CN103883683A

CN103883683A - 单级硬齿面摆线钢球行星减速机

Info

Publication number: CN103883683A
Application number: CN201410101989.5A
Authority: CN
Inventors: 张鹏; 殷爱国; 张俊; 张介禄
Original assignee: Jiangsu Tailong Decelerator Machinery Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Tailong Decelerator Machinery Co Ltd
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2014-06-25

Abstract

本发明提供了一种单级硬齿面摆线钢球行星减速机，包括机壳、输入轴、偏心套、钢球组、端盖、端盖盘、十字盘、行星盘、中心盘、输出轴、预紧螺母、支承轴承、轴承端盖。该减速机采用K-H-V型单级少齿差行星传动的基本结构，以中心盘和行星盘端面上的内、外摆线槽作为齿廓，以钢球作为中介体啮合传动，通过钢球与摆线槽的四点接触消除齿隙，同时配以无齿隙十字钢球等速机构，具有结构简单、体积小、零齿隙、传动精度高、效率高的优点。同时，该减速机的内、外摆线槽均由两摆线分体盘组装而成，便于对各分体盘的摆线齿面进行表面热处理和磨削加工，具有齿面硬度高、热处理变形小、耐磨损、寿命长的优点。

Description

单级硬齿面摆线钢球行星减速机

技术领域

本发明涉及一种高精度减速传动装置，尤其是一种机器人用高精度减速传动装置，同时也可广泛应用于精密制造、航空、汽车、仪器仪表等领域。

背景技术

为了提高机器人的传动精度与控制精度，要求机器人用减速传动装置具有结构紧凑、体积小、质量轻、传动比大、齿隙小、响应快、效率高等特点，同时要求减速传动装置能在较长的时间内保持较高的往复定位精度。

现有机器人用高精度减速传动装置一般采用渐开线行星齿轮减速机、RV减速机或者是谐波齿轮减速机。渐开线行星齿轮减速机由于不可避免的存在齿隙，因此需要很高的齿轮制造精度才能满足基本的传动精度要求。RV减速机虽然具有刚度大、传动精度高的优点，但由于采用了摆线针轮传动与渐开线行星齿轮传动的组合结构来提高传动比，因此结构复杂，制造和装配精度要求很高。同时，RV减速机为减小或消除齿隙，往往需要进行齿廓修形加工，增加了制造工艺难度。谐波齿轮减速机采用可变形的柔轮消除齿隙，具有很高的传动精度，但其柔轮强度差、易磨损、寿命短、传动刚度不足的缺点一直无法克服。

发明内容

本发明克服上述存在的缺陷，提供一种单级硬齿面摆线钢球行星减速机。该减速机采用K-H-V型单级少齿差行星传动的基本结构，以中心盘和行星盘端面上的内、外摆线槽作为齿廓，以钢球作为中介体啮合传动，通过钢球与摆线槽的四点接触消除齿隙，同时配以无齿隙十字钢球等速机构，具有结构简单、体积小、零齿隙、传动精度高、效率高的优点。同时，该减速机的内、外摆线槽均由两摆线分体盘组装而成，便于对各分体盘的摆线齿面进行表面热处理和磨削加工，具有齿面硬度高、热处理变形小、耐磨损、寿命长的优点。

本发明采用如下技术方案：一种单级硬齿面摆线钢球行星减速机，包括机壳、输入轴、偏心套、钢球组、端盖、十字盘、行星盘、中心盘和输出轴，其特征是：所述输入轴过盈配合固连穿接偏心套，偏心套通过转臂轴承穿接行星盘，输出轴通过螺钉组与中心盘固连，行星盘、中心盘和钢球组组成摆线钢球行星传动机构；所述端盖通过螺钉组将端盖盘(27)和机壳固连，十字盘穿接于输入轴上且十字盘浮动设置于行星盘与端盖盘之间，十字盘、行星盘和钢球组，以及十字盘、端盖盘和钢球组组成十字钢球等速传动机构。

进一步地，所述行星盘左端面通过过盈配合和紧定螺钉组固连外摆线外侧盘和外摆线内侧盘，外摆线外侧盘内缘上和外摆线内侧盘外缘上的齿廓组合成锥形截面的外摆线槽；所述中心盘右端面通过过盈配合和紧定螺钉组固连内摆线外侧盘和内摆线内侧盘，内摆线外侧盘内缘上和内摆线内侧盘外缘上的齿廓组合成锥形截面的内摆线槽；内、外摆线槽之间活动安装钢球组。

