CN111120587A - 一种中心对称单级根切摆线滚针减速器 - Google Patents

一种中心对称单级根切摆线滚针减速器 Download PDF

Info

Publication number
CN111120587A
CN111120587A CN202010012354.3A CN202010012354A CN111120587A CN 111120587 A CN111120587 A CN 111120587A CN 202010012354 A CN202010012354 A CN 202010012354A CN 111120587 A CN111120587 A CN 111120587A
Authority
CN
China
Prior art keywords
undercut
roller
raceway
roller bearing
crossed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010012354.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111120587B (zh
Inventor
闫济东
邢鹏达
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henan Zhulong High Tech Co Ltd
Original Assignee
Henan Zhulong High Tech Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan Zhulong High Tech Co Ltd filed Critical Henan Zhulong High Tech Co Ltd
Priority to CN202010012354.3A priority Critical patent/CN111120587B/zh
Publication of CN111120587A publication Critical patent/CN111120587A/zh
Priority to PCT/CN2021/070226 priority patent/WO2021139636A1/zh
Priority to CN202180013709.3A priority patent/CN115066570A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111120587B publication Critical patent/CN111120587B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72—Sealings
    • F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
    • F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H49/00—Other gearings
    • F16H49/001—Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/08—Profiling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/0018—Shaft assemblies for gearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/021—Shaft support structures, e.g. partition walls, bearing eyes, casing walls or covers with bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/023—Mounting or installation of gears or shafts in the gearboxes, e.g. methods or means for assembly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/029—Gearboxes; Mounting gearing therein characterised by means for sealing the gearboxes, e.g. to improve airtightness
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/08—General details of gearing of gearings with members having orbital motion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
    • F16H2001/323—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear comprising eccentric crankshafts driving or driven by a gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
    • F16H2001/327—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear with orbital gear sets comprising an internally toothed ring gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/08—General details of gearing of gearings with members having orbital motion
    • F16H2057/085—Bearings for orbital gears

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

本发明提供一种中心对称单级根切摆线滚针减速器，包括输入轴、圆锥滚子轴承、第一交叉滚子轴承、等速输出轴等。在摆线针轮传动技术的基础上，利用活齿传动思想，将传统摆线轮设计为带有摆线滚道的摆线轮，将针齿设计为中间大两头小且关于中心对称的滚针活齿结构，以上可达到全齿整周啮合受力的效果；将摆线轮上的摆线滚道设计为根切摆线滚道，即摆线滚道单侧发生根切，以此可在相同的滚针分布圆直径条件下，得到更多的滚针活齿数量或得到更大的滚针活齿尺寸或二者兼具，进而达到增大减速比和承载能力的效果。

