CN105276144B

CN105276144B - 串联式摆线齿轮减速机

Info

Publication number: CN105276144B
Application number: CN201510670404.6A
Authority: CN
Inventors: 袁正敏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-10-19
Filing date: 2015-10-19
Publication date: 2017-10-10
Anticipated expiration: 2035-10-19
Also published as: CN105276144A

Abstract

本发明公开的一种串联式摆线齿轮减速机，旨在，提供一种减速效率高，噪音低，重量轻体积小的齿轮减速机。本发明通过下述技术方案予以实现：三个减速组件J1、J2、J3的摆线齿轮齿形曲线的几何参数相同，啮合副的径向尺寸相同，输入轴与输出轴的中心距A相等，三个减速组件的减速比相同，总减速比是第一级减速组件J1减速比的三次方；三个减速组件的轴向尺寸隨着减速级别的增加而增大；第一输入轴有一端伸入第二输出轴中心的轴套内，第二输入轴有一端伸入第三输出轴中心的轴套内，相关两轴之间为小差速的同轴线同方向旋转；第二输入轴有一端伸入第一输出轴中心孔中，并用键联结；第三输入轴有一端伸入第二输出轴中心孔中，并用键联结。

Description

串联式摆线齿轮减速机

技术领域

本发明涉及一种串联式摆线齿轮减速机，属于机械传动领域中按其形状特征可简称为管状减速机的串联式摆线齿轮减速机。

技术背景

现有技术中，对于特殊条件下的的减速机械，一般多采用渐开线齿轮减速机或摆线针轮减速机。但是，这些减速机难免都有以下几个缺点：

1，发热：提高润滑剂的温度，减少轴承的寿命，降低减速效率。

2，噪音：影响操作者的安静环境，增强疲劳感。

3，体积较大：佔用机械整体的空间。

4，重量较重：多耗金属材料。

发明内容

为了解决上述问题，本发明针对上述现有技术存在的不足之处，提供一种减速效率高，噪音低，重量轻体积小的串联式摆线齿轮减速机。

本发明的上述目的可以通过以下措施来达到，一种串联式摆线齿轮减速机，包括装配在同一机壳K内，采用相向滚动的摆线齿轮啮合副的第一级减速组件J1、第二级减速组件J2和第三级减速组件J3，其特征在于，三个减速组件J1、J2、J3的摆线齿轮齿形曲线的几何参数相同，啮合副的径向尺寸相同，输入轴与输出轴的中心距A相等，三个减速组件J1、J2、J3的减速比相同，总减速比是第一级减速组件J1减速比的三次方；三个减速组件J1、J2、J3的轴向尺寸隨着减速级别的增加而增大；第一输入轴（11）有一端伸入第二输出轴（22）中心的轴套（28）内，第二输入轴（21）有一端伸入第三输出轴（32）中心的轴套（38）内，相关两轴之间为小差速的同轴线同方向旋转；第二输入轴（21）有一端伸入第一输出轴（12）中心孔中，并用键9联结；第三输入轴（31）有一端伸入第二输出轴（22）中心孔中，并用键（9）联结；在上述三个减速组件J1、J2、J3输入轴的中段各有四个圆盘旋转体，位于中间的两个圆盘旋转体的外径上装配有瓦形非完轴承，以增加输入轴的刚度，并分担其两端轴承的应力；第三级减速组件J3的垫圈外径上也装配有分担两端轴承应力的瓦形非完轴承。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果。

减速效率高，噪音低。本发明根据速比小则尺寸小” 的结构原理，采用相向滚动的摆线齿轮啮合副构成的第一级减速组件J1、第二级减速组件J2和第三级减速组件J3，经理论分析和计算，其齿面滑移速度很低，只有渐开线齿轮的1/10。由于摆线齿轮啮合副的高速轴相当于“只有一个齿的齿轴”，发挥“速比小则尺寸小” 的结构原理优势，采用小速比多级串联实现“小尺寸大传比”的目标，而且减速效率高。克服了现有技术噪声大和易发热的问题。

重量轻体积小。本发明采用三个减速组件J1、J2、J3的输入轴与输出轴联结的相关两轴之间为小差速的同轴线同方向旋转和方式瓦形非完轴承配合方式，以及三个减速组件J1、J2、J3的减速比相同，总减速比是第一级减速组件J1减速比的三次方，可以设计出体积小，重量轻的特殊减速机，不仅节省大量金属，降低成本，而且效率很高，工作可靠。采用相向滚动的摆线齿轮啮合副的粗短肥厚齿形特征，不存在拉、压、弯、剪等強度问题。

