CN109386590A - 减速器用高精度密珠轴系 - Google Patents

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王斌
吴艳青
李正海
陈景华
杨力
姚连波
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Abstract

本发明公开了一种减速器用高精度密珠轴系，包括电机，其电机轴装配于输入轴深孔内，输入轴外装配台阶轮，两者之间设置轴承；台阶轮外装配输出轴，输出轴与输入轴之间设置轴承；输出轴外装配本体；本体和台阶轮上方装配输入端盖，输入端盖与输入轴之间设置轴承和内有封套；输入端盖与本体紧固；输出轴与本体下方设置输出盘，输出盘与输出轴连接；本体下端外壁的卡槽内设置有外油封套；输出轴与本体之间设置径向密珠筒；本体上下端分别设置有上轴向密珠盘和下轴向密珠盘；上轴向密珠盘上方装配盖盘，盖盘与输出轴顶面固定。本发明可有效提高减速器在轻载工况下的高精度寿命周期，提高减速器的经济性。

Description

减速器用高精度密珠轴系
技术领域
本发明属于电机减速器技术领域，具体涉及一种减速器用高精度密珠轴系。
背景技术
齿轮减速器是机械行业中常用的传动机构，其原理是通过多级齿轮啮合传动实现电机输出变速，同时实现变扭矩输出。目前国内外常用的减速器输出轴的承载轴承为角接触轴承副，支承位置在输出轴两侧，特别是工业机器人领域应用的减速器，由于机械臂关节处采用单侧外挂式联接，各级输出轴需承载下级机械臂及所夹持工件的全部重量，并长期处于大负载工况下运行，因此，其内部支承轴系难以在长时间范围内保持高精度回转，齿轮磨损严重，进而导致减速器的高精度寿命周期严重不足，需进行频繁维修或更换。分析其中原因为轴承支承方式的问题，目前行业内主流减速器轴系普遍只用于实现扭矩输出，当减速器内部的轴系需同时承担精密回转和重载荷支承的功能，特别是当减速器内部空间受限，只能设置一组角接触轴承时，这种情况下，重载条件下减速器输出轴的回转精度将无法保证。工业机器人用减速器需满足大负载条件下的多自由度转动，因此，亟需针对轴承的载荷要求不太高，但回转精度要求较高的减速器。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种减速器用高精度密珠轴系。
本发明的技术方案是：
一种减速器用高精度密珠轴系，包括电机，其电机轴装配于输入轴中心的深孔内，所述输入轴外部装配台阶轮，且两者之间设置有轴承；台阶轮外部装配输出轴，输出轴与输入轴之间设置有轴承；输出轴外部装配本体；本体和台阶轮上方装配输入端盖，输入端盖与输入轴之间自下而上依次设置有轴承和内有封套；输入端盖与本体之间通过螺钉紧固；输出轴与本体下方设置输出盘，输出盘与输出轴底部通过螺钉紧固件连接；本体下端外壁的卡槽内设置有外油封套；所述输出轴与本体之间设置径向密珠筒；本体上下端分别设置有上轴向密珠盘和下轴向密珠盘；上轴向密珠盘上方装配盖盘，盖盘与输出轴顶面固定；上轴向密珠盘和下轴向密珠盘结构相同，均为环状结构，且在环向的不同直径圆上形成通孔，密珠钢球放置于通孔内；径向密珠筒为环状结构，在环向的不同周向高度上，设有通孔，且通孔内放置有密珠钢球。
所述输出盘周向均布用于与动力作用体连接的阶梯孔。
所述本体中间形成孔径上大下小的二阶阶梯孔，底面形成环形槽，下端外壁形成环形卡槽；上轴向密珠盘设置于阶梯孔阶梯面上，下轴向密珠盘设置于环形槽内。
所述台阶轮为自上而下外径逐渐减小的三阶阶梯轴结构；上段和中段外壁均形成外齿。
所述输入端盖纵截面呈凸字型结构，中间形成通孔，底面形成凹槽；凹槽槽壁和槽底设置有与台阶轮的上段外齿啮合的内齿。
所述轴承为标准深沟球轴承或滚针轴承。
所述内油封套采用标准弹簧油封组件；外油封套采用标准R型弹簧油封组件。
所述输入轴为偏心阶梯轴，中心设有用于装配电机轴的深孔。
所述输出轴中间形成孔径逐渐减小的三阶阶梯孔，阶梯孔最上段孔壁形成与台阶轮中段外壁外齿相啮合的内齿，下段孔壁与输入轴之间设置有轴承，输出轴顶面均布用于与盖盘连接的螺纹孔。
所述盖盘为环状结构，端面形成沿环向均布的通孔，通孔孔径小于上轴向密珠盘的密珠钢球的外径。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种可实现高精度回转的密珠轴系支承的减速器轴系设计方式，可有效提高减速器在轻载工况下的高精度寿命周期，提高减速器的经济性。
