CN109630649B - 一种行星减速装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种行星减速装置,属于工业机器人减速器技术领域。本发明的组成包括：针齿圈，针齿圈内具有滚针，针齿圈其中一侧与输入行星架连接，另一侧为输出行星架，输入行星架和输出行星架连接固为一体，输入行星架轴承孔内有沿周向均匀分布的N个内齿结构(N＝2或3)，行星轮通过波发生器使柔轮与内齿结构啮合，柔轮通过定位销与内六角螺钉将动力传输给曲轴，输入轴与放置在输入行星架外侧且均匀分布的N组行星齿轮同时啮合传动，所述固为一体的输入行星架与输出行星架由装在其上的N对曲轴支撑轴承来推动，把摆线轮的自转矢量以1:1传递给输出行星架。减速装置在功率一定，增大减速比的情况下降低输出转速，从而达到增加扭矩的目的。

Description

一种行星减速装置
技术领域
本发明属于工业机器人减速器技术领域，尤其涉及一种行星减速装置。
技术背景
目前，工业机器人减速器一般采用RV减速器和谐波减速器。其中，RV减速器结构紧凑、倾覆刚度和扭转刚度大，耐冲击，但是传动比的设计受摆线轮的限制无法进一步加大。谐波减速器采用弹性变形的运动原理使得在体积小的情况下有大速比的优势，但是刚性差，只能用在轻负载的情况下且容易疲劳。
因此，如何在原有的基础上，控制减速装置的外形尺寸且在保持高刚度、耐冲击、紧凑的基础上加大传动比、减速装置的输出扭矩是减速器的一个重点。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术缺陷，提供一种结构合理、高输出扭矩的减速装置。
为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案:一种行星减速装置包括针齿壳，所述针齿壳内具有滚针，针齿壳其中一侧通过角接触球轴承与输入行星架连接，另一侧转动连接为输出行星架，所述的输入行星架和输出行星架连接固为一体，输入行星架轴承孔内有沿周向均匀分布的N个内齿结构，行星轮通过波发生器使柔轮与内齿结构啮合，柔轮将动力传输给曲轴，输入轴与放置在输入行星架外侧且均匀分布的N组(N＝2或3)行星齿轮同时啮合传动，两片片相位相差180°的第一摆线轮和第二摆线轮通过滚针与保持架组件铰接在N个曲轴上,并且与放置在针齿槽里的滚针相啮合，第一摆线轮和第二摆线轮在受曲轴偏心轴段的作用形成公转的同时，受到固定于针齿槽内的滚针的作用力而形成与摆线轮公转方向相反的力矩，造成了摆线轮的自转运动，所述固为一体的输入行星架与输出行星架由装在其上的N对(N＝2或3)曲轴支撑轴承来推动，摆线轮的自转矢量以1:1传递给输出行星架。
作为一种优选方案，为防漏及防尘，所述的输出行星架与针齿壳之间装有密封圈。
作为一种优选方案，所述的输入行星架和输出行星架通过内螺纹圆锥销定位、通过圆柱头内六角螺钉连接固成一体。
作为一种优选方案，所述的输入行星架具有沿周向均匀分布的N个内齿结构，N＝2或3。
作为一种优选方案，所述的行星齿轮通过波发生器驱动柔轮使柔轮与输入行星架上的内齿啮合。
作为一种优选方案，所述的柔轮通过锥销、内六角螺钉与输出轴将动力传输给曲轴。
本发明结构合理，紧凑，减速装置在功率一定、增大减速比的情况下降低输出转速，达到增加扭矩的目的。
设针齿圈的圆弧槽个数为Z1,摆线轮的齿数为Z2,行星齿轮的齿数为Z3,内齿的齿数为Z4,柔轮的齿数为Z5,输入轴的齿数Z6。当针齿圈固定，行星架输出，本发明减速装置的速比为1+Z3×Z5×Z1/(Z6×(Z5-Z4)×(Z1-Z2))；该减速装置的减速比是RV减速器减速比的(Z6×(Z1-Z2)+Z3×Z5×Z1/(Z5-Z4))/(Z6×(Z1-Z2)+Z3×Z1)倍。
附图说明
图1是本发明实施例结构示意图的主视图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是图2的向视图；
图4是本发明中行星架组件结构示意图；
图中，1-密封圈；2-输出行星架；3-曲轴；4-圆锥滚子轴承；5-孔用弹性挡圈；6-垫圈；7-滚子与保持架组件；8-摆线轮；9-摆线轮；10-主轴承；11-滚针；12-针齿壳；13-轴肩挡圈；14-输入行星架；15-内六角螺钉；16-柔轮；17-波发生器；18-中间件；19-行星齿轮；20-螺钉；21-锥销；22-十字交叉滚子轴承；23-输出轴；24-内六角螺钉；25-锥销。
具体实施方式
为使本发明的目的、采用的技术方案和优点更加清楚，下面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与解释本发明，而不用于限定本发明。
实施例1
如图1-4所示，本发明的行星减速装置包括针齿壳12，所述的针齿壳12内具有滚槽，滚槽沿周向均匀分布，滚槽上设置有滚针11，所述的针齿壳12的一侧通过主轴承10与输入行星架14连接，另一侧转动连接输出行星架2，所述的输入行星架14和输出行星架2固连成一体，输入轴与设置在输入行星架14旁且沿周向均匀分布的N组行星齿轮19同时进行啮合传动；行星齿轮19通过波发生器17使柔轮16与输入行星架14上的内齿啮合，柔轮16将动力传输给曲轴3；两片片相位相差180°的第一摆线轮8和第二摆线轮9通过滚针与保持架组件7铰接在N个曲轴3上,并且与放置在针齿槽里的滚针11相啮合，输入行星架14与输出行星架2由装在其上的N对圆锥滚子轴承4来推动，将第一摆线轮8和第二摆线轮9上的自转矢量传递给输出行星架2。
在本发明的一个具体实施例中，如图2所示，该类型减速装置包括：所述的针齿壳12内滚槽槽数为Z1，为防漏及防尘，输出行星架2与针齿壳12之间装有密封圈1。
本发明的行星减速装置包含多级减速结构，其减速原理具体如下：
在本发明的一个具体实施例中，所述的输入行星架14和输出行星架2通过内螺纹圆锥销25定位、圆柱头内六角螺钉24连接固成一体，输入轴与放置在输入行星架14旁且沿周向均匀分布的N组(N＝2或3)行星齿轮19同时进行啮合传动，完成第一级减速。
在本发明的一个具体实施例中，行星齿轮19通过波发生器17使柔轮16与输入行星架14上的内齿啮合，柔轮16通过锥销21、内六角螺钉20与输出轴23将动力传输给曲轴3，完成第二级减速。
在本发明的一个具体实施例中，两片片相位相差180°的摆线轮8和9通过滚针与保持架组件7铰接在N个曲轴3上,并且与放置在针齿槽里的滚针11相啮合，摆线轮8和9在受曲轴偏心轴段的作用形成公转的同时，受到固定于针齿槽内的滚针11的作用力而形成与摆线轮公转方向相反的力矩，造成了摆线轮的自转运动,输入行星架14与输出行星架2由装在其上的N对圆锥滚子轴承4来推动，将摆线轮8和9上的自转矢量以1:1的速比传递给输出行星架2，完成第三级减速。
设针齿圈的圆弧槽个数为Z1,摆线轮的齿数为Z2,行星齿轮的齿数为Z3,内齿的齿数为Z4,柔轮的齿数为Z5,输入轴的齿数Z6。当针齿圈固定，行星架输出，减速装置的速比为1+Z3×Z5×Z1/(Z6×(Z5-Z4)×(Z1-Z2))，输入轴的转速为n1，输出行星架的转速为n2,则n1＝n2×(1+Z3×Z5×Z1/(Z6×(Z5-Z4)×(Z1-Z2)))。减速装置在功率一定、增大减速比的情况下降低输出转速，从而增加扭矩的目的。在这种动力传输情况下，本发明的减速装置的减速比是RV减速器减速比的(Z6×(Z1-Z2)+Z3×Z5×Z1/(Z5-Z4))/(Z6×(Z1-Z2)+Z3×Z1)倍。
本发明装置在低速端使用了摆线轮、滚针及针齿圈滚槽的结构，滚针与摆线轮齿面同时啮合的齿数多，重合度大；输出行星架与输入行星架之间由曲轴支撑轴承来推动，以上结构使得低速端具有抗冲击性强的特点，可承受额定转矩5倍的冲击力，抗扭转刚度强。由于柔轮刚度小，适合放置在轻载环节。本发明装置的高速端输入扭矩小，采用N个柔轮结构，具有功率分流的作用，有效利用柔轮大速比的优势，减小柔轮的受载。本发明装置采用RV结构和谐波结构，克服RV结构大速比受限和谐波结构刚度小的劣势，有效利用RV结构高刚度、耐冲击和谐波大速比的优点，在轴向尺寸变化不大的情况下，体现出本发明装置的紧凑性。