目前可以确定，能够实现下列减速比，见附表：

附表：串联式摆线齿轮减速机减速比系列谱

与目前市售摆线齿轮减速机产品对比：

查市场摆线齿轮减速机的产品手册：江苏省泰兴市《泰之星减速机》P24：“渐开线圆柱齿轮三级减速机ZS系列，型号ZS50，速比125，电机功率2.05 Kw，电机转速1500rpm，连续载荷：其箱体（不含轴伸）尺寸为：高588，长910，宽346，体积185138Cm³，参考重量325Kg。”

本发明按上述相同工作条件，电机功率3Kw，初步设计的样机尺寸，仅为φ200×360，体积仅为11310Cｍ^3，估计重量～70 Kg。

相比之下，本发明仅为ZS50体积的1/16。就算再提高3倍的安全系数，只配置1Kw电机使用，也有十分优异的性价比。

本发明特别适合于低速、重载、而又要求反顺旋转的机械手机座,以及安装在空间狭窄的管道内。

附图说明

为了更清楚地理解本发明，将通过实施例，同时参照附图，来描述本发明，其中：

图1是串联式摆线齿轮减速机的结构总图，也是图2的A-A纵向剖面图。

图2是图1的B-B剖视图。

图3是图1的C-C剖视图。

图4是机壳的主视图。

图5是本发明在卧式安装使用时的轴向主视图。

图中：1中座，2左盖，3右盖，4螺钉，5底座，6轴承盖，7轴承，8轴套，9键； 11第一输入轴，12第一输出轴，13第一摆线齿轮，14垫圈，15第一瓦形非完轴承；21第二输入轴，22第二输出轴，23第二摆线齿轮，24垫圈，25第二瓦形非完轴承，28轴套；31第三输入轴，32第三输出轴，33第三摆线齿轮，34垫圈，第三35瓦形非完轴承,36第四瓦形非完轴承，38.轴套；K.机壳, A.中心距。J1.一级减速组件，J2.二级减速组件，J3.三级减速组件。

具体实施方式

参阅图1-图5。在以下描述的实施例中，一种串联式摆线齿轮减速机，包括装配在同一机壳K内，采用相向滚动的摆线齿轮啮合副的第一级减速组件J1、第二级减速组件J2和第三级减速组件J3。其特征在于，三个减速组件J1、J2、J3的摆线齿轮齿形曲线的几何参数相同，啮合副的径向尺寸相同，输入轴与输出轴的中心距A相等，三个减速组件J1、J2、J3的减速比相同，总减速比是第一级减速组件J1减速比的三次方；三个减速组件J1、J2、J3的轴向尺寸隨着减速级别的增加而增大；第一级减速组件J1的第一输入轴（11）有一端伸入第二级减速组件J2的第二输出轴（22）中心的轴套（28）内，第二级减速组件J2的第二输入轴（21）有一端伸入第三级减速组件J3的第三输出轴（32）中心的轴套（38）内，相关两轴之间为小差速的同轴线同方向旋转；第二级减速组件J2的第二输入轴（21）有一端伸入第一级减速组件J1的第一输出轴（12）中心孔中，并用键9联结；第三级减速组件J3的第三输入轴（31）有一端伸入第二级减速组件J2的第二输出轴（22）中心孔中，并用键（9）联结；在上述三个减速组件输入轴的中段各有四个圆盘旋转体，其最中间的两个圆盘旋转体的外径上，装配有瓦形非完轴承，以增加输入轴的刚度，并分担其两端轴承的应力；第三级减速组件的垫圈外径上也装配有瓦形非完轴承，分担其两端轴承的应力；全部瓦形非完轴承，其形状均为瓦形，其材质和尺寸按设计计算决定。

在上述三个减速组件J1、J2、J3的第一输入轴11、第二输入轴21、第三输入轴31的中段各有4个相同的圆盘旋转体，其最中间的两个圆盘旋转体的外径上，装配有瓦形第一非完轴承15、第二瓦形非完轴承25，对应谁的第一体摆线齿轮13、第二摆线齿轮23、第三摆线齿轮33，哪个零件上装配有第三瓦形非完轴承35，以增加输入轴的刚度，并分担其两端轴承的应力；第三级减速组件J3什么位置的垫圈（34）外径上，也装配有第四瓦形非完轴承（36），分担其两端轴承的应力；全部瓦形非完轴承，其形状均为瓦形，其材质和尺寸按设计计算决定。

机壳（K）是由固联在中座（1）两端的左盖（2）、右盖（3），并用螺钉（4）联结成的刚性壳体。输入轴31啮合摆线齿轮33形成摆线齿轮啮合副，并通过瓦形非完轴承35与右盖（3）半圆形弧槽，当整个串联式摆线齿轮减速机立式安装使用时，第三级减速组件J3第三输出轴（32）的端部制成整体式法兰；串联式摆线齿轮减速机卧式安装使用时，中座（1）下方用螺钉联结底座（5）。因此谁在机壳（K）上形成两个相互平行的通孔建议对照附图描述。

