CN112728017A - 减速器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种减速器，减速器包括外壳、摆线轮、曲柄轴、多个滚子和预紧部，摆线轮设置在外壳内，摆线轮具有轴孔，轴孔具有锥形内壁；曲柄轴设置在外壳内，曲柄轴包括主轴和设置在主轴上的偏心部，偏心部的轴线和主轴的轴线间隔设置，偏心部具有锥形外壁，偏心部位于轴孔内；多个滚子分布在锥形外壁和锥形内壁之间的区域内以形成轴承结构；预紧部设置在外壳内，预紧部沿预设方向对摆线轮施加预紧力，预设方向为从锥形内壁的开口小的一端朝向锥形内壁的开口大的一端。采用该方案，可以消除轴承结构的间隙，并且，锥形壁具有轴向限位作用，这样无需设置垫片。因此该方案提高了轴承结构的刚度和承载能力，从而提高了减速器的寿命。

Description

减速器
技术领域
本发明涉及减速器技术领域，具体而言，涉及一种减速器。
背景技术
RV减速器主要是由一级行星齿轮传动与二级摆线针轮传动组成的一种新型的摆线针轮行星传动，RV减速器主要应用在工业机器人关节部位，其对RV减速器提出了传动精度高、回差小、刚度大、抗冲击能力强、结构紧凑、传动效率高等要求。这些要求都对零件加工精度和安装精度提出了高的要求。曲柄轴是RV减速器上的核心部件，属于RV减速器一级传动装置，其一端连接一级输出动力源，一端连接二级输入动力源，曲柄轴上各部分的加工精度及轴承性能直接影响RV减速器的传动精度和使用寿命。
现有的RV减速器结构中，曲柄轴的偏心部外安装滚针轴承，为了防止滚针轴承发生轴向窜动，设置有垫片对滚针轴承进行止挡。但是由于曲柄轴部分的垫片厚度影响曲柄轴安装圆锥滚子轴承后的总体装配高，因此对于垫片的厚度提出较高要求。由于垫片厚度较小，其加工难度较大。还由于垫片较薄，在曲柄轴两端圆锥滚子轴承承受较大轴向力时，还会导致垫片发生断裂，而且，垫片的存在，也阻止了润滑脂从轴向进入滚针轴承，不利于滚针轴承的润滑。
众所周知，RV减速器的寿命由滚针轴承部分的寿命所决定，该部分寿命较低的原因之一是为了方便装配，安装在曲柄轴上的滚针轴承往往具有一定的游隙。由于游隙的存在，以40E减速机为例，所用滚针轴承有14个滚子，滚针轴承在承载时，仅有3个左右的滚子承载，运行时单个滚子载荷较大，导致滚子和滚道的应力较大，寿命较低，整机的寿命受该部分的寿命限制。
发明内容
本发明提供了一种减速器，以提高减速器的寿命。
为了实现上述目的，本发明提供了一种减速器，包括：外壳；摆线轮，设置在所述外壳内，所述摆线轮具有轴孔，所述轴孔具有锥形内壁；曲柄轴，设置在所述外壳内，所述曲柄轴包括主轴和设置在所述主轴上的偏心部，所述偏心部的轴线和所述主轴的轴线间隔设置，所述偏心部具有锥形外壁，所述偏心部位于所述轴孔内；多个滚子，多个所述滚子分布在所述锥形外壁和所述锥形内壁之间的区域内以形成轴承结构；预紧部，设置在所述外壳内，所述预紧部沿预设方向对所述摆线轮施加预紧力，所述预设方向为从所述锥形内壁的开口小的一端朝向所述锥形内壁的开口大的一端。
进一步地，所述曲柄轴包括两个所述偏心部，两个所述偏心部的轴线间隔设置，所述摆线轮为两个，两个所述摆线轮和所述曲柄轴的两个所述偏心部一一对应设置。
进一步地，两个所述偏心部的锥形外壁的开口小的一端相向设置，两个所述摆线轮的锥形内壁的开口小的一端相向设置，所述预紧部位于两个所述摆线轮之间。
进一步地，所述预紧部为圆球，两个所述摆线轮均和所述圆球抵接。
进一步地，两个所述摆线轮上均设置有限位结构，所述限位结构和所述预紧部限位配合。
进一步地，每个所述摆线轮上的所述限位结构均为N个，所述限位结构包括间隔设置的限位槽和滚道，其中，一个所述摆线轮上的限位槽和另一个所述摆线轮上的滚道对应设置；所述预紧部为N个，每个所述预紧部均夹设在对应的所述限位槽和所述滚道之间。
