CN106838257A - 轴承减速机中心轮壳体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了机械传动领域内的轴承减速机中心轮壳体，包括筒状的侧板，侧板内壁的上部向内延伸形成圆环状的上端板，侧板外壁的下部向外延伸形成圆环状的下端板，上端板的顶部沿圆周方向设有多个安装孔，上端板的内侧壁上设置有多个沿圆周方向均匀分布的插槽，所述插槽竖向设置，插槽的顶端与上端板的顶端连接，插槽的底端与上端板的底端连接，插槽的截面轮廓为圆弧状，相邻插槽之间为圆滑过渡，上端板侧壁的截面轮廓为短幅外摆线状的环形轨道。采用本方案的轴承减速机中心轮壳体能够使轴承减速机具有径向负荷小、传动比大、载荷分布均匀、噪音小、磨损小、使用寿命长、承载能力强的特点。

Description

轴承减速机中心轮壳体

技术领域

本发明涉及机械传动领域，具体涉及一种轴承减速机中心轮壳体。

背景技术

目前应用于机器人领域的减速机主要有两种，一种是日本Nabtesco 帝人精机公司的Rotate Vector减速器（简称RV减速器），另一种是日本Harmonic Drive的谐波减速器，他们几乎垄断了全球的机器人用减速器。在机器人关节中，由于RV减速器具有更高的刚度和回转精度，一般将RV减速器放置在机座、大臂、肩部等重负载的位置，而将谐波减速器放置在小臂、腕部或手部。

谐波减速器的传动是通过薄壁柔性齿轮的径向弹性变形实现转速变换和动力传递，薄壁柔性齿轮承载能力和传动刚度相对较低，同时柔性齿轮也易因周期性形变而发生疲劳损坏，故主要用于中、轻负载的精密传动系统，多用作工业机器人腕部、手部的精密减速传动。

RV减速器由一级渐开线圆柱行星齿轮传动和一级摆线针轮行星传动复合而成。在结构设计上的特点是：动力由主动小齿轮输入后，由三个周向均布的行星齿轮带动三个转臂同步驱动两片相错180 度偏心布位的摆线轮，摆线轮与针齿之间形成多齿差啮合，产生的输出力矩由转速输出机构输出。RV 减速器具有结构紧凑、传动比大、承载能力强以及传动刚度高等许多优点。然而，RV 的基本结构仍然存在缺陷。一方面，由于采用渐开线齿轮传动，常常因为接触齿数少、齿面作用力大和齿面相对滑动速度大等原因而产生齿面胶合，使得齿形磨损，导致啮合不良，齿形间有超额摩擦磨损，产生噪音和发热等问题；另一方面，由于摆线轮与针齿采用多齿差啮合，同啮合齿数虽然相比单齿差啮合情形下要多，但是仍未达到全啮合状态，导致啮合过程中部分针齿与摆线轮轮廓之间存在间隙，啮合时针齿与摆线轮之间易产生滑动摩擦，长期运转后会对针齿和摆线轮造成较严重的磨损，产生噪音和发热现象，严重时导致减速器失效报废。

综上，现有应用于机器人领域的减速机多存在承载能力低，传动刚度低，噪音大，易发热等问题。

发明内容

本发明意在提供轴承减速机中心轮壳体，以解决现有减速器径向负荷大的问题。

为达到上述目的，本发明的基础技术方案如下：轴承减速机中心轮壳体，包括筒状的侧板，侧板内壁的上部向内延伸形成环状的上端板，侧板外壁的下部向外延伸形成下端板，上端板的内侧壁上设置有多个呈环形均匀分布的插槽，所述插槽竖向设置，插槽贯穿上端板，插槽的截面为圆弧状，相邻插槽之间为圆弧过渡。

本方案实际应用时，壳体对内部的轴承减速机传动零件进行遮挡保护并参与到轴承减速机内部的减速传动中，下端板用于定位固定壳体，上端板的内侧壁作为动力传输过程中减速结构的一部分，上端板上的插槽与轴承减速机内部的外排滚珠配合形成活齿传动机构。