串联式摆线齿轮减速机，其特征在于有下列5个特点：

① 上述3个减速组件的输入轴与输出轴的中心距A相等，因此在机壳（K）上形成两个相互平行的通孔；

② 上述3个减速组件的减速比相同，总减速比是一级减速比的三次方计算；

③ 上述3个减速组件的摆线齿轮齿形曲线的几何参数相同，啮合副的径向尺寸相同，仅仅其轴向尺寸，隨着减速级别的增加而增大，其具体尺寸按力学计算决定；

④ 第一级减速组件J1的输入轴11，有一端伸入第二级减速组件J2的输出轴22中心的轴套（28）内；第二级减速组件J2的第二输入轴（21），有一端伸入第三级减速组件J3的第三输出轴（32）中心的轴套（38）内；相关两轴之间实现小差速的同轴线同方向旋转。

⑤ 第二级减速组件J2的第二输入轴（21），有一端伸入第一级减速组件J1的第一输出轴（12）中心孔中，并用键（9）联结；第三级减速组件J3的第三输入轴（31），有一端伸入第土级减速组件J2的第二输出轴（22）中心孔中，并用键（9）联结。

由于本发明的结构紧凑，空间很小，无法安装体积较大的完整轴承，好在摆线齿轮啮合副的受力特征，不是全方位的，而且隨着减速级数的增加而转速减小，这为安装非完滑动轴承，提供了允许条件；当然对其材质和尺寸的选择，必须通过设计计算来决定。

特别还应当指出的是，如果通过微机自动程序优化设计零件尺寸，并采用先进的3D打印技术工艺实施生产产品，将是未来各型机械手机座的最佳选择。

关于摆线齿轮齿形曲线的参量方程式具体数学问题，已在本申请人近年来申请的其它专利项目文件中公开，此文不再赘述。

以上所述的仅是本发明串联式摆线齿轮减速机的优选实施例，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，作出的若干变形和改进，也应视为属于本发明专利权的保护范围。

Claims

1.一种串联式摆线齿轮减速机，包括装配在同一机壳K内，采用相向滚动的摆线齿轮啮合副的第一级减速组件J1、第二级减速组件J2和第三级减速组件J3，其特征在于，三个减速组件J1、J2、J3的摆线齿轮齿形曲线的几何参数相同，啮合副的径向尺寸相同，输入轴与输出轴的中心距A相等，三个减速组件J1、J2、J3的减速比相同，总减速比是第一级减速组件J1减速比的三次方；三个减速组件J1、J2、J3的轴向尺寸隨着减速级别的增加而增大；第一输入轴（11）有一端伸入第二输出轴（22）中心的轴套（28）内，第二输入轴（21）有一端伸入第三输出轴（32）中心的轴套（38）内，相关两轴之间为小差速的同轴线同方向旋转；第二输入轴（21）有一端伸入第一输出轴（12）中心孔中，并用键（9）联结；第三输入轴（31）有一端伸入第二输出轴（22）中心孔中，并用键（9）联结。

2.按权利要求1所述的串联式摆线齿轮减速机，其特征在于：在三个减速组件J1、J2、J3输入轴的中段各有四个圆盘旋转体，位于中间的两个圆盘旋转体的外径上装配有瓦形非完轴承，以增加输入轴的刚度，并分担其两端轴承的应力；第三级减速组件J3的垫圈外径上也装配有分担两端轴承应力的瓦形非完轴承。

3.按权利要求1所述的串联式摆线齿轮减速机，其特征在于，在三个减速组件J1、J2、J3的第一输入轴（11）、第二输入轴（21）、第三输入轴（31）的中段各有4个相同的圆盘旋转体摆线齿轮，其最中间的两个圆盘旋转体的外径上，装配有瓦形第一非完轴承（15）、第二瓦形非完轴承（25），以增加输入轴的刚度，并分担其两端轴承的应力；第三级减速组件J3的垫圈（34）外径上，也装配有第四瓦形非完轴承（36），分担其两端轴承的应力。

4.按权利要求1所述的串联式摆线齿轮减速机，其特征在于，机壳（K）是由固联在中座（1）两端的左盖（2）、右盖（3），并用螺钉（4）联结成的刚性壳体。

5.按权利要求1所述的串联式摆线齿轮减速机，其特征在于，第三输入轴（31）啮合摆线齿轮（33）形成摆线齿轮啮合副，并通过瓦形非完轴承（35）与右盖（3）半圆形弧槽装配在一起。

6.按权利要求1所述的串联式摆线齿轮减速机，其特征在于，当整个串联式摆线齿轮减速机立式安装使用时，第三级减速组件J3第三输出轴（32）的端部制成整体式法兰。

7.按权利要求1所述的串联式摆线齿轮减速机，其特征在于，当串联式摆线齿轮减速机卧式安装使用时，中座（1）下方用螺钉联结底座（5）。