CN101907149B - 工业机器人双摆线单级减速器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工业机器人减速器技术领域，一种工业机器人双摆线单级减速器。其特征在于：(a)单级减速；(b)输出轴采用大直径圆盘、两端支承的刚性笼形结构；(c)输入轴(3)上依次装置弹性挡圈(4)、碟形弹簧(5)、偏心轴承a、隔圈(15)、偏心轴承b、碟形弹簧(14)及弹性挡圈(12)，其中：输入轴与二单偏心轴承a、b之间用同旋向多头螺纹联接；初始时：摆线轮A轮齿沿顺时针方向与针齿壳(10)上半区针齿销(16)靠紧，而摆线轮B轮齿沿逆时针方向与针齿壳(10)下半区针齿销(16)靠紧；(d)二单偏心轴承a、b由标准无外圈滚子轴承与内偏心套紧配而成，有益效果：①结构简化、另件少、散热空间大；②采用标准轴承+内圈多头螺母结构，大大降低了多头螺母的加工难度；③可制造类RV-E及RV-C中空机型；④内齿摆线轮与外齿摆线轮为纯滚动啮合，因此在输入功率相同情况下，减速器体积可降低1个等级。
Description
エ业机器人双摆线单级减速器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及エ业机器人減速器技术领域，一种エ业机器人双摆线单级减速器。
[0002]【背景技木】背景技术分单级减速与ニ级减速两种：
[0003] ( 一 ) ニ级减速：渐开线行星齿轮+摆线
[0004] (a)日本RV与我国CORT(97100463)的问题是：①制造精度要求极高！②结构复杂、另件多、散热性能不好回差不能自动补偿；④价格昂贵。
[0005] (b)エ业机器人微回差摆线减速器（200910196984. 4)的问题是：①结构复杂、另件多、散热性能不好偏心轴承内圈多头螺母加工困难不能制造类RV-C带中心孔机型。
[0006] (ニ）单级减速：（a) “内摆线针轮传动”（200610001307. 9)没有解决啮合面磨损后回差能自动补偿及制造精度要求极高的困难；(b) “双圆盘摆线行星传动装置”（200510057463):重庆大学某教授认为：该发明制造精度要求很高，如果不具备大批量生产条件，产品成本将非常高。
[0007] 我国863计划、国家自然科学基金一再重复列项，希望国内齿轮专家、一流制造厂在RV基础上，研制出中国人自己減速器以取代日本RV。然而，至今仍然必需从日本进ロ RV配套。
【发明内容】
[0008] 本发明系“エ业机器人微回差摆线减速器”（200910196984. 4)与RV減速器的重大改进，目的在于：提出ー种中等制造精度、エ艺难度小、回差能自动补偿、制造成本估算为RV、CORT的25-35%及能制造类RV-C中空机型的エ业机器人双摆线单级减速器。
[0009] エ业机器人減速器的回差主要包括几何回差和负载时弹性变形回差。其中：
[0010]( 一 )空载时的几何回差：运动精度通过传动误差（本发明为单级减速，因而只有摆线传动与输出机构两个环节）来表示，回差值P〜1.5'。摆线传动中针齿销孔周向位置误差、针齿销半径误差、等距及移距修形误差为几何回差主要因素；
[0011] ( ニ）负载时弹性变形回差（刚性）：在负载运动情况下，包括弹性变形引起的回差在内的总回差不能超过6'(朱孝录《齿轮传动设计手册》827页）。
[0012] 如何设计、制造小回差エ业机器人減速器的具体技术方案如下：
[0013] (A)空载时零回差：为了消除初始回差，结构上使摆线轮A沿顺针方向靠紧内摆线轮齿、摆线轮B沿逆针方向靠紧另半区内摆线轮齿。因而ニ单偏心轴承a、b相位角Φ ^ 180°。相位角微小改变对静平衡影响不大，因为原整体双偏心轴承相位角也不可能严格等于180°。
[0014] (B)负载时ニ轮同步作功,增大啮合刚度,减小接触变形,其原理如下：
[0015] 摆线轮A、B内偏心套（螺母）a、b在两侧弹簧预压力Qtl作用下，分别潜在“右移逆针转”与“左移顺针转”的螺旋线运动，其潜在转矩Mtl = 00((12/2)ίδ(λ+φ)ο当螺母右或左移m(约O. 05-0. 15)吋，则转矩增大为M1 = (Q0+mp/ ) (d2/2) tg ( λ + φ) (p'为弹簧刚性指数）。
[0016] 当输入轴（右旋螺杆）顺时针转时：螺杆驱动扭矩T = TQ+Ma，其中：
[0017] Ttl是螺母a使摆线轮A逆时针转动做功所需的扭矩；
[0018] Ma是螺母a沿轴向推动螺母b右移同时逆针转的转矩（与潜在左移、顺针转（矩） 相反），显然Ma应大于或略大于M0,并且由于弹簧压カ的增大,转矩Ma也会増大。
[0019] 螺母b右移同时逆针转动的瞬间使B轮轮齿沿顺时针快速靠向另半区轮齿，于是A、B轮同步逆针转实现功率输出。（中径も，螺旋升角λ，摩擦角φ)断电后，依靠弹簧复位；再通电、螺杆反（逆时针）转、B轮作功，A轮滞后......
