CN108488329A - 一种rv减速器回差的调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种RV减速器回差调节装置，采用调节曲柄轴偏心距的方式进行RV减速器制造、安装误差等造成的回差进行补偿。本方案的设计理念如下：制造和加工过程中受限于加工精度和装配精度，摆线轮经过修形后仍然存在啮合间隙，当发生回转运动时产生回差，多个误差累积，在曲柄轴装配时累积成为最大的误差，误差使偏心距或大或小，当偏心距大于装配需要时，会出现干涉，影响装配，当偏心距较小时，摆线轮会与针齿出现间隙，影响传动精度，通过调节偏心距的方法即可有效的改变这种状态。

Description

一种RV减速器回差的调节装置

技术领域

本发明涉及减速器领域，通过调节RV减速器曲柄轴的偏心距补偿加工、装配产生的误差及磨损等原因造成的回差及传动精度下降的问题。

背景技术

RV减速器由于结构紧凑、减速比大及刚度好等特点被广泛用于以工业机器人为代表的机电传动中，是一种高精密减速传动装置。RV减速器实际上是由一个渐开线行星传动机构和一个摆线针轮行星传动机构组合构成的一种二级减速传动机构，RV减速器的输出轴为低速轴，输出机构(即行星架)由装在其上的三对曲柄轴支撑轴承来推动，把摆线轮上的自转矢量以1:1的速比传递出来。在整个传动过程中产生的传动误差会直接反映在输出轴上，因此摆线针轮的传动精度是决定RV减速器精度的关键因素。

目前针对提高RV减速器传动系统的性能主要是通过摆线齿轮的修形来提高传动精度，从理论上讲，标准齿轮的摆线针轮齿廓和针轮轮齿之间的传动属于无间隙啮合，但是由于无法补偿制造、安装等误差，所以用来传动会产生诸多问题。因此，国内外在摆线轮加工过程中通过修形这一方法来补偿制造和安装误差，保证合理的径向侧隙，但这也就决定了传动过程中会产生回差这一严重影响传动精度的问题。国外目前已经成功解决了齿形修形、制造精度控制、工艺参数优化及技术指标预控等技术难题，国外将这一系列技术作为保密核心技术，对其理论和实验研究我们无法借鉴，严重制约这我国RV减速器的发展，国内机器人中的减速器进口的居多。

发明内容

本发明提供一种RV减速器回差的调节装置，其特征在于:包括用于RV减速器的曲柄轴。

所述曲柄轴上端是用于安装RV减速器行星齿轮的花键，中部具有若干摆线轮安装部。每一个所述的摆线轮安装部对应一个偏心部位I、一个偏心部位II、一个弹性元件和一个偏心调节套

所述偏心部位I和偏心部位II之间具有环形槽。所述环形槽内部的轴体中间贯通，形成两个半轴，分别记为半轴I和半轴II。所述半轴I和半轴II之间是贯通部。

所述偏心调节套套在偏心部位I和偏心部位II外，形成曲柄轴上的摆线轮安装部。摆线轮安装在偏心调节套上。

所述偏心部位I和偏心部位II的外轮廓是大小相同的圆。所述偏心调节套内圈是与偏心部位I和偏心部位II匹配的圆孔。

所述弹性元件是金属杆。该弹性元件从半轴I和半轴II之间穿过。弹性元件在安装时，可以是没有变形的，偏心调节套和曲柄轴上的定位孔位于一条直线上，这样便于安装，在将曲柄轴及摆线轮装配到针齿壳上时，旋转偏心调节套，弹性元件变形。

所述偏心调节套收到周向的外力时，所述弹性元件对偏心调节套提供周向的弹性复位力。

所述偏心部位I和一个偏心部位II相对于曲柄轴的旋转轴线的偏心距为L2。所述偏心调节套相对于偏心部位I圆心的偏心距为L2。偏心调节套绕曲柄轴的旋转轴线旋转时，最大偏心距D为L1+L2，最小偏心距为L1-L2。

装配后，在偏心调节套自由状态未曾受到周向的外力时，D＝L1+L2。在偏心调节套受到周向的外力后，D将要逐渐向L1-L2变化，此时，弹性元件被压缩或被拉伸，提供使得D复位为L1+L2的力。