Description

一种中心对称单级根切摆线滚针减速器
技术领域
本发明涉及活齿传动技术领域，特别涉及一种中心对称单级根切摆线滚针减速器。
背景技术
在传统的渐开线齿轮传动中，某些特殊情况下，设计出的齿轮会出现根切，虽不影响齿轮的传动精度，但是单个齿的根部由于根切厚度变薄，齿轮抗弯曲能力下降，重合度减少，影响传动的平稳性，故而在传统的设计思想中，渐开线齿轮的设计是尽量避免根切的。而在另一种传统的传动形式——摆线针轮传动技术中，摆线轮的实际齿廓是严格的不允许根切的，因为根切会使其传动失真。随着新型传动技术(具有代表性的即活齿传动技术)的发展，在摆线针轮传动思想的基础上，套用活齿传动理论，可将其针齿变为钢球活齿，将摆线轮变为带有摆线滚道的传动轮，即得到了摆线活齿传动机构，其相比于摆线针轮，在结构原理上实现了整周全齿啮合，大大提高了传动的承载能力和抗冲击能力，其设计思想也是避免摆线滚道实际啮合齿廓出现根切的，而且，在传统的三维实体建模软件中，如果选择的活齿尺寸过大，则摆线滚道实际啮合齿廓就会出现根切现象，在软件里的表现即为模型建立不起来，会报错，进而，广大相关从业人员及设计师的思维就此被限制住了。如专利号为CN201721031991.5提出了《一种摆线钢球减速装置及其机器人关节》，其说明书中就明确提出了避免根切及避免根切的条件。由以上情况而来的问题是，传统的摆线钢球活齿减速器，其功率密度不高，通俗的讲，就是体积大，传动比相对小，空间利用不够充分，缺乏市场竞争力。针对此问题，另辟蹊径，打破传统的设计思维，反其道而行之，即在摆线活齿传动的设计中，不仅不避免根切现象，而且还要利用根切现象，设计的摆线齿廓就要根切的，从而得到了根切摆线活齿传动技术。根切摆线活齿传动较传统摆线活齿传动而言，相同尺寸下，活齿数量更多，传动比更大，基本达到全齿整周啮合受力，其综合性能均优于传统的摆线活齿传动结构；与摆线针轮传动结构相比，根切摆线活齿传动具有制造更简单、零部件更少、装配简单、使用寿命更长、承载能力和抗冲击能力更大等优点。将根切摆线活齿传动技术应用在减速器当中，成了亟待解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种中心对称单级根切摆线滚针减速器，在摆线针轮传动技术的基础上，利用活齿传动思想，将传统摆线轮设计为带有摆线滚道的摆线轮，将针齿设计为中间大两头小且关于中心对称的滚针活齿结构，以上可达到全齿整周啮合受力的效果；进一步的，将摆线轮上的摆线滚道设计为根切摆线滚道，即摆线滚道单侧发生一定程度上的根切，以此可在相同的滚针分布圆直径条件下，得到更多的滚针活齿数量或得到更大的滚针活齿尺寸或二者兼具，进而达到增大减速比和承载能力的效果。
本发明所使用的技术方案是：一种中心对称单级根切摆线滚针减速器，包括输入轴、圆锥滚子轴承、第一交叉滚子轴承、等速输出轴、根切摆线轮、针轮、滚针活齿、第二交叉滚子轴承，其特征在于：所述的第一交叉滚子轴承的外圈和针轮各有两个，左侧的第一交叉滚子轴承的外圈和针轮固定安装在右侧的针轮上；右侧的第一交叉滚子轴承外圈固定安装在左侧的针轮上；所述的输入轴左右两端各铰接在一个圆锥滚子轴承的内圈上，圆锥滚子轴承的外圈固定安装在第一交叉滚子轴承的内圈上；第二交叉滚子轴承的内圈有两个，分别套在输入轴两侧，并通过圆锥滚子轴承的内圈轴向压紧在输入轴上；每个第二交叉滚子轴承的内圈上各铰接有一个根切摆线轮；每个根切摆线轮与第二交叉滚子轴承的内圈之间均有一圈交叉分布的第二交叉滚子轴承的滚子；一圈均布分布的数量为Zb的滚针活齿铰接在两个针轮内，两侧外伸端分别与两侧的根切摆线轮啮合；均匀分布的若干等速输出轴两端分别固定安装在两侧的第一交叉滚子轴承的内圈上，且每个等速输出轴分别穿过两个根切摆线轮。
进一步的，所述的第一交叉滚子轴承的外圈和左侧的针轮内设置有四个均布的定位销，用于两者间的定位；右侧的第一交叉滚子轴承的外圈和右侧的针轮内设置有四个均布的定位销，用于两者间的定位；每个第一交叉滚子轴承的外圈上均有一个通过塞子销固定安装的塞子，每个塞子里有一个紧定螺钉用于紧定塞子销；每个第一交叉滚子的轴承外圈上均固定安装有一个第二密封圈；每个第一交叉滚子轴承内圈上固定安装有一个第一密封圈；每个第一交叉滚子轴承的外圈内均铰接有一个第一交叉滚子轴承的内圈，且二者之间装配有一排交叉分布的第一交叉滚子轴承的滚子，每两个第一交叉轴承的滚子之间均装配有一个第一垫块；每两个第二交叉滚子轴承的滚子之间装配有一个第二垫块；每个第一交叉滚子轴承内圈内均装配有一圈在保持架内均布安装的圆锥滚子轴承的滚子，圆锥滚子轴承的滚子内侧与铰接在第一交叉滚子轴承的内圈的圆锥滚子轴承的内圈配合。
