CN111075891A - 偏心式摆线针轮减速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及偏心式摆线针轮减速器，包括同轴的左法兰盘以及右法兰盘，且左法兰盘与右法兰盘相对固定形成法兰骨架，在法兰骨架的内圈同轴安装有输入轴，在法兰骨架的外圈同轴安装有外壳，在法兰骨架中且位于输入轴与外壳之间设置有行星齿轮传动单元和摆线针轮传动单元；在实际使用时，偏心式摆线针轮减速器是应用于原动机和工作机上，其中原动机采用电机，工作机采用机械臂。将电机的转动端与输入轴同轴固定连接，机械臂固定于外壳的外侧，当需要驱动机械臂转动时，启动电机带动输入轴高速转动，输入轴通过行星齿轮传动单元以及摆线针轮传动单元，实现将电机右的高转速、低转矩改变为低转速、高扭矩以适用机械臂工作。

Description

偏心式摆线针轮减速器

技术领域

本发明涉及减速器的技术领域，尤其是涉及偏心式摆线针轮减速器。

背景技术

减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。

现有公告号为CN204025550U的专利公开了一种机器人用RV减速器，采用二级减速方式：高速级为渐开线行星齿轮传动，低速级为摆线针轮传动，其结构包括机座以及同轴转动设置于机座中的齿轮轴，在齿轮轴啮合有三组行星齿轮，三组行星齿轮为120°分布，行星齿轮同时与内齿圈啮合，行星齿轮固定在行星架上，行星架与偏心套连接，转臂轴承套在偏心套上，外侧装有摆线片，与半埋于针齿壳中的针齿啮合，经柱销式右机构将摆线片的角速度传递出去；

将电机固定在机座上，电机轴插入齿轮轴的轴孔中，带动齿轮轴旋转，齿轮轴与3个互成120°的行星齿轮啮合，同时行星齿轮还与联接于右盘上的内齿圈啮合，行星架将行星齿轮的自转传递给偏心套，通过转臂轴承带动摆线片转动，经柱销式右机构实现二级减速。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：

根据上述的减速器的结构明显的可以得到，减速器轴线方向一端设置有行星齿轮，行星齿轮与齿轮轴的端部啮合设置，另一端并未设置传动结构，在减速器未设置传动结构的一端能够方便的设置密封结构，而在减速器设置有行星齿轮一端的难以设置密封结构，造成减速器的润滑剂密封性较差，造成减速器容易磨损寿命降低。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供偏心式摆线针轮减速器，将行星齿轮传动设置于摆线片之间，使得偏心式摆线针轮减速器的两端均可以安装密封结构，保证了偏心式摆线针轮减速器的寿命。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

偏心式摆线针轮减速器，包括外壳以及同轴转动设置于外壳内的法兰骨架，所述外壳内周向等间隔设置有针齿销，所述法兰骨架包括左法兰盘与右法兰盘，所述法兰骨架内圈同轴转动设置有输入轴，所述输入轴上同轴固定有输入齿轮，所述左法兰盘与右法兰盘之间周向等间隔设置有转轴，所述转轴上同轴固定有与输入齿轮啮合的行星齿轮，且所述转轴上且位于行星齿轮的两侧设置有偏心轮，所述左法兰盘与右法兰盘之间且且位于行星齿轮的两侧设置有与偏心轮配合的摆线片，所述摆线片与针齿销啮合设置。

通过采用上述技术方案，将电机的转动端与输入轴同轴固定连接，机械臂固定于外壳的外侧，当需要驱动机械臂转动时，启动电机带动输入轴高速转动，输入轴通过行星齿轮传动单元以及摆线针轮传动单元，实现将电机右的高转速、低转矩改变为低转速、高扭矩以适用机械臂工作，并且在偏心式摆线针轮减速器运转过程中，行星齿轮与输入齿轮位于摆线环之间，便于在法兰骨架轴线的两端安装密封结构，增强对润滑剂的密封性，保证了偏心式摆线针轮减速器的使用寿命。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：同一所述输入轴上位于输入齿轮对称的两侧分别设置有与左法兰盘或右法兰盘配合的深沟球轴承，所述外壳内侧且位于针齿销的对称两侧分别设置有与左法兰盘或右法兰盘配合的角接触球轴承。

通过采用上述技术方案，输入轴通过一对深沟球轴承转动安装于法兰骨架中，外壳通过一对角接触球轴承转动安装于法兰骨架的外侧，使得输入轴以及外壳的两端均能够得到支撑，用户在使用该偏心式摆线针轮减速器时，不需要额外添加轴承，简化安装，方便使用。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述法兰骨架与输入轴之间且位于深沟球轴承相背的一侧以及所述法兰骨架与外壳之间且位于角接触球轴承相背的一侧均设置有适配的骨架油封。

