CN108105361B - 一种机械手臂的正弦差动式齿轮减速器 - Google Patents

一种机械手臂的正弦差动式齿轮减速器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种机械手臂的正弦差动式齿轮减速器，包括中心轮(1)，中心轮(1)内设有同心圆分布的活齿轮(2)，活齿轮(2)内设有偏心布置的偏心轮(3)；所述活齿轮(2)包括正弦齿轮(4)，正弦齿轮(4)上设有一组径向导槽(5)，每个径向导槽(5)内均设有活齿(6)，所述中心轮(1)的内壁上均匀设有一组滚珠(7)，且径向导槽(5)的数量少于滚珠(7)数量；所述径向导槽(5)的内壁上设有消音套(8)，消音套(8)内壁上设有多条空气流通槽(9)。本发明具有使用时间长和噪音低的特点。

Description

一种机械手臂的正弦差动式齿轮减速器
技术领域
本发明涉及一种减速器，特别是一种机械手臂的正弦差动式齿轮减速器。
背景技术
现有机械手臂上用的减速器一般采用摆线针轮结构，存在着结构复杂、制造成本高和传动效率低等不足。为了克服这些问题，部分机械手臂开始采用差动式齿轮减速器，但是，长期使用，此类减速器的磨损较严重，使用时间较短，而且噪音也较大。因此，现有的技术存在着使用时间短和噪音大的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种机械手臂的正弦差动式齿轮减速器。本发明具有使用时间长和噪音低的特点。
本发明的技术方案：一种机械手臂的正弦差动式齿轮减速器,包括中心轮，中心轮内设有同心圆分布的活齿轮，活齿轮内设有偏心布置的偏心轮；所述活齿轮包括正弦齿轮，正弦齿轮上设有一组径向导槽，每个径向导槽内均设有活齿，所述中心轮的内壁上均匀设有一组滚珠，且径向导槽的数量少于滚珠数量；所述径向导槽的内壁上设有消音套，消音套内壁上设有多条空气流通槽。
前述的一种机械手臂的正弦差动式齿轮减速器中，所述活齿包括活齿主体，活齿主体内侧端设有与偏心轮相接触的椭球体，椭球体和活齿主体之间设有U型减震片，活齿主体外侧端设有与滚珠相接触的锥形体，锥形体和活齿主体之间设有伸缩杆，伸缩杆上套设有弹簧。
前述的一种机械手臂的正弦差动式齿轮减速器中，所述椭球体和活齿主体之间设有多个呈圆环形布置的U型减震片。
前述的一种机械手臂的正弦差动式齿轮减速器中，所述径向导槽的数量比滚珠数量少一个。
前述的一种机械手臂的正弦差动式齿轮减速器中，所述偏心轮与输入轴相连，活齿轮与输出轴相连。
前述的一种机械手臂的正弦差动式齿轮减速器中，所述消音套为弹性橡胶。
前述的一种机械手臂的正弦差动式齿轮减速器中，所述偏心轮经过表面淬火处理和回火处理，偏心轮的表面硬度达到HRC60～65。
前述的一种机械手臂的正弦差动式齿轮减速器中，所述表面淬火处理步骤：先将偏心轮放置在淬火炉内，用2-3分钟的时间将淬火炉炉温从室温线性升温至160-165℃；再用15-25分钟的时间将炉温继续线性升温至400-450℃；然后，用20-30分钟的时间将炉温继续线性至900-920℃，完成升温，然后保温60-70分钟；保温结束后，将偏心轮取出，在空气中冷却至350-390℃，然后将偏心轮放入冷却油中冷却至室温。
前述的一种机械手臂的正弦差动式齿轮减速器中，所述回火处理的步骤：先将经过表面淬火处理的偏心轮置于回火炉中，用5-8分钟将回火炉的温度从室温线性升温至185-190℃，保温30-40分钟，取出偏心轮，并置于冷却水中冷却至室温；得到偏心轮成品。
与现有技术相比，本发明通过在径向导槽内壁上设置消音套，从而使得活齿与消音套软接触，既能够减少活齿的磨损量，延长减速器的使用时间，也能降低因金属摩擦而产生的噪音，同时，在消音套内壁上设置多条空气流通槽，既能够便于活齿顺利移动，也能进一步降低噪音。另外，活齿由活齿主体、椭球体和锥形体够成，在锥形体和活齿主体之间设置弹簧和伸缩杆，从而能够对因磨损导致锥形体发生的偏移量进行自动补偿，使得锥形体与滚珠之间保持相适宜的位置，通过在椭球体和活齿主体之间设置U型减震片，既能起到减震目的，也能对因磨损造成的活齿与偏心轮和滚珠之间减少的位移量起到一定的补偿作用，延长使用寿命。综上所述，本发明具有使用时间长和噪音低的特点。