进一步的，所述的输入轴，包括第一轴段、第一偏心轴段、第一滚道、第二偏心轴段、第三偏心轴段、第二滚道、第四偏心轴段、第二轴段、第一螺纹孔、内花键，其特征在于：所述的第一轴段和第二轴段分别与圆锥滚子轴承的内圈配合，且轴端各有一圈六个均布的第一螺纹孔，轴内各有一个内花键；第一偏心轴段和第四偏心轴段分别与第二交叉滚子轴承的内圈配合；第二偏心轴段和第三偏心轴段上分别有第一滚道和第二滚道；第一滚道和第二滚道用于与所述的第二交叉滚子轴承的滚子配合；整个输入轴关于其中间平面呈完全的中心对称布置，可达到动平衡效果。
进一步的，所述的第一交叉滚子轴承的内圈包括第二螺纹孔、第三滚道、第一传动孔、第四滚道，八个所述的均布的第二螺纹孔用于外接零部件；第三滚道用于与第一交叉滚子配合；八个均布的第一传动孔用于与等速输出轴的配合；第四滚道用于与圆锥滚子轴承的滚子配合。
进一步的，所述的等速输出轴包括第三轴段、第四轴段、第五轴段、第六轴段、第七轴段，每个等速输出轴上左右两侧各铰接有一个减磨套，减磨套与根切活齿轮直接接触；所述的第三轴段和第七轴段分别用于与第一传动孔配合；第四轴段和第六轴段用于与减磨套配合；第五轴段不与任何零件接触；等速输出轴关于其中间平面左右对称。
进一步的，所述的根切摆线轮包括第二传动孔、第五滚道、根切摆线滚道，所述的第二传动孔用于与装配在等速输出轴上的减磨套接触配合；第五滚道用于与第二交叉滚子轴承的滚子配合；根切摆线滚道用于与滚针活齿啮合，根切摆线滚道为根切内摆线滚道或根切外摆线滚道。
进一步的，所述的根切内摆线滚道是滚针活齿的第一啮合面绕着滚道啮合曲线扫略一周的包络面，其滚道内侧发生根切而外侧不根切；根切外摆线滚道是滚针活齿的第一啮合面绕着滚道啮合曲线扫略一周的包络面，其滚道外侧发生根切而内侧不根切；当根切摆线滚道采用根切内摆线滚道时，其滚道波数比滚针活齿数多一，其啮合曲线在平面直角坐标系中的参数方程为：
Figure BSA0000199530810000041
当根切摆线滚道采用根切外摆线滚道时，其滚道波数比滚针活齿数少一，其啮合曲线在平面直角坐标系中的参数方程为：
Figure BSA0000199530810000042
以上各式中，R-滚针活齿分布圆半径，即滚针活齿轴心到针轮轴心的距离；A-根切摆线轮与针轮的偏心距，即根切摆线轮轴线与针轮轴线之间的距离；Zc-根切摆线滚道的波数。
进一步的，所述的针轮包括第三螺纹孔、销孔、第一滚针啮合面、第二滚针啮合面、光孔，所述的均匀分布的十六个第三螺纹孔用于与圆柱头螺钉的配合；八个均布的销孔用于与定位销的配合；第一滚针啮合面和第二滚针啮合面分别用于与滚针活齿的啮合，其曲面形状与滚针活齿齿面形状无缝贴合；光孔不与滚针活齿啮合，其直径尺寸大于滚针活齿的截面直径，以避免加工误差导致的滚针活齿运动卡死现象。
进一步的，所述的滚针活齿包括第一啮合面、第二啮合面、非啮合面、第三啮合面、第四啮合面，所述的第一啮合面和第四啮合面分别与第一滚针啮合面啮合，且第一啮合面和第四啮合面均关于滚针活齿中间平面对称，其形状不仅限于柱面，也可是锥面或者波浪面，只需保证可装配在针轮上且与之啮合的根切摆线滚道存在单侧根切现象即可；第二啮合面和第三啮合面用于与第二滚针啮合面啮合，且第二啮合面和第三啮合面均关于滚针活齿中间平面对称，其形状不仅限于锥面，也可是波浪面，如球面；非啮合面不与针轮接触，便于滚针活齿的加工制造。
进一步的，所述的第二交叉滚子轴承的内圈包括第六滚道，所述的第六滚道用于与第二交叉滚子轴承的滚子配合。
进一步的，所述的啮合曲线的参数方程确定时，其上任意一点的曲率半径随之确定；啮合曲线的曲率半径ρ的计算公式为：
Figure BSA0000199530810000051
进一步的，所述的第一啮合面柱面半径r需满足根切条件：
r＞ρmin
式中，ρmin——啮合曲线曲率半径ρ的最小值。
由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：(1)同尺寸情况下，相比于传统摆线针轮减速器，本发明具备更多的活齿数目或更大的活齿尺寸，从而具备更大的减速比和更大的承载力；(2)单侧局部根切不影响整体传动的精确性和连续性，且相对于传统摆线针轮减速器，本发明所有滚针活齿参与啮合传力，抗冲击能力强；(3)采用中心对称式结构，所有传动件均关于减速器中间平面中心对称，从而在运动过程中可达到完全动平衡；(4)采用中空设计，用在机器人上时可以从内部中空处布线，能提高机器人的防水性能、降低机器人的布线难度；(5)结构简单紧凑，便于加工制造及装配。
附图说明