进一步地，所述行星盘右端面加工有一组锥形截面的水平槽，十字盘左端面也加工有一组锥形截面的水平槽，两组水平槽之间安装有活动的钢球组；所述端盖盘左端面加工有一组锥形截面的垂直槽，十字盘右端面也加工有一组锥形截面的垂直槽，两组垂直槽之间也安装有活动的钢球组。

进一步地，所述输入轴右支承轴承采用内外圈轴向固定方式，输入轴左支承轴承采用内圈轴向固定、外圈轴向游动方式。

再进一步地，所述机壳左端内孔加工有螺纹，拧入预紧螺母固定输出轴左支承轴承，预紧螺母与机壳之间安装有止动垫圈。

采用以上技术方案后，本发明达到的有益效果是：

（1）内、外摆线槽与钢球为四点啮合接触，水平槽、垂直槽与钢球也为四点啮合接触，当减速机往复正反转工作时，均可保证无齿隙，能够实现很高的传动精度，回差小于±3arc·min。同时，以活动的钢球作为啮合传动的中介体，变滑动摩擦为滚动摩擦，大大提高了传动效率，最高效率大于90%。

（2）行星盘、十字盘、端盖盘通过水平槽、垂直槽、钢球，构成无齿隙十字钢球等速机构，该机构中钢球尺寸不受偏心距大小的影响，承载能力较强。同时，将该机构布置在减速机的输入端，使十字盘、行星盘均作平动，有效减少了偏心自转引起的不平衡惯性力。

（3）行星盘和中心盘端面上的内、外摆线槽均由两摆线分体盘组装而成，摆线分体盘内缘上和外缘上的摆线齿面便于进行表面热处理和磨削加工，齿面硬度可达50～60HRC，齿面热处理变形小、耐磨损、寿命长。

（4）机壳左端内孔加工有螺纹，拧入预紧螺母推动轴系零件移动，可消除初装配时残留的齿隙，保证传动精度。同时，预紧螺母与机壳之间安装有止动垫圈，防止预紧螺母产生松动。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1 的A - A剖面图；

图3为图1 的

Figure 2014101019895100002DEST_PATH_IMAGE001

-

剖面图；

图4为图1 的B - B剖面图；

图5为图1 的C - C剖面图。

图1～图5中：1—右轴承端盖； 2—轴用弹性挡圈； 3—毡圈油封； 4—输入轴；5—输入轴右支承轴承； 6—偏心套； 7—端盖； 8—螺钉组； 9—十字盘； 10—转臂轴承；11—外摆线外侧盘； 12—内摆线外侧盘；13—螺钉组； 14—输入轴左支承轴承；15—输出轴左支承轴承；16—止动垫圈；17—输出轴；18—毡圈油封；19—左轴承端盖； 20—预紧螺母；21—输出轴右支承轴承；22—轴用弹性挡圈； 23—中心盘；24—内摆线内侧盘；25—外摆线内侧盘；26—行星盘；27—端盖盘；28—平衡块；29—机壳； 30—紧定螺钉组；31—紧定螺钉组；32—钢球组；33—紧定螺钉组；34—紧定螺钉组； 35—钢球组； 36—螺钉组；37—钢球组。

具体实施方式

附图非限制性地公开了本发明一种实施例的具体结构，下面结合附图对本发明作进一步的描述。

图1～5所示，单级硬齿面摆线钢球行星减速机包括右轴承端盖1、轴用弹性挡圈2、毡圈油封3、输入轴4、输入轴右支承轴承5、偏心套6、端盖7、螺钉组8、十字盘9、转臂轴承10、外摆线外侧盘11、内摆线外侧盘12、螺钉组13、输入轴左支承轴承14输出轴左支承轴承15、止动垫圈16、输出轴17、毡圈油封18、左轴承端盖19、预紧螺母20、输出轴右支承轴承21、轴用弹性挡圈22、中心盘23、内摆线内侧盘24、外摆线内侧盘25、行星盘26、端盖盘27、平衡块28、机壳29、紧定螺钉组30、紧定螺钉组31、钢球组32、紧定螺钉组33、紧定螺钉组34、钢球组35、螺钉组36、钢球组37。

