CN103742611A - 一种精密行星摆线减速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精密行星摆线减速器，可用于连接到工业机器人的关节部，包括一级行星齿轮机构与一级摆线针轮机构，行星齿轮机构由中心齿轮及行星齿轮组成；摆线针轮机构由偏心轴、摆线轮及针齿壳组成，偏心轴与一级行星齿轮固联，作为摆线针轮机构的输入轴，摆线轮在偏心轴及针齿的共同作用下作平面运动，即绕针齿壳轴线公转的同时还绕自身轴线反向自转，并将其自转运动通过W机构输出，本减速器的摆线轮齿形经过修形优化，能显著提高承载能力并保证润滑侧隙。

Description

一种精密行星摆线减速器

技术领域

本发明涉及一种可用于工业机器人的关节减速器，特别涉及一种精密行星摆线减速器。

背景技术

现有已经公开的RV减速器由一级行星齿轮机构与一级摆线针轮机构组成，具有体积小，重量轻，传动比大、寿命长、精度保持稳定、效率高、传动平稳等优点。它比常用的谐波传动具有更高的疲劳强度、刚度和寿命。目前的机器人关节减速器也都广泛采用该结构，并有逐步取代谐波减速器的趋势。

由于摆线针轮传动为少齿差内啮合传动，重合度很大。而机器人关节减速器对运动精度、回差等指标要求很高，因此，关节减速器中摆线轮、针齿、针齿壳及偏心轴这些关键零件的精度要求非常高，其加工难度大，制造成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种精密行星摆线减速器。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案。

包括行星齿轮机构与摆线针轮机构，所述行星齿轮机构的行星齿轮与所述摆线针轮机构的偏心轴固联，动力从所述行星齿轮机构的中心齿轮输入，经所述行星齿轮以及偏心轴传至所述摆线针轮机构的摆线轮，所述摆线轮的齿廓为经转角加等距修形的短幅外摆线的等距曲线。

所述行星齿轮机构包括中心齿轮以及与所述中心齿轮啮合的行星齿轮，动力输入轴与中心齿轮一体旋转。

所述摆线针轮机构包括摆线轮、针齿壳以及与所述行星齿轮一体旋转的偏心轴，所述偏心轴上配置有两个偏心部，两个偏心部的相位差为180度，所述针齿壳内装有与摆线轮啮合的针齿。

所述摆线针轮机构包括两片摆线轮，两片摆线轮通过设置于偏心部上的偏心轴承分别与对应偏心部配合。

所述偏心轴承为无内、外圈的圆柱滚子轴承。

所述摆线轮与针齿的齿数差为1或2。

所述摆线轮在所述偏心轴及所述摆线针轮机构的针齿壳内的针齿的共同作用下做平面运动，摆线轮的自转运动经W机构从输出行星架输出，W机构由偏心轴、摆线轮和输出行星架构成。

所述摆线轮与所述针齿啮合的同时也绕所述偏心轴的偏心部回转，在所述针齿与偏心轴的共同作用下，摆线轮绕针齿壳的轴线公转，并绕自身轴线反向自转。

所述输出行星架与针齿壳之间配有针齿壳轴承，输出行星架由针齿壳通过针齿壳轴承可旋转地支承。

所述偏心轴与输出行星架之间配有行星架轴承，偏心轴通过行星架轴承可旋转地支承并驱动输出行星架旋转。

本发明的有益效果体现在：

本发明所述精密行星摆线减速器结构合理，可靠性高，摆线轮齿形经优化修形，修形工艺难度较低，本发明所述精密行星摆线减速器能显著提高承载能力并保证润滑侧隙，可用于工业机器人的关节减速器。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1去掉输出行星架之后的右视图；

图3是图1的A-A剖视图；

图中：1为针齿壳，2为针齿，3为输出行星架，4为动力输入轴，5为偏心轴，5a、5b为偏心部，6为行星架轴承，7a、7b为摆线轮，8为中心齿轮，9为行星齿轮，10为针齿壳轴承，11为偏心轴承。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

参见图1-图3，本发明所述精密行星摆线减速器包括一级行星齿轮机构与一级摆线针轮机构，所述行星齿轮机构的行星齿轮9与所述摆线针轮机构的偏心轴5固联，动力从所述行星齿轮机构的中心齿轮8输入，经所述行星齿轮以及偏心轴5传至所述摆线针轮机构的摆线轮，所述摆线轮的齿廓为经转角加等距修形的短幅外摆线的等距曲线，具有承载能力高，润滑性能好，工艺难度低等一系列优点。

所述行星齿轮机构包括中心齿轮8以及与所述中心齿轮啮合的行星齿轮9，动力输入轴4与中心齿轮8一体旋转。

所述摆线针轮机构包括摆线轮、针齿壳1以及与所述行星齿轮9一体旋转的偏心轴5，所述偏心轴上配置有两个偏心部5a、5b，两个偏心部的相位差为180度，所述针齿壳1内装有与摆线轮啮合的针齿2，针齿壳固定于机架上。

所述摆线针轮机构包括两片摆线轮7a、7b，两片摆线轮7a、7b通过设置于偏心部5a、5b上的偏心轴承11分别与对应偏心部5a、5b配合，由偏心部可旋转地支承。

偏心轴承承受的载荷非常大，为提高其承载能力及使用寿命，所述偏心轴承11为无内、外圈的圆柱滚子轴承。

所述摆线轮与针齿2的齿数差为1或2。

所述摆线轮在所述偏心轴5及所述摆线针轮机构的针齿壳1内的针齿2的共同作用下做平面运动，摆线轮的自转运动经W机构从输出行星架3输出，W机构由偏心轴、摆线轮和输出行星架构成。