通过采用上述技术方案，在RV减速轴向方向的两端结构相同，故能够使用同样的骨架油封保证润滑剂的密封性，进而提升偏心式摆线针轮减速器的使用寿命。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述外壳与行星齿轮之间设置有间隙，所述间隙内填充有润滑脂。

通过采用上述技术方案，在间隙中装有润滑脂，行星齿轮的自转以及与输入齿轮之间的啮合使得润滑脂在间隙中均匀散开，并且在摆线片偏心转动的时，摆线片与针齿销之间分离时形成的空间与间隙连通，使得润滑脂能够均匀的进入摆线片与针齿销之间，提升摆线片与针齿销之间的润滑程度，减缓摆线片与针齿销的磨损，增加该减速器的实用寿命。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述转轴、行星齿轮以及偏心轮采用一体设置，所述行星齿轮的直径为A，同一所述转轴上两个偏心轮分别距离转轴中心最远一点之间的距离在垂直于转轴轴线平面上的投影为B,所述A大于B。

通过采用上述技术方案，行星齿轮的直径A大于偏心轮之间的最大距离B，并且在安装转轴时左法兰盘与右法兰盘分别从转轴轴向的两端配合，故转轴、凸轮以及行星齿轮可采用一体式的结构形成曲轴，无需分别加工各部件，极大的简化了曲轴的生产工艺，降低该减速器的生产成。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：同一所述转轴上两个所述偏心轮中心分别到行星齿轮中心的距离相等设置。

通过采用上述技术方案，偏心轮在行星齿轮两侧的位置，使得行星齿轮两侧的受力均衡，减缓偏心式摆线针轮减速器中轴承的磨损，并提升了偏心式摆线针轮减速器的运转稳定性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述左法兰盘与右法兰盘之间周向等间隔设置有凸台，所述凸台的两端分别与左法兰板和右法兰盘抵接，所述摆线片上开设有用于避让凸台的避让槽。

通过采用上述技术方案，凸台的两端分别与左法兰板和右法兰盘抵接，凸台限定了左法兰盘与右法兰盘之间的相对距离，保证法兰骨架的稳定性，提升偏心式摆线针轮减速器的运作稳定性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述左法兰盘上朝向转轴一端开设有阶梯槽，所述阶梯槽内设置有与转轴配合的深沟球轴承，且所述左法兰盘背离转轴一侧且位于阶梯槽内设置有螺栓，所述右法兰盘上开设有与转轴同轴的通槽，所述通槽内设置有与转轴配合的深沟球轴承，且所述通槽内设置有抵接深沟球轴承背离转轴一侧的螺母。

通过采用上述技术方案，在实际使用该减速器时，将原动机安装于有法兰盘的一侧，使得原动机的输出端与输入轴同轴固定连接，左法兰盘内的螺栓可用于连接固定的机架，工作机则与外壳连接，保证法兰骨架安装的稳定性。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.偏心式摆线针轮减速器的两侧全密封，保证了偏心式摆线针轮减速器的使用寿命；

2.行星齿轮、转轴以及偏心轮一体设置，简化偏心式摆线针轮减速器生产工艺，降低成本；

3.行星齿轮与针齿销较为接近，行星齿轮高速转动时能够搅拌润滑剂更加均匀的分布，提升摆线环与针齿销之间润滑程度；

4.输入轴两侧得到支撑，用户无需额外装配轴承，简化安装，方便使用；

5.减速器受力平衡，减小减速器内部磨损，提升减速器寿命以及运作稳定性。

附图说明

图1是偏心式摆线针轮减速器内部结构的剖视图；

图2是用于体现法兰骨架结构的爆照示意图；

图3是用于体现外壳结构的示意图。

图中，1、法兰骨架；2、左法兰盘；21、阶梯槽；22、螺栓；3、右法兰盘；31、通槽；32、螺母；4、凸台；41、螺钉；5、输入轴；51、输入齿轮；52、深沟球轴承；6、转轴；61、行星齿轮；62、偏心轮；63、滚针轴承；7、摆线片；71、避让槽；8、外壳；81、角接触球轴承；9、外环体；10、内环体；101、弧形槽；102、限位环；11、针齿销；12、间隙；13、骨架油封。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，偏心式摆线针轮减速器，包括同轴的左法兰盘2以及右法兰盘3，且左法兰盘2与右法兰盘3相对固定形成法兰骨架1，在法兰骨架1的内圈同轴安装有输入轴5，在法兰骨架1的外圈同轴安装有外壳8，在法兰骨架1中且位于输入轴5与外壳8之间设置有行星齿轮61传动单元和摆线针轮传动单元；

