CN111769689A - 一种少齿差减速器与电机一体化动力装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种少齿差减速器与电机一体化动力装置，包括同轴设置的电机、壳体和输出轴，壳体与输出轴转动连接；壳体的内部为中空的容纳腔，电机输出轴伸入容纳腔内并通过减速机构联动输出轴；电机输出轴靠近输出轴的一端连接有凸轮轴，减速机构包括套设在凸轮轴上的滚针轴承、套设在滚针轴承上的主动齿轮以及安装在主动齿轮与输出轴之间的传动组件；壳体的内壁具有内齿圈，主动齿轮与内齿圈形成少差齿的啮合。本发明通过将电机输出轴与凸轮轴设计为一体连接的结构，提高传动稳定性和效率，同时也使空间紧凑；主动齿轮与输出轴通过传动钢球进行传动，使得输出端可以直接承受径向力，结构精简，零件更少，零件加工精度更易控制，制造成本低。

Description

一种少齿差减速器与电机一体化动力装置

技术领域

本发明属于机械传动技术领域，具体涉及一种少齿差减速器与电机一体化动力装置。

背景技术

减速器通常都是和电机配套使用，在各个领域都会涉及，主要通过减速器和电机的配合去完成预先设定的动作，尤其是目前AGV仓储机器人、机器人手臂等领域对减速器和电机的组合空间有诸多的挑战。

目前减速器和电机都是单独个体，然后通过预留的连接方式进行连接，这样的连接方式，占用了太大的空间，在当前AGV、机器人手臂等对空间要求极其严格的领域，传统的结构已经无法适用，在不同部位所需减速器的种类不一样，也导致与电机的连接方式发生变化，这一点会造成品类多样，增加生产成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种少齿差减速器与电机一体化动力装置，本装置可以替代行星、平行减速器的作用，同时结构紧凑、占据空间小，使用范围广。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种少齿差减速器与电机一体化动力装置，包括同轴设置的电机、壳体和输出轴，所述壳体与输出轴转动连接；所述壳体的内部为中空的容纳腔，电机输出轴伸入容纳腔内并通过减速机构联动输出轴；所述电机输出轴靠近输出轴的一端连接有凸轮轴，所述减速机构包括套设在凸轮轴上的滚针轴承、套设在滚针轴承上的主动齿轮以及安装在主动齿轮与输出轴之间的传动组件；所述壳体的内壁具有内齿圈，所述内齿圈的齿数大于主动齿轮的齿数，所述主动齿轮与内齿圈形成少差齿的啮合。

作为优选的技术方案，所述传动组件包括分别开设在主动齿轮和输出轴相对端面上的第一滚珠槽组和第二滚珠槽组，以及位于由第一滚珠槽组和第二滚珠槽组拼接形成的空间内的传动钢球；所述第一滚珠槽组包括均匀布置的多个第一滚珠槽，所述第二滚珠槽组包括均匀布置的多个第二滚珠槽，所述第一滚珠槽与第二滚珠槽的结构相同且数量相等；所述第二滚珠槽包括中部的间隙部和对称分布在间隙部两侧的半球形弧形部，所述第一滚珠槽与第二滚珠槽垂直相对拼接。进一步优选的，所述第一滚珠槽和第二滚珠槽的数量为八个，所述传动钢球的数量为八个。

作为优选的技术方案，所述输出轴靠近壳体的一端的周侧开设有第一环状容纳槽，所述壳体的内壁开设有与第一环状容纳槽适配的第二环状容纳槽；所述第一环状容纳槽和第二环状容纳槽拼接形成的空间内放置有滚动钢球；所述壳体与输出轴通过滚动钢球转动连接。滚动钢球充当回转轴承，结构简单且转动稳定可靠。进一步优选的，所述第一环状容纳槽、第二环状容纳槽的纵截面为V型。

作为优选的技术方案，所述壳体上开设有与第二环状容纳槽贯通的安装孔，所述安装孔的尺寸与滚动钢球的尺寸相适配；所述安装孔内连接有用于堵塞安装孔的内螺纹圆柱销和堵头。组装时，通过安装孔将滚动钢球放入第一环状容纳槽和第二环状容纳槽拼接形成的空间内，然后通过堵头和内螺纹圆柱销进行封堵。

作为优选的技术方案，所述凸轮轴与电机输出轴为一体成型结构。

作为优选的技术方案，所述输出轴靠近壳体的一端的周侧还开设有第二环状容纳槽，所述第二环状容纳槽内放置有格莱圈。格莱圈在输出轴与壳体之间起到密封作用，提高装置的密封效果。

作为优选的技术方案，所述凸轮轴靠近输出轴的端面固接有连接部，所述连接部上套设有深沟球轴承，所述输出轴靠近连接部的端面中部开设有连接孔，所述连接孔与深沟球轴承相适配；所述输出轴通过深沟球轴承与连接部转动连接。