进一步地，所述限位槽为圆形凹槽，所述滚道为环形凹槽，两个所述摆线轮在转动的过程中，所述预紧部在所述环形凹槽内沿所述环形凹槽的周向滚动。
进一步地，所述预紧部为圆球，所述圆形凹槽的曲率半径以及所述环形凹槽的沟道曲率半径均大于所述圆球的半径。
进一步地，所述偏心部的轴线和所述主轴的轴线之间的距离为偏心量e，所述环形凹槽的环形中心线的直径为4e。
进一步地，所述减速器还包括：刚性盘，和所述主轴的一端配合；第一轴承，设置在所述外壳的内壁和所述刚性盘的外壁之间，所述第一轴承和一个所述摆线轮之间具有间隙；行星轮，和所述主轴的另一端配合；行星架，和所述行星轮配合；第二轴承，设置在所述外壳的内壁和所述行星架的外壁之间，所述第二轴承和另一个所述摆线轮之间具有间隙。
进一步地，所述滚子为圆柱滚子或圆锥滚子。
应用本发明的技术方案，提供了一种减速器，减速器包括外壳、摆线轮、曲柄轴、多个滚子和预紧部，摆线轮设置在外壳内，摆线轮具有轴孔，轴孔具有锥形内壁；曲柄轴设置在外壳内，曲柄轴包括主轴和设置在主轴上的偏心部，偏心部的轴线和主轴的轴线间隔设置，偏心部具有锥形外壁，偏心部位于轴孔内；多个滚子分布在锥形外壁和锥形内壁之间的区域内以形成轴承结构；预紧部设置在外壳内，预紧部沿预设方向对摆线轮施加预紧力，预设方向为从锥形内壁的开口小的一端朝向锥形内壁的开口大的一端。采用该方案，由于轴承结构具有锥形外壁和锥形内壁，预紧部对摆线轮施加轴向的预紧力后，锥形内壁、滚子和锥形外壁依次抵接，从而可以消除轴承结构的间隙，并且，锥形壁具有轴向限位作用，这样无需设置垫片。因此该方案提高了轴承结构的刚度和承载能力，从而提高了减速器的寿命。而且，上述设置无需传统轴承的内圈、外圈，无需设置垫片，从而提高了生产效率，降低了生产成本。
本实施实例提供的减速器对比传统的RV减速器，不仅省去了垫片等结构，而且消去了滚针轴承部分存在的游隙，在该部分承受径向力时，对比传统减速器中仅有不到四分之一数量的滚子参与承载的情况，本方案所提出的结构可以实现一半的滚子参与承载，由于消去了游隙，增大了滚子承载数目，可以提高该部分的刚度情况，进而提高减速器的整体刚度。同时，由于RV减速器整机的寿命主要受该部分轴承的寿命所限制，在同样的工况下，滚子和滚道所承担的应力更小，可以提高该部分的寿命，因此提高了RV减速器整体的寿命。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明的实施例提供的减速器的结构示意图；
图2示出了图1中的减速器的局部放大图；
图3示出了图1中的曲柄轴的结构示意图；
图4示出了图1中的摆线轮的结构示意图；
图5示出了图4中的摆线轮在A-A位置的剖视图；
图6示出了图4中的摆线轮在B-B位置的剖视图；
图7示出了图4中的摆线轮在E位置的放大图；
图8示出了图4中的摆线轮在F位置的放大图；
图9示出了图5中的摆线轮在C位置的放大图；
图10示出了图5中的摆线轮在D位置的放大图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、外壳；20、摆线轮；21、轴孔；22、锥形内壁；23、限位槽；24、滚道；30、曲柄轴；31、主轴；32、偏心部；33、锥形外壁；40、滚子；50、预紧部；61、刚性盘；62、第一轴承；63、行星轮；64、行星架；65、第二轴承。