另外，通过对偏心轮表面进行的淬火处理和回火处理的各个参数进行具体限定，使得偏心轮表面的硬度能够达到HRC60～65，从而能够有效的降低磨损，延长减速器的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是消音套的结构示意图；
图3是活齿轮的结构示意图；
图4是U型减震片的排布示意图。
附图中的标记为：1-中心轮，2-活齿轮，3-偏心轮，4-正弦齿轮，5-径向导槽，6-活齿，7-滚珠，8-消音套，9-空气流通槽，601-活齿主体，602-椭球体，603-U型减震片，604-锥形体，605-伸缩杆，606-弹簧，a-偏心距。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例。一种机械手臂的正弦差动式齿轮减速器，构成如图1至图4所示，包括中心轮1，中心轮1内设有同心圆分布的活齿轮2，活齿轮2内设有偏心布置的偏心轮3；所述活齿轮2包括正弦齿轮4，正弦齿轮4上设有一组径向导槽5，每个径向导槽5内均设有活齿6，所述中心轮1的内壁上均匀设有一组滚珠7，且径向导槽5的数量少于滚珠7数量；所述径向导槽5的内壁上设有消音套8，消音套8内壁上设有多条空气流通槽9。
所述活齿6包括活齿主体601，活齿主体601内侧端设有与偏心轮3相接触的椭球体602，椭球体602和活齿主体601之间设有U型减震片603，活齿主体601外侧端设有与滚珠7相接触的锥形体604，锥形体604和活齿主体601之间设有伸缩杆605，伸缩杆605上套设有弹簧606。
所述椭球体602和活齿主体601之间设有多个呈圆环形布置的U型减震片603。
所述径向导槽5的数量比滚珠7数量少一个。
所述偏心轮3与输入轴相连，活齿轮2与输出轴相连。
所述消音套8为弹性橡胶。
所述偏心轮经过表面淬火处理和回火处理，偏心轮的表面硬度达到HRC60～65。
所述表面淬火处理步骤：先将偏心轮放置在淬火炉内，用2-3分钟的时间将淬火炉炉温从室温线性升温至160-165℃；再用15-25分钟的时间将炉温继续线性升温至400-450℃；然后，用20-30分钟的时间将炉温继续线性至900-920℃，完成升温，然后保温60-70分钟；保温结束后，将偏心轮取出，在空气中冷却至350-390℃，然后将偏心轮放入冷却油中冷却至室温。
优选为，所述表面淬火处理步骤：先将偏心轮放置在淬火炉内，用3分钟的时间将淬火炉炉温从室温线性升温至163℃；再用20分钟的时间将炉温继续线性升温至425℃；然后，用25分钟的时间将炉温继续线性至910℃，完成升温，然后保温65分钟；保温结束后，将偏心轮取出，在空气中冷却至370℃，然后将偏心轮放入冷却油中冷却至室温。
所述回火处理的步骤：先将经过表面淬火处理的偏心轮置于回火炉中，用5-8分钟将回火炉的温度从室温线性升温至185-190℃，保温30-40分钟，取出偏心轮，并置于冷却水中冷却至室温；得到偏心轮成品。
优选为，所述回火处理的步骤：先将经过表面淬火处理的偏心轮置于回火炉中，用6分钟将回火炉的温度从室温线性升温至188℃，保温35分钟，取出偏心轮，并置于冷却水中冷却至室温；得到偏心轮成品。
空气流通槽9的横截面为T型结构。
偏心轮与椭球体接触后，U型减震片会进行减震；初始状态时，U型减震片处于压缩状态，当偏心轮或者椭球体因摩擦而造成体积变小，U型减震片就会复位，使得总体尺寸保持不变，延长使用寿命。
锥形体和活齿主体之间设置的弹簧初始位置处于压缩状态，当锥形体体积受到磨损后，弹簧开始复位，使得锥形体与滚珠之间处于最佳状态。
偏心轮的偏心量为图1中的a。
本发明的工作过程：驱动力带动输入轴运动，输入轴以等角速度进行逆时针转动，带动偏心轮作逆时针的圆周运动，偏心轮的偏心量a迫使活齿沿着径向导槽依次作径向外移，活齿的锥形体与滚珠相互接触，由于滚珠是设置在中心轮上的，因此，当活齿作径向移动时，受到中心轮的约束作用，使得活齿带动正弦齿轮作顺时针的圆周运动，因输出轴与正弦齿轮相连，从而获得减速运动；同时，活齿在与中心轮上的滚珠接触后，受到反推力作用，依次沿着径向导槽回到初始位置。

