CN108799316B - 一种rv精密减速机偏心轴及精密减速机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种RV精密减速机偏心轴及精密减速机，其特征在于：所述偏心轴的两相邻凸轮之间的凹陷槽内具有环状的加强块；所述精密减速机包括针齿壳、偏心轴、行星轮、输入轴、输出盘架、角接触球轴承、摆线轮；所述行星轮安装在偏心轴的一端；所述输入轴位于所述针齿壳的中央位置，所述输入轴的一端与电机相连接，另一端为中心齿轮，所述中心齿轮与行星轮在同一旋转平面上啮合连接构成第一级行星减速机构；所述针齿壳与输出盘架之间安装有角接触球轴承。本发明提供的RV精密减速机，通过增大凸轮连接处的直径，大大提高了RV减速机偏心轴的抗冲击能力、疲劳寿命，进而提高RV减速机的负载能力、抗冲击能力、使用寿命及运转精度。

Description

一种RV精密减速机偏心轴及精密减速机

技术领域

本发明涉及精密减速机技术领域，特别涉及一种精密减速机偏心轴及精密减速机。

背景技术

精密减速机以RV减速机为代表，具有体积小、振动小、刚度高、精度高、承载扭矩高、传动效率高、减速比大等诸多优点，广泛应用于高精度工业机器人关节以及重载情况下的高精度传动。

RV减速机的减速机构由第一级行星减速机构和第二级摆线减速机构组成。例如中国专利CN104847873A公开了一种全密封式一体型RV减速机，包括由针齿壳、摆线线轮与滚针构成第二级摆线针轮减速结构及由输入轴、行星轮构成的第一级行星减速机构、输出盘架，其特征是：在输出盘架的外侧设置输出端盖，且输出端盖通过螺丝固定在RV减速机的输出盘架上，输出端盖上加工多个与输出盘架上的输出螺纹孔对应的通孔，针齿壳与输入端法兰连接，输入端法兰与输入轴之间设置输入轴支撑轴承，在输入端法兰与输入轴之间设置骨架油封；输入端法兰上设置多个伺服电机安装用螺纹孔。又如中国专利CN204628436U公开了一种高性能结构的RV减速机，包括一级行星减速机构、二级摆线减速机构、角接触轴承，一级行星减速机构的行星齿轮与输入轴一端的中心齿轮啮合，上述两级减速机构通过偏心轴相连，偏心轴为三根，三根偏心轴在圆周上间隔120度均匀分布；角接触球轴承为连体式，即外圈独立，内圈与输出盘架一体式结构。再如中国专利CN104712709A公开了一种新型结构的RV减速机，包括RV减速机壳体，RV减速机壳体内设置一级行星减速机构、二级摆线减速机构，一级行星减速机构的行星齿轮与输入轴一端的中心齿轮啮合，输入轴与伺服电机的输出轴为同一根轴，中心齿轮为在伺服电机输出轴的末端加工制成；RV减速机壳体的一端与伺服电机壳体通过法兰连接，伺服电机输出轴与法兰之间通过骨架密封圈密封，RV减速机壳体的另一端设置输出端盖。

在上述现有技术中，两级减速机构靠偏心轴相连，因此，偏心轴作为一个重要的零部件，其扭矩输出通常是变值，在偏心轴中，偏心轮与轴体的连接处在加工过程中会在材料内部留下残余应力，残余应力的释放导致材料具有极大的不稳定性，另外偏心轴材料的刚度、及偏心轴结构的设计也会影响偏心轴的寿命和转速的平稳性，进而影响减速机的精度。尤其是当工业机器人作业环境较为复杂时，RV减速机偶尔会遭遇冲击扭矩。这些无规律和超负荷的扭矩最终都作用在偏心轴与偏心轮的连接处，甚至直接造成偏心轴的断裂，使得偏心轴的使用寿命远小于RV减速机其它零部件的使用寿命，制约了整个RV减速机使用寿命的提高。