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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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至图10所示，本发明的实施例提供了一种减速器，包括：外壳10；摆线轮20，设置在外壳10内，摆线轮20具有轴孔21，轴孔21具有锥形内壁22；曲柄轴30，设置在外壳10内，曲柄轴30包括主轴31和设置在主轴31上的偏心部32，偏心部32的轴线和主轴31的轴线间隔设置，偏心部32具有锥形外壁33，偏心部32位于轴孔21内；多个滚子40，多个滚子40分布在锥形外壁33和锥形内壁22之间的区域内以形成轴承结构；预紧部50，设置在外壳10内，预紧部50沿预设方向对摆线轮20施加预紧力，预设方向为从锥形内壁22的开口小的一端朝向锥形内壁22的开口大的一端。
采用该方案，由锥形外壁33、锥形内壁22和多个滚子40组成轴承结构，预紧部50对摆线轮20施加轴向的预紧力后，锥形内壁22、滚子40和锥形外壁33依次抵接，从而可以消除轴承结构的间隙，并且，锥形外壁33和锥形内壁22具有轴向限位作用，这样无需设置垫片进行轴向限位。因此该方案提高了轴承结构的刚度和承载能力，从而提高了减速器的寿命。而且，上述设置无需传统轴承的内圈、外圈，无需设置垫片，从而提高了装配效率，降低了生产成本。
其中，锥形外壁33和锥形内壁22相对于轴线的倾斜方向相同。减速器还包括保持架，保持架设置在锥形外壁33和锥形内壁22之间，多个滚子40设置在保持架上。曲柄轴30为两个，摆线轮20上具有两个轴孔21。减速器为RV减速器。
在本实施例中，曲柄轴30包括两个偏心部32，两个偏心部32的轴线间隔设置，摆线轮20为两个，两个摆线轮20和曲柄轴30的两个偏心部32一一对应设置。其中，两个偏心部32的轴线以及主轴31的轴线均位于同一平面上。
在本实施例中，两个偏心部32的锥形外壁33的开口小的一端相向设置，两个摆线轮20的锥形内壁22的开口小的一端相向设置，预紧部50位于两个摆线轮20之间。采用上述设置，预紧部50可对两个摆线轮20施加预紧力，从而消除轴承结构的游隙。
在本实施例中，预紧部50为圆球，两个摆线轮20均和圆球抵接。将预紧部50设置为圆球，结构简单，并且摆线轮20在转动过程中圆球可发生滚动，从而减小摩擦阻力。
在本实施例中，两个摆线轮20上均设置有限位结构，限位结构和预紧部50限位配合。这样可通过限位结构对预紧部50进行限位，以避免预紧部50脱落。
具体地，每个摆线轮20上的限位结构均为N个，限位结构包括间隔设置的限位槽23和滚道24，其中，一个摆线轮20上的限位槽23和另一个摆线轮20上的滚道24对应设置；预紧部50为N个，每个预紧部50均夹设在对应的限位槽23和滚道24之间。这样可通过相对的限位槽23和滚道24对预紧部50进行限位，避免预紧部50脱离。其中，N为大于0的自然数。采用上述设置的一个好处是每个摆线轮20的结构和尺寸均相同，无需设置不同的摆线轮20，降低了成本，在装配时将两个摆线轮20具有限位结构的面相对设置。
进一步地，限位槽23为圆形凹槽，滚道24为环形凹槽，两个摆线轮20在转动的过程中，预紧部50在环形凹槽内沿环形凹槽的周向滚动。这样降低了预紧部50和摆线轮20的磨损，提高了使用寿命。
具体地，预紧部50为圆球，圆形凹槽的曲率半径以及环形凹槽的沟道曲率半径均大于圆球的半径。这样便于润滑脂进入限位槽23和滚道24内，提高润滑效果。
在本实施例中，偏心部32的轴线和主轴31的轴线之间的距离为偏心量e，环形凹槽的环形中心线的直径为4e。这样可保证预紧部50在环形凹槽内顺畅转动。具体地，环形中心线的直径为环形凹槽的外径和环形凹槽的内径的和的一半。
在本实施例中，减速器还包括：刚性盘61，和主轴31的一端配合；第一轴承62，设置在外壳10的内壁和刚性盘61的外壁之间，第一轴承62和一个摆线轮20之间具有间隙；行星轮63，和主轴31的另一端配合；行星架64，和行星轮63配合；第二轴承65，设置在外壳10的内壁和行星架64的外壁之间，第二轴承65和另一个摆线轮20之间具有间隙。通过上述设置，可避免第一轴承62或第二轴承65与摆线轮20发生摩擦，避免了磨损。其中，第一轴承62和第二轴承65均为角接触球轴承。其中，滚子40可以设置为圆柱滚子或圆锥滚子。
