CN104696460A - 轴承减速器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轴承减速器，其输入曲轴两端由曲轴支撑滚子轴承分别支撑在支撑端和输出端上，两个圆柱滚子轴承安装在输入曲轴中间的偏心外圆上；两个摆线齿轮分别套接于两个圆柱滚子轴承的外侧，其外齿面与外壳内的齿针啮合，两个齿针挡圈分别位于齿针的两端；两个摆线齿轮的一端各有四个第一拨爪，第一拨爪与前后两个四爪传动件上的两爪相连，前后两个四爪传动件的另外两爪分别与输出端的四个第二拨爪以及支撑端的四个第三拨爪连接，支撑端的外侧套接有支撑端滚子轴承，外壳套接于支撑端滚子轴承外侧，圆柱交叉滚子套接于输出端上，与外壳及轴承压盖相连。本发明采用一级传动机构，具有精度高、力矩大、传动效率高、结构简单、制造成本低的优点。

Description

轴承减速器
技术领域
本发明涉及机械传动技术领域，尤其是涉及一种轴承减速器。
背景技术
轴承减速器主要应用在机器人、数控机床、医疗设备、国防等诸多领域。此类产品的共同要求是高精度、大传动比、小体积、重量轻、轴向和径向负载能力大、扭矩和倾覆力矩大。
目前亚洲市场主要由日本HarmonicDrive(哈默纳科公司)的谐波减速器、Nabtesco(纳博特斯克公司)的RV型摆线齿轮减速器所占据，我国此类减速器发展较迟，除谐波减速器外，新型的摆线齿轮减速器缺乏研究。谐波减速器由于结构原因，载荷和扭矩比较小，抗冲击性能较差，只能用于轻载荷场合。RV减速器是两级传动形式，体积较大，不能做小尺寸的减速器，而且制作成本较高。
国际上同类型的摆线齿轮减速器都是采用两个或两个以上的摆线齿轮结构，两级传动，不仅结构复杂，安装也较为繁琐，使用颇为不便，有必要予以改进。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的不足之处而提供一种新的轴承减速器，其采用一级传动机构，具有精度高、力矩大、传动效率高、结构简单、制造成本低的优点。
为实现上述目的，本发明的轴承减速器包括有支撑端、输入曲轴、圆柱滚子轴承、摆线齿轮、外壳、齿针、四爪传动件、输出端、圆柱交叉滚子、轴承压盖、曲轴支撑滚子轴承、齿针挡圈；其中，输入曲轴两端由曲轴支撑滚子轴承分别支撑在支撑端和输出端上，两个圆柱滚子轴承安装在输入曲轴中间的偏心外圆上；两个摆线齿轮分别套接于两个圆柱滚子轴承的外侧，其外齿面与外壳内的齿针啮合，两个齿针挡圈分别位于齿针的两端；两个摆线齿轮的一端各有四个第一拨爪，第一拨爪与前后两个四爪传动件上的两爪相连，前后两个四爪传动件的另外两爪分别与输出端的四个第二拨爪以及支撑端的四个第三拨爪连接，支撑端的外侧套接有支撑端滚子轴承，外壳套接于支撑端滚子轴承外侧，圆柱交叉滚子套接于输出端上，与外壳及轴承压盖相连。
作为上述技术方案的优选，所述的轴承压盖上安装有旋转骨架油封。
作为上述技术方案的优选，所述的摆线齿轮上的四个第一拨爪、输出端上的四个第二拨爪以及支撑端上的四个第三拨爪均为对称设置。
作为上述技术方案的优选，所述的四爪传动件的每个爪侧都安装有若干个圆柱滚子，其四爪与摆线齿轮的第一拨爪、输出端的第二拨爪以及支撑端的第三拨爪之间为滚动配合。
作为上述技术方案的优选，所述的摆线齿轮的齿数是奇数，比外壳上的齿针的齿数少一个，使得摆线齿轮和外壳、齿针做少一齿差的行星减速运动。
作为上述技术方案的优选，所述的两个摆线齿轮、两个四爪传动件、圆柱滚子、支撑端上的第三拨爪、输出端上的第二拨爪构成两组完全对称的结构，将两个摆线齿轮的行星运动平稳地转化为圆周运动。
作为上述技术方案的优选，所述的输出端和轴承压盖通过锁紧螺栓、螺母以及螺钉与外壳连接在一起。