作为优选的技术方案，所述电机还包括套设在电机输出轴上的输入端盖和推力轴承，所述推力轴承位于主动齿轮与输入端盖之间；所述输入端盖、壳体通过内六角螺栓与电机固定连接。通过在主动齿轮与输入端盖之间放置推力轴承，可以抵消主动齿轮的轴向窜动。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明通过将电机输出轴与凸轮轴设计为一体连接的结构，减少了普通电机输出轴与少齿差减速器输入端花键式连接等过渡连接，极大的提高了传动的稳定性，大大降低能耗，提高传动效率，同时也使空间更紧凑；另外，主动齿轮与输出轴的传动通过传动钢球进行传动，传动效果明显，同时在纵向空间上得到很大的缩减，还能使输出端可以直接承受径向力；本装置整体简化了电机和减速器内部结构，零件更少，零件加工精度更容易控制，制造成本低，同时传动误差更小，精度稳定性更好，提高传动稳定性，适用的领域更广。

附图说明

图1为本发明提供的少齿差减速器与电机一体化动力装置的爆炸图；

图2为本发明提供的少齿差减速器与电机一体化动力装置的剖视图；

图3为壳体的结构示意图；

图4为壳体与主动齿轮的配合结构示意图；

图5为主动齿轮的侧视图；

图6为输出轴的侧视图；

图7为输出轴的轴侧图；

图8第二滚珠槽的结构示意图；

附图标记：1-电机，11-电机输出轴，12-凸轮轴，13-连接部，2-壳体，21-容纳腔，22-内齿圈，23-安装孔，24-内螺纹圆柱销，25-堵头，3-输出轴，31-连接孔，4-滚针轴承，5-主动齿轮，61-第一滚珠槽，62-第二滚珠槽，621-间隙部，622-半球形弧形部，63-传动钢球，71-第一环状容纳槽，72-第二环状容纳槽，73-滚动钢球，8-格莱圈，9-深沟球轴承，10-输入端盖，100-推力轴承，101-内六角螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作更进一步的说明。显然，所描述的实施例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作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。

如图1-8所示，一种少齿差减速器与电机一体化动力装置，包括同轴设置的电机1、壳体2和输出轴3，壳体2与输出轴3转动连接；作为一个实施方式，输出轴3靠近壳体2的一端的周侧开设有第一环状容纳槽71，壳体2的内壁开设有与第一环状容纳槽71适配的第二环状容纳槽72；第一环状容纳槽71和第二环状容纳槽72拼接形成的空间内放置有滚动钢球73；壳体2与输出轴3通过滚动钢球73转动连接。滚动钢球73充当回转轴承，结构简单且转动稳定可靠。进一步的，第一环状容纳槽、第二环状容纳槽的纵截面为V型。

壳体2的内部为中空的容纳腔21，电机输出轴11伸入容纳腔21内并通过减速机构联动输出轴3；电机输出轴11靠近输出轴3的一端连接有凸轮轴12，凸轮轴12与电机输出轴11为一体成型结构。减速机构包括套设在凸轮轴12上的滚针轴承4、套设在滚针轴承4上的主动齿轮5以及安装在主动齿轮5与输出轴3之间的传动组件；所述传动组件包括分别开设在主动齿轮5和输出轴3相对端面上的第一滚珠槽组和第二滚珠槽组，以及放置在由第一滚珠槽组和第二滚珠槽组拼接形成的空间内的传动钢球63；第一滚珠槽组包括均匀布置的多个第一滚珠槽61，第二滚珠槽组包括多个均匀布置的第二滚珠槽62，第一滚珠槽61与第二滚珠槽62的结构相同且数量相等；所述第二滚珠槽包括中部的间隙部和对称分布在间隙部两侧的半球形弧形部，第一滚珠槽61与第二滚珠槽62垂直相对拼接。作为一个实施方式，凸轮轴12的偏心量为1.5mm，则在凸出轴的带动下，主动齿轮的中心点轨迹为直径为3mm的圆周，所以将第二滚珠槽的间隙部的宽度设计为3mm以供传动钢球63运动；选用的传动钢球63的直径为5mm，半球形弧形部的半径与传动钢球63的尺寸相适配，为2.5mm。进一步优选的，第一滚珠槽61和第二滚珠槽62的数量为八个，传动钢球63的数量为八个。壳体2的内壁具有内齿圈22，内齿圈22的齿数大于主动齿轮5的齿数，主动齿轮5与内齿圈22形成少差齿的啮合。

凸轮轴12靠近输出轴3的端面固接有连接部13，连接部13上套设有深沟球轴承9，输出轴3靠近连接部13的端面中部开设有连接孔31，连接孔31与深沟球轴承9相适配；输出轴3通过深沟球轴承9与连接部13转动连接。电机1还包括套设在电机输出轴11上的输入端盖10和推力轴承100，推力轴承100位于主动齿轮5与输入端盖10之间；输入端盖10、壳体2通过内六角螺栓101与电机1固定连接。通过在主动齿轮5与输入端盖10之间放置推力轴承100，可以抵消主动齿轮5的轴向窜动。

为便于滚动钢球73的安装，壳体2上开设有与第二环状容纳槽72贯通的安装孔23，安装孔23的尺寸与滚动钢球73的尺寸相适配；安装孔23内连接有用于堵塞安装孔的内螺纹圆柱销24和堵头25。组装时，通过安装孔23将滚动钢球73放入第一环状容纳槽71和第二环状容纳槽72拼接形成的空间内，然后通过堵头25和内螺纹圆柱销24进行封堵。为提高装置的密封效果，输出轴3靠近壳体2的一端的周侧还开设有第二环状容纳槽72，所述第二环状容纳槽72内放置有格莱圈8，格莱圈8在输出轴3与壳体2之间起到良好的密封作用。

本装置的工作原理为：电机输出轴11与凸轮轴12为一体连接的结构，当电机1启动后，电机输出轴11与凸轮轴12同时转动，凸轮轴12带动主动齿轮5转动，主动齿轮5和壳体2的内齿圈22啮合，并产生减速效果，主动齿轮5通过传动钢球63在第一滚珠槽61内运动，将扭矩传递给输出轴3并带其转动，输出转速。本发明主动齿轮5与输出轴3之间通过传动钢球63进行传动，传动效果明显，同时在纵向空间上得到很大的缩减，还使输出端能够直接承受径向力；本发明通过将电机输出轴11与凸轮轴12设计为一体结构，实现电机与少齿差减速器的集成，使装置内部结构紧凑，显著缩小装置的占用空间。

Claims (10)

1.一种少齿差减速器与电机一体化动力装置，其特征在于：包括同轴设置的电机、壳体和输出轴，所述壳体与输出轴转动连接；所述壳体的内部为中空的容纳腔，电机输出轴伸入容纳腔内并通过减速机构联动输出轴；所述电机输出轴靠近输出轴的一端连接有凸轮轴，所述减速机构包括套设在凸轮轴上的滚针轴承、套设在滚针轴承上的主动齿轮以及安装在主动齿轮与输出轴之间的传动组件；所述壳体的内壁具有内齿圈，所述内齿圈的齿数大于主动齿轮的齿数，所述主动齿轮与内齿圈形成少差齿的啮合。

2.根据权利要求1所述的少齿差减速器与电机一体化动力装置，其特征在于：所述传动组件包括分别开设在主动齿轮和输出轴相对端面上的第一滚珠槽组和第二滚珠槽组，以及位于由第一滚珠槽组和第二滚珠槽组拼接形成的空间内的传动钢球；所述第一滚珠槽组包括均匀布置的多个第一滚珠槽，所述第二滚珠槽组包括均匀布置的多个第二滚珠槽，所述第一滚珠槽与第二滚珠槽的结构相同且数量相等；所述第二滚珠槽包括中部的间隙部和对称分布在间隙部两侧的半球形弧形部，所述第一滚珠槽与第二滚珠槽垂直相对拼接。

3.根据权利要求2所述的少齿差减速器与电机一体化动力装置，其特征在于：所述第一滚珠槽和第二滚珠槽的数量为八个，所述传动钢球的数量为八个。

4.根据权利要求1所述的少齿差减速器与电机一体化动力装置，其特征在于：所述输出轴靠近壳体的一端的周侧开设有第一环状容纳槽，所述壳体的内壁开设有与第一环状容纳槽适配的第二环状容纳槽；所述第一环状容纳槽和第二环状容纳槽拼接形成的空间内放置有滚动钢球；所述壳体与输出轴通过滚动钢球转动连接。

5.根据权利要求4所述的少齿差减速器与电机一体化动力装置，其特征在于：所述第一环状容纳槽、第二环状容纳槽的纵截面为V型。

6.根据权利要求4所述的少齿差减速器与电机一体化动力装置，其特征在于：所述壳体上开设有与第二环状容纳槽贯通的安装孔，所述安装孔的尺寸与滚动钢球的尺寸相适配；所述安装孔内连接有用于堵塞安装孔的内螺纹圆柱销和堵头。

7.根据权利要求1-6任一项所述的少齿差减速器与电机一体化动力装置，其特征在于：所述凸轮轴与电机输出轴为一体成型结构。

8.根据权利要求1-6任一项所述的少齿差减速器与电机一体化动力装置，其特征在于：所述输出轴靠近壳体的一端的周侧还开设有第二环状容纳槽，所述第二环状容纳槽内放置有格莱圈。

9.根据权利要求1-6任一项所述的少齿差减速器与电机一体化动力装置，其特征在于：所述凸轮轴靠近输出轴的端面固接有连接部，所述连接部上套设有深沟球轴承，所述输出轴靠近连接部的端面中部开设有连接孔，所述连接孔与深沟球轴承相适配；所述输出轴通过深沟球轴承与连接部转动连接。

10.根据权利要求1-6任一项所述的少齿差减速器与电机一体化动力装置，其特征在于：所述电机还包括套设在电机输出轴上的输入端盖和推力轴承，所述推力轴承位于主动齿轮与输入端盖之间；所述输入端盖、壳体通过内六角螺栓与电机固定连接。

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