本发明对传统齿轮减速器的内部支承方式的改变，采用由上、下密珠盘和径向密珠筒构成的密珠轴系代替行业内普遍采用的轴承支承方式，使减速器的高精度寿命周期延长，并提供一定的载荷能力，可满足轻载条件下的减速器内部齿轮的啮合精度，提高减速器的回转精度水平。
附图说明
图1是本发明减速器用高精度密珠轴系的结构示意图。
其中：
1 输出盘 2 本体
3 台阶轮 4 输入端盖
5 轴承 6 内油封套
7 输入轴 8 输出轴
9 盖盘 10 上轴向密珠盘
11 径向密珠筒 12 下轴向密珠盘
13 外油封套 14 电机。
具体实施方式
下面结合说明书附图及实施例对本发明减速器用高精度密珠轴系进行详细说明：
如图1所示，一种减速器用高精度密珠轴系，包括电机14，其电机轴装配于输入轴7中心的深孔内，所述输入轴7外部装配台阶轮3，且两者之间设置有轴承5；台阶轮3外部装配输出轴8，输出轴8与输入轴7之间设置有轴承5；输出轴8外部装配本体2；本体2和台阶轮3上方装配输入端盖4，输入端盖4与输入轴7之间自下而上依次设置有轴承5和内有封套6；输入端盖4与本体2之间通过螺钉紧固；输出轴8与本体2下方设置输出盘1，输出盘1与输出轴8底部通过螺钉紧固件连接；本体2下端外壁的卡槽内设置有外油封套13；
所述输出轴8与本体2之间设置径向密珠筒11；本体2上下端分别设置有上轴向密珠盘10和下轴向密珠盘12；上轴向密珠盘10上方装配盖盘9，盖盘9与输出轴8顶面固定；
上轴向密珠盘10和下轴向密珠盘12结构相同，均为环状结构，且在环向的不同直径圆上形成通孔，密珠钢球放置于通孔内；
径向密珠筒11为环状结构，在环向的不同周向高度上，设有通孔，且通孔内放置有密珠钢球。
所述输出盘1为动力输出机构，与输出轴8通过螺钉紧固件连接，其周向均布用于与动力作用体连接的阶梯孔，端面平面度及平行度加工要求小于0.01mm，以保证装配后的密封性。
所述本体2是减速器轴系的承载部件，其中间形成孔径上大下小的二阶阶梯孔，底面形成环形槽，下端外壁形成环形卡槽；上轴向密珠盘10设置于阶梯孔阶梯面上，下轴向密珠盘12设置于环形槽内，其一端面均布多个螺纹孔，用于连接输入端盖4。
所述台阶轮3为自上而下外径逐渐减小的三阶阶梯轴结构；上段和中段外壁均形成外齿。两段外齿的轴线同轴度要求小于0.01mm。
所述输入端盖4纵截面呈凸字型结构，中间形成用于穿过电机轴的通孔，且为设计基准，其底面形成凹槽；凹槽槽壁和槽底设置有与台阶轮3的上段外齿啮合的内齿，齿形轴线与基准同轴度小于0.01mm。
所述轴承5为标准深沟球轴承或滚针轴承，用于承载输入轴7并保证回转精度。
所述内油封套6为整套减速器的上密封部件，采用标准弹簧油封组件；外油封套12为整套减速器的下密封部件，采用标准R型弹簧油封组件。
所述输入轴7为典型的偏心阶梯轴，中心设有用于装配电机轴的深孔，是减速器的主要动力输入部件。
所述输出轴8中间形成孔径逐渐减小的三阶阶梯孔，阶梯孔最上段孔壁形成与台阶轮3中段外壁外齿相啮合的内齿，下段孔壁与输入轴7之间设置有轴承5，输出轴8顶面均布用于与盖盘9连接的螺纹孔。齿形轴线与阶梯孔同轴度小于0.01mm。
所述盖盘9用于夹持上轴向密珠盘10，其为环状结构，端面形成沿环向均布的通孔，通孔孔径小于上轴向密珠盘10的密珠钢球的外径。
所述电机14动力由输入轴7导入，通过齿轮机构进行减速，增加扭矩。
所述上轴向密珠盘10主体为环状结构，在环向的不同直径圆上，设有通孔，用于放置密珠钢球，放置钢球后，形成可沿径向游动并可承载轴向力的密珠盘，该密珠盘放置于本体2的内部台阶上，并由盖盘9压紧。
所述径向密珠筒11主体为环状结构，在环向的不同周向高度上，设有通孔，用于放置密珠钢球，放置钢球后，形成可沿轴向游动并可承载径向力的密珠筒，该密珠筒套在输出轴8外圆。
所述下轴向密珠盘12主体为环状结构，在环向的不同直径圆上，设有通孔，用于放置密珠钢球，放置钢球后，形成可沿径向游动并可承载轴向力的密珠盘，该密珠盘放置于本体2的下部的环形槽内，并与输出盘8贴合。
本发明所述的一种减速器用高精度密珠轴系是对传统轴承减速器的创新设计，该减速器将电机14的转速通过输入轴7传导给台阶轮3，台阶轮3外齿通过与输出轴8内齿啮合带动输出轴8回转，进而带动输出盘1回转。上轴向密珠盘10、径向密珠筒11、下轴向密珠盘12形成的密珠轴系，承载了减速器的主要回转部件，提供了一定的径向、轴向载荷，同时具有较高的回转精度，可作为轻载机器人关节臂减速器，有效提高机器人关节臂的定位精度，满足精密轻载机器人的高精度需求。