采用截面为圆弧状的结构，轴承减速机输入轴带动其上的偏心轮转动同时给予内部的外排滚珠径向和切向的推力，外排滚珠在偏心轮径向的推挤下与上端板内侧壁始终紧密接触，始终处于瞬心状态，在偏心轮切向的推力下沿着上端板内侧壁的轮廓以纯滚动的方式滚动前进，在插槽和插槽之间的圆弧过渡段上滚动前进的过程中推动轴承减速机的输出端转动，进行错齿减速。本方案相邻插槽之间采用圆弧过渡，在壳体上端板内侧壁采用这种轮廓相比于摆线状的轨道能够使得外排滚珠在偏心轮的推挤下在插槽的底部、侧壁或相邻插槽之间始终处于瞬心状态，始终为纯滚动，无滑动摩擦，不存在滑动摩擦带来的噪音、磨损、烧损等弊端。使轴承减速机内部形成全啮合的活齿传动机构，配合精度高，零件活动间隙小，力的传递更加顺畅，使用寿命更长，承载能力更强，有效解决了同啮合齿数少时内部存在间隙使零件之间存在滑动摩擦造成的磨损严重、使用寿命缩减、配合精度低、易产生噪音等问题。综上采用本方案的轴承减速机中心轮壳体能够使轴承减速机具有径向负荷小、传动比大、载荷分布均匀、噪音小、磨损小、使用寿命长、承载能力强的特点。

优选方案一，作为基础方案的一种改进，上端板的顶部设有多个呈环形分布的安装孔。设置安装孔便于在外壳顶部连接轴承减速机的其他零件，环形分布使得上端板结构更加稳定，内部应力分布更均匀。

优选方案二，作为优选方案一的一种改进，下端板上沿圆周方向设有多个装配孔。设置装配孔便于将下端板固定在轴承减速机的其他零部件上。

优选方案三，作为优选方案二的一种改进，安装孔处通过螺栓连接有环形的盖板。设置盖板能对壳体的上端进行遮挡和保护，防止外界杂质进入壳体内部影响轴承减速机的运转精度，螺栓连接更加稳定可靠，且便于拆卸。

优选方案四，作为优选方案三的一种改进，上端板的底部设有环形凸起。设置环形凸起便于在轴承减速机装配时进行定位，同时减少与轴承减速机内部其他零件之间的滑动接触面积，减少滑动磨损。

优选方案五，作为优选方案四的一种改进，侧板内壁的下部设有环状的凹槽。设置环状凹槽便于在轴承减速机装配时进行定位，同时减少与轴承减速机内部其他零件之间的滑动接触面积，减少滑动磨损。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例中轴承减速机的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：轴承压板1、保持架2、保持板21、内排滚珠22、外排滚珠23、壳体3、环形凸起341、凹槽351、上端板34、侧板35、下端板36、插槽37、安装孔38、装配孔39、盖板4、偏心轮5、轴承圈6。

实施例基本如附图1所示：轴承减速机中心轮壳体，包括圆筒状的侧板35，侧板35内壁的上部向内延伸形成圆环状的上端板34，侧板35外壁的下部向外延伸形成圆环状的下端板36，上端板34的顶部沿圆周方向设有多个安装孔38。下端板36上沿圆周方向设有多个装配孔39。上端板34的内侧壁上设置有多个沿圆周方向均匀分布的插槽37，插槽37竖向设置，插槽37贯穿上端板34，插槽37的截面轮廓为圆弧状，相邻插槽37之间为圆滑过渡；上端板34的底部设有环形凸起341，侧板35内壁的下部设有环状的凹槽351。

本实施例中，实际应用时，轴承减速机如图2所示，包括盖板4、壳体3、保持架2和轴承压板1，盖板4位于保持架2的上方，壳体3位于保持架2的外侧，轴承压板1位于保持架2的下方，壳体3与轴承压板1对保持架2进行限位固定。保持架2的上端放置呈环形分布的内排滚柱，保持架2的外侧一体成型有呈环形均匀分布的保持板21，偏心轮5位于保持架2的中部，偏心轮5与内排滚柱紧密接触，内排滚柱的外侧设置轴承圈6，轴承圈6的外侧与外排滚珠23紧密接触，外排滚珠23位于相邻两个保持板21之间。

