CN106246812B - 双侧双级内啮合双圆弧锥齿轮章动减速器及工作方法 - Google Patents

双侧双级内啮合双圆弧锥齿轮章动减速器及工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双侧双级内啮合双圆弧锥齿轮章动减速器，包括箱体，所述箱体的一端穿设有输入轴，所述输入轴位于箱体内的轴段上设置有章动套，所述章动套上经第一轴承联接有变速双圆弧锥齿轮，所述章动套上经第二轴承还联接有平衡双圆弧锥齿轮，所述箱体的另一端穿设有输出双圆弧锥齿轮与固定双圆弧锥齿轮，所述输出双圆弧锥齿轮与固定双圆弧锥齿轮经第三轴承相互联接，所述变速双圆弧锥齿轮与输出双圆弧锥齿轮传动啮合，所述平衡双圆弧锥齿轮与固定双圆弧锥齿轮传动啮合，两啮合点同时出现且位于输入轴的两侧；本发明还涉及一种双侧双级内啮合双圆弧锥齿轮章动减速器的工作方法。本发明结构设计合理，且高效便捷。

Description

双侧双级内啮合双圆弧锥齿轮章动减速器及工作方法
技术领域
本发明涉及一种双侧双级内啮合双圆弧锥齿轮章动减速器及工作方法。
背景技术
常见的章动减速器多采用渐开线齿形或摆线齿形传动，但渐开线齿廓传动效率低，同时在章动结构中容易出现齿廓重叠干涉、径向干涉等问题；摆线齿形易出现齿廓过切、针齿相碰等问题；具满足较大速比的行星减速器结构复杂、制造和安装难度较大、质量较重。现有的双级内啮合双圆弧章动减速器由于两级齿轮啮合总是处在同一侧，导致圆周力增大且无法抵消，使整个箱体承受较大的惯心力，造成传动非常不平稳、噪音也随之增大、整体使用寿命缩短。这些问题的存在造成现有的章动减速器难以在机器人的机械臂和腕关节等部位实现减速。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种双侧双级内啮合双圆弧锥齿轮章动减速器及工作方法，不仅结构设计合理，而且高效便捷。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种双侧双级内啮合双圆弧锥齿轮章动减速器，包括箱体，所述箱体的一端穿设有输入轴，所述输入轴位于箱体内的轴段上设置有章动套，所述章动套上经第一轴承联接有变速双圆弧锥齿轮，所述章动套上经第二轴承还联接有平衡双圆弧锥齿轮，所述箱体的另一端穿设有输出双圆弧锥齿轮与固定双圆弧锥齿轮，所述输出双圆弧锥齿轮与固定双圆弧锥齿轮经第三轴承相互联接，所述变速双圆弧锥齿轮与输出双圆弧锥齿轮传动啮合，所述平衡双圆弧锥齿轮与固定双圆弧锥齿轮传动啮合，两啮合点同时出现且位于输入轴的两侧。
优选的，所述章动套的前端为偏心设置的第一章动环，所述章动套的后端为偏心设置的第二章动环，所述第一章动环与第二章动环固定连接且一体成形，所述第一章动环中心与第二章动环的中心位于输入轴的两侧。
优选的，所述变速双圆弧锥齿轮经第一轴承与章动套的第一章动环相联接，所述平衡双圆弧锥齿轮经第二轴承与章动套的第二章动环相联接。
优选的，所述变速双圆弧锥齿轮的中心轴线与平衡双圆弧锥齿轮的中心轴线相交于一点，所述输入轴的中心轴线、输出双圆弧锥齿轮的中心轴线以及固定双圆弧锥齿轮的中心轴线相重合。
优选的，所述输出双圆弧锥齿轮与固定双圆弧锥齿轮内外嵌套设置。
优选的，所述输入轴经平键与电机的动力输出轴相联接，所述输入轴经第四轴承、轴肩定位与箱体相联接，所述第四轴承通过若干个螺钉固定在箱体的前端盖上，所述输入轴经轴套、平键与章动套相联接。
优选的，所述第一轴承经挡圈和轴肩定位安装在章动套与变速双圆弧锥齿轮之间，所述第二轴承也经挡圈和轴肩定位安装在章动套与平衡双圆弧锥齿轮之间。
优选的，所述输出双圆弧锥齿轮经第五轴承、挡圈以及轴肩定位与输入轴相联接，所述固定双圆弧锥齿轮通过若干个均布的螺钉固定在箱体上，所述第三轴承通过若干个螺钉固定在箱体的后端盖上、并经轴肩定位轴肩压紧在输出双圆弧锥齿轮与固定双圆弧锥齿轮之间。
一种双侧双级内啮合双圆弧锥齿轮章动减速器的工作方法，包括上述任意一种双侧双级内啮合双圆弧锥齿轮章动减速器，包含以下步骤：