图1、图2为本发明整体装配结构的剖视图。
图3为本发明的整体结构分解示意图。
图4为本发明的输入轴零件结构示意图。
图5、图6为本发明的第一交叉滚子轴承内圈零件结构示意图。
图7为本发明的等速输出轴零件结构示意图。
图8、图9为本发明的根切摆线轮零件结构示意图。
图10、图11为本发明的针轮零件结构示意图。
图12为本发明的滚针活齿零件结构示意图。
图13为本发明的第二交叉滚子轴承内圈零件结构示意图。
附图标号：1-输入轴；2-圆锥滚子轴承内圈；3-第一密封圈；4-圆锥滚子；5-第一交叉滚子轴承内圈；6-等速输出轴；7-第二密封圈；8-第一交叉滚子；9-圆柱头螺钉；10-第一交叉滚子轴承外圈；11-减磨套；12-根切摆线轮；13-针轮；14-滚针活齿；15-紧定螺钉；16-塞子；17-塞子销；18-第一垫块；19-第二交叉滚子；20-第二交叉滚子轴承内圈；21-保持架；22-第二垫块；23-定位销；101-第一轴段；102-第一偏心轴段；103-第一滚道；104-第二偏心轴段；105-第三偏心轴段；106-第二滚道；107-第四偏心轴段；108-第二轴段；109-第一螺纹孔；110-内花键；501-第二螺纹孔；502-第三滚道；503-第一传动孔；504-第四滚道；601-第三轴段；602-第四轴段；603-第五轴段；604-第六轴段；605-第七轴段；1201-第二传动孔；1202-第五滚道；1203-根切摆线滚道；1301-第三螺纹孔；1302-销孔；1303-第一滚针啮合面；1304-第二滚针啮合面；1305-光孔；1401-第一啮合面；1402-第二啮合面；1403-非啮合面；1404-第三啮合面；1405-第四啮合面；2001-第六滚道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：图1至图13为本发明的一种优选实施例，所示的一种中心对称单级根切摆线滚针减速器，包括输入轴、圆锥滚子轴承内圈、第一密封圈、圆锥滚子、第一交叉滚子轴承内圈、等速输出轴、第二密封圈、第一交叉滚子、圆柱头螺钉、第一交叉滚子轴承外圈、减磨套、根切摆线轮、针轮、滚针活齿、紧定螺钉、塞子、塞子销、第一垫块、第二交叉滚子、第二交叉滚子轴承内圈、保持架、第二垫块、定位销，第一交叉滚子轴承外圈和针轮各有两个，左侧的第一交叉滚子轴承外圈和针轮通过八个均布的圆柱头螺钉固定安装在右侧的针轮上；右侧的第一交叉滚子轴承外圈通过八个均布的圆柱头螺钉固定安装在左侧的针轮上；左侧四个均布的定位销插进左侧的第一交叉滚子轴承外圈和左侧的针轮内，用于两者间的定位；右侧四个均布的定位销插进右侧的第一交叉滚子轴承外圈和右侧的针轮内，用于两者间的定位；每个第一交叉滚子轴承外圈上均有一个通过塞子销固定安装的塞子，每个塞子里有一个紧定螺钉用于紧定塞子销；每个第一交叉滚子轴承外圈上均固定安装有一个第二密封圈；每个第一交叉滚子轴承外圈内均铰接有一个第一交叉滚子轴承内圈，且二者之间装配有一排交叉分布的第一交叉滚子，每两个第一交叉滚子之间均装配有一个第一垫块；每个第一交叉滚子轴承内圈内均装配有一圈在保持架内均布安装的圆锥滚子，圆锥滚子的内侧与铰接在第一交叉滚子轴承内圈内的圆锥滚子轴承内圈配合；每个第一交叉滚子轴承内圈上固定安装有一个第一密封圈；输入轴左右两端各铰接在一个圆锥滚子轴承内圈上；第二交叉滚子轴承内圈有两个，分别套在输入轴两侧，并通过圆锥滚子轴承内圈轴向压紧在输入轴上；每个第二交叉滚子轴承内圈上各铰接有一个根切摆线轮；每个根切摆线轮与第二交叉滚子轴承内圈之间均有一圈交叉分布的第二交叉滚子，且每两个第二交叉滚子之间装配有一个第二垫块；一圈均布分布的数量为Zb的滚针活齿铰接在两个针轮内，两侧外伸端分别与两侧的根切摆线轮啮合；八个均匀分布的等速输出轴两端分别固定安装在两侧的第一交叉滚子轴承内圈上，且每个等速输出轴分别穿过两个根切摆线轮；每个等速输出轴上左右两侧各铰接有一个减磨套，减磨套与根切活齿轮直接接触。
输入轴包括第一轴段、第一偏心轴段、第一滚道、第二偏心轴段、第三偏心轴段、第二滚道、第四偏心轴段、第二轴段、第一螺纹孔、内花键，第一轴段和第二轴段分别与圆锥滚子轴承内圈配合，且轴端各有一圈六个均布的第一螺纹孔，轴内各有一个内花键；第一偏心轴段和第四偏心轴段分别与第二交叉滚子轴承内圈配合；第二偏心轴段和第三偏心轴段上分别有第一滚道和第二滚道；第一滚道和第二滚道用于与前述第二交叉滚子的配合；整个输入轴关于其中间平面呈完全的中心对称布置，可达到动平衡效果。
第一交叉滚子轴承内圈包括第二螺纹孔、第三滚道、第一传动孔、第四滚道，八个均布的第二螺纹孔用于外接零部件；第三滚道用于与第一交叉滚子配合；八个均布的第一传动孔用于与等速输出轴的配合；第四滚道用于与圆锥滚子的配合。