Claims (4)

1.一种机械手臂的正弦差动式齿轮减速器，其特征在于：包括中心轮(1)，中心轮(1)内设有同心圆分布的活齿轮(2)，活齿轮(2)内设有偏心布置的偏心轮(3)；所述活齿轮(2)包括正弦齿轮(4)，正弦齿轮(4)上设有一组径向导槽(5)，每个径向导槽(5)内均设有活齿(6)，所述中心轮(1)的内壁上均匀设有一组滚珠(7)，且径向导槽(5)的数量少于滚珠(7)数量；所述径向导槽(5)的内壁上设有消音套(8)，消音套(8)内壁上设有多条空气流通槽(9)；所述活齿(6)包括活齿主体(601)，活齿主体(601)内侧端设有与偏心轮(3)相接触的椭球体(602)，椭球体(602)和活齿主体(601)之间设有U型减震片(603)，活齿主体(601)外侧端设有与滚珠(7)相接触的锥形体(604)，锥形体(604)和活齿主体(601)之间设有伸缩杆(605)，伸缩杆(605)上套设有弹簧(606)；所述椭球体(602)和活齿主体(601)之间设有多个呈圆环形布置的U型减震片(603)；所述径向导槽(5)的数量比滚珠(7)数量少一个；所述偏心轮(3)与输入轴相连，活齿轮(2)与输出轴相连；所述消音套(8)为弹性橡胶。
2.根据权利要求1所述的一种机械手臂的正弦差动式齿轮减速器，其特征在于：所述偏心轮经过表面淬火处理和回火处理，偏心轮的表面硬度达到HRC60～65。
3.根据权利要求2所述的一种机械手臂的正弦差动式齿轮减速器，其特征在于：所述表面淬火处理步骤：先将偏心轮放置在淬火炉内，用2-3分钟的时间将淬火炉炉温从室温线性升温至160-165℃；再用15-25分钟的时间将炉温继续线性升温至400-450℃；然后，用20-30分钟的时间将炉温继续线性至900-920℃，完成升温，然后保温60-70分钟；保温结束后，将偏心轮取出，在空气中冷却至350-390℃，然后将偏心轮放入冷却油中冷却至室温。
4.根据权利要求3所述的一种机械手臂的正弦差动式齿轮减速器，其特征在于：所述回火处理的步骤：先将经过表面淬火处理的偏心轮置于回火炉中，用5-8分钟将回火炉的温度从室温线性升温至185-190℃，保温30-40分钟，取出偏心轮，并置于冷却水中冷却至室温；得到偏心轮成品。
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