专利名称：复式精密摆线减速器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种复式精密摆线减速器。
背景技术：
目前，重载工业机器人中的减速器一般使用日本Nabtesco帝人精机公司的 Rotate Vector (简称RV)减速器和日本Harmonic Drive高性能谐波减速器。由于谐波减速器的传动是通过薄壁柔性齿轮的径向弹性变形实现转速变换和动力传递，其承载能力和传动刚度相对较低，同时柔性齿轮也易因周期性形变而发生疲劳破坏，故主要用于中、轻负载的精密传动系统，实际上并不适合用作重载工业机器人的精密减速传动。日本帝人精机公司的RV减速器(Rotate Vector Reducer)由一级行星齿轮传动和一级摆线传动复合而成。在结构设计上的特点是动力由主动小齿轮输入后，由三个周向均布的行星齿轮带动三个转臂同步驱动两片相错180度偏心布位的摆线轮，摆线轮与针齿相啮合产生的输出力矩由转速输出机构输出。RV减速器具有结构紧凑、传动比大、同啮齿数多、承载能力强以及传动刚度高等许多优点。然而，RV的基本结构还是有缺陷的。在RV 传动中，曲轴以极小的偏心量驱动摆线轮与针轮啮合，其径向负荷很大，在曲轴两端的轴承中产生很大的支反力。另一方面，RV传动中的摆线轮和针轮啮合产生的输出力矩也是通过这些小轴承而拨动输出盘的。这些小轴承位于输出盘上较小的回转半径上，因此输出力矩所产生的负载很大。支反力所形成的负载和输出力矩所形成的负载的叠加，使这些轴承始终处于高负荷下运行，致使曲轴两端的轴承成为RV传动先天性的薄弱环节，是该类减速器寿命和承载能力的限制点。此外，这类精密减速器在制造中为了得到小回差和使载荷均勻分布，需要很高的制造精度。特别是为保证三个转臂实现精确同步驱动，工艺要求很高。另外，RV的一级传动比有限，仅为9-87。在大速比下，为避免干涉，针齿销做得很小，容易造成弯曲折断。
实用新型内容为克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种复式精密摆线减速器，特别是一种适用于重载工业机器人的复式精密摆线减速器，该复式精密摆线减速器的传动比大，具有高精度、高效率、高刚性、高承载、使用寿命长的特点。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是包括偏心轴、偏心轴的偏心部通过转臂轴承连接摆线轮，摆线轮与固定在针齿壳上的针齿销相配合，偏心轴上具有多个相错的偏心位，各偏心位外的摆线轮分为逆向摆线轮和顺向摆线轮两组，逆向摆线轮和顺向摆线轮上具有不同的齿数并开设连接孔，针齿壳分为静止针齿壳和输出针齿壳，逆向摆线轮与固定在静止针齿壳上的静止针齿销相配合，顺向摆线轮与固定在输出针齿壳上的随动针齿销相配合，偏心轴与大齿轮相连，大齿轮啮合输入轴齿轮，静止针齿壳和输出针齿壳之间由推力滚珠相连；静止针齿壳和输出针齿壳的一侧分别设置压盘和输出法兰，压盘和静止针齿壳之间由角接触轴承连接，输出法兰和输出针齿壳之间由支撑轴承连接；偏心轴与压盘、输出法兰之间分别设置轴承；输出法兰的延伸部穿过逆向摆线轮和顺向摆线轮上的连接孔与压盘相固接。输出法兰和输出针齿壳之间由油封密封，输入轴齿轮穿过压盘、静止针齿壳和输出针齿壳与大齿轮啮合。与输入轴齿轮啮合的大齿轮有三个并分布在输出法兰中，三个大齿轮分别与三根偏心轴相连；逆向摆线轮和顺向摆线轮上的连接传动孔设有三个，连接传动孔和摆线轮上与偏心轴相接的连接孔间隔排列。逆向摆线轮和顺向摆线轮各为多个摆线轮组合的摆线轮组，各摆线轮组中的各排摆线轮相错360度/η，η为排数。