CN1060556C

CN1060556C - 摆线钢球行星减速器

Info

Publication number: CN1060556C
Application number: CN97123214A
Authority: CN
Inventors: 周建军
Original assignee: HANGZHOU INSTITUTE OF ELECTRONIC ENGINEERING
Current assignee: HANGZHOU INSTITUTE OF ELECTRONIC ENGINEERING
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1997-11-21
Publication date: 2001-01-10
Anticipated expiration: 2017-11-21
Also published as: CN1183523A

Abstract

摆线钢球行星减速器，它包括装在输入轴上的偏心轴和偏心轴两侧的平衡块，偏心轴外装有摆线行星轮，有与输出轴连成一体的钢球轮，摆线行星轮两端均开有短幅摆线圆弧齿面的外齿轮，分别与端盖、钢球轮上的钢球内齿轮形成内啮合传动。由于齿轮副接触综合曲率半径大，滑动率小，对提高及保持传动精度和寿命有利，通过轴向预紧螺母对传动施加预压力，能保证多齿啮合传动，消除传动回差，传动比大。因此，它可在机器人等精密机械传动装置中使用。

Description

摆线钢球行星减速器

本发明涉及用于传送旋转运动的其他摩擦传动装置，是一种摆线钢球行星减速器。

应用于机器人、精密机床、航空航天等精密伺服机构的传动装置要求有高传动精度，高传动刚度，传动比大，传动效率高，体积小重量轻，传动回差小，转动件的转动惯量小等特点。现有的传动机构中的摆线针轮行星传动，虽然具有许多优点，但加工复杂且传动精度不高，传动回差大；蜗杆传动具有传动比大，但传动效率低；谐波传动能较好地满足上述要求，但谐波传动依靠柔轮的变形传递动力与运动，柔轮材料要求高且寿命较短。又如日本加茂精工株式会社一项在我国申请的“无齿轮的差动减速器”专利(申请号86104457)，采用一对分别加工有内摆线滚道的盘和加工有外摆线滚道的盘为啮合传动副，两盘相对并在滚道中放入传动钢球，它利用了摆线传动的优点，并且钢球能循环运动，但传动比较小，滚道为半圆弧或双半圆弧，且具有短幅内摆线和短幅外摆线两种滚道，加工困难。

本发明的目的是：采用钢球内齿轮和摆线外齿轮构成的摆线钢球行星减速器，能满足上述精密机械要求的传动装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：它包括装在端盖与机壳内的一段输入轴上的偏心轴，偏心轴两侧有偏心轴平衡块，偏心轴外装有摆线行星轮，有与输出轴连成一体的钢球轮，机壳一端与输出轴的大端之间装有预紧螺母，摆线行星轮一端加工有摆线圆弧齿面的外齿轮与端盖内侧面密集排列一圆周上的钢球组成的钢球内齿轮形成内啮合传动，摆线行星轮另一端加工有摆线圆弧齿面的外齿轮与钢球轮一端面密集排列一圆周上的钢球组成的钢球内齿轮形成内啮合传动。

本发明与背景技术相比，所具有的有益的效果是：

1．由于采用了圆周上密排组成的高精度淬硬标准钢球作为内齿轮的齿面，能得到高精度的内齿轮，且表面耐磨，并有利于保持传动精度；

2．外齿轮为短幅摆线圆弧齿面，与钢球内齿轮的齿轮接触综合曲率半径大，摆线齿轮的滑动率小，对提高及保持传动的精度和传动寿命十分有利，齿面加工方便。

3．通过预紧螺母对传动施加一定的预压力，保证多齿啮合传动，提高传动精度与传动刚性并消除传动回差。

4．本结构为2K—H(NN)正号机构传动型式，传动比范围100～5000。

因此，本发明可在机器人、精密机床、航空航天等精密机械要求高的传动装置中推广使用。

附图说明：

图1、本发明的结构示意图；

图2、钢球内齿轮结构示意图；

图3、加工有摆线圆弧齿面的外齿轮结构示意图。

下面结合附图，通过对实施例的描述给出本发明的细节。

如图1所示的摆线钢球行星减速器，它包括装在端盖2与机壳13内一段的输入轴1上的偏心轴23，偏心轴23两侧有偏心轴平衡块17、24，偏心轴23外装有摆线行星轮7，有与输出轴16连成一体的钢球轮25，钢球轮25支承在机壳13孔内的轴承11中。输入轴1支承在端盖2的轴承3和钢球轮25孔内的轴承10中，输入轴1上的偏心轴23支承在摆线行星轮7孔内的轴承20中。机壳13一端与输出轴16的大端之间装有预紧螺母14，通过输出轴16的轴承12、钢球轮25对传动施加一定预紧力，保证能多齿啮合传动。如图1、图2所示，摆线行星轮7一端加工有摆线圆弧齿面6的外齿轮与端盖2内侧面密集排列一圆周上的钢球18组成的钢球内齿轮形成内啮合传动，钢球18用环形压板19压住，用螺钉5固定；摆线行星轮7另一端加工有摆线圆弧齿面8的外齿轮与钢球轮25一端面密集排列一圆周上的钢球22组成的钢球内齿轮形成内啮合传动，钢球22用环形压板21压住，用螺钉9固定。端盖2与机壳13用螺钉4固定，15为装在预紧螺母14内孔与输出轴16上的密封圈。

钢球内齿轮的齿轮采用直径为d的标准钢球密集排列在直径为D的分度圆圆周上，钢球的数目Z与钢球齿轮分度圆直径D的关系为D=d／Sin(π／Z)。摆线圆弧齿面6、8为短幅摆线圆弧齿面。两个摆线外齿轮的齿数比对应两个钢球内齿轮的齿数少一齿。

摆线钢球行星传动原理与摆线针轮行星传动原理类似，只是由于钢球是球体，在垂直于轴线的不同截面内，钢球截面是一个变直径的圆，根据等距共轭曲面原理，各个截面内，钢球齿轮与摆线轮均符合齿轮啮合基本定理。如图1、图3所示，当输入轴1作回转运动时，与输入轴1相连的偏心轴23同步回转，通过偏心轴轴承20使摆线行星轮7作行星运动，摆线行星轮7两端面有短幅摆线圆弧齿面6、8，左面加工有短幅摆线圆弧齿面6的外齿轮与钢球18组成的钢球内齿轮形成内啮合传动，右面加工有短幅摆线圆弧齿面8的外齿轮与钢球22组成的钢球内齿轮形成内啮合传动，从而将变速后的回转运动通过输出轴16输出，其传动比计算公式与2K—H行星机构相同。

设钢球内齿轮的钢球18齿数为ZA；钢球外齿轮的钢球22齿数为ZB；机构的传动比i为输入ω_／输出ω₂。

i=ω₁／ω₂=Z_B(Z_A—1)／[Z_B(Z_A—1)—Z_A(Z_B—1)]

Claims

1.一种摆线钢球行星减速器，它包括装在端盖[2]与机壳[13]内的一段输入轴[1]上的偏心轴[23]，偏心轴[23]两侧有偏心轴平衡块[17、24]，偏心轴[23]外装有摆线行星轮[7]。输出轴[16]，其特征在于：它还包括有与出轴[16]连成一体的钢球轮[25]，机壳[13]一端与输出轴[16]的大端之间装有预紧螺母[14]，摆线行星轮[7]一端加工有摆线圆弧齿面[6]的外齿轮与端盖[2]内侧面密集排列一圆周上的钢球[18]组成的钢球内齿轮形成内啮合传动，摆线行星轮[7]另一端加工有摆线圆弧齿面[8]的外齿轮与钢球轮[25]一端面密集排列一圆周上的钢球[22]组成的钢球内齿轮形成内啮合传动。

2.根据权利要求1所述的摆线钢球行星减速器，其特征是：钢球内齿轮的齿轮采用直径为d的标准钢球密集排列在直径为D的分度圆圆周上，钢球的数目Z与钢球齿轮分度圆直径D的关系为D=d/Sin(π/Z)。

3.根据权利要求1所述的摆线钢球行星减速器，其特征是：摆线圆弧齿面[6、8]为短幅摆线圆弧齿面。

4.根据权利要求1所述的摆线钢球行星减速器，其特征是：摆线外齿轮的齿数比钢球内齿轮的齿数少一齿。