CN102042365A - 单列交叉滚子轴承谐波减速器 - Google Patents

单列交叉滚子轴承谐波减速器 Download PDF

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王桂林
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Abstract

本发明是一种独创性的交叉滚子轴承谐波减速器。其组成：波发生器（7）装置于电机（1）轴上，并且由平键（2）将波发生器（7）与电机（1）连接，电机（1）安装在法兰盘（3）上，法兰盘（3）通过螺栓（12）与刚性齿轮（9）连接，刚性齿轮（9）通过螺栓（10）与交叉滚子轴承外圈（4）连接，柔性齿轮（8）通过螺栓（11）与交叉滚子轴承内圈（6）连接；轴承滚子（5）安装在交叉滚子轴承外圈（4）和交叉滚子轴承内圈（6）之间，柔性齿轮（8）安装在波发生器（7）和刚性齿轮（9）之间。电机（1）的轴带动波发生器（7）转动，柔性齿轮（8）与刚性齿轮（9）相啮合，由于柔性齿轮（8）与刚性齿轮（9）的齿数差为2，产生大减速比；柔性齿轮（8）固定在交叉滚子轴承内圈（6）上，交叉滚子轴承内圈（6）随之转动输出，达到减速目的。本发明具有结构紧凑、高精度、高承载力、减速比大、回差小、体积小、重量轻等优点。

Description

单列交叉滚子轴承谐波减速器
技术领域
本发明属于工业用机器人的关节部或旋转部、精密机械加工中心的旋转工作台、机械手旋转部、医疗机械、计量器、IC装置、 航空航天等领域。是一种具有独创性紧凑结构、高精度、高承载力、减速比大、回差小、体积小、重量轻等优点的交叉滚子轴承型谐波减速器。 
背景技术
传统的谐波减速器通常如图3所示，传动轴多，用多对深沟球轴承、结构复杂、体积重量大、承载能力差；或是制造复杂，安装工序多，因而其应用极受限制。本发明具有结构紧凑及高转速下仍能确保高精确的特殊性。其构造简单，具有高承载力、减速比大、回差小、体积小、重量轻等优点。因此可以应用于工业用机器人的关节部或旋转部、机密机械加工中心的旋转工作台、机械手旋转部、医疗机械、计量器、IC装置、 航空航天等领域。 
发明内容
本发明的目的是提供一种具有紧凑结构、高精度、高承载力、减速比大、回差小、体积小、重量轻等优点的减速器。 
本发明采用电机直连波发生器动力输入，舍弃输入输出轴和多对深沟球轴承的结构，用刚性齿轮直接代替普通减速机外壳，刚性柔轮直接和交叉滚子轴承内圈连接输出动力，输出方式为法兰输出。 
本发明采用交叉滚子轴承的圆柱滚子在呈 90 度的 V 形沟槽滚动面上通过间隔保持器被相互垂直地排列，同时轴承以负游隙安装的，所以 1 个交叉滚子轴承就可承受径向负荷、轴向负荷及力矩负荷等所有方向的负荷（如：推力、轴向负荷及力矩负荷等所有方向的负荷）且保持高精度。由上所述本发明具有高承载力、高精度的优点，而传统的谐波减速器的一个常见的缺点就是不能承受径向负荷、轴向负荷及倾覆力矩负荷等所有方向的负荷。 
谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的。刚性齿轮固定，波发生器为主动，柔性齿轮为从动时；柔性齿轮在椭圆形波发生器作用下产生变形，在波发生器长轴两端处的柔性轮齿与刚性轮齿完全啮合；在短轴两端处的柔性轮齿与刚性轮齿完全脱开；在波发生器长轴与短轴的区间，柔性轮齿与刚性轮齿有的处于半啮合状态，称为啮入；有的则逐渐退出啮合处于半脱开状态，称为啮出。由于波发生器的连续转动，使得啮入、完全啮合、啮出、完全脱开这四种情况依次变化，循环不已。由于柔性轮齿比刚性轮齿的齿数少2，所以当波发生器转动一周时，柔轮向相反方向转过两个齿的角度，从而实现了大的减速比（减速比30~250之间）。同时柔性轮齿与刚性轮齿在啮合时是完全的，因此谐波传动具有回差小。 
由上所述本发明具有结构紧凑、高精度、高承载力、减速比大、回差小、体积小、重量轻等优点，非常适合应用在工业用机器人的关节部或旋转部、机密机械加工中心的旋转工作台、机械手旋转部、医疗机械、计量器、IC装置、 航空航天等领域。 
具体实施方式： 波发生器（7）装置于电机（1）轴上，并且由平键（2）将波发生器（7）与电机（1）轴连接，电机（1）安装在法兰盘（3）上，法兰盘（3）通过螺栓（12）与刚性齿轮（9）连接，刚性齿轮（9）通过螺栓（10）与交叉滚子轴承外圈（4）连接，柔性齿轮（8）通过螺栓（11）与交叉滚子轴承内圈（6）连接；轴承滚子（5）安装在交叉滚子轴承外圈（4）和交叉滚子轴承内圈（6）之间，柔性齿轮（8）安装在波发生器（7）和刚性齿轮（9）之间，电机（1）的轴带动波发生器（7）转动，柔性齿轮（8）与刚性齿轮（9）相啮合，由于柔性齿轮（8）与刚性齿轮（9）的齿数差为2，产生大减速比；柔性齿轮（8）固定在交叉滚子轴承内圈（6）上，交叉滚子轴承内圈（6）随之转动输出，达到减速目的。 
[0009] 图1为单列交叉滚子轴承型谐波减速器主视图 
图2为单列交叉滚子轴承型谐波减速器侧剖图
图3为传统的谐波减速器装配示意图。