等速输出轴包括第三轴段、第四轴段、第五轴段、第六轴段、第七轴段，第三轴段和第七轴段分别用于与第一传动孔配合；第四轴段和第六轴段用于与减磨套配合：第五轴段不与任何零件接触；等速输出轴关于其中间平面左右对称。
根切摆线轮包括第二传动孔、第五滚道、根切摆线滚道，第二传动孔用于与装配在等速输出轴上的减磨套接触配合；第五滚道用于与第二交叉滚子的配合；根切摆线滚道用于与滚针活齿的啮合，特别的，根切摆线滚道既可以是根切内摆线滚道，也可以是根切外摆线滚道；根切内摆线滚道是滚针活齿的第一啮合面绕着滚道啮合曲线扫略一周的包络面，其滚道内侧发生根切而外侧不根切；根切外摆线滚道是滚针活齿的第一啮合面绕着滚道啮合曲线扫略一周的包络面，其滚道外侧发生根切而内侧不根切；当根切摆线滚道采用根切内摆线滚道时，其滚道波数比滚针活齿数多一，其啮合曲线在平面直角坐标系中的参数方程为：
Figure BSA0000199530810000081
当根切摆线滚道采用根切外摆线滚道时，其滚道波数比滚针活齿数少一，其啮合曲线在平面直角坐标系中的参数方程为：
Figure BSA0000199530810000091
以上各式中，R-滚针活齿分布圆半径，即滚针活齿轴心到针轮轴心的距离；A-根切摆线轮与针轮的偏心距，即根切摆线轮轴线与针轮轴线之间的距离；Zc-根切摆线滚道的波数。
针轮包括第三螺纹孔、销孔、第一滚针啮合面、第二滚针啮合面、光孔，均匀分布的十六个第三螺纹孔用于与圆柱头螺钉的配合；八个均布的销孔用于与定位销的配合；第一滚针啮合面和第二滚针啮合面分别用于与滚针活齿的啮合，其曲面形状与滚针活齿齿面形状无缝贴合；光孔不与滚针活齿啮合，其直径尺寸大于滚针活齿的截面直径，以避免加工误差导致的滚针活齿运动卡死现象。
滚针活齿包括第一啮合面、第二啮合面、非啮合面、第三啮合面、第四啮合面，第一啮合面和第四啮合面分别与第一滚针啮合面啮合，且第一啮合面和第四啮合面均关于滚针活齿中间平面对称，其形状不仅限于柱面，也可是锥面或者波浪面，只需保证可装配在针轮上且与之啮合的根切摆线滚道存在单侧根切现象即可；第二啮合面和第三啮合面用于与第二滚针啮合面啮合，且第二啮合面和第三啮合面均关于滚针活齿中间平面对称，其形状不仅限于锥面，也可是波浪面，如球面；非啮合面不与针轮接触，便于滚针活齿的加工制造。
第二交叉滚子轴承内圈包括第六滚道，第六滚道用于与第二交叉滚子的配合。
在本实施例中，根切摆线滚道采用了根切内摆线滚道；第一啮合面采用了圆柱面；第二啮合面采用了圆锥面；整机传动参数见表1。
表1结构理论参数表
Figure BSA0000199530810000092
若在上述优选实施例中采用根切外摆线滚道，则其根切外摆线滚道波数为59个。
本发明由于采用了中心对称式结构，两个相同的根切摆线轮呈180°相位差中心对称式分布，而滚针活齿又居于减速器正中间，故其个数Zb只能是偶数个；而采用该种结构的减速器只能有两种构型，第一种是带有根切内摆线滚道的根切摆线轮，第二种是带有根切外摆线滚道的根切摆线轮。进一步的，减速器两端主体为两个交叉滚子轴承，由交叉滚子轴承的特性可知，两侧两个第一交叉滚子轴承内圈之间的轴向相对位置是始终不变的，故本发明省去了相比于传动摆线针轮减速器或典型的RV减速器那种两侧输出端零件靠几个均布的套筒加螺钉两侧夹紧的结构设计方式，一方面降低了加工制造与装配难度，另一方面，省去了大量的空间，将原本留给夹紧结构的空间让给了等速输出轴使用，即可以布置更多的均布等速输出轴，达到更好的传力效果。其次，输入轴的轴系结构依托于两侧的第一交叉滚子轴承内圈，轴系零件功能高度集成化，使整机结构更加简单、空间利用更加充分。
本减速器有多种安装使用方式，总得来说，在输入轴、第一交叉滚子轴承内圈和第一交叉滚子外圈三个零件中，任选一个作为固定件，在剩下的两个件中任选一个当做动力输入件，则剩下的那个件就为动力输出件，由上述方法排列组合得到的安装使用方式中，除了输入轴作为输出件时是增速运动，其他情况均为减速运动，现就其中一种减速情况，即第一交叉滚子轴承外圈固定、输入轴输入、第一交叉滚子轴承内圈输出的情况做传动原理说明：转动输入轴，铰接在第二偏心轴段和第三偏心轴段上的两个呈180°相位差分布的根切活齿轮会绕着输入轴轴线公转，同时，根切摆线轮上的根切摆线滚道与铰接在两个固定的针轮上的滚针活齿啮合，由于每个滚针活齿只会绕着自身轴线自转，而空间位置不会发生改变，故滚针活齿会迫使根切摆线轮绕着自身轴线自转，且输入轴每转动一周时，根切摆线轮自转角度为两个相邻滚针活