动力由输入轴4输入，由于输入轴通过过盈配合与偏心套6固连，因此输入轴带动偏心套一起自转，并通过偏心套上的转臂轴承10带动行星盘26运动。钢球组35、37及十字盘9左、右端面上的水平槽、垂直槽构成十字钢球等速机构，行星盘通过十字钢球等速机构与端盖盘27连接。由于端盖盘通过端盖7固定在机壳29上，因此行星盘的自转运动被十字钢球等速机构约束，行星盘仅随输入轴的自转作平动。与此同时，行星盘左端面上的外摆线槽通过钢球组32与中心盘23右端面上的内摆线槽啮合传动，从而推动中心盘低速转动。中心盘通过螺钉组13与输出轴17固连，动力由输出轴输出。

本实例中机壳左端内孔加工有螺纹，拧入预紧螺母20推动轴系零件作轴向移动，可消除摆线槽与钢球组32之间的齿隙，以及水平槽、垂直槽与钢球组35、37之间的齿隙，保证传动精度。同时，预紧螺母与机壳之间安装止动垫圈16，防止预紧螺母产生松动。输入轴采用输入轴左、右支承轴承14、5分别支承于输出轴17和端盖7上，输入轴右端经毡圈油封3穿接右轴承端盖1上配合轴用弹性挡圈2固定，左支承轴承14经轴用弹性挡圈22连接在输入轴上并在输出轴右端内腔游动支承，输出轴17经输出轴左支承轴承15、输出轴右支承轴承21支承于机壳内，输出轴17的左端经毡圈油封18穿接左轴承端盖19，既保证了轴系零件的定位，又能满足消除齿隙过程中输出轴的轴向移动要求。

Claims

1.一种单级硬齿面摆线钢球行星减速机，包括机壳（29）、输入轴（4）、偏心套（6）、钢球组（32、35、37）、端盖（7）、十字盘（9）、行星盘（26）、中心盘（23）和输出轴（17），其特征是：所述输入轴过盈配合固连穿接偏心套，偏心套通过转臂轴承（10）穿接行星盘，输出轴通过螺钉组（13）与中心盘固连，行星盘、中心盘和钢球组（32）组成摆线钢球行星传动机构；所述端盖通过螺钉组（36）将端盖盘(27)和机壳固连，十字盘穿接于输入轴上且十字盘浮动设置于行星盘与端盖盘之间，十字盘、行星盘和钢球组（35），以及十字盘、端盖盘和钢球组（37）组成十字钢球等速传动机构。

2.根据权利要求1所述的单级硬齿面摆线钢球行星减速机，其特征是：所述行星盘左端面通过过盈配合和紧定螺钉组（30、31）固连外摆线外侧盘（11）和外摆线内侧盘（25），外摆线外侧盘内缘上和外摆线内侧盘外缘上的齿廓组合成锥形截面的外摆线槽；所述中心盘右端面通过过盈配合和紧定螺钉组（33、34）固连内摆线外侧盘（12）和内摆线内侧盘（24），内摆线外侧盘内缘上和内摆线内侧盘外缘上的齿廓组合成锥形截面的内摆线槽；内、外摆线槽之间活动安装钢球组（32）。

3.根据权利要求1所述的单级硬齿面摆线钢球行星减速机，其特征是：所述行星盘右端面加工有一组锥形截面的水平槽，十字盘左端面也加工有一组锥形截面的水平槽，两组水平槽之间安装有活动的钢球组（35）；所述端盖盘左端面加工有一组锥形截面的垂直槽，十字盘右端面也加工有一组锥形截面的垂直槽，两组垂直槽之间也安装有活动的钢球组（37）。

4.根据权利要求1所述的单级硬齿面摆线钢球行星减速机，其特征是：所述输入轴右支承轴承（5）采用内外圈轴向固定方式，输入轴左支承轴承（14）采用内圈轴向固定、外圈轴向游动方式。

5.根据权利要求1所述的单级硬齿面摆线钢球行星减速机，其特征是：所述机壳（29）左端内孔加工有螺纹，拧入预紧螺母（20）固定输出轴左支承轴承（15），预紧螺母与机壳之间安装有止动垫圈（16）。