Claims (6)

1.本发明是一种独创性交叉滚子轴承型谐波减速器，所说独创性在于波发生器（7）装置于电机（1）轴上，并且由平键（2）将波发生器（7）与电机（1）连接，电机（1）安装在法兰盘（3）上，法兰盘（3）通过螺栓（12）与刚性齿轮（9）连接，刚性齿轮（9）通过螺栓（10）与交叉滚子轴承外圈（4）连接，柔性齿轮（8）通过螺栓（11）与交叉滚子轴承内圈（6）连接；轴承滚子（5）安装在交叉滚子轴承外圈（4）和交叉滚子轴承内圈（6）之间，柔性齿轮（8）安装在波发生器（7）和刚性齿轮（9）之间，电机（1）的轴带动波发生器（7）转动，柔性齿轮（8）与刚性齿轮（9）相啮合，由于柔性齿轮（8）与刚性齿轮（9）的齿数差为2，产生大减速比；柔性齿轮（8）固定在交叉滚子轴承内圈（6）上，交叉滚子轴承内圈（6）随之转动输出，达到减速目的。
2.按照权利要求1的交叉滚子轴承型谐波减速器，其特性为，波发生器直接安装在电机轴上，省去波发生器的安装轴承。
3.按照权利要求1的交叉滚子轴承型谐波减速器，其特性为，交叉滚子轴承作为本发明的使用唯一轴承，同时承受径向负荷、轴向负荷及力矩负荷等所有方向的负荷且保持高精度。
4.按照权利要求1的交叉滚子轴承型谐波减速器，其特性为，刚性齿轮连接安装法兰和交叉滚子轴承外圈，刚性齿轮同时作为减速器外壳，结构简单，零件极少，安装方便。
5.按照权利要求1的交叉滚子轴承型谐波减速器，其特性为，柔性齿轮直接安装在交叉滚子轴承内圈上，直接动力输出。
6.按照权利要求1的交叉滚子轴承型谐波减速器，其特性为，因交叉滚子轴承内外圈的尺寸被最小限度地小型化，接近于极限超薄尺寸，因此交叉滚子轴承型谐波减速器的设计可以达到超小体积和超轻重量。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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