基于上述情况，为提高RV减速机的使用寿命，需要设计一种提高凸轮连接处强度的偏心轴，从而提高偏心轴的疲劳性能和抗冲击性能。

发明内容

为克服现有技术中存在的减速机偏心轴抗疲劳性能和抗冲击性差导致的偏心轴寿命短、减速机精度差的技术问题，本发明提供了一种RV精密减速机偏心轴及精密减速机。本发明采用提高凸轮与凸轮连接处强度的偏心轴结构，并且增加凸轮的数量，从而大幅提高偏心轴的抗冲击性能和疲劳寿命，进而提高RV减速机的负载能力、抗冲击能力和使用寿命、运转精度。

本发明采用的技术方案是：一种RV精密减速机偏心轴，其特征在于：包括偏心轴、行星轮、输入轴；所述偏心轴和所述行星轮至少为两组，并和所述输入轴的中心齿轮组成同一旋转平面上的啮合传动；所述偏心轴和其上的凸轮为一体结构，所述偏心轴与所述行星轮同轴心线，所述偏心轴与所述的凸轮不同轴心线。

在此基础上，作为本发明一种可选的实施方式之一，所述偏心轴依次包括与中心齿轮连接的带有行星轮的第一轴体、第一个凸轮的第二轴体、第二个凸轮的第三轴体和与电机输出端活动连接的第四轴体；所述带有行星轮的第一轴体和第四轴体的轴心线在同一条直线上，所述第二轴体与第三轴体的轴心线相互平行，呈180°对称分布于带有行星轮的第一轴体和第四轴体的轴心线的两侧。

在此基础上，所述第二轴体与第三轴体之间的连接处具有凹陷槽，所述凹陷槽处的直径最小值不超过第二轴体或第三轴体直径的80％。

在此基础上，所述第二轴体与第三轴体之间的凹陷槽内具有环状的加强块，所述加强块填充整个凹陷槽，所述加强块连接第二轴体的槽内侧面、凹陷槽底的轴表面、第三轴体的槽内侧面。

作为本发明另一种可选的实施方式之一，所述偏心轴上具有三个偏心圆，所述第三轴体和第四轴体之间还具有第三个凸轮的第五轴体，所述第二轴体、第三轴体、第五轴体的轴心线相互平行，并以带有行星轮的第一轴体和第四轴体的轴心线为中心，相互呈120°夹角排列。所述第二轴体、第三轴体第五轴体之间的连接处具有凹陷槽，所述凹陷槽处的直径最小值不超过第二轴体或第三轴体或第五轴体的直径的80％；所述凹陷槽内具有环状的加强块，所述加强块填充整个凹陷槽，所述加强块连接凹陷槽内的相邻的轴体内侧面、凹陷槽底的轴表面。

在此基础上，所述加强块、所述偏心轴与凸轮为一体结构。

在此基础上，所述圆锥滚子轴承和输出盘架之间还具有密封环。

在此基础上，所述加强块的外表面包括一段沿所述偏心轴的轴方向上相切的圆弧段和一段与所述圆弧段相切的直线段，所述凸轮凸出较多部分的端面为凸圆端面，凸出较少部分的端面为弦圆端面，所述圆弧段连接所述凸轮的凸圆端面，所述直线段与弦圆端面的轴体外径及圆弧段相切。

在此基础上，所述偏心轴的直径为凸轮直径的60～75％；所述偏心轴的外径到凸轮的外边缘的最短距离为所述偏心轴的外径到凸轮的外边缘的最长距离距离的1/5～1/6。

本发明还提供了一种具有上述RV精密减速机偏心轴的精密减速机，其特征在于：所述精密减速机包括针齿壳、具有凸轮加强块的偏心轴、行星轮、输入轴、输出盘架、角接触球轴承、摆线轮；所述行星轮安装在偏心轴的一端；所述输入轴位于所述针齿壳的中央位置，所述输入轴的一端与电机相连接，另一端为中心齿轮，所述中心齿轮与行星轮在同一旋转平面上啮合连接构成第一级行星减速机构；所述摆线轮、针齿壳、滚针构成第二级摆线减速机构；所述第一级行星减速机构与第二级摆线减速机构通过偏心轴连接在一起传递转速和转矩；所述偏心轴的凸轮外分别套设有偏心轴承，所述偏心轴承外套装有摆线轮；所述偏心轴的两端分别设有两个圆锥滚子轴承，所述圆锥滚子轴承分别安装在输出盘架的两个支撑盘的轴孔内；所述针齿壳与输出盘架之间安装有角接触球轴承。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明提供的RV精密减速机，通过增大凸轮连接处的直径，大大提高了RV减速机偏心轴的抗冲击能力和疲劳寿命，进而提高RV减速机的负载能力、抗冲击能力和使用寿命。