进一步，所述弹性元件的两端向相反的方向弯折。

进一步，偏心调节套外轮廓为圆、内圈是偏心孔。

进一步，所述偏心调节套内壁具有两个弹性元件定位孔。所述弹性元件的两端嵌入并固定于弹性元件定位孔中。

进一步，所述偏心调节套的开有两个弹性元件固定孔。所述弹性元件固定孔的两端孔口均在偏心调节套的外壁。每一个所述弹性元件固定孔与一个弹性元件定位孔相贯。当弹性元件的两端分别嵌入两个弹性元件定位孔后，在弹性元件固定孔中楔入插销、铆钉或旋入螺栓，使得弹性元件的两端与偏心调节套固定在一起。

值得说明的是，采用调节曲柄轴偏心距的方式进行RV减速器制造、安装误差等造成的回差进行补偿：本方案的设计理念如下：制造和加工过程中受限于加工精度和装配精度，摆线轮经过修形后仍然存在啮合间隙，当发生回转运动时产生回差，多个误差累积，在曲柄轴装配时累积成为最大的误差，误差使偏心距或大或小，当偏心距大于装配需要时，会出现干涉，影响装配，当偏心距较小时，摆线轮会与针齿出现间隙，影响传动精度，通过调节偏心距的方法即可有效的改变这种状态。

所述RV减速器在渐开线行星齿轮传动部分未作改变，故不作介绍和限定，所述RV减速器在摆线轮传动部分的相对位置及装配关系如下：所述偏心调节套安装于曲柄轴基体的偏心部位，同时为了便于安装弹性元件，曲柄轴基体中的弹性元件定位孔与偏心调节套中的弹性元件定位孔的中心线位于一条直线中，安装后曲柄轴的偏心距位于最大位置；将弹性元件依次通过偏心调节套上的弹性元件定位孔、曲柄轴基体上的弹性元件定位孔、偏心调节套上的弹性元件定位孔，用螺栓通过弹性元件固定孔将弹性元件与偏心调节轴固定，此时曲柄轴整体安装完成；通过滚子轴承将两个摆线轮分别安装于两个偏心调节套上；曲柄轴基体通过圆锥滚子轴承安装于刚性盘轴承孔中，将曲柄轴基体及偏心调节套转动角度与摆线轮的相对位置固定，然后将针齿壳安装，通过角接触球轴承将刚性盘与针齿壳相联接；同时需要注意，偏心调节套未作调整时，曲柄轴基体与偏心调节套的相对位置是偏心距最大的位置，直接安装针齿壳是不能与摆线轮正确啮合的，故在安装过程中需要转动偏心调节套，减小曲柄轴的偏心距；将针齿壳安装至正确位置后，输出盘即可安装，通过角接触球轴承与针齿壳相联接，曲柄轴另一端通过轴承孔安装在输出盘上，与刚性盘中的圆锥滚子轴承配对使用；输出盘是RV型传动机构与外界从动工作机相联接的构件，输出盘与刚性盘互相联接成为一个整体，从而输出运动或者动力。以上即为装配的整体过程。

本发明的技术效果是毋庸置疑的：

1)使用一个偏心距在一定区间内可连续变化的曲柄轴，这自动补偿变向时产生的回差，提高传动精度；

2)可以有效的补偿制造及安装过程中出现的径向误差，通过调节曲柄轴的偏心距都可以有效的补偿，降低不合格率。

附图说明

图1为RV减速器总装图；

图2普通为RV减速器曲柄轴；

图3为可调偏心曲柄轴结构图；

图4为偏心调节套结构图；

图5为曲柄轴基体结构图；

图6为弹性元件结构图。

图中：

图1:针齿壳101，刚性盘102，行星齿轮103，曲柄轴104；摆线轮105，输出盘106；

图2：花键201，偏心部位202；

图3：偏心调节套301，固定螺栓302，曲柄轴基体303，弹性元件(304)304，偏心调节套旋转中心a，曲柄轴基体旋转中心b，偏心调节套偏心距L1，曲柄轴基体偏心距L2；