[0020] (C)输出轴采用大直径机架、两端支承的刚性笼形结构，刚性大、抗冲击性能高；
[0021] 双摆线传动中用内摆线轮便取代了由针齿壳、很多针齿及针齿套构成的针轮。其优点：（1)结构简单、另件少；（2)单级减速比很大，据称可达200(《没有针轮的摆线变速机》机械传动2006. 04) ；(3)在减速比大于59时，内摆线轮不像针轮必须抽齿，同时由于内齿摆线轮与外齿摆线轮为纯滚动啮合，因此在输入功率相同情况下，体积降低I个等级。
[0022]【有益效果】本发明比照RV，其创造、新颖、实用性体现在：
[0023] ①啮合面磨损后回差能自动补偿；②去掉三偏心轴、6只轴承及7只齿轮，简化了结构，増加了散热空间，消除了三偏心轴带来的加工与装配误差；③エ艺难度小、毋需高精度机床！④制造成本估算为RV、CORT的25〜35%。
[0024] 本发明比照エ业机器人微回差摆线减速器（200910196984. 4)，其创造等三性体现在：
[0025] ①结构简化、另件少、散热空间大；②采用标准轴承+内圈多头螺母结构，大大降低了多头螺母的加工难度可制造类RV-E及RV-C中空机型；④内齿摆线轮与外齿摆线轮为纯滚动啮合，因此在输入功率相同情况下，減速器体积可降低I个等级。
【附图说明】
[0026] 图I.为本发明实施例的结构示意图
[0027] 图2为初始状态：（2-a)摆线轮A沿顺针方向与上半区内摆线轮齿靠紧时的结构示意图；
[0028] 摆线轮B沿逆针方向与下半区内摆线轮齿靠紧时的结构示意图；
[0029] (2-b)摆线轮A、B内偏心轴承a、b与输入轴螺旋副的结构示意图。
[0030] 图3为工作时：(3_a)摆线轮A、B沿顺针方向与内摆线轮上、下半区轮齿靠紧时示意图；
[0031] (3-b)摆线轮A、B内偏心轴承a、b与输入轴螺旋副的结构示意图。
【具体实施方式】
[0032] 參照图1、2与3. —种エ业机器人双摆线单级减速器，由ニ摆线轮（A、B)及内孔ニ偏心轴承（a、b)，内摆线齿圈10、输入轴3与W输出机构组成，其特征在于：
[0033] 所述动カ经输入轴3输入，经ニ摆线轮单级减速器后由W输出机构输出；
[0034] 所述W输出机构由左、右机架I、16、柱销7及柱套6组成，使用柱销7将左、右机架
I、16紧配合，并用螺钉将左、右机架联接，左、右机架I、16分别用第一、ニ轴承8、11支承在内摆线齿圈10两侧内孔，所述输入轴3两端分别用第三、四轴承2、13支承在左、右机架I、16内孔，W输出机构采用大直径机架、两端支承的刚性笼形结构，刚性大、抗冲击性能高；
[0035] 所述输入轴3上顺次装置第一弾性挡圈4、第一碟形弹簧5、第一偏心轴承（a)、第ー隔圈15、第二偏心轴承（b)、第二碟形弹簧14及第ニ弾性挡圈12，第一隔圈15宽度应分别使摆线轮（A)轮齿沿顺时针方向与内摆线齿圈10上半区轮齿靠紫、摆线轮（B)轮齿沿逆时针方向与内摆线齿圈10下半区轮齿靠紧；
[0036] 所述ニ偏心轴承（a、b)由标准无外圈滚子轴承与内偏心套紧配、或过渡配合加销而成，ニ偏心套内孔为同旋向多头螺纹，与输入轴3上多头螺纹构成螺旋副，理论计算结果表明，采用标准无外圈滚子轴承+内偏心套结构，能够满足额定使用寿命的要求。标准无外圈滚子轴承+内偏心套结构的优点是：大大降低了内偏心套的多头螺母的机加工难度；
[0037] 所述的内摆线齿圈10的内摆线轮齿采用线切割加工得到，内摆线齿用中慢走丝线切割出ー连续、光滑曲线，表面粗糙度RaO. 5〜O. 8μ m(相当于磨齿），切割精度为±0. 005mm,比之其它エ艺，减速比越大，线切割エ艺的优点越显突出，因而当选用IOOOrpm 或1500rpm伺服电机时，单级減速可满足实际使用要求；