齿轴线之间关于输入轴轴线的圆心角，由于根切摆线轮的自转运动与输入轴不同轴线，故需要将其自转运动通过等速输出机构转化至于输入轴同轴线的两个第一交叉滚子轴承内圈上，具体方法为，在第一交叉滚子轴承内圈上开数量为n的均布第一传动孔，在本发明的优选实施例中，n为8，同样的，在根切摆线轮上开数量为n的均布第二传动孔，数量为n的等速输出轴，两端分别插入两端的第一交叉滚子轴承内圈上的第一传动孔中，且每个等速输出轴均穿过根切摆线轮的第二传动孔，安装在每个等速输出轴上的两个减磨套分别与两个根切摆线轮上的第二传动孔相切啮合，第二传动孔内径比减磨套外径大两倍的偏心距，即2A，此时，由于两侧的根切摆线轮相位差180°，故左侧的减磨套均与左侧根切摆线轮上的第二传动孔下侧相切，右侧的减磨套均与右侧根切摆线轮上的第二传动孔上侧相切，当根切摆线轮运动时，第二传动孔会迫使减磨套绕着第二传动孔的轴线公转，由于两个轴线之间的距离刚好为偏心距A，故可将根切摆线轮的偏心运动，通过减磨套，进而通过等速输出轴，传递给两侧的第一交叉滚子轴承内圈，最终由第一交叉滚子轴承内圈输出运动。
输入轴采用了中空设计，且两侧端面有均布的第一螺纹孔，内孔还有内花键，其外接动力元件的方式灵活多样。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种中心对称单级根切摆线滚针减速器，包括输入轴、圆锥滚子轴承、第一交叉滚子轴承、等速输出轴、根切摆线轮、针轮、滚针活齿、第二交叉滚子轴承，其特征在于：所述的第一交叉滚子轴承的外圈和针轮各有两个，左侧的第一交叉滚子轴承的外圈和针轮固定安装在右侧的针轮上；右侧的第一交叉滚子轴承外圈固定安装在左侧的针轮上；所述的输入轴左右两端各铰接在一个圆锥滚子轴承的内圈上，圆锥滚子轴承的外圈固定安装在第一交叉滚子轴承的内圈上；第二交叉滚子轴承的内圈有两个，分别套在输入轴两侧，并通过圆锥滚子轴承的内圈轴向压紧在输入轴上；每个第二交叉滚子轴承的内圈上各铰接有一个根切摆线轮；每个根切摆线轮与第二交叉滚子轴承的内圈之间均有一圈交叉分布的第二交叉滚子轴承的滚子；一圈均布分布的数量为Zb的滚针活齿铰接在两个针轮内，两侧外伸端分别与两侧的根切摆线轮啮合；均匀分布的若干等速输出轴两端分别固定安装在两侧的第一交叉滚子轴承的内圈上，且每个等速输出轴分别穿过两个根切摆线轮。
2.如权利要求1所述的一种中心对称单级根切摆线滚针减速器，其特征在于：所述的第一交叉滚子轴承的外圈和左侧的针轮内设置有四个均布的定位销，用于两者间的定位；右侧的第一交叉滚子轴承的外圈和右侧的针轮内设置有四个均布的定位销，用于两者间的定位；每个第一交叉滚子轴承的外圈上均有一个通过塞子销固定安装的塞子，每个塞子里有一个紧定螺钉用于紧定塞子销；每个第一交叉滚子的轴承外圈上均固定安装有一个第二密封圈；每个第一交叉滚子轴承内圈上固定安装有一个第一密封圈；每个第一交叉滚子轴承的外圈内均铰接有一个第一交叉滚子轴承的内圈，且二者之间装配有一排交叉分布的第一交叉滚子轴承的滚子，每两个第一交叉轴承的滚子之间均装配有一个第一垫块；每两个第二交叉滚子轴承的滚子之间装配有一个第二垫块；每个第一交叉滚子轴承内圈内均装配有一圈在保持架内均布安装的圆锥滚子轴承的滚子，圆锥滚子轴承的滚子内侧与铰接在第一交叉滚子轴承的内圈的圆锥滚子轴承的内圈配合。
3.如权利要求1所述的一种中心对称单级根切摆线滚针减速器，其特征在于：所述的输入轴，包括第一轴段、第一偏心轴段、第一滚道、第二偏心轴段、第三偏心轴段、第二滚道、第四偏心轴段、第二轴段、第一螺纹孔、内花键，其特征在于：所述的第一轴段和第二轴段分别与圆锥滚子轴承的内圈配合，且轴端各有一圈六个均布的第一螺纹孔，轴内各有一个内花键；第一偏心轴段和第四偏心轴段分别与第二交叉滚子轴承的内圈配合；第二偏心轴段和第三偏心轴段上分别有第一滚道和第二滚道；第一滚道和第二滚道用于与所述的第二交叉滚子轴承的滚子配合；整个输入轴关于其中间平面呈完全的中心对称布置。
4.如权利要求1所述的一种中心对称单级根切摆线滚针减速器，其特征在于：所述的第一交叉滚子轴承的内圈包括第二螺纹孔、第三滚道、第一传动孔、第四滚道，八个所述的均布的第二螺纹孔用于外接零部件；第三滚道用于与第一交叉滚子配合；八个均布的第一传动孔用于与等速输出轴的配合；第四滚道用于与圆锥滚子轴承的滚子配合。
5.如权利要求1所述的一种中心对称单级根切摆线滚针减速器，其特征在于：所述的等速输出轴包括第三轴段、第四轴段、第五轴段、第六轴段、第七轴段，每个等速输出轴上左右两侧各铰接有一个减磨套，减磨套与根切活齿轮直接接触；所述的第三轴段和第七轴段分别用于与第一传动孔配合；第四轴段和第六轴段用于与减磨套配合；第五轴段不与任何零件接触；等速输出轴关于其中间平面左右对称。