壳体3对轴承减速机内部的传动零件进行遮挡保护，盖板4能对壳体3的上端进行遮挡和保护，防止外界杂质进入壳体3内部影响轴承减速机的运转精度，盖板4通过螺栓连接在安装孔38上，更加稳定可靠，且便于拆卸。上端板34的内侧壁作为动力传输过程中的减速和增力结构的一部分，轴承减速机内通过偏心轮5、内排滚、轴承圈6和外排滚珠23进行动力的传输，内排滚珠22在轴承圈6和偏心轮5之间滚动，外排滚珠23在轴承圈6的外壁和上端板34的内侧壁之间滚动，每个外排滚珠23均与上端板34内侧壁紧密接触，轴承减速机运作时外排滚珠23被偏心轮5驱动在上端板34内侧壁上滚动，滚动过程中外排滚珠23与壳体3之间进行全啮合活齿传动，外排滚珠23的数量比插槽37数量多一个，使得外排滚珠23绕偏心轮5错齿转动，推动保持板21和保持架2转动，实现轴承减速机输入和输出的减速。采用截面为圆弧状的插槽37，输入轴带动其上的偏心轮5转动同时给予外排滚珠23径向和切向的推力，外排滚珠23在输入轴偏心轮5径向的推挤下与上端板34内侧壁始终紧密接触，始终处于瞬心状态，在偏心轮5切向的推力下沿着上端板34内侧壁的轮廓以纯滚动的方式滚动前进，在插槽37和插槽37之间的圆弧过渡段上滚动前进的过程中推动轴承减速机的输出端转动，进行增力和减速。本方案相邻插槽37之间采用圆弧过渡，使得外排滚珠23在偏心轮5的推挤下能够位于插槽37的底部、侧壁或插槽37之间，使壳体3、外排滚珠23、轴承圈6、内排滚珠22和偏心轮5之间始终处于紧密接触状态，配合精度高，力的传递更加顺畅，径向的负荷小，使用寿命更长，承载能力更强；偏心轮5转动的过程中将力传递给每一个内排滚珠22和外排滚珠23，内排滚珠22与外排滚珠23之间通过轴承圈6传递能有效避免内排滚珠22和外排滚珠23错位导致烧损，偏心轮5、内排滚珠22、轴承圈6、外排滚珠23、上端板34内侧壁之间均为纯滚动，输入的动力经过多级传递后，外排滚珠23在自转同时进行绕偏心轮5的错齿转动，并推动保持架2转动，相应的转动速度得到减缓，随着对外排滚珠23、插槽37的数量比调整能够获得很大的传动比；而且在上端板34内侧壁采用这种轮廓线能够与偏心轮5驱动的外排滚珠23之间始终处于瞬心状态，两者之间始终为纯滚动，无滑动摩擦，不存在滑动摩擦带来的噪音、磨损、烧损等弊端。综上采用本方案的轴承减速机中心轮壳体3能够使轴承减速机具有径向负荷小、传动比大、载荷分布均匀、噪音小、磨损小、使用寿命长、承载能力强的特点。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.轴承减速机中心轮壳体，其特征在于，包括筒状的侧板，侧板内壁的上部向内延伸形成环状的上端板，侧板外壁的下部向外延伸形成下端板，上端板的内侧壁上设置有多个呈环形均匀分布的插槽，所述插槽竖向设置，插槽贯穿上端板，插槽的截面为圆弧状，相邻插槽之间为圆弧过渡。

2.根据权利要求1所述的轴承减速机中心轮壳体，其特征在于：所述上端板的顶部设有多个呈环形分布的安装孔。

3.根据权利要求2所述的轴承减速机中心轮壳体，其特征在于：下端板上沿圆周方向设有多个装配孔。

4.根据权利要求3所述的轴承减速机中心轮壳体，其特征在于：安装孔处通过螺栓连接有环形的盖板。

5.根据权利要求4所述的轴承减速机中心轮壳体，其特征在于：上端板的底部设有环形凸起。

6.根据权利要求5所述的轴承减速机中心轮壳体，其特征在于：侧板内壁的下部设有环状的凹槽。