CN111664227B - 一种纯滚动长寿命精密减速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纯滚动长寿命精密减速器，属于精密减速器领域。该减速器包括壳体、摆线轮、针齿、调整用针齿销套与销轴式输出机构柱销套、左、右圆盘、输出机构支撑轴承、输入轴、转臂轴承等。通过控制针齿销套与销轴式输出机构柱销套壁厚，调整关键啮合副和销轴式输出机构的间隙，获得高精度运动传递的效果；针齿啮合副及销轴式输出机构均为纯滚动构件，减少了啮合副和输出机构之间的滑动，改善润滑效果，降低磨损；销轴输出机构中两摆线齿轮同一销轴孔采用独立销套的结构有利于两摆线齿轮的均载，也可消除两摆线齿轮作用于销套上的剪切应力，进而实现长寿命的传动效果。

Description

一种纯滚动长寿命精密减速器

技术领域

本发明属于精密减速器领域，涉及一种纯滚动长寿命精密减速器。

背景技术

摆线类行星减速器具有传动精度高、传动效率高、扭转刚度大、结构紧凑体积小、回差小、传动平稳等突出优点，在机器人、航空与航天、数控机床、武器装备等领域应用十分广泛，是制造装备业和国防工业极其重要的基础件。

销轴式输出的摆线针轮减速器常用作动力传动。销轴式输出机构由圆周均匀安装于一端盘上的若干销轴、安装于销轴上的若干销套组成，该机构存在以下问题:(1)为简化机构，两180°对称安装的摆线齿轮同一位置的坐标孔常共用一销轴和销套，摆线齿轮坐标孔径与销轴套外径必须满足二者之差为2倍偏心距的几何关系。(2)两片摆线齿轮共用同一销套的坐标孔任一瞬间分布位于两片摆线轮的工作行程和空程位置，所以，两摆线齿轮坐标孔内壁与销套外圆柱面之间的滑动不同，此外，两片摆线轮共用同一销套的结构也不利于摆线齿轮均载，同时又使销套承受较大的剪切载荷，降低了减速器的寿命。(3)由于输出机构中销轴、销套及摆线齿轮坐标孔之间的切向滑动与间隙，很难实现精确运动输出。有鉴于此，为实现精确的运动传递，常采取的措施为通过选配针齿以控制摆线针轮啮合副之间的啮合间隙、通过轴向预紧消除支撑机构中球轴承或圆锥滚子轴承的游隙，上述措施仍存在摆线针轮啮合副针齿选配难且滚动效果差、球轴承或圆锥滚子轴承在预紧力作用下易磨损等缺陷。

鉴于上述问题，专利CN03117879.0锥形摆线轮行星传动装置提出了一种锥形摆线齿轮啮合副的结构，通过调整摆线齿轮轴向位置消除锥形摆线齿轮与滚针间的间隙；专利CN200510057463.2双圆盘摆线轮行星传动装置中的销轴式输出机构中两片摆线齿轮不共用同一销套，且销套与摆线齿轮坐标孔均采用锥形结构，通过调整轴向位置来消除销轴套和摆线齿轮坐标孔间的间隙。

上述两种方案仍存在以下问题：

(1)锥形摆线针齿啮合副和锥形销套在工作中相对滑动较大，滚动效果不理想；

(2)锥形齿廓或锥形销套加工困难且一致性差，从而导致啮合副和输出机构均载效果差；

(3)锥形销套轴向位置调整困难，与销轴间的间隙无法消除，润滑效果也很差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种纯滚动长寿命精密减速器。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种纯滚动长寿命精密减速器，包括通过调整针齿套壁厚来控制啮合间隙的纯滚动摆线针齿啮合副、通过调整销轴套壁厚消除销轴、销轴套和摆线齿轮坐标孔间隙的无隙销轴式输出机构、安装于同一销轴用于降低两片摆线齿轮与销轴之间滑动的独立销套和输出机构支撑轴承。

可选的，所述通过调整针齿套壁厚来控制啮合间隙的纯滚动摆线针齿啮合副具体为：针齿组件与摆线齿轮构成少齿差摆线针轮啮合副，啮合间隙通过针齿套壁厚来控制；针齿组件由圆周均布安装于壳体上的若干组针齿销轴和针齿套构成，其中针齿套内孔的名义尺寸大于针齿销轴外圆柱面的名义尺寸，进而构成工作状况下的纯滚动针齿。

可选的，所述安装于同一销轴用于降低两片摆线齿轮与销轴之间滑动的独立销套具体为：每片摆线齿轮的每个坐标孔与销轴之间的销轴套独立使用，不与同一销轴上另一片摆线齿轮相应位置坐标孔共用同一销轴套。