本实用新型通过上述具体设计，与RV传动机构相比，其优势是一级传动比可以实现RV 二级传动比，但所用的针齿数却少于RV 二级传动所用的总针齿数；实现相同传动比， 本实用新型所用的针齿数远少于RV传动所用针齿数。比如，RV摆线传动部分的传动比为 81，用82个针齿，本实用新型摆线针齿数仅用19个。在相同结构空间，本实用新型的针齿数目减少很多且直径可以加大很多；与之相配的摆线轮的轮齿数减少很多，单个轮齿尺寸增大很多；柱销尺寸和偏心距也都增大很多。这不仅可提高传动效率、精度、刚度，还提高了承载能力和寿命。传动比的增大，突破了 RV对减速器传递的功率和扭矩的限制，对工业机器人要求的大功率、大扭矩，高效率高精度非常有利。在本实用新型中，输入力矩经摆线轮与销轴啮合减速增力后，输出力矩由销轴直接传给内齿圈而输出，输出力矩不通过曲轴，曲轴不承受沉重的输出力矩，从而使曲轴轴承受力得以极大改善。
以下结合附图和实施例说明本实用新型的详细内容。
图1是本实用新型的结构示意示意图。图2是
图1的B-B剖视图。图3是
图1的D-D剖视图。
具体实施方式
如图所示，本实用新型包括偏心轴1、偏心轴1的偏心部通过转臂轴承2连接摆线轮，摆线轮与固定在针齿壳上的针齿销相配合，偏心轴1上具有多个相错的偏心位，各偏心位外的摆线轮分为逆向摆线轮3和顺向摆线轮4两组，逆向摆线轮3和顺向摆线轮4上具有不同的齿数并开设连接孔5，逆向摆线轮3和顺向摆线轮4还可设计成各为多个摆线轮组合的摆线轮组，各摆线轮组中的各排摆线轮相错360度/η，η为排数。针齿壳分为静止针齿壳6和输出针齿壳7，逆向摆线轮3与固定在静止针齿壳6上的静止针齿销8相配合，顺向摆线轮4与固定在输出针齿壳7上的随动针齿销9相配合，偏心轴1与大齿轮10相连，大齿轮10啮合输入轴齿轮11。与输入轴齿轮11啮合的大齿轮10有三个并分布在输出法兰 14中，三个大齿轮10分别与三根偏心轴1相连；逆向摆线轮3和顺向摆线轮4上的连接孔 5设有3个，连接孔5和摆线轮上与偏心轴1相接的连接孔18间隔排列。静止针齿壳6和输出针齿壳7之间由推力滚珠12相连；静止针齿壳6和输出针齿壳7的一侧分别设置压盘13和输出法兰14，压盘13和静止针齿壳6之间由角接触轴承15连接，输出法兰14和输出针齿壳7之间由支撑轴承16连接并由油封17密封；偏心轴1与压盘13和输出法兰14之间分别设置轴承19 ；输出法兰14的延伸部20穿过逆向摆线轮3和顺向摆线轮4上的连接孔5与压盘13相固接，输入轴齿轮11穿过压盘13、静止针齿壳6和输出针齿壳7与大齿轮10啮合。本实用新型的具体设计是输入轴齿轮11 (外接电机)与三个大齿轮10相啮合，将运动传递给与大齿轮10相连的偏心轴1，偏心轴1上有转臂轴承2，转臂轴承2采用圆柱滚子轴承。两组齿数不同的逆向摆线轮3和顺向摆线轮4分别相隔180度布置在偏心轴1的转臂轴承2上。摆线轮的内孔表面直接作为滚道。针齿销和针齿壳组成针轮，针齿销的齿形是圆柱面。当偏心轴1转一周时，随着偏心轴1的转动，逆向摆线轮3和顺向摆线轮4同角速度转动，由于摆线轮齿与针齿销的理论齿数相差1且以短副外摆线等距曲线的齿廓与圆柱形针齿销相啮合，故摆线轮只转一齿。在工作状态下，静止针齿销8固定安装， 输入轴齿轮11 (外接电机)通过三个大齿轮10将运动传递给偏心轴1，偏心轴1的偏心部通过其上的转臂轴承2将动力传递给逆向摆线轮3和顺向摆线轮4，当偏心轴1逆时针转动时，逆向摆线轮3也随其运动，但因其与静止针齿销8相啮合而变为顺时针转动，由于顺向摆线轮4与逆向摆线轮3是同轴传动，顺向摆线轮4也随其运动，又由于顺向摆线轮4与逆向摆线轮3的齿数不同，因此，顺向摆线轮4的运动是偏心轴1逆时针转动与随逆向摆线轮3顺时针转动的复合运动，复合运动的结果是与偏心轴1的逆时针转动方向一致。