[0038] 所述的左、右机架I、16中的ニ摆线轮（A、B)之间有ー套在柱销7上的均载环板9，置于ニ摆线轮（A、B)均布销孔中的柱套6与摆线轮等宽，均载环板9大大提高了柱销7的机械强度与刚性；
[0039] 所述的输入轴3为空心轴,其输入端联接ー从动齿轮,左机架I有一中心孔与输入轴内孔相通，输入端从动齿轮用以与伺服电机主动齿轮啮合，形成中空结构，用来取代日本的RV-C、RD-C中空减速器。
Claims (1)
1. 一种工业机器人双摆线单级减速器，由二摆线轮（A、B)及内孔二偏心轴承（a、b)，内摆线齿圈（10)、输入轴（3)与W输出机构组成，其特征在于： 所述动力经输入轴（3)输入，经二摆线轮单级减速器后由W输出机构输出； 所述W输出机构由左、右机架（1、16)、柱销（7)及柱套（6)组成，使用柱销（7)将左、右机架（1、16)紧配合，并用螺钉将左、右机架联接，所述左、右机架（1、16)分别用第一、二轴承（8、11)支承在内摆线齿圈（10)两侧内孔，所述输入轴（3)两端分别用第三、四轴承（2、13)支承在左、右机架(I、16)内孔； 所述输入轴（3)上顺次装置第一弹性挡圈（4)、第一碟形弹簧（5)、第一偏心轴承（a)、第一隔圈（15)、第二偏心轴承（b)、第二碟形弹簧（14)及第二弹性挡圈（12)，第一隔圈(15)宽度应分别使摆线轮（A)轮齿沿顺时针方向与内摆线齿圈（10)上半区轮齿靠紧、摆线轮（B)轮齿沿逆时针方向与内摆线齿圈（10)下半区轮齿靠紧；·成，二偏心套内孔为同旋向多头螺纹，与输入轴（3)上多头螺纹构成螺旋副； 所述的内摆线齿圈（10)的内摆线轮齿采用线切割加工得到； 所述的左、右机架（I、16)中的二摆线轮（A、B)之间有一套在柱销（7)上的均载环板(9)，置于二摆线轮（A、B)均布销孔中的柱套（6)与摆线轮等宽； 所述的输入轴（3)为空心轴，其输入端联接一从动齿轮，左机架（I)有一中心孔与输入轴内孔相通。
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Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 325400 WENZHOU, ZHEJIANG PROVINCE TO: 225419 TAIZHOU, JIANGSU PROVINCE Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: WU SHENGZHEN TO: WU SHENGZHEN ZHANG JILIN DING SUOPING YIN BAOGANG ZHANG JIAJUN |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20130125 Address after: 225419, Taixing village, Zhang Qiao Town, Jiangsu four Patentee after: Jiangsu Tailai Reducer Co., Ltd. Address before: 325400 Zhejiang province Pingyang Kunyang town Whitehead Street No. four building 761 room Patentee before: Wu Shengzhen |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20121003 Termination date: 20200818 |
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