所述摆线轮与所述针齿2啮合的同时也绕所述偏心轴5的偏心部回转，在所述针齿2与偏心轴5的共同作用下，摆线轮绕针齿壳1的轴线公转，并绕自身轴线反向自转。

所述输出行星架3与针齿壳1之间配有针齿壳轴承10，输出行星架由针齿壳1通过针齿壳轴承10可旋转地支承。针齿壳轴承采用角接触球轴承或圆锥滚子轴承。

所述偏心轴5与输出行星架3之间配有行星架轴承6，偏心轴5通过行星架轴承6可旋转地支承并驱动输出行星架旋转。

经修形优化后的行星摆线减速器，在额定载荷下摆线轮与针齿间同时啮合传力的齿数约为针齿总数的1/5～1/2，并能保证摆线轮与针齿之间有足够的润滑侧隙。

本发明所述精密行星摆线减速器包括一级行星齿轮机构与一级摆线针轮机构，行星齿轮机构由中心齿轮及行星齿轮组成；摆线针轮机构由偏心轴、摆线轮及针齿壳（含针齿）组成，偏心轴与一级行星齿轮固联，作为摆线针轮机构的输入轴，摆线轮在偏心轴及针齿的共同作用下作平面运动，即绕针齿壳轴线公转的同时又绕自身轴线反向自转，并将其自转运动通过W机构输出，本减速器的摆线轮齿形为经过优化的齿形，能显著提高承载能力及保证良好的润滑，可用于连接到工业机器人的关节部。

实施例

一种精密行星摆线减速器，包括中心轴（配有中心齿轮），偏心轴，行星齿轮（固联于偏心轴上），摆线轮，针齿，针齿壳及输出行星架等部分组成。

本精密行星摆线减速器，中心轴的中心齿轮与一组（2或4个）均匀分布的行星齿轮同时啮合；所述行星齿轮与偏心轴固联，偏心轴的偏心部通过轴承可旋转地支承两片摆线轮；所述两片摆线轮的相位差为180°，摆线轮齿廓并非标准的短幅外摆线的等距曲线，而是经过转角加等距修形的的优化齿形：本实施例的优化修形量为，转角修形0.003°加等距修形0.006mm。

所述针齿安装于针齿壳的针孔内，并与两片摆线轮同时啮合，使摆线轮做平面运动。所述输出行星架通过角接触球轴承或圆锥滚子轴承由针齿壳可旋转地支承，输出行星架与偏心轴之间配有轴承，偏心轴通过该轴承驱动输出行星架，将所述摆线轮的自转运动输出。

动力由中心齿轮输入，经与行星齿轮固联的偏心轴传至摆线轮，摆线轮在偏心轴及针齿的共同作用下绕针齿壳轴线公转并绕自身轴线反向自转，并将摆线轮的自转运动通过W机构输出。

Claims (10)

1.一种精密行星摆线减速器，其特征在于：包括行星齿轮机构与摆线针轮机构，所述行星齿轮机构的行星齿轮（9）与所述摆线针轮机构的偏心轴（5）固联，动力从所述行星齿轮机构的中心齿轮（8）输入，经所述行星齿轮以及偏心轴（5）传至所述摆线针轮机构的摆线轮，所述摆线轮的齿廓为经转角加等距修形的短幅外摆线的等距曲线。

2.根据权利要求1所述一种精密行星摆线减速器，其特征在于：所述行星齿轮机构包括中心齿轮（8）以及与所述中心齿轮啮合的行星齿轮（9），动力输入轴（4）与中心齿轮（8）一体旋转。

3.根据权利要求1所述一种精密行星摆线减速器，其特征在于：所述摆线针轮机构包括摆线轮、针齿壳（1）以及与所述行星齿轮（9）一体旋转的偏心轴（5），所述偏心轴上配置有两个偏心部（5a、5b），两个偏心部的相位差为180度，所述针齿壳（1）内装有与摆线轮啮合的针齿（2）。

4.根据权利要求3所述一种精密行星摆线减速器，其特征在于：所述摆线针轮机构包括两片摆线轮（7a、7b），两片摆线轮（7a、7b）通过设置于偏心部（5a、5b）上的偏心轴承（11）分别与对应偏心部（5a、5b）配合。

5.根据权利要求4所述一种精密行星摆线减速器，其特征在于：所述偏心轴承（11）为无内、外圈的圆柱滚子轴承。

6.根据权利要求3所述一种精密行星摆线减速器，其特征在于：所述摆线轮与针齿（2）的齿数差为1或2。

7.根据权利要求1所述一种精密行星摆线减速器，其特征在于：所述摆线轮在所述偏心轴（5）及所述摆线针轮机构的针齿壳（1）内的针齿（2）的共同作用下做平面运动，摆线轮的自转运动经W机构从输出行星架（3）输出，W机构由偏心轴、摆线轮和输出行星架构成。

8.根据权利要求7所述一种精密行星摆线减速器，其特征在于：所述摆线轮与所述针齿（2）啮合的同时也绕所述偏心轴（5）的偏心部回转，在所述针齿（2）与偏心轴（5）的共同作用下，摆线轮绕针齿壳（1）的轴线公转，并绕自身轴线反向自转。

9.根据权利要求7所述一种精密行星摆线减速器，其特征在于：所述输出行星架（3）与针齿壳（1）之间配有针齿壳轴承（10），输出行星架由针齿壳（1）通过针齿壳轴承（10）可旋转地支承。

10.根据权利要求7所述一种精密行星摆线减速器，其特征在于：所述偏心轴（5）与输出行星架（3）之间配有行星架轴承（6），偏心轴（5）通过行星架轴承（6）可旋转地支承并驱动输出行星架旋转。

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