6.如权利要求1所述的一种中心对称单级根切摆线滚针减速器，其特征在于：所述的根切摆线轮包括第二传动孔、第五滚道、根切摆线滚道，所述的第二传动孔用于与装配在等速输出轴上的减磨套接触配合；第五滚道用于与第二交叉滚子轴承的滚子配合；根切摆线滚道用于与滚针活齿啮合，根切摆线滚道为根切内摆线滚道或根切外摆线滚道。
7.如权利要求6所述的一种中心对称单级根切摆线滚针减速器，其特征在于：所述的根切内摆线滚道是滚针活齿的第一啮合面绕着滚道啮合曲线扫略一周的包络面，其滚道内侧发生根切而外侧不根切；根切外摆线滚道是滚针活齿的第一啮合面绕着滚道啮合曲线扫略一周的包络面，其滚道外侧发生根切而内侧不根切；当根切摆线滚道采用根切内摆线滚道时，其滚道波数比滚针活齿数多一，其啮合曲线在平面直角坐标系中的参数方程为：
Figure FSA0000199530800000021
当根切摆线滚道采用根切外摆线滚道时，其滚道波数比滚针活齿数少一，其啮合曲线在平面直角坐标系中的参数方程为：
Figure FSA0000199530800000022
以上各式中，R-滚针活齿分布圆半径，即滚针活齿轴心到针轮轴心的距离；A-根切摆线轮与针轮的偏心距，即根切摆线轮轴线与针轮轴线之间的距离；Zc-根切摆线滚道的波数。
8.如权利要求1所述的一种中心对称单级根切摆线滚针减速器，其特征在于：所述的针轮包括第三螺纹孔、销孔、第一滚针啮合面、第二滚针啮合面、光孔，所述的均匀分布的十六个第三螺纹孔用于与圆柱头螺钉的配合；八个均布的销孔用于与定位销的配合；第一滚针啮合面和第二滚针啮合面分别用于与滚针活齿的啮合，其曲面形状与滚针活齿齿面形状无缝贴合；光孔不与滚针活齿啮合，其直径尺寸大于滚针活齿的截面直径。
9.如权利要求1或8所述的一种中心对称单级根切摆线滚针减速器，其特征在于：所述的滚针活齿包括第一啮合面、第二啮合面、非啮合面、第三啮合面、第四啮合面，所述的第一啮合面和第四啮合面分别与第一滚针啮合面啮合，且第一啮合面和第四啮合面均关于滚针活齿中间平面对称，其形状不仅限于柱面，也可是锥面或者波浪面，只需保证可装配在针轮上且与之啮合的根切摆线滚道存在单侧根切现象即可；第二啮合面和第三啮合面用于与第二滚针啮合面啮合，且第二啮合面和第三啮合面均关于滚针活齿中间平面对称，其形状不仅限于锥面，也可是波浪面，如球面；非啮合面不与针轮接触，便于滚针活齿的加工制造。
10.如权利要求1所述的一种中心对称单级根切摆线滚针减速器，其特征在于：所述的第二交叉滚子轴承的内圈包括第六滚道，所述的第六滚道用于与第二交叉滚子轴承的滚子配合。
11.如权利要求7所述的一种中心对称单级根切摆线滚针减速器，其特征在于：所述的啮合曲线的参数方程确定时，其上任意一点的曲率半径随之确定；啮合曲线的曲率半径ρ的计算公式为：
Figure FSA0000199530800000031
12.如权利要求9所述的一种中心对称单级根切摆线滚针减速器，其特征在于：所述的第一啮合面柱面半径r需满足根切条件：
r＞ρmin
式中，ρmin-啮合曲线曲率半径ρ的最小值。
CN202010012354.3A 2020-01-06 2020-01-06 一种中心对称单级根切摆线滚针减速器 Active CN111120587B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010012354.3A CN111120587B (zh) 2020-01-06 2020-01-06 一种中心对称单级根切摆线滚针减速器
PCT/CN2021/070226 WO2021139636A1 (zh) 2020-01-06 2021-01-05 根切摆线活齿传动机构
CN202180013709.3A CN115066570A (zh) 2020-01-06 2021-01-05 根切摆线活齿传动机构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010012354.3A CN111120587B (zh) 2020-01-06 2020-01-06 一种中心对称单级根切摆线滚针减速器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111120587A true CN111120587A (zh) 2020-05-08
CN111120587B CN111120587B (zh) 2021-03-30