本发明的有益效果在于：其采用一级传动机构，可以将电机轴通过键槽带动输入曲轴旋转，也可以通过齿轮或齿形带将电机的转动传递给输入曲轴，曲轴支撑滚子轴承着力在支撑端和输出端上，再通过圆柱滚子轴承推动两个摆线齿轮做行星运动，其中一个摆线齿轮使输出端产生转动，另一个摆线齿轮使支撑端产生转动，具有精度高、力矩大、传动效率高、结构简单、制造成本低的优点。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
图1为本发明的组合结构示意图；
图2为图1的剖视结构示意图；
图3为本发明的分解结构示意图；
图4为本发明的摆线齿轮结构示意图；
图5为本发明的四爪传动件结构示意图；
图6为本发明的输出端结构示意图；
图7为本发明的支撑端结构示意图。
图中符号说明：
1－支撑端；2－输入曲轴；3－圆柱滚子轴承；4－摆线齿轮；5－外壳；6－齿针；7－圆柱滚子；8－四爪传动件；9－输出端；10－圆柱交叉滚子；11－轴承压盖；12－曲轴支撑滚子轴承；13－齿针挡圈；14－旋转骨架油封；15－锁紧螺栓；16－螺母；17－螺钉；18－支撑端滚子轴承；401－第一拨爪；901－第二拨爪；101－第三拨爪。
具体实施方式
见图1至图7所示：本发明的轴承减速器包括有支撑端1、输入曲轴2、圆柱滚子轴承3、摆线齿轮4、外壳5、齿针6、圆柱滚子7、四爪传动件8、输出端9、圆柱交叉滚子10、轴承压盖11、曲轴支撑滚子轴承12、齿针挡圈13；其中，输入曲轴2两端由曲轴支撑滚子轴承12分别支撑在支撑端1和输出端9上，两个圆柱滚子轴承3安装在输入曲轴2中间的偏心外圆上；两个摆线齿轮4分别套接于两个圆柱滚子轴承3的外侧，其外齿面与外壳5内的齿针6啮合，两个齿针挡圈13分别位于齿针4的两端；两个摆线齿轮4的一端各有四个第一拨爪401，第一拨爪401与前后两个四爪传动件8上的两爪相连，前后两个四爪传动件8的另外两爪分别与输出端的四个第二拨爪901以及支撑端1的四个第三拨爪101连接，支撑端1的外侧套接有支撑端滚子轴承18，外壳5套接于支撑端滚子轴承18外侧，圆柱交叉滚子10套接于输出端9上，与外壳5及轴承压盖11相连，使输出端获得更大的抗倾覆力。另外，轴承压盖11上安装有旋转骨架油封14，输出端9和轴承压盖11通过锁紧螺栓15、螺母16以及螺钉17与外壳5连接在一起。
摆线齿轮4上的四个第一拨爪401、输出端9上的四个第二拨爪901以及支撑端1上的四个第三拨爪101均为对称设置。对称的拨爪形成力偶，并通过与四爪传动件8的结合，将摆线齿轮4的行星运动转化为圆周运动。
四爪传动件8的每个爪侧都安装有若干个圆柱滚子7，其四爪与摆线齿轮4的第一拨爪401、输出端9的第二拨爪901以及支撑端1的第三拨爪101之间为滚动配合，可减少摩擦阻力，有效提高减速器的传动效率。
摆线齿轮4的齿数是奇数，比外壳5上的齿针6的齿数少一个，使得摆线齿轮4和外壳5、齿针6做少一齿差的行星减速运动。
两个摆线齿轮4、两个四爪传动件8、圆柱滚子7、支撑端1上的第三拨爪101、输出端9上的第二拨爪901构成两组完全对称的结构，将两个摆线齿轮4的行星运动平稳地转化为圆周运动。
支撑端1的外侧套接有支撑端滚子轴承18，外壳5套接于支撑端滚子轴承18外侧，输出端9的外侧套接圆柱交叉滚子10，圆柱交叉滚子10的外侧套接轴承压盖11，并和外壳5相连接，构成一个内置的圆柱交叉滚子轴承。由于轴承直接作用在输出端9的外圆上，使得输出端9获得最强的轴向和径向载荷，并且获得更大的抗倾覆力。
本发明的所有零件之间都有圆柱滚子7相隔，使之成为一个径向、轴向输出轴承的结构，自身成为一个组合轴承，并且减速机构的高速元件由减速机内部的滚柱轴承直接支撑，此设计可以允许输入轴承上承受来自齿轮组的径向负载，在减速机和驱动元件之间不需要额外的轴承来进行支撑。
本发明由于独特的减速原理，使之可以制造成直径30mm～120mm之间的减速器，而现有RV型摆线齿轮减速器的最小直径是122mm。
另外，本发明的外形、安装尺寸可以和谐波减速器完全一样，由于是摆线齿轮的结构，使得同样直径减速器的输出力矩和最大负载都是谐波减速器的三倍以上，是目前唯一一种可以替代谐波减速器的精密减速器。
下面简述一下本发明的工作原理：电机轴通过键槽带动输入曲轴2旋转，也可以通过齿轮或齿形带将电机的转动传递给输入曲轴2，输入曲轴2的两端由两个曲轴支撑滚子轴承12分别支撑在输入端1和输出端9上。输入曲轴2转动后，安装于输入曲轴2的偏心圆上的圆柱滚子轴承3推动摆线齿轮4，使之和安装于外壳5内的齿针6啮合运动，做少齿差运动形成减速。其中一个摆线齿轮4上的四个第一拨爪401通过圆柱滚子7拨动四爪传动件8，将转动传递到输出端9的第二拨爪901，使输出端9产生转动，输出端9和圆柱交叉滚子10、轴承压盖11以及外壳5形成一个内置的圆柱交叉滚子轴承，起着对输出端9的轴向和径向支撑作用；另一个摆线齿轮4上的四个第一个拨爪401通过圆柱滚子7拨动另一个四爪传动件8，将转动传递到支撑端1的第三拨爪101，使支撑端1产生转动，支撑端1和输出端9由锁紧螺栓15和螺母连接成整体，平衡且增大了输出力矩，支撑端1通过支撑端滚子轴承18支撑在外壳5上，旋转骨架油封14则安装在轴承压盖11上对输出端9起到密封作用。
需要强调的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围，凡是依本发明所作的均等变化与修饰皆属于本发明涵盖的专利范围内。

Claims (7)

1.轴承减速器，其特征在于：它包括有支撑端(1)、输入曲轴(2)、圆柱滚子轴承(3)、摆线齿轮(4)、外壳(5)、齿针(6)、四爪传动件(8)、输出端(9)、圆柱交叉滚子(10)、轴承压盖(11)、曲轴支撑滚子轴承(12)、齿针挡圈(13)；其中，输入曲轴(2)两端由曲轴支撑滚子轴承(12)分别支撑在支撑端(1)和输出端(9)上，两个圆柱滚子轴承(3)安装在输入曲轴(2)中间的偏心外圆上；两个摆线齿轮(4)分别套接于两个圆柱滚子轴承(3)的外侧，其外齿面与外壳(5)内的齿针(6)啮合，两个齿针挡圈(13)分别位于齿针(6)的两端；两个摆线齿轮(4)的一端各有四个第一拨爪(401)，第一拨爪(401)与前后两个四爪传动件(8)上的两爪相连，前后两个四爪传动件(8)的另外两爪分别与输出端的四个第二拨爪(901)以及支撑端(1)的四个第三拨爪(101)连接，支撑端(1)的外侧套接有支撑端滚子轴承(18)，外壳(5)套接于支撑端滚子轴承(18)外侧，圆柱交叉滚子(10)套接于输出端(9)上，与外壳(5)及轴承压盖(11)相连。
2.根据权利要求1所述的轴承减速器，其特征在于：所述的轴承压盖(11)上安装有旋转骨架油封(14)。
3.根据权利要求2所述的轴承减速器，其特征在于：所述的摆线齿轮(4)上的四个第一拨爪(401)、输出端(9)上的四个第二拨爪(901)以及支撑端(1)上的四个第三拨爪(101)均为对称设置。
4.根据权利要求3所述的轴承减速器，其特征在于：所述的四爪传动件(8)的每个爪侧都安装有若干个圆柱滚子(7)，其四爪与摆线齿轮(4)的第一拨爪(401)、输出端(9)的第二拨爪(901)以及支撑端(1)的第三拨爪(101)之间为滚动配合。
5.根据权利要求4所述的轴承减速器，其特征在于：所述的摆线齿轮(4)的齿数是奇数，比外壳(5)上的齿针(6)的齿数少一个，使得摆线齿轮(4)和外壳(5)、齿针(6)做少一齿差的行星减速运动。
6.根据权利要求5所述的轴承减速器，其特征在于：所述的两个摆线齿轮(4)、两个四爪传动件(8)、圆柱滚子(7)、支撑端(1)上的第三拨爪(101)、输出端(9)上的第二拨爪(901)构成两组完全对称的结构，将两个摆线齿轮(4)的行星运动平稳地转化为圆周运动。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的轴承减速器，其特征在于：所述的输出端(9)和轴承压盖(11)通过锁紧螺栓(15)、螺母(16)以及螺钉(17)与外壳(5)连接在一起。
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