(2)本发明提供的RV精密减速机，通过增加凸轮数量，并增大了偏心轴与摆线轮的接触面积，大幅提高了RV减速机的负载能力、抗冲击能力和使用寿命，以及运转精度。

(3)本发明提供的RV精密减速机，凸轮与相邻两凸轮处的轴体之间的凹陷槽内具有环状的加强块，它连接了相邻轴体上相邻凸轮的槽内侧面、凹陷槽底的轴表面，从而消除了两相邻两凸轮处的加工应力，而加强块采用圆弧段相切和直线段两切连接的方式，更有利于应力的消除和释放，使得偏心轴的负载能力和抗疲劳能力大大加强，提升了偏心轴的寿命和长时间运转精度。

附图说明

图1是本发明的一种实施方式的RV精密减速机结构示意图；

图2是没有加强块的RV减速机偏心轴结构示意图；

图3是本发明的具有加强块的RV精密减速机偏心轴结构示意图；

图4是本发明中偏心块上的加强块的结构细节特征；

图5是本发明的具有三个凸轮的偏心轴结构示意图；

图6是本发明的具有三个凸轮的偏心轴结构俯视图；

图7是本发明的另一种实施方式的RV精密减速机结构示意图；

附图标记如下：

针齿壳1、偏心轴2、行星轮3、输入轴4、输出盘架5、角接触球轴承6、摆线轮7、第一轴体8、第二轴体9、第三轴体10、第四轴体11、凹陷槽12、偏心轴承13、圆锥滚子轴承14、第五轴体15、加强块16、圆弧段16-1、直线段16-2、电机17、密封环18。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1所示，一种RV精密减速机偏心轴及精密减速机，其特征在于：精密减速机包括针齿壳1、偏心轴2、行星轮3、输入轴4、输出盘架5、角接触球轴承6、摆线轮7；行星轮3安装在偏心轴2的一端；输入轴4位于针齿壳1的中央位置，输入轴4的一端与电机17相连接，另一端为中心齿轮，中心齿轮与行星轮3在同一旋转平面上啮合连接构成第一级行星减速机构；摆线轮7、针齿壳1、滚针构成第二级摆线减速机构；第一级行星减速机构与第二级摆线减速机构通过偏心轴连接在一起传递转速和转矩；偏心轴2的凸轮外分别套设有偏心轴承13，偏心轴承13外套装有摆线轮7；偏心轴2的两端分别设有两个圆锥滚子轴承14，圆锥滚子轴承14分别安装在输出盘架5的两个支撑盘的轴孔内；针齿壳1与输出盘架5之间安装有角接触球轴承6。

如图2所示，偏心轴2和行星轮3为两组，并和输入轴4的中心齿轮组成同一旋转平面上的啮合传动；偏心轴2和其上的凸轮为一体结构，偏心轴2与行星轮3同轴心线，偏心轴2与的凸轮不同轴心线。

如图2所示，偏心轴2依次包括与中心齿轮连接的第一轴体8、第一个凸轮的第二轴体9、第二个凸轮的第三轴体10和与电机输出端活动连接的第四轴体11；第一轴体8和第四轴体11的轴心线在同一条直线上，第二轴体9与第三轴体10的轴心线相互平行，呈180°对称分布于第一轴体8和第四轴体11的轴心线的两侧。第二轴体9与第三轴体10之间的连接处具有凹陷槽12，凹陷槽12处的直径最小值不超过第二轴体9或第三轴体10直径的80％。

如图3所示，第二轴体9与第三轴体10之间的凹陷槽内具有环状的加强块16，加强块16填充整个凹陷槽，加强块16连接第二轴体9的槽内侧面、凹陷槽底的轴表面、第三轴体10的槽内侧面。

如图4所示，加强块16的外表面包括一段沿偏心轴2的轴方向上相切的圆弧段16-1和一段与圆弧段16-1相切的直线段16-2，凸轮凸出较多部分的端面为凸圆端面，凸出较少部分的端面为弦圆端面；圆弧段16-1连接凸轮的凸圆端面，直线段16-2与弦圆端面的轴体外径及圆弧段16-1相切。

