CN105065580A - 搬运焊接机器人行星摆线减速器 - Google Patents

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion

Abstract

本发明涉及减速技术领域，一种搬运焊接机器人行星摆线减速器，包括壳体、轴承、输出盘、轴承座、大端盖、行星及摆线传动件，其特征在于：壳体内用轴承支承刚性输出圆筒，壳体端面连接大端盖，大端盖内连接轴承座，行星包括太阳轮、行星轮及曲轴，行星轮连接在曲轴上，曲轴偏心轴头上装轴承，依靠三轴承支承圆盘，摆线包括摆线轮、针齿销及针齿壳，摆线轮与轴承座外圆紧配，针齿销包括第一、二针齿销，针齿壳包括第一、二针齿壳，第一针齿壳紧固在圆盘上，第二针齿壳可相对转动小于1°，针齿壳、针销及摆线齿间隙为零，大端盖上设窗口，针齿销孔用线切割得到。有益效果：可调整减速器回差；半埋齿承载力高；减速比等于3-4时，第一、二轴承不会过大。

Description

搬运焊接机器人行星摆线减速器
【技术领域】
本发明是“一种新型机器人用高精度减速器”(201510062865.5)的改进，涉及行星与摆线减速技术领域，一种搬运焊接机器人行星摆线减速器。
【背景技术】
中国专利局于2015.05.20日公开的发明专利“一种新型机器人用高精度减速器”(201510062865.5)，是一种构思新颖的发明，该发明人称：“意在代替进口的RV减速器，打破国外对该项技术的垄断，拥有完全自主知识产权的机器人用高精度的减速器核心技术，打造我国在这方面的核心竞争力，推动我国机器人工业的发展。”
发明人称该发明具有下述的有益技术效果：
“本专利技术采用针轮运动，外摆线轮固定的结构，简化了针齿圈的结构和加工制造工艺，减小了外摆线轮的直径，使得结构简单，体积小。采用单去，曲轴结构，零件数量减少，更易于加工制造，降低成本。外摆线轮采用两片形式，使两片外摆线轮的相位可调，从而可消除针齿圈上的针齿与外摆线轮齿间的啮合间隙，提高传动精度，减小了回差。”
本申请人深入研究分析后，发现该发明存在下述问题：
(a)曲轴上行星轮设在两轴承之间，会使输出转臂外圆直径变大，其后果是：原本价格已高的刚性盘两大支承轴承变得更高。
论文《RV减速器的动力学模型与固有频率研究》指出：“日本帝人公司在研制RV-AII型减速器时发现，在不改变减速器的结构与速比的情况下，随着针轮数目的增加，减速器的振动响应也随着增加。”(刘继岩等《中国机械工程》1999-10-4)
为降低减速器振动响应而加大行星级减速比时，两大支承轴承价格会变得很高。
行星轮设在两轴承之间的另一问题是行星轮拆卸、装配不方便。
(b)针齿销不是机器人减速器的传统卧枕结构，也不是摆线的双支点结构，而是悬臂结构，减速器的承载能力大大受限于针齿销的弯曲强度，冲击载荷易可能不会使针齿销折断，但其弹性变形会使回差加大，针齿销悬臂结构使用寿命短；
(c)外摆线轮的直径大小取决于针齿销与摆线轮齿之间的接触应力计算值与许用接触应力，因此不存在减小了外摆线轮的直径，使得结构简单，体积小；
(d)该发明说明书、权利要求书及附图，没说清楚两片外摆线轮的相位如何调节。
综上所述，该发明是依靠高精度制造减小回差，其制造精度不可能达到≤1arcmin，因而自称代替进口RV、是核心竞争力、能推动我国机器人工业发展等缺泛理论与事实依据。
【发明内容】
本发明目的是对背景技术“一种新型机器人用高精度减速器”(201510062865.5)作出改进，提高了承载能力，回差小的搬运焊接机器人行星摆线减速器。具体技术方案如下：
(a)壳体内孔用第一、二轴承支承刚性输出圆筒，壳体圆端面上连接大端盖，大端盖内孔连接轴承座；
(b)行星传动件包括太阳轮、三只均布的行星轮及三只均布的曲轴，曲轴用第三、四轴承支承在刚性输出圆筒相应的孔中，行星轮连接在曲轴的一侧轴头上，曲轴的另一侧偏心轴头上装置第五轴承，依靠三只均布的第五轴承共同支承圆盘；
(c)摆线传动件包括摆线轮、针齿销及针齿壳，所述摆线轮与轴承座外圆紧配合，所述针齿销包括第一、二针齿销，所述针齿壳包括第一、二针齿壳，所述第一、二针齿销分别与第一、二针齿壳半埋齿接触，使针齿销具有很高抗弯曲能力，所述第一针齿壳紧固在圆盘上，所述第二针齿壳可相对于第一针齿壳转动Δψ(小于1°)使：圆盘顺时针转时，第一针齿壳、第一针齿销及摆线轮轮齿之间的间隙为零；圆盘逆时针转时，第二针齿壳、第二针齿销及摆线轮轮齿之间的间隙为零；
(d)大端盖端面上设1～3个窗口用来微转动第二针齿壳；
(e)第一、二针齿壳上的针齿销孔用线切割得到的连续、光滑曲线。
【有益效果】比之背景技术，其有益效果是：