Family

ID=70487210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010012354.3A Active CN111120587B (zh) 2020-01-06 2020-01-06 一种中心对称单级根切摆线滚针减速器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111120587B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021139636A1 (zh) * 2020-01-06 2021-07-15 河南烛龙高科技术有限公司 根切摆线活齿传动机构

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104100680A (zh) * 2013-04-12 2014-10-15 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 摆线针轮减速机构
CN204420013U (zh) * 2015-01-29 2015-06-24 成都久和动力科技有限责任公司 一种圆弧齿针轮减速装置
CN108050211A (zh) * 2017-12-18 2018-05-18 深圳先进技术研究院 Nn型内摆线针轮行星减速器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104100680A (zh) * 2013-04-12 2014-10-15 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 摆线针轮减速机构
CN204420013U (zh) * 2015-01-29 2015-06-24 成都久和动力科技有限责任公司 一种圆弧齿针轮减速装置
CN108050211A (zh) * 2017-12-18 2018-05-18 深圳先进技术研究院 Nn型内摆线针轮行星减速器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021139636A1 (zh) * 2020-01-06 2021-07-15 河南烛龙高科技术有限公司 根切摆线活齿传动机构

Also Published As

Publication number Publication date
CN111120587B (zh) 2021-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111188876B (zh) 一种中心对称单级根切摆线活齿减速器
CN107299970B (zh) 一种摆线钢球减速装置及其在机器人关节中的应用
CN110397711B (zh) 凸轮激波式双级平面钢球减速器
CN107327543B (zh) 一种摆线钢球行星传动机构及其机器人关节减速装置
CN207093681U (zh) 一种摆线钢球行星传动机构及其机器人关节减速装置
CN105626816A (zh) 一种单列减变速一体化圆柱正弦活齿机构
US3938865A (en) Cageless roller bearing
WO2020238075A1 (zh) 一种双圆弧有隙啮合少齿差行星传动装置
CN111120587B (zh) 一种中心对称单级根切摆线滚针减速器
CN112081878A (zh) 一种机械平衡组合齿面滚道摆线活齿减速器
CN111173896B (zh) 一种单级根切摆线活齿传动单元
CN111120588B (zh) 一种中心对称双级差动根切摆线活齿减速器
CN111022589B (zh) 一种中心对称双级嵌套式根切摆线活齿减速器
CN111156306A (zh) 一种根切活齿传动啮合副及其生成方法
CN108533695B (zh) 一种可调式变齿厚摆线针轮传动装置
CN111120586B (zh) 一种双级封闭式根切摆线活齿减速器
CN111173895B (zh) 一种双级封闭式根切摆线活齿传动单元
CN113062956B (zh) 三弦活齿传动机构及其减速器
CN112081879B (zh) 一种一齿差摆线针轮减速装置
CN111173894B (zh) 一种双级嵌套封闭式根切摆线活齿传动单元
WO2018168762A1 (ja) 差動減速機のシリーズ及び差動減速機のシリーズの製造方法
RU103591U1 (ru) Планетарная передача
CN115066570A (zh) 根切摆线活齿传动机构
JP6890563B2 (ja) 偏心揺動型減速装置
CN210153157U (zh) 一种双圆弧有隙啮合少齿差行星传动装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: No. f III (201-202) - 62, torch garden, 1789 Xinfei Avenue, Xinxiang City, Henan Province, 453000

Applicant after: Henan Zhulong High Tech Co.,Ltd.

Address before: 453199 50 meters east of the intersection of Weizhou road and Bigan Avenue, Weihui City, Xinxiang City, Henan Province

Applicant before: Henan Zhulong High Tech Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant