專利名稱：復(fù)式精密擺線減速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)式精密擺線減速器。
背景技術(shù)：
目前，重載工業(yè)機(jī)器人中的減速器一般使用日本Nabtesco帝人精機(jī)公司的 Rotate Vector (簡(jiǎn)稱RV)減速器和日本Harmonic Drive高性能諧波減速器。由于諧波減速器的傳動(dòng)是通過薄壁柔性齒輪的徑向彈性變形實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速變換和動(dòng)力傳遞，其承載能力和傳動(dòng)剛度相對(duì)較低，同時(shí)柔性齒輪也易因周期性形變而發(fā)生疲勞破壞，故主要用于中、輕負(fù)載的精密傳動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)際上并不適合用作重載工業(yè)機(jī)器人的精密減速傳動(dòng)。日本帝人精機(jī)公司的RV減速器(Rotate Vector Reducer)由一級(jí)行星齒輪傳動(dòng)和一級(jí)擺線傳動(dòng)復(fù)合而成。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的特點(diǎn)是動(dòng)力由主動(dòng)小齒輪輸入后，由三個(gè)周向均布的行星齒輪帶動(dòng)三個(gè)轉(zhuǎn)臂同步驅(qū)動(dòng)兩片相錯(cuò)180度偏心布位的擺線輪，擺線輪與針齒相嚙合產(chǎn)生的輸出力矩由轉(zhuǎn)速輸出機(jī)構(gòu)輸出。RV減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比大、同嚙齒數(shù)多、承載能力強(qiáng)以及傳動(dòng)剛度高等許多優(yōu)點(diǎn)。然而，RV的基本結(jié)構(gòu)還是有缺陷的。在RV 傳動(dòng)中，曲軸以極小的偏心量驅(qū)動(dòng)擺線輪與針輪嚙合，其徑向負(fù)荷很大，在曲軸兩端的軸承中產(chǎn)生很大的支反力。另一方面，RV傳動(dòng)中的擺線輪和針輪嚙合產(chǎn)生的輸出力矩也是通過這些小軸承而撥動(dòng)輸出盤的。這些小軸承位于輸出盤上較小的回轉(zhuǎn)半徑上，因此輸出力矩所產(chǎn)生的負(fù)載很大。支反力所形成的負(fù)載和輸出力矩所形成的負(fù)載的疊加，使這些軸承始終處于高負(fù)荷下運(yùn)行，致使曲軸兩端的軸承成為RV傳動(dòng)先天性的薄弱環(huán)節(jié)，是該類減速器壽命和承載能力的限制點(diǎn)。此外，這類精密減速器在制造中為了得到小回差和使載荷均勻分布，需要很高的制造精度。特別是為保證三個(gè)轉(zhuǎn)臂實(shí)現(xiàn)精確同步驅(qū)動(dòng)，工藝要求很高。另外，RV的一級(jí)傳動(dòng)比有限，僅為9-87。在大速比下，為避免干涉，針齒銷做得很小，容易造成彎曲折斷。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)式精密擺線減速器，特別是一種適用于重載工業(yè)機(jī)器人的復(fù)式精密擺線減速器，該復(fù)式精密擺線減速器的傳動(dòng)比大，具有高精度、高效率、高剛性、高承載、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是包括偏心軸、偏心軸的偏心部通過轉(zhuǎn)臂軸承連接擺線輪，擺線輪與固定在針齒殼上的針齒銷相配合，偏心軸上具有多個(gè)相錯(cuò)的偏心位，各偏心位外的擺線輪分為逆向擺線輪和順向擺線輪兩組，逆向擺線輪和順向擺線輪上具有不同的齒數(shù)并開設(shè)連接孔，針齒殼分為靜止針齒殼和輸出針齒殼，逆向擺線輪與固定在靜止針齒殼上的靜止針齒銷相配合，順向擺線輪與固定在輸出針齒殼上的隨動(dòng)針齒銷相配合，偏心軸與大齒輪相連，大齒輪嚙合輸入軸齒輪，靜止針齒殼和輸出針齒殼之間由推力滾珠相連；靜止針齒殼和輸出針齒殼的一側(cè)分別設(shè)置壓盤和輸出法蘭，壓盤和靜止針齒殼之間由角接觸軸承連接，輸出法蘭和輸出針齒殼之間由支撐軸承連接；偏心軸與壓盤、輸出法蘭之間分別設(shè)置軸承；輸出法蘭的延伸部穿過逆向擺線輪和順向擺線輪上的連接孔與壓盤相固接。輸出法蘭和輸出針齒殼之間由油封密封，輸入軸齒輪穿過壓盤、靜止針齒殼和輸出針齒殼與大齒輪嚙合。與輸入軸齒輪嚙合的大齒輪有三個(gè)并分布在輸出法蘭中，三個(gè)大齒輪分別與三根偏心軸相連；逆向擺線輪和順向擺線輪上的連接傳動(dòng)孔設(shè)有三個(gè)，連接傳動(dòng)孔和擺線輪上與偏心軸相接的連接孔間隔排列。逆向擺線輪和順向擺線輪各為多個(gè)擺線輪組合的擺線輪組，各擺線輪組中的各排擺線輪相錯(cuò)360度/η，η為排數(shù)。本發(fā)明通過上述具體設(shè)計(jì)，與RV傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，其優(yōu)勢(shì)是一級(jí)傳動(dòng)比可以實(shí)現(xiàn)RV 二級(jí)傳動(dòng)比，但所用的針齒數(shù)卻少于RV 二級(jí)傳動(dòng)所用的總針齒數(shù)；實(shí)現(xiàn)相同傳動(dòng)比，本發(fā)明所用的針齒數(shù)遠(yuǎn)少于RV傳動(dòng)所用針齒數(shù)。比如，RV擺線傳動(dòng)部分的傳動(dòng)比為81，用82 個(gè)針齒，本發(fā)明擺線針齒數(shù)僅用19個(gè)。在相同結(jié)構(gòu)空間，本發(fā)明的針齒數(shù)目減少很多且直徑可以加大很多；與之相配的擺線輪的輪齒數(shù)減少很多，單個(gè)輪齒尺寸增大很多；柱銷尺寸和偏心距也都增大很多。這不僅可提高傳動(dòng)效率、精度、剛度，還提高了承載能力和壽命。 傳動(dòng)比的增大，突破了 RV對(duì)減速器傳遞的功率和扭矩的限制，對(duì)工業(yè)機(jī)器人要求的大功率、大扭矩，高效率高精度非常有利。在本發(fā)明中，輸入力矩經(jīng)擺線輪與銷軸嚙合減速增力后，輸出力矩由銷軸直接傳給內(nèi)齒圈而輸出，輸出力矩不通過曲軸，曲軸不承受沉重的輸出力矩，從而使曲軸軸承受力得以極大改善。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例說明本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意示意圖。圖2是圖1的B-B剖視圖。圖3是圖1的D-D剖視圖。
具體實(shí)施例方式如圖所示，本發(fā)明包括偏心軸1、偏心軸1的偏心部通過轉(zhuǎn)臂軸承2連接擺線輪， 擺線輪與固定在針齒殼上的針齒銷相配合，偏心軸1上具有多個(gè)相錯(cuò)的偏心位，各偏心位外的擺線輪分為逆向擺線輪3和順向擺線輪4兩組，逆向擺線輪3和順向擺線輪4上具有不同的齒數(shù)并開設(shè)連接孔5，逆向擺線輪3和順向擺線輪4還可設(shè)計(jì)成各為多個(gè)擺線輪組合的擺線輪組，各擺線輪組中的各排擺線輪相錯(cuò)360度/η，η為排數(shù)。針齒殼分為靜止針齒殼6和輸出針齒殼7，逆向擺線輪3與固定在靜止針齒殼6上的靜止針齒銷8相配合，順向擺線輪4與固定在輸出針齒殼7上的隨動(dòng)針齒銷9相配合，偏心軸1與大齒輪10相連，大齒輪10嚙合輸入軸齒輪11。與輸入軸齒輪11嚙合的大齒輪10有三個(gè)并分布在輸出法蘭 14中，三個(gè)大齒輪10分別與三根偏心軸1相連；逆向擺線輪3和順向擺線輪4上的連接孔 5設(shè)有3個(gè)，連接孔5和擺線輪上與偏心軸1相接的連接孔18間隔排列。靜止針齒殼6和輸出針齒殼7之間由推力滾珠12相連；靜止針齒殼6和輸出針齒殼7的一側(cè)分別設(shè)置壓盤13和輸出法蘭14，壓盤13和靜止針齒殼6之間由角接觸軸承15連接，輸出法蘭14和輸出針齒殼7之間由支撐軸承16連接并由油封17密封；偏心軸1與壓盤13和輸出法蘭14之間分別設(shè)置軸承19 ；輸出法蘭14的延伸部16穿過逆向擺線輪3和順向擺線輪4上的連接孔5與壓盤13相固接，輸入軸齒輪11穿過壓盤13、靜止針齒殼6和輸出針齒殼7與大齒輪 10嚙合。本發(fā)明的具體設(shè)計(jì)是輸入軸齒輪11 (外接電機(jī))與三個(gè)大齒輪10相嚙合，將運(yùn)動(dòng)傳遞給與大齒輪10相連的偏心軸1，偏心軸1上有轉(zhuǎn)臂軸承2，轉(zhuǎn)臂軸承2采用圓柱滾子軸承。兩組齒數(shù)不同的逆向擺線輪3和順向擺線輪4分別相隔180度布置在偏心軸1的轉(zhuǎn)臂軸承2上。擺線輪的內(nèi)孔表面直接作為滾道。針齒銷和針齒殼組成針輪，針齒銷的齒形是圓柱面。當(dāng)偏心軸1轉(zhuǎn)一周時(shí)，隨著偏心軸1的轉(zhuǎn)動(dòng)，逆向擺線輪3和順向擺線輪4同角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，由于擺線輪齒與針齒銷的理論齒數(shù)相差1且以短副外擺線等距曲線的齒廓與圓柱形針齒銷相嚙合，故擺線輪只轉(zhuǎn)一齒。在工作狀態(tài)下，靜止針齒銷8固定安裝，輸入軸齒輪11 (外接電機(jī))通過三個(gè)大齒輪10將運(yùn)動(dòng)傳遞給偏心軸1，偏心軸1的偏心部通過其上的轉(zhuǎn)臂軸承2將動(dòng)力傳遞給逆向擺線輪3和順向擺線輪4，當(dāng)偏心軸1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，逆向擺線輪3也隨其運(yùn)動(dòng)，但因其與靜止針齒銷8相嚙合而變?yōu)轫槙r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，由于順向擺線輪4 與逆向擺線輪3是同軸傳動(dòng)，順向擺線輪4也隨其運(yùn)動(dòng)，又由于順向擺線輪4與逆向擺線輪 3的齒數(shù)不同，因此，順向擺線輪4的運(yùn)動(dòng)是偏心軸1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)與隨逆向擺線輪3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，復(fù)合運(yùn)動(dòng)的結(jié)果是與偏心軸1的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致。順向擺線輪4與輸出針齒殼7上的隨動(dòng)針齒銷9相嚙合減速增力后，通過輸出針齒殼7將減速后的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力同心輸出出去。由于偏心軸1、壓盤13、輸出法蘭14和擺線輪的裝配關(guān)系，壓盤13和輸出法蘭14為逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明復(fù)式精密擺線減速器的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明方案的前提下， 本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種外型變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明復(fù)式精密擺線減速器的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)式精密擺線減速器，包括偏心軸、偏心軸的偏心部通過轉(zhuǎn)臂軸承連接擺線輪， 