顺向摆线轮4与输出针齿壳7上的随动针齿销9相啮合减速增力后，通过输出针齿壳7将减速后的运动和动力同心输出出去。由于偏心轴1、压盘13、输出法兰14和摆线轮的装配关系， 压盘13和输出法兰14为逆时针转动。以上所述的实施例仅仅是对本实用新型复式精密摆线减速器的优选实施方式进行描述，并非对实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型方案的前提下，本领域技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种外型变型和改进，均应落入本实用新型复式精密摆线减速器的保护范围。
权利要求1.一种复式精密摆线减速器，包括偏心轴、偏心轴的偏心部通过转臂轴承连接摆线轮， 摆线轮与固定在针齿壳上的针齿销相配合，其特征是偏心轴(1)上具有多个相错的偏心位， 各偏心位外的摆线轮分为逆向摆线轮(3)和顺向摆线轮(4)两组，逆向摆线轮(3)和顺向摆线轮(4)上具有不同的齿数并开设连接孔(5)，针齿壳分为静止针齿壳(6)和输出针齿壳 (7)，逆向摆线轮(3)与固定在静止针齿壳(6)上的静止针齿销(8)相配合，顺向摆线轮(4) 与固定在输出针齿壳(7)上的随动针齿销(9)相配合，偏心轴(1)与大齿轮(10)相连，大齿轮(10)啮合输入轴齿轮(11)，静止针齿壳(6)和输出针齿壳(7)之间由推力滚珠(12)相连; 静止针齿壳(6)和输出针齿壳(7)的一侧分别设置压盘(13)和输出法兰(14)，压盘(13)和静止针齿壳(6)之间由角接触轴承(15)连接，输出法兰(14)和输出针齿壳(7)之间由支撑轴承(16)连接；偏心轴(1)与压盘(13)、输出法兰(14)之间分别设置轴承(19)；输出法兰 (14)的延伸部(20)穿过逆向摆线轮(3)和顺向摆线轮(4)上的连接孔(5)与压盘(13)相固接。
2.根据权利要求1所述的复式精密摆线减速器，其特征是输出法兰(14)和输出针齿壳 (7)之间由油封(17)密封，输入轴齿轮(11)穿过压盘(13)、静止针齿壳(6)和输出针齿壳 (7)与大齿轮(10)啮合。
3.根据权利要求1或2所述的复式精密摆线减速器，其特征是与输入轴齿轮(11)啮合的大齿轮(10)有三个并分布在输出法兰(14)中，三个大齿轮(10)分别与三根偏心轴(1) 相连；逆向摆线轮(3)和顺向摆线轮(4)上的连接传动孔(5)设有三个，连接传动孔(5)和摆线轮上与偏心轴(1)相接的连接孔(18)间隔排列。
4.根据权利要求3所述的复式精密摆线减速器，其特征是逆向摆线轮(3)和顺向摆线轮(4)各为多个摆线轮组合的摆线轮组，各摆线轮组中的各排摆线轮相错360度/n，n为排数。
专利摘要本实用新型涉及一种复式精密摆线减速器，包括偏心轴、偏心轴的偏心部通过转臂轴承连接摆线轮，摆线轮与固定在针齿壳上的针齿销相配合，偏心轴上具有多个相错的偏心位，各偏心位外的摆线轮分为逆向摆线轮和顺向摆线轮两组，逆向摆线轮和顺向摆线轮上具有不同的齿数并开设连接传动孔，针齿壳分为静止针齿壳和输出针齿壳，逆向摆线轮与固定在静止针齿壳上的静止针齿销相配合，顺向摆线轮与固定在输出针齿壳上的随动针齿销相配合，偏心轴与大齿轮相连，大齿轮啮合输入轴齿轮。本实用新型通过上述一级渐开线行星齿轮传动和摆线针轮周转轮系的复合设计，具有高精度、高效率、高刚性、高承载、使用寿命长的优点，特别适合于在重载工业机器人中使用。
文档编号F16H57/08GK202203345SQ20112025961
公开日2012年4月25日 申请日期2011年7月21日 优先权日2011年7月21日
发明者叶胜康, 孔向东, 董平, 金良华 申请人:浙江恒丰泰减速机制造有限公司