此外，加强块16、偏心轴2与凸轮可以为一体结构，可通过车床加工的方式制作。圆锥滚子轴承14和输出盘架5之间还具有密封环18。

本发明提供的RV精密减速机，通过增大凸轮连接处的直径，大大提高了RV减速机偏心轴的抗冲击能力和疲劳寿命，进而提高RV减速机的负载能力、抗冲击能力和使用寿命。

实施例2

如图7所示，一种RV精密减速机偏心轴及精密减速机，其特征在于：精密减速机包括针齿壳1、偏心轴2、行星轮3、输入轴4、输出盘架5、角接触球轴承6、摆线轮7；行星轮3安装在偏心轴2的一端；输入轴4位于针齿壳1的中央位置，输入轴4的一端与电机17相连接，另一端为中心齿轮，中心齿轮与行星轮3在同一旋转平面上啮合连接构成第一级行星减速机构；摆线轮7、针齿壳1、滚针构成第二级摆线减速机构；第一级行星减速机构与第二级摆线减速机构通过偏心轴连接在一起传递转速和转矩；偏心轴2的凸轮外分别套设有偏心轴承13，偏心轴承13外套装有摆线轮7；偏心轴2的两端分别设有两个圆锥滚子轴承14，圆锥滚子轴承14分别安装在输出盘架5的两个支撑盘的轴孔内；针齿壳1与输出盘架5之间安装有角接触球轴承6。

如图5、图6所示，偏心轴2上具有三个偏心圆，第三轴体10和第四轴体11之间还具有第三个凸轮的第五轴体15，第二轴体9、第三轴体10、第五轴体15的轴心线相互平行，并以第一轴体8和第四轴体11的轴心线为中心，相互呈120°夹角排列。第二轴体9、第三轴体10第五轴体15之间的连接处具有凹陷槽12，凹陷槽处12的直径最小值不超过第二轴体9或第三轴体10或第五轴体15的直径的80％；凹陷槽12内具有环状的加强块16，加强块16填充整个凹陷槽，加强块16连接凹陷槽12内的相邻的轴体内侧面、凹陷槽底的轴表面。

偏心轴2的直径为凸轮直径的60～75％；偏心轴2的外径到凸轮的外边缘的最短距离为偏心轴2的外径到凸轮的外边缘的最长距离距离的1/5～1/6。这样能保证三个偏心轴处于平衡状态，提升运转的平稳度，进而提高精度。

本发明提供的RV精密减速机，通过增加凸轮数量，并增大了偏心轴与摆线轮的接触面积，大幅提高了RV减速机的负载能力、抗冲击能力和使用寿命，以及运转精度。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种RV精密减速机偏心轴，其特征在于：包括偏心轴(2)、行星轮(3)、输入轴(4)；所述偏心轴(2)和所述行星轮(3)至少为两组，并和所述输入轴(4)的中心齿轮组成同一旋转平面上的啮合传动；所述偏心轴(2)和其上的凸轮为一体结构，所述偏心轴(2)与所述行星轮(3)同轴心线，所述偏心轴(2)与所述的凸轮不同轴心线；所述偏心轴依次包括与中心齿轮连接的带有行星轮(3)的第一轴体(8)、第一个凸轮的第二轴体(9)、第二个凸轮的第三轴体(10)和与电机输出端活动连接的第四轴体(11)；所述带有行星轮(3)的第一轴体(8)和第四轴体(11)的轴心线在同一条直线上，所述第二轴体(9)与第三轴体(10)的轴心线相互平行；所述偏心轴(2)上具有三个偏心圆，所述第三轴体(10)和第四轴体(11)之间还具有第三个凸轮的第五轴体(15)，所述第二轴体(9)、第三轴体(10)、第五轴体(15)的轴心线相互平行；所述第二轴体(9)、第三轴体(10)、第五轴体(15)之间的连接处具有凹陷槽(12)，所述凹陷槽(12)处的直径最小值不超过第二轴体(9)或第三轴体(10)或第五轴体(15)的直径的80％；所述凹陷槽(12)内具有环状的加强块(16)，所述加强块(16)填充整个凹陷槽，所述加强块(16)连接凹陷槽(12)内的相邻的轴体内侧面、凹陷槽底的轴表面；所述加强块(16)、所述偏心轴(2)与凸轮为一体结构；所述加强块(16)的外表面包括一段沿所述偏心轴(2)的轴方向上相切的圆弧段(16-1)和一段与所述圆弧段(16-1)相切的直线段(16-2)，所述圆弧段(16-1)连接凸轮的凸圆端面，所述直线段(16-2)与弦圆端面的轴体外径及圆弧段(16-1)相切，所述凸轮端面为凸轮凸出较多部分的端面，所述弦圆端面为凸轮凸出较少部分的端面；所述偏心轴(2)的直径为凸轮直径的60～75％；所述偏心轴(2)的外径到凸轮的外边缘的最短距离为所述偏心轴(2)的外径到凸轮的外边缘的最长距离的1/5～1/6。