可选的，所述通过调整销轴套壁厚消除销轴、销轴套和摆线齿轮坐标孔间隙的无隙销轴式输出机构具体为：若干销轴左端分别与左圆盘上在同一圆周上均匀分布的坐标孔过盈连接，销轴右端有螺纹孔，分别通过螺钉与右圆盘联结；销轴分别穿过摆线齿轮上同一圆周上均匀分布的坐标孔，销轴套穿过销轴位于销轴与摆线齿轮坐标孔中间；销轴套外圆满足摆线针轮销轴式输出机构的柱销、销套和摆线齿轮坐标孔的几何位置关系，销轴套孔的名义尺寸大于销轴外径的名义尺寸；通过调整销轴套壁厚来控制摆线针轮销轴式输出机构正常工作时销轴与摆线齿轮坐标孔之间的间隙。

可选的，所述输出机构支撑轴承采用安装或集成于左右圆盘和壳体的交错滚子轴承形式，用于支撑输出机构和壳体的轴承选用交错滚子轴承，交错滚子轴承内圈分别安装或集成于左右圆盘，交错滚子轴承外圈安装或集成于壳体，通过选配滚子控制交错滚子轴承游隙。

可选的，所述输出机构支撑轴承采用标准系列深沟球轴承、角接触球轴承或圆锥滚子轴承形式，其轴承内圈安装于左右圆盘，外圈支撑于壳体，通过轴向调整垫片控制轴承游隙。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明采用控制销套壁厚或者选用圆柱滚子的方式控制减速器中啮合副、输出机构、支撑轴承的间隙，不存在预紧力，额定工况下磨损小，有利于提高减速器的保精度寿命，此外，圆柱销套和圆柱滚子加工容易，批量化生产成本低；

(2)本发明中的针齿组件和输出销轴组件均采用销套孔名义尺寸大于销轴外径名义尺寸的方案，该结构在工况下滚动效果好，且工作状况下销套与销轴间形成单边孔径间隙，可以储存润滑介质，卷吸润滑效果好，有利于提高机构的传动效率，降低磨损，从而提高减速器的寿命；

(3)独立销套结构不但消除了两片摆线齿轮对共用销套的剪切载荷，且有利于摆线齿轮均载，都有利于提高减速器的寿命，此外也突破了摆线齿轮坐标孔内径与销轴套外径之差为2倍偏心距的几何约束的局限；

(4)用于支撑输出机构和壳体的交错滚子轴承可时承受大的弯扭组合载荷的作用，且可以承受比较大的轴向力。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为纯滚动摆线针齿啮合副局部放大图；

图3为纯滚动摆线针齿啮合副三维示意图；

图4为无隙销轴式输出机构局部放大图；

图5为无隙销轴式输出机构三维示意图；

图6为支撑轴承采用深沟球轴承的减速器结构示意图；

图7为支撑轴承采用角接触球轴承的减速器结构示意图；

图8为支撑轴承采用圆锥滚子轴承的减速器结构示意图。

附图标记：1-左圆盘；2-交错滚子轴承内圈；3-交错滚子；4-壳体；5-针齿套；6-针齿；7-交错滚子轴承外圈，8-摆线轮；9-右圆盘；10-螺钉；11-卡簧；12-圆锥滚子轴承；13-定位块；14-套筒；15-销轴套；16-油封；17-销轴；18-圆柱滚子；19-输入轴。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1～图8所示，本实施例的纯滚动长寿命紧密减速器，包括壳体4、左圆盘1、右圆盘9、摆线轮8、针齿组件、输出柱销组件、输入轴19、交错滚子轴承、圆柱滚子18。所述针齿组件与摆线齿轮8构成纯滚动摆线针齿啮合副。所述输出柱销组件与摆线齿轮8、左圆盘1、右圆盘9构成无隙销轴式输出机构。输入轴19沿轴向穿过摆线齿轮8，同时输入轴19与摆线齿轮8通过满装圆柱滚子轴承转动配合。

本实施例中，所述针齿组件由圆周均布安装于壳体4上的针齿6和针齿套5构成；所述针齿套5内孔的名义尺寸大于针齿6外圆柱面的名义尺寸，进而构成工作状况下的纯滚动针齿；纯滚动针齿组件与摆线齿轮8构成纯滚动摆线针齿啮合副，其啮合间隙通过调整针齿套壁厚来控制。

本实施例中，所述壳体4中部的圆柱形孔两端与交错滚子轴承之间各有对称分布的凸缘，在凸缘上均匀分布有圆形通孔，在凸缘中间设置有环形凸台，针齿6两端安装于凸缘上的圆形通孔中，针齿中部与环形凸台形成三点支撑。

本实施例中，所述输出柱销组件包括销轴17与销轴套15；所述销轴17左端分别与左圆盘1上在同一圆周上均匀分布的坐标孔过盈连接，销轴17右端有螺纹孔，分别通过螺钉10与右圆盘9连接；销轴17分别穿过摆线齿轮8上同一圆周上均匀分布的坐标孔，销轴套15穿过销轴17位于销轴与摆线齿轮坐标孔中间；销轴套孔的名义尺寸大于销轴外径的名义尺寸；通过调整销轴套壁厚来控制摆线针轮销轴式输出机构正常工作时销轴与摆线齿轮坐标孔之间的间隙。

本实施例中，所述摆线齿轮8的每个坐标孔与销轴之间的销轴套15独立使用，不与同一销轴上另一片摆线齿轮相应位置坐标孔共用同一销轴套。

本实施例中，所述左圆盘1、右圆盘9中心轴线设置有圆形通孔与卡簧槽；在圆形通孔内分别安装有圆锥滚子轴承12，卡簧槽内安装有卡簧11并以此对圆锥滚子轴承进行轴向定位与预紧；所述圆锥滚子轴承12内圈安装于输入轴19两端，输入轴上设置有双偏心部，双偏心部驱动摆线轮作公转运动，双偏心相位角为180°，保证在运动过程中减速器受力平衡；所述双偏心部两端面安装有定位块13，偏心部外圆满装摆放着圆柱滚子18；所述定位块13对满装圆柱滚子进行轴向定位；摆线轮8中心轴线设置有圆形通孔，圆形通孔作为满装圆柱滚子轴承外圈与双偏心部上满装排列的圆柱滚子18配合形成满装圆柱滚子轴承；

本实施例中，所属交错滚子轴承由交错滚子轴承内圈2，交错滚子轴承外圈7,与径向、轴向间隔排列的交错滚子3装入隔离块组成；所述壳体4左、右两端面设置有台阶性圆孔，交错滚子轴承外圈7安装于台阶形圆孔内；所述左圆盘1、右圆盘9上分别安装有交错滚子轴承内圈2，左、右圆盘通过交错滚子轴承安装于壳体4左、右端面的台阶形圆孔内；本实施例中，所述交叉滚子轴外圈7可集成与壳体，交叉滚子轴承内圈2集成于左、右圆盘，减少减速器零件数量。

本实施例中，用于支撑左右圆盘和壳体的交错滚子轴承可采用标准系列深沟球轴承、角接触球轴承或圆锥滚子轴承。其结构分别如图6、7、8所示。标准系列轴承的外圈安装于壳体，内圈安装于左右圆盘。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种纯滚动长寿命精密减速器，其特征在于：包括通过调整针齿套壁厚来控制啮合间隙的纯滚动摆线针齿啮合副、通过调整销轴套壁厚消除销轴、销轴套和摆线齿轮坐标孔间隙的无隙销轴式输出机构、安装于同一销轴用于降低两片摆线齿轮与销轴之间滑动的独立销套和输出机构支撑轴承；

所述通过调整针齿套壁厚来控制啮合间隙的纯滚动摆线针齿啮合副具体为：针齿组件与摆线齿轮构成少齿差摆线针轮啮合副，啮合间隙通过针齿套壁厚来控制；针齿组件由圆周均布安装于壳体上的若干组针齿销轴和针齿套构成，其中针齿套内孔的名义尺寸大于针齿销轴外圆柱面的名义尺寸，进而构成工作状况下的纯滚动针齿；

所述通过调整销轴套壁厚消除销轴、销轴套和摆线齿轮坐标孔间隙的无隙销轴式输出机构具体为：若干销轴左端分别与左圆盘上在同一圆周上均匀分布的坐标孔过盈连接，销轴右端有螺纹孔，分别通过螺钉与右圆盘联结；销轴分别穿过摆线齿轮上同一圆周上均匀分布的坐标孔，销轴套穿过销轴位于销轴与摆线齿轮坐标孔中间；销轴套外圆满足摆线针轮销轴式输出机构的柱销、销套和摆线齿轮坐标孔的几何位置关系，销轴套孔的名义尺寸大于销轴外径的名义尺寸；通过调整销轴套壁厚来控制摆线针轮销轴式输出机构正常工作时销轴与摆线齿轮坐标孔之间的间隙。

2.根据权利要求1所述的一种纯滚动长寿命精密减速器，其特征在于：所述安装于同一销轴用于降低两片摆线齿轮与销轴之间滑动的独立销套具体为：每片摆线齿轮的每个坐标孔与销轴之间的销轴套独立使用，不与同一销轴上另一片摆线齿轮相应位置坐标孔共用同一销轴套。

3.根据权利要求1所述的一种纯滚动长寿命精密减速器，其特征在于：所述输出机构支撑轴承采用安装或集成于左右圆盘和壳体的交错滚子轴承形式，用于支撑输出机构和壳体的轴承选用交错滚子轴承，交错滚子轴承内圈分别安装或集成于左右圆盘，交错滚子轴承外圈安装或集成于壳体，通过选配滚子控制交错滚子轴承游隙。

4.根据权利要求1所述的一种纯滚动长寿命精密减速器，其特征在于：所述输出机构支撑轴承采用标准系列深沟球轴承、角接触球轴承或圆锥滚子轴承形式，其轴承内圈安装于左右圆盘，外圈支撑于壳体，通过轴向调整垫片控制轴承游隙。

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