图4：弹性元件定位孔401，弹性元件固定孔402；

图5：花键501，摆线轮安装部502，偏心部位I5021，偏心部位II5022，环形槽5023，半轴I5024，半轴II5025，贯通部5045

图6：螺栓孔601。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

参见图1，图1为RV减速器总装图，RV减速器在第一级传动时,行星齿轮103为第一级传动的输出部分，输入部分在图中未做表示；行星齿轮在作为第一级传动的输出部分的同时，又作为第二级传动的输入部分，行星齿轮103通过花键与曲柄轴104相连，动力通过行星齿轮103传递给曲柄轴104，曲柄轴通过圆锥滚子轴承与刚性盘102、输出盘106连接，刚性盘102与输出盘106通过螺栓固定连接，以刚性盘102与输出盘106作为可调偏心曲柄轴104的支撑部分；刚性盘102与输出盘106通过角接触球轴承与针齿壳101连接，柔性针齿壳101即可作为刚性盘102和输出盘106的支撑部分，两个摆线轮105(两个摆线轮相互对称，运动过程完全相同，相位角相差180°)通过滚子轴承分别安装在曲柄轴104的偏心部位；曲柄轴104旋转时通过偏心的作用带动两个摆线轮105绕着针齿壳的中心线作公转，这时柔性针齿壳101中的针轮轮与两个摆线轮105相互啮合，由于针齿壳是固定的部分，所以摆线轮105绕自身中心线自转；曲柄轴104轴心与摆线轮105中心不共线，所以在外渐开线齿轮105的带动下曲柄轴104绕针齿壳101中心线做旋转运动；在曲柄轴104的带动下，通过圆锥滚子轴承与曲柄轴相连的刚性盘102和输出盘106绕自身中心线作旋转运动，同时输出盘106作为动力输出部分输出动力。

图2为传统RV减速器的曲柄轴，图3为减速器偏心调节装置，结合图2与图3，偏心调节装置的外部结构与传统的曲柄轴相同，因此可用偏心调节装置替换传统RV减速器的曲柄轴部分；图2中，偏心轴202的偏心距为一个定值，无法补偿制造及安装过程中的误差，存在的误差造成了回差，影响传动精度；

参见图3，偏心调节装置可以完全代替传统的曲柄轴。即一种RV减速器回差的调节装置，其特征在于:包括用于RV减速器的曲柄轴。

所述曲柄轴上端是用于安装RV减速器行星齿轮103的花键501，中部具有若干摆线轮安装部502。每一个所述的摆线轮安装部502对应一个偏心部位I5021、一个偏心部位II5022、一个弹性元件304和一个偏心调节套301

所述偏心部位I5021和偏心部位II5022之间具有环形槽5023。所述环形槽5023内部的轴体中间贯通，形成两个半轴，分别记为半轴I5024和半轴II5025。所述半轴I5024和半轴II5025之间是贯通部5045。

所述偏心调节套301套在偏心部位I5021和偏心部位II5022外，形成曲柄轴上的摆线轮安装部502。摆线轮105安装在偏心调节套301上。

所述偏心部位I5021和偏心部位II5022的外轮廓是大小相同的圆。所述偏心调节套301内圈是与偏心部位I5021和偏心部位II5022匹配的圆孔。

所述弹性元件304是具有弹性的长方金属杆。该弹性元件304从半轴I5024和半轴II5025之间穿过。该弹性元件304的两端固定在偏心调节套301上。实施例中，所述偏心调节套301内壁具有两个弹性元件定位孔401。所述弹性元件304的两端嵌入并固定于弹性元件定位孔401中。所述偏心调节套301的开有两个弹性元件固定孔402。所述弹性元件固定孔402的两端孔口均在偏心调节套301的外壁。每一个所述弹性元件固定孔402与一个弹性元件定位孔401相贯。所述弹性元件304受力后，其两端向相反的方向弯折。偏心调节套上的弹性元件定位孔为螺栓孔601。当弹性元件304的两端分别嵌入两个弹性元件定位孔401后，在弹性元件固定孔402中旋入螺栓302，使得弹性元件304的两端与偏心调节套301固定在一起。

所述偏心调节套301收到周向(旋转)的外力时，所述弹性元件304对偏心调节套301提供周向的弹性复位力。

偏心调节套301外轮廓为圆、内圈是偏心孔。

同时偏心调节装置拥有两个偏心距，第一个偏心距为L2，即所述偏心部位I5021和一个偏心部位II5022相对于曲柄轴的旋转轴线(曲柄轴基体旋转中心b)的偏心距为L2。

第二个偏心距为偏心调节套带有的偏心距，即所述偏心调节套301相对于偏心部位I5021(或偏心部位II5022，即偏心调节套旋转中心a所在的轴为旋转中心轴)圆心的偏心距为L2。偏心调节套301绕曲柄轴的旋转轴线旋转时，最大偏心距D为L1+L2，最小偏心距为L1-L2。