在实际使用时，偏心式摆线针轮减速器是应用于原动机和工作机上，其中原动机在此实施例中采用电机，工作机在此实施例中采用机械臂，原动机与工作机所对应的实际设备或装置不限于上述情况。将电机的转动端与输入轴5同轴固定连接，机械臂固定于外壳8的外侧，当需要驱动机械臂转动时，启动电机带动输入轴5高速转动，输入轴5通过行星齿轮61传动单元以及摆线针轮传动单元，实现将电机右的高转速、低转矩改变为低转速、高扭矩以适用机械臂工作。

如图1和图2所示，在左法兰盘2与右法兰盘3的内圈与输入轴5之间分别采用深沟球轴承52配合，在左法兰盘2与右法兰盘3的外圈与外壳8之间采用角接触球轴承81配合，并且在法兰骨架1与输入轴5之间且位于深沟球轴承52相背的一侧设置有骨架油封13，同样在法兰骨架1与外壳8之间且位于角接触球轴承81相背的一侧设置有适配的骨架油封13，行星齿轮61传动单元和摆线针轮传动单元均设置于左法兰盘2与右法兰盘3之间，实现从两侧密封和存储行星齿轮61传动单元和摆线针轮传动单元中润滑油脂的目的。

如图1和图2所示，行星齿轮61传动单元包括同轴固定于输入轴5上的输入齿轮51，在左法兰盘2与右法兰盘3之间安装有三个转轴6，转轴6之间呈120°分布于输入轴5的外侧，并且在转轴6上同轴固定有行星齿轮61，行星齿轮61与输入齿轮51之间啮合设置，并且输入齿轮51的直径大于行星齿轮61的直径设置，实现第一级的减速。

在左法兰盘2上朝向转轴一端开设有阶梯槽21，阶梯槽21内设置有与转轴6配合的深沟球轴承，且左法兰盘2背离转轴一侧且位于阶梯槽21内设置有螺栓22，右法兰盘3上开设有与转轴6同轴的通槽31，通槽31内设置有与转轴6配合的深沟球轴承，且通槽31内设置有抵接深沟球轴承背离转轴一侧的螺母32；在实际使用该减速器时，将原动机安装于有右法兰盘3的一侧，使得原动机的输出端与输入轴6同轴固定连接，左法兰盘2内的螺栓22可用于连接固定的机架，工作机则与外壳8连接，保证法兰骨架1安装的稳定性。

如图1和图2所示，在转轴6上且位于行星齿轮61的两侧分别设置有偏心轮62，其中行星齿轮61的直径A大于偏心轮62之间的最大距离B，并且在安装转轴6时左法兰盘2与右法兰盘3分别从转轴6轴向的两端配合，故转轴6、凸轮以及行星齿轮61可采用一体式的结构形成曲轴，无需分别加工各部件，极大的简化了曲轴的生产工艺，降低该减速器的生产成本。

如图1和图2所示，在偏心轮62的外周同轴设置有滚针轴承63，并且在左法兰盘2与右法兰盘3之间安装有一对摆线片7，摆线片7呈圆盘状，在摆线片7上轴向等间隔开设有三个圆孔，每个圆孔中对应嵌设有一个偏心轮62；当曲轴转动时，使得偏心轮62转动，且偏心轮62在圆孔内与摆线片7之间滚动抵接，使得摆线片7呈偏心转动，在外壳8的内侧周向等间隔设置有若干的针齿销11，摆线片7与针齿销11之间啮合，即偏心轮62、摆线片7以及针齿销11构成摆线针传动单元，将行星齿轮61传动单元的转速和扭矩经过摆线针传动单元传递至外壳8的转动，形成第二级减速传动。

并且以摆线片7之间的中间位置为中心，并结合上述的结构，明显的可以得到减速器实际的重心与中心重合，在实际的传动过程中，偏心轮62的转动以及摆线片7的转动都会产生偏心力，该偏心力位于摆线片7之间，即偏心力与重心位置重合，使得齿轮轴两端受力较为平衡，减小对齿轮轴两端的深沟球轴承52的磨损，增加减速器的使用寿命

如图1和图2所示，同时在左法兰盘2与右法兰盘3之间周向等间隔设置有三组凸台4，凸台4的两端分别与左法兰板和右法兰盘3抵接，凸台4限定了左法兰盘2与右法兰盘3之间的相对距离，在摆线片7上开设有避让凸台4的避让槽71，并且在左法兰盘2与右法兰盘3上分别安装有与凸台4螺纹连接的螺钉41，实现左法兰盘2与右法兰盘3之间固定连接。