Claims (6)

1.一种行星减速装置，包括针齿壳(12)，所述的针齿壳(12)内具有滚槽，滚槽沿周向均匀分布，滚槽上设置有滚针(11)，其特征在于所述的针齿壳(12)的一侧通过主轴承(10)与输入行星架(14)连接，另一侧转动连接输出行星架(2)，所述的输入行星架(14)和输出行星架(2)固连成一体，输入轴与设置在输入行星架(14)旁且沿周向均匀分布的N组行星齿轮(19)同时进行啮合传动；
行星齿轮(19)通过波发生器(17)使柔轮(16)与输入行星架(14)上的内齿啮合，柔轮(16)将动力传输给曲轴(3)；
两片片相位相差180°的第一摆线轮(8)和第二摆线轮(9)通过滚针与保持架组件(7)铰接在N个曲轴(3)上,并且与放置在针齿槽里的滚针(11)相啮合，输入行星架(14)与输出行星架(2)由装在其上的N对圆锥滚子轴承(4)来推动，将第一摆线轮(8)和第二摆线轮(9)上的自转矢量传递给输出行星架(2)。
2.根据权利要求1所述的行星减速装置，其特征在于所述的输出行星架(2)与针齿壳(12)之间装有密封圈(1)。
3.根据权利要求1所述的行星减速装置，其特征在于所述的输入行星架(14)和输出行星架(2)通过内螺纹圆锥销(25)定位、通过圆柱头内六角螺钉(24)连接固成一体。
4.根据权利要求1所述的行星减速装置，其特征在于所述的输入行星架(14)具有沿周向分布的N个内齿结构，N＝2或3。
5.根据权利要求1所述的行星减速装置，其特征在于所述的柔轮(16)通过锥销(21)、内六角螺钉(20)与输出轴(23)将动力传输给曲轴(3)。
6.根据权利要求1所述的行星减速装置，其特征在于所述针齿壳(12)的滚槽个数为Z1,第一摆线轮(8)和第二摆线轮(9)的齿数均为Z2,行星齿轮(19)的齿数为Z3,输入行星架(14)的内齿齿数为Z4,柔轮(16)的齿数为Z5,输入轴的齿数Z6；当针齿壳(12)固定，行星架输出，减速装置的速比为1+Z3×Z5×Z1/(Z6×(Z5-Z4)×(Z1-Z2))。
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