两个偏心距根据夹角的不同调整偏心调节装置总体的偏心距；当两个偏心距的方向相同时，整体的偏心调节装置的偏心距最大，用D₁表示，当两个偏心距的方向相反时，整体的偏心调节装置的偏心距最小，用D₂表示；所以偏心调节装置的偏心距在[D₂,D₁]区间内可以连续变化。

结合图3，装配后，在偏心调节套301自由状态未曾受到周向的外力时，D＝L1+L2。在偏心调节套301受到周向(图3为顺时针方向)的外力后，D将要逐渐向L1-L2变化，此时，弹性元件304弯折变形，提供使得D复位为L1+L2的力。

RV减速器工作时，当RV减速器运动方向不变时传动精度是较高的，当运动方向改变时，传动精度受到回差的影响，导致传动精度降低。目前，减小回差的方法大都采用修型的办法，但是回差始终存在；本发明脱离于传统修型的思想的限制，采用调节的办法，自动补偿产生的回差。进一步地，回差产生的具体体现是：当摆线轮运动方向改变时，摆线轮与针轮之间存在一定间隙，该间隙即为回差，存在回差即可以说明为曲柄轴收到来自针齿壳的力为0。本实施例中，偏心调节套301在弹性元件304的作用下沿着偏心调节套旋转中心a旋转，减小两偏心距的相位角，从而增大偏心调节装置的偏心距，补偿回差。

Claims (5)

1.一种RV减速器回差的调节装置，其特征在于:包括用于RV减速器的曲柄轴；

所述曲柄轴上端是用于安装RV减速器行星齿轮(103)的花键(501)，中部具有若干摆线轮安装部(502)；每一个所述的摆线轮安装部(502)对应一个偏心部位I(5021)、一个偏心部位II(5022)、一个弹性元件(304)和一个偏心调节套(301)

所述偏心部位I(5021)和偏心部位II(5022)之间具有环形槽(5023)；所述环形槽(5023)内部的轴体中间贯通，形成两个半轴，分别记为半轴I(5024)和半轴II(5025)；所述半轴I(5024)和半轴II(5025)之间是贯通部(5045)；

所述偏心调节套(301)套在偏心部位I(5021)和偏心部位II(5022)外，形成曲柄轴上的摆线轮安装部(502)；摆线轮(105)安装在偏心调节套(301)上；

所述偏心部位I(5021)和偏心部位II(5022)的外轮廓是大小相同的圆；所述偏心调节套(301)内圈是与偏心部位I(5021)和偏心部位II(5022)匹配的圆孔；

所述弹性元件(304)是弹性杆；该弹性元件(304)从半轴I(5024)和半轴II(5025)之间穿过；该弹性元件(304)的两端固定在偏心调节套(301)上；所述偏心调节套(301)收到周向的外力时，所述弹性元件(304)两端弯折变形，对偏心调节套(301)提供周向的弹性复位力；

所述偏心部位I(5021)和一个偏心部位II(5022)相对于曲柄轴的旋转轴线的偏心距为L2；所述偏心调节套(301)相对于偏心部位I(5021)圆心的偏心距为L2；偏心调节套(301)绕曲柄轴的旋转轴线旋转时，最大偏心距D为L1+L2，最小偏心距为L1-L2；

装配后，在偏心调节套(301)自由状态时，D＝L1+L2；在偏心调节套(301)受到周向的外力后，D将要逐渐向L1-L2变化，此时，弹性元件(304)被压缩，提供使得D复位为L1+L2的力。

2.根据权利要求1所述的一种RV减速器回差的调节装置，其特征在于：所述弹性元件(304)在受力时，的两端向相反的方向弯折。

3.根据权利要求1所述的一种RV减速器回差的调节装置，其特征在于：偏心调节套(301)外轮廓为圆、内圈是偏心孔。

4.根据权利要求1所述的一种RV减速器回差的调节装置，其特征在于：所述偏心调节套(301)内壁具有两个弹性元件定位孔(401)；所述弹性元件(304)的两端嵌入并固定于弹性元件定位孔(401)中。

5.根据权利要求4所述的一种RV减速器回差的调节装置，其特征在于：所述偏心调节套(301)的开有两个弹性元件固定孔(402)；所述弹性元件固定孔(402)的两端孔口均在偏心调节套(301)的外壁；每一个所述弹性元件固定孔(402)与一个弹性元件定位孔(401)相贯；当弹性元件(304)的两端分别嵌入两个弹性元件定位孔(401)后，在弹性元件固定孔(402)中楔入插销、铆钉或旋入螺栓(302)，使得弹性元件(304)的两端与偏心调节套(301)固定在一起。