2.一种RV精密减速机偏心轴，其特征在于：包括偏心轴(2)、行星轮(3)、输入轴(4)；所述偏心轴(2)和所述行星轮(3)至少为两组，并和所述输入轴(4)的中心齿轮组成同一旋转平面上的啮合传动；所述偏心轴(2)和其上的凸轮为一体结构，所述偏心轴(2)与所述行星轮(3)同轴心线，所述偏心轴(2)与所述的凸轮不同轴心线；所述偏心轴(2)依次包括与中心齿轮连接的带有行星轮(3)的第一轴体(8)、第一个凸轮的第二轴体(9)、第二个凸轮的第三轴体(10)和与电机输出端活动连接的第四轴体(11)；所述带有行星轮(3)的第一轴体(8)和第四轴体(11)的轴心线在同一条直线上，所述第二轴体(9)与第三轴体(10)之间的连接处具有凹陷槽(12)，所述凹陷槽(12)处的直径最小值不超过第二轴体(9)或第三轴体(10)直径的80％；所述第二轴体(9)与第三轴体(10)之间的凹陷槽内具有环状的加强块(16)，所述加强块(16)填充整个凹陷槽，所述加强块(16)连接第二轴体(9)的槽内侧面、凹陷槽底的轴表面、第三轴体(10)的槽内侧面；所述加强块(16)、所述偏心轴(2)与凸轮为一体结构；所述加强块(16)的外表面包括一段沿所述偏心轴(2)的轴方向上相切的圆弧段(16-1)和一段与所述圆弧段(16-1)相切的直线段(16-2)，所述圆弧段(16-1)连接凸轮的凸圆端面，所述直线段(16-2)与弦圆端面的轴体外径及圆弧段(16-1)相切，所述凸轮端面为凸轮凸出较多部分的端面，所述弦圆端面为凸轮凸出较少部分的端面；所述偏心轴(2)的直径为凸轮直径的60～75％；所述偏心轴(2)的外径到凸轮的外边缘的最短距离为所述偏心轴(2)的外径到凸轮的外边缘的最长距离的1/5～1/6。

3.一种RV精密减速机，其特征在于：所述精密减速机包括针齿壳(1)、行星轮(3)、输入轴(4)、输出盘架(5)、角接触球轴承(6)、摆线轮(7)、以及权利要求1-2任一项所述的偏心轴(2)；所述行星轮(3)安装在偏心轴(2)的一端；所述输入轴(4)位于所述针齿壳(1)的中央位置，所述输入轴(4)的一端与电机(17)相连接，另一端为中心齿轮，所述中心齿轮与行星轮(3)在同一旋转平面上啮合连接构成第一级行星减速机构；所述摆线轮(7)、针齿壳(1)、滚针构成第二级摆线减速机构；所述第一级行星减速机构与第二级摆线减速机构通过偏心轴连接在一起传递转速和转矩；所述偏心轴(2)的凸轮外分别套设有偏心轴承(13)，所述偏心轴承(13)外套装有摆线轮(7)；所述偏心轴(2)的两端分别设有一个圆锥滚子轴承(14)，所述圆锥滚子轴承(14)分别安装在输出盘架(5)的两个支撑盘的轴孔内；所述针齿壳(1)与输出盘架(5)之间安装有角接触球轴承(6)。

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