电机的动力输出轴带动所述输入轴转动，所述输入轴带动章动套转动，所述章动套带动变速双圆弧锥齿轮与平衡双圆弧锥齿轮进行偏摆运动，由于所述固定双圆弧锥齿轮与箱体固定连接从而保持静止，当所述平衡双圆弧锥齿轮与固定双圆弧锥齿轮相啮合时，所述固定双圆弧锥齿轮反作用于平衡双圆弧锥齿轮，从而使所述平衡双圆弧锥齿轮章动的同时自转；同时所述变速双圆弧锥齿轮与输出双圆弧锥齿轮相啮合，实现所述输出双圆弧锥齿轮减速输出。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明结构设计合理，结合章动传动原理和双圆弧锥齿轮齿形的优点，具有速比大、承载能力强、径向尺寸小、精度高等优点，同时解决了章动减速器效率低、易产生齿面干涉、传动不平稳、噪音大、使用寿命短和行星减速器外型尺寸大、结构复杂、质量较重的问题；本发明采用的平稳双圆弧齿形能实现凸凹齿面同时接触、齿面强度高、啮合时的力平衡抵消，能满足较大功率的传动，也就是通过两对锥齿轮啮合时的受力平衡原理；安装在输入轴上的章动套使得两个双圆弧外锥齿轮之间的轴线形成一定的夹角，有效地保证了在任何时间点的两对齿轮啮合点都处在不同侧，从而实现啮合时产生的力之间的平衡抵消，解决了传统章动减速器齿轮啮合总是在同侧承受较大力且无法平衡抵消的问题，箱体承受的惯心力也随之减小，整体传动的平稳性大大提高，噪音也随之降低，整体使用寿命得到进一步延长；本发明可直接安装在机器人的机械臂和腕关节等空间较小的部位，实现机器人的机械臂和腕关节等部位的减速。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例的整体构造示意图。
图2为本发明实施例的爆炸示意图。
图3为本发明实施例章动套的构造示意图。
图4为本发明实施例变速双圆弧锥齿轮与平衡双圆弧锥齿轮的连接示意图。
图中：1-箱体，2-输入轴，3-章动套，31-第一章动环，32-第二章动环，4-第一轴承，5-变速双圆弧锥齿轮，6-第二轴承，7-平衡双圆弧锥齿轮，8-输出双圆弧锥齿轮，9-固定双圆弧锥齿轮，10-第三轴承，11-第四轴承，12-第五轴承。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1~4所示，一种双侧双级内啮合双圆弧锥齿轮章动减速器，包括箱体1，所述箱体1的一端穿设有输入轴2，所述输入轴2位于箱体1内的轴段上设置有章动套3，所述章动套3上经第一轴承4联接有变速双圆弧锥齿轮5，所述章动套3上经第二轴承6还联接有平衡双圆弧锥齿轮7，所述箱体1的另一端穿设有输出双圆弧锥齿轮8与固定双圆弧锥齿轮9，所述输出双圆弧锥齿轮8与固定双圆弧锥齿轮9经第三轴承10相互联接，所述变速双圆弧锥齿轮5与输出双圆弧锥齿轮8传动啮合，所述平衡双圆弧锥齿轮7与固定双圆弧锥齿轮9传动啮合，两啮合点同时出现且位于输入轴2的两侧。
在本发明实施例中，所述章动套3的前端为偏心设置的第一章动环31，所述章动套3的后端为偏心设置的第二章动环32，所述第一章动环31与第二章动环32固定连接且一体成形，所述第一章动环31中心与第二章动环32的中心位于输入轴2的两侧。
在本发明实施例中，所述变速双圆弧锥齿轮5经第一轴承4与章动套3的第一章动环31相联接，所述平衡双圆弧锥齿轮7经第二轴承6与章动套3的第二章动环32相联接。
在本发明实施例中，所述变速双圆弧锥齿轮5的中心轴线与平衡双圆弧锥齿轮7的中心轴线相交于一点，所述输入轴2的中心轴线、输出双圆弧锥齿轮8的中心轴线以及固定双圆弧锥齿轮9的中心轴线相重合。
在本发明实施例中，所述输出双圆弧锥齿轮8与固定双圆弧锥齿轮9内外嵌套设置。
在本发明实施例中，所述输入轴2经平键与电机的动力输出轴相联接，所述输入轴2经第四轴承11、轴肩定位与箱体1相联接，所述第四轴承11通过若干个螺钉固定在箱体1的前端盖上，所述输入轴2经轴套、平键与章动套3相联接。
在本发明实施例中，所述第一轴承4经挡圈和轴肩定位安装在章动套3与变速双圆弧锥齿轮5之间，所述第二轴承6也经挡圈和轴肩定位安装在章动套3与平衡双圆弧锥齿轮7之间。
在本发明实施例中，所述输出双圆弧锥齿轮8经第五轴承12、挡圈以及轴肩定位与输入轴2相联接，所述固定双圆弧锥齿轮9通过若干个均布的螺钉固定在箱体1上，所述第三轴承10通过若干个螺钉固定在箱体1的后端盖上、并经轴肩定位轴肩压紧在输出双圆弧锥齿轮8与固定双圆弧锥齿轮9之间。
在本发明实施例中，所述输出双圆弧锥齿轮8具有用以动力输出的轴孔，所述轴孔带有双键槽。
在本发明实施例中，一种双侧双级内啮合双圆弧锥齿轮章动减速器的工作方法，包括上述任意一种双侧双级内啮合双圆弧锥齿轮章动减速器，包含以下步骤：
电机的动力输出轴带动所述输入轴2转动，所述输入轴2带动章动套3转动，所述章动套3带动变速双圆弧锥齿轮5与平衡双圆弧锥齿轮7进行偏摆运动，由于所述固定双圆弧锥齿轮9与箱体1固定连接从而保持静止，当所述平衡双圆弧锥齿轮7与固定双圆弧锥齿轮9相啮合时，所述固定双圆弧锥齿轮9反作用于平衡双圆弧锥齿轮7，从而使所述平衡双圆弧锥齿轮7章动的同时自转；同时所述变速双圆弧锥齿轮5与输出双圆弧锥齿轮8相啮合，实现所述输出双圆弧锥齿轮8减速输出；两对齿轮啮合点都处在不同侧，从而实现啮合时产生的力之间的平衡抵消，解决了传统章动减速器齿轮啮合总是在同侧承受较大力且无法平衡抵消的问题。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的双侧双级内啮合双圆弧锥齿轮章动减速器及工作方法。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种双侧双级内啮合双圆弧锥齿轮章动减速器，包括箱体，其特征在于：所述箱体的一端穿设有输入轴，所述输入轴位于箱体内的轴段上设置有章动套，所述章动套上经第一轴承联接有变速双圆弧锥齿轮，所述章动套上经第二轴承还联接有平衡双圆弧锥齿轮，所述箱体的另一端穿设有输出双圆弧锥齿轮与固定双圆弧锥齿轮，所述输出双圆弧锥齿轮与固定双圆弧锥齿轮经第三轴承相互联接，所述变速双圆弧锥齿轮与输出双圆弧锥齿轮传动啮合，所述平衡双圆弧锥齿轮与固定双圆弧锥齿轮传动啮合，两啮合点同时出现且位于输入轴的两侧，所述章动套的前端为偏心设置的第一章动环，所述章动套的后端为偏心设置的第二章动环，所述第一章动环与第二章动环固定连接且一体成形，所述第一章动环中心与第二章动环的中心位于输入轴的两侧，所述变速双圆弧锥齿轮的中心轴线与平衡双圆弧锥齿轮的中心轴线相交于一点，所述输入轴的中心轴线、输出双圆弧锥齿轮的中心轴线以及固定双圆弧锥齿轮的中心轴线相重合。
2.根据权利要求1所述的双侧双级内啮合双圆弧锥齿轮章动减速器，其特征在于：所述变速双圆弧锥齿轮经第一轴承与章动套的第一章动环相联接，所述平衡双圆弧锥齿轮经第二轴承与章动套的第二章动环相联接。
3.根据权利要求1所述的双侧双级内啮合双圆弧锥齿轮章动减速器，其特征在于：所述输出双圆弧锥齿轮与固定双圆弧锥齿轮内外嵌套设置。
4.根据权利要求1所述的双侧双级内啮合双圆弧锥齿轮章动减速器，其特征在于：所述输入轴经平键与电机的动力输出轴相联接，所述输入轴经第四轴承、轴肩定位与箱体相联接，所述第四轴承通过若干个螺钉固定在箱体的前端盖上，所述输入轴经轴套、平键与章动套相联接。
5.根据权利要求1所述的双侧双级内啮合双圆弧锥齿轮章动减速器，其特征在于：所述第一轴承经挡圈和轴肩定位安装在章动套与变速双圆弧锥齿轮之间，所述第二轴承也经挡圈和轴肩定位安装在章动套与平衡双圆弧锥齿轮之间。
6.根据权利要求1所述的双侧双级内啮合双圆弧锥齿轮章动减速器，其特征在于：所述输出双圆弧锥齿轮经第五轴承、挡圈以及轴肩定位与输入轴相联接，所述固定双圆弧锥齿轮通过若干个均布的螺钉固定在箱体上，所述第三轴承通过若干个螺钉固定在箱体的后端盖上、并经轴肩定位轴肩压紧在输出双圆弧锥齿轮与固定双圆弧锥齿轮之间。
7.一种双侧双级内啮合双圆弧锥齿轮章动减速器的工作方法，其特征在于：包括如权利要求1~6任意一项所述的一种双侧双级内啮合双圆弧锥齿轮章动减速器，包含以下步骤：
电机的动力输出轴带动所述输入轴转动，所述输入轴带动章动套转动，所述章动套带动变速双圆弧锥齿轮与平衡双圆弧锥齿轮进行偏摆运动，由于所述固定双圆弧锥齿轮与箱体固定连接从而保持静止，当所述平衡双圆弧锥齿轮与固定双圆弧锥齿轮相啮合时，所述固定双圆弧锥齿轮反作用于平衡双圆弧锥齿轮，从而使所述平衡双圆弧锥齿轮章动的同时自转；同时所述变速双圆弧锥齿轮与输出双圆弧锥齿轮相啮合，实现所述输出双圆弧锥齿轮减速输出。
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