(1)通过大端盖端面上所设的1～3个窗口微转动第二针齿壳，即可调整减速器的回差；
(2)半埋齿结构针轮的承载能力高于悬臂针齿销；
(3)行星轮设在曲轴的一侧轴头上，因而减速比等于3-4时，第一、二轴承不会过大。
【附图说明】图1是本发明实施例的结构示意图
【具体实施方式】
如图1所示，一种搬运焊接机器人行星摆线减速器，包括壳体1、第一、二轴承2、3、输出盘4、轴承座17、大端盖13、行星传动件及摆线传动件，其特征在于：
所述壳体1内孔用第一、二轴承2、3支承刚性输出圆筒4，壳体1圆端面上连接大端盖13，大端盖13内孔连接轴承座17；
所述行星传动件包括太阳轮5、三只均布的行星轮7及三只均布的曲轴10，所述曲轴10
用第三、四轴承6、8支承在刚性输出圆筒4相应的孔中，行星轮7连接在曲轴10的一侧轴头上，曲轴10的另一侧偏心轴头上装置第五轴承9，依靠三只均布的第五轴承9共同支承圆盘16；
所述摆线传动件包括摆线轮12、针齿销及针齿壳，所述摆线轮12与轴承座17外圆紧配合，所述针齿销包括第一、二针齿销181、182，所述针齿壳包括第一、二针齿壳15、14，所述第一、二针齿销181、182分别与第一、二针齿壳15、14半埋齿接触，针齿销埋入深度以不从针齿壳中滑出为准，朱孝录《齿轮传动设计手册》828页：“针齿是半埋在针齿壳的针齿销孔内，基本上没有弯曲变形…”、王文斌《机械设计手册》卷3.174-129页：“RV…针齿半埋在针齿壳的针销孔内，基本上没有弯曲变形”，
所述第一针齿壳15紧固在圆盘16上，所述第二针齿壳14可相对于第一针齿壳15转动Δψ(小于1°)使：圆盘16顺时针转时，第一针齿壳15、第一针齿销181及摆线轮12轮齿之间的间隙为零；圆盘16逆时针转时，第二针齿壳14、第二针齿销182及摆线轮12轮齿之间的间隙为零；
大端盖13端面上设1～3个窗口用来微转动第二针齿壳14；
所述第一、二针齿壳15、14上的针齿销孔用线切割得到的连续、光滑曲线。
朱孝录《齿轮传动设计手册》839页指出，影响RV减速器回差主要因素是：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。
台湾低速走丝切割表面粗糙度为Ra0.5～0.8μm，切割精度±0.005mm左右，用电火花线切割的优点是加工工艺简单、精度高，能保证针齿销半埋孔的相邻距偏差控制在0.005mm之内，试比较秦川发展集团的发明专利《减速器制造工艺方法》ZL01103799.3：
“针齿壳加工的难点是针齿孔，RV250A上的是40-Φ10H7，要求孔相邻距0.005mm，累计误差0.02mm，孔轴向0.005mm，精度相当于渐开线的3-4级。YK75100内齿轮磨齿机上增加了一个小磨头，即可磨削半圆孔，效率很高。”。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种搬运焊接机器人行星摆线减速器，包括壳体(1)、第一、二轴承(2、3)、输出盘(4)、轴承座(17)、大端盖(13)、行星传动件及摆线传动件，其特征在于：
所述壳体(1)内孔用第一、二轴承(2、3)支承刚性输出圆筒(4)，壳体(1)圆端面上连接大端盖(13)，大端盖(13)内孔连接轴承座(17)；
所述行星传动件包括太阳轮(5)、三只均布的行星轮(7)及三只均布的曲轴(10)，所述曲轴(10)用第三、四轴承(6、8)支承在刚性输出圆筒(4)相应的孔中，行星轮(7)连接在曲轴(10)的一侧轴头上，曲轴(10)的另一侧偏心轴头上装置第五轴承(9)，依靠三只均布的第五轴承(9)共同支承圆盘(16)；
所述摆线传动件包括摆线轮(12)、针齿销及针齿壳，所述摆线轮(12)与轴承座(17)外圆紧配合，所述针齿销包括第一、二针齿销(181、182)，所述针齿壳包括第一、二针齿壳(15、14)，所述第一、二针齿销(181、182)分别与第一、二针齿壳(15、14)半埋齿接触，所述第一针齿壳(15)紧固在圆盘(16)上，所述第二针齿壳(14)可相对于第一针齿壳(15)转动Δψ(小于1°)使：圆盘(16)顺时针转时，第一针齿壳(15)、第一针齿销(181)及摆线轮(12)轮齿之间的间隙为零；圆盘(16)逆时针转时，第二针齿壳(14)、第二针齿销(182)及摆线轮(12)轮齿之间的间隙为零；
大端盖(13)端面上设1～3个窗口用来微转动第二针齿壳(14)；
所述第一、二针齿壳(15、14)上的针齿销孔用线切割得到的连续、光滑曲线。
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