Claims (10)

1.一种减速器用高精度密珠轴系，包括电机（14），其电机轴装配于输入轴（7）中心的深孔内，其特征在于：所述输入轴（7）外部装配台阶轮（3），且两者之间设置有轴承（5）；台阶轮（3）外部装配输出轴（8），输出轴（8）与输入轴（7）之间设置有轴承（5）；输出轴（8）外部装配本体（2）；本体（2）和台阶轮（3）上方装配输入端盖（4），输入端盖（4）与输入轴（7）之间自下而上依次设置有轴承（5）和内有封套（6）；输入端盖（4）与本体（2）之间通过螺钉紧固；输出轴（8）与本体（2）下方设置输出盘（1），输出盘（1）与输出轴（8）底部通过螺钉紧固件连接；本体（2）下端外壁的卡槽内设置有外油封套（13）；
所述输出轴（8）与本体（2）之间设置径向密珠筒（11）；本体（2）上下端分别设置有上轴向密珠盘（10）和下轴向密珠盘（12）；上轴向密珠盘（10）上方装配盖盘（9），盖盘（9）与输出轴（8）顶面固定；
上轴向密珠盘（10）和下轴向密珠盘（12）结构相同，均为环状结构，且在环向的不同直径圆上形成通孔，密珠钢球放置于通孔内；
径向密珠筒（11）为环状结构，在环向的不同周向高度上，设有通孔，且通孔内放置有密珠钢球。
2.根据权利要求1所述的一种减速器用高精度密珠轴系，其特征在于：所述输出盘（1）周向均布用于与动力作用体连接的阶梯孔。
3.根据权利要求1所述的一种减速器用高精度密珠轴系，其特征在于：所述本体（2）中间形成孔径上大下小的二阶阶梯孔，底面形成环形槽，下端外壁形成环形卡槽；上轴向密珠盘（10）设置于阶梯孔阶梯面上，下轴向密珠盘（12）设置于环形槽内。
4.根据权利要求1所述的一种减速器用高精度密珠轴系，其特征在于：所述台阶轮（3）为自上而下外径逐渐减小的三阶阶梯轴结构；上段和中段外壁均形成外齿。
5.根据权利要求1所述的一种减速器用高精度密珠轴系，其特征在于：所述输入端盖（4）纵截面呈凸字型结构，中间形成通孔，底面形成凹槽；凹槽槽壁和槽底设置有与台阶轮（3）的上段外齿啮合的内齿。
6.根据权利要求1所述的一种减速器用高精度密珠轴系，其特征在于：所述轴承（5）为标准深沟球轴承或滚针轴承。
7.根据权利要求1所述的一种减速器用高精度密珠轴系，其特征在于：所述内油封套（6）采用标准弹簧油封组件；外油封套（13）采用标准R型弹簧油封组件。
8.根据权利要求1所述的一种减速器用高精度密珠轴系，其特征在于：所述输入轴（7）为偏心阶梯轴，中心设有用于装配电机轴的深孔。
9.根据权利要求1所述的一种减速器用高精度密珠轴系，其特征在于：所述输出轴（8）中间形成孔径逐渐减小的三阶阶梯孔，阶梯孔最上段孔壁形成与台阶轮（3）中段外壁外齿相啮合的内齿，下段孔壁与输入轴（7）之间设置有轴承（5），输出轴（8）顶面均布用于与盖盘（9）连接的螺纹孔。
10.根据权利要求1所述的一种减速器用高精度密珠轴系，其特征在于：所述盖盘（9）为环状结构，端面形成沿环向均布的通孔，通孔孔径小于上轴向密珠盘（10）的密珠钢球的外径。
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