如图1和图3所示，其中外壳8包括同轴设置的外环体9与内环体10，内环体10一体设置于外环体9的内侧，外环体9与内环体10之间形成用于固定法兰骨架1与外壳8之间角接触球轴承81的直角槽，在内环体10的内侧周向等间隔开设有用于卡接针齿销11的弧形槽101，且内环体10的内侧同轴设置有限位环102，限位环102抵接针齿销11稳定的嵌设于弧形槽101中，同时在限位环102与行星齿轮61之间构成间隙12，在间隙12中装有润滑脂，行星齿轮61的自转以及与输入齿轮51之间的啮合使得润滑脂在间隙12中均匀散开，并且在摆线片7偏心转动的时，摆线片7与针齿销11之间分离时形成的空间与间隙12连通，使得润滑脂能够均匀的进入摆线片7与针齿销11之间，提升摆线片7与针齿销11之间的润滑程度，减缓摆线片7与针齿销11的磨损，增加该减速器的实用寿命。

本实施例的实施原理为：

当偏心式摆线针轮减速器使用于原动机和工作机上时，原动机驱动输入轴5带动输入齿轮51高速转动，输入齿轮51带动行星齿轮61转动，实现第一级的减速，行星齿轮61使得转轴6带动偏心轮62转动，并传递至摆线片7的偏心转动，最后由摆线片7与针齿销11之间啮合传动，使得外壳8带动工作机转动，实现第二级的减速。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.偏心式摆线针轮减速器，其特征在于：包括外壳（8）以及同轴转动设置于外壳（8）内的法兰骨架（1），所述外壳（8）内周向等间隔设置有针齿销（11），所述法兰骨架（1）包括左法兰盘（2）与右法兰盘（3），所述法兰骨架（1）内圈同轴转动设置有输入轴（5），所述输入轴（5）上同轴固定有输入齿轮（51），所述左法兰盘（2）与右法兰盘（3）之间周向等间隔设置有转轴（6），所述转轴（6）上同轴固定有与输入齿轮（51）啮合的行星齿轮（61），且所述转轴（6）上且位于行星齿轮（61）的两侧设置有偏心轮（62），所述左法兰盘（2）与右法兰盘（3）之间且且位于行星齿轮（61）的两侧设置有与偏心轮（62）配合的摆线片（7），所述摆线片（7）与针齿销（11）啮合设置。

2.根据权利要求1所述的偏心式摆线针轮减速器，其特征在于：同一所述输入轴（5）上位于输入齿轮（51）对称的两侧分别设置有与左法兰盘（2）或右法兰盘（3）配合的深沟球轴承（52），所述外壳（8）内侧且位于针齿销（11）的对称两侧分别设置有与左法兰盘（2）或右法兰盘（3）配合的角接触球轴承（81）。

3.根据权利要求2所述的偏心式摆线针轮减速器，其特征在于：所述法兰骨架（1）与输入轴（5）之间且位于深沟球轴承（52）相背的一侧以及所述法兰骨架（1）与外壳（8）之间且位于角接触球轴承（81）相背的一侧均设置有适配的骨架油封（13）。

4.根据权利要求1所述的偏心式摆线针轮减速器，其特征在于：所述外壳（8）与行星齿轮（61）之间设置有间隙（12），所述间隙（12）内填充有润滑脂。

5.根据权利要求1所述的偏心式摆线针轮减速器，其特征在于：所述转轴（6）、行星齿轮（61）以及偏心轮（62）采用一体设置，所述行星齿轮（61）的直径为A，同一所述转轴（6）上两个偏心轮（62）分别距离转轴（6）中心最远一点之间的距离在垂直于转轴（6）轴线平面上的投影为B,所述A大于B。

6.根据权利要求1所述的偏心式摆线针轮减速器，其特征在于：同一所述转轴（6）上两个所述偏心轮（62）中心分别到行星齿轮（61）中心的距离相等设置。

7.根据权利要求1所述的偏心式摆线针轮减速器，其特征在于：所述左法兰盘（2）与右法兰盘（3）之间周向等间隔设置有凸台（4），所述凸台（4）的两端分别与左法兰板和右法兰盘（3）抵接，所述摆线片（7）上开设有用于避让凸台（4）的避让槽（71）。

8.根据权利要求1所述的偏心式摆线针轮减速器，其特征在于：所述左法兰盘（2）上朝向转轴（6）一端开设有阶梯槽（21），所述阶梯槽（21）内设置有与转轴（6）配合的深沟球轴承（52），且所述左法兰盘（2）背离转轴（6）一侧且位于阶梯槽（21）内设置有螺栓（22），所述右法兰盘（3）上开设有与转轴（6）同轴的通槽（31），所述通槽（31）内设置有与转轴（6）配合的深沟球轴承（52），且所述通槽（31）内设置有抵接深沟球轴承（52）背离转轴（6）一侧的螺母（32）。

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