擺線輪與固定在針齒殼上的針齒銷相配合，其特征是偏心軸(1)上具有多個(gè)相錯(cuò)的偏心位， 各偏心位外的擺線輪分為逆向擺線輪(3)和順向擺線輪(4)兩組，逆向擺線輪(3)和順向擺線輪(4)上具有不同的齒數(shù)并開設(shè)連接孔(5)，針齒殼分為靜止針齒殼(6)和輸出針齒殼 (7)，逆向擺線輪(3)與固定在靜止針齒殼(6)上的靜止針齒銷(8)相配合，順向擺線輪(4) 與固定在輸出針齒殼(7)上的隨動(dòng)針齒銷(9)相配合，偏心軸(1)與大齒輪(10)相連，大齒輪(10)嚙合輸入軸齒輪(11)，靜止針齒殼(6)和輸出針齒殼(7)之間由推力滾珠(12)相連; 靜止針齒殼(6)和輸出針齒殼(7)的一側(cè)分別設(shè)置壓盤(13)和輸出法蘭(14)，壓盤(13)和靜止針齒殼(6)之間由角接觸軸承(15)連接，輸出法蘭(14)和輸出針齒殼(7)之間由支撐軸承(16)連接；偏心軸(1)與壓盤(13)、輸出法蘭(14)之間分別設(shè)置軸承(19)；輸出法蘭 (14)的延伸部(16)穿過逆向擺線輪(3)和順向擺線輪(4)上的連接孔(5)與壓盤(13)相固接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)式精密擺線減速器，其特征是輸出法蘭(14)和輸出針齒殼 (7)之間由油封(17)密封，輸入軸齒輪(11)穿過壓盤(13)、靜止針齒殼(6)和輸出針齒殼 (7)與大齒輪(10)嚙合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)式精密擺線減速器，其特征是與輸入軸齒輪(11)嚙合的大齒輪(10)有三個(gè)并分布在輸出法蘭(14)中，三個(gè)大齒輪(10)分別與三根偏心軸(1) 相連；逆向擺線輪(3)和順向擺線輪(4)上的連接傳動(dòng)孔(5)設(shè)有三個(gè)，連接傳動(dòng)孔(5)和擺線輪上與偏心軸(1)相接的連接孔(18)間隔排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)式精密擺線減速器，其特征是逆向擺線輪(3)和順向擺線輪(4)各為多個(gè)擺線輪組合的擺線輪組，各擺線輪組中的各排擺線輪相錯(cuò)360度/n，n為排數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)式精密擺線減速器，包括偏心軸、偏心軸的偏心部通過轉(zhuǎn)臂軸承連接擺線輪，擺線輪與固定在針齒殼上的針齒銷相配合，偏心軸上具有多個(gè)相錯(cuò)的偏心位，各偏心位外的擺線輪分為逆向擺線輪和順向擺線輪兩組，逆向擺線輪和順向擺線輪上具有不同的齒數(shù)并開設(shè)連接傳動(dòng)孔，針齒殼分為靜止針齒殼和輸出針齒殼，逆向擺線輪與固定在靜止針齒殼上的靜止針齒銷相配合，順向擺線輪與固定在輸出針齒殼上的隨動(dòng)針齒銷相配合，偏心軸與大齒輪相連，大齒輪嚙合輸入軸齒輪。本發(fā)明通過上述一級(jí)漸開線行星齒輪傳動(dòng)和擺線針輪周轉(zhuǎn)輪系的復(fù)合設(shè)計(jì)，具有高精度、高效率、高剛性、高承載、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，特別適合于在重載工業(yè)機(jī)器人中使用。
文檔編號(hào)F16H1/32GK102252062SQ201110205358
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者葉勝康, 孔向東, 董平, 金良華 申請(qǐng)人:浙江恒豐泰減速機(jī)制造有限公司