GK202228609SQ20112031635
公開日2012年5月23日 申請日期2011年8月29日 優先權日2011年8月29日
發明者葉勝康, 孔向東, 董平 申請人:浙江恆豐泰減速機製造有限公司