本实施实例提供的减速器对比传统的RV减速器，不仅省去了垫片等结构，而且消去了滚针轴承部分存在的游隙，在该部分承受径向力时，对比传统减速器中仅有不到四分之一数量的滚子参与承载的情况，本方案所提出的结构可以实现一半的滚子参与承载，由于消去了游隙，增大了滚子承载数目，可以提高该部分的刚度情况，进而提高减速器的整体刚度。同时，由于RV减速器整机的寿命主要受该部分轴承的寿命所限制，在同样的工况下，滚子和滚道所承担的应力更小，可以提高该部分的寿命，因此提高了RV减速器整体的寿命。
通过上述方案，可以解决如下技术问题：1、解决了曲柄轴上的轴承存在间隙，滚子与摆线轮、曲柄轴之间的应力较大问题；2、解决了由于轴承安装时存在间隙，该轴承部分刚度较低的问题；3、解决了垫片在运行过程中容易受到冲击被破坏的问题；4、解决了滚针轴承部分寿命较低的问题。
通过上述方案，可产生以下有益效果：1、通过结构的改进设计，消除了滚针轴承的间隙，同时对摆线轮轴承孔的部分进行预紧，提高了轴承部分的刚度；2、通过结构的改进设计，提高了承载滚子的数量，降低了曲柄轴和摆线轮承载时的应力；3、通过结构的改进设计，杜绝了摆线轮端面与角接触球轴承外圈、摆线轮端面之间发生摩擦，抑制了减速器的发热；4、通过结构的改进设计，提高了滚针轴承部分的寿命，进而优化了减速器整体寿命；5、通过结构的改进设计，去除了RV减速器中的垫片，提高了生产效率，降低了生产成本；6、通过结构的改进设计，圆锥滚子轴承的轴向力直接作用于偏心块上，去除了垫片被直接破坏的可能性，提高了RV减速器的可靠性。
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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (11)

1.一种减速器，其特征在于，包括：
外壳(10)；
摆线轮(20)，设置在所述外壳(10)内，所述摆线轮(20)具有轴孔(21)，所述轴孔(21)具有锥形内壁(22)；
曲柄轴(30)，设置在所述外壳(10)内，所述曲柄轴(30)包括主轴(31)和设置在所述主轴(31)上的偏心部(32)，所述偏心部(32)的轴线和所述主轴(31)的轴线间隔设置，所述偏心部(32)具有锥形外壁(33)，所述偏心部(32)位于所述轴孔(21)内；
多个滚子(40)，多个所述滚子(40)分布在所述锥形外壁(33)和所述锥形内壁(22)之间的区域内以形成轴承结构；
预紧部(50)，设置在所述外壳(10)内，所述预紧部(50)沿预设方向对所述摆线轮(20)施加预紧力，所述预设方向为从所述锥形内壁(22)的开口小的一端朝向所述锥形内壁(22)的开口大的一端。
2.根据权利要求1所述的减速器，其特征在于，所述曲柄轴(30)包括两个所述偏心部(32)，两个所述偏心部(32)的轴线间隔设置，所述摆线轮(20)为两个，两个所述摆线轮(20)和所述曲柄轴(30)的两个所述偏心部(32)一一对应设置。
3.根据权利要求2所述的减速器，其特征在于，两个所述偏心部(32)的锥形外壁(33)的开口小的一端相向设置，两个所述摆线轮(20)的锥形内壁(22)的开口小的一端相向设置，所述预紧部(50)位于两个所述摆线轮(20)之间。
4.根据权利要求2所述的减速器，其特征在于，所述预紧部(50)为圆球，两个所述摆线轮(20)均和所述圆球抵接。
5.根据权利要求2所述的减速器，其特征在于，两个所述摆线轮(20)上均设置有限位结构，所述限位结构和所述预紧部(50)限位配合。
6.根据权利要求5所述的减速器，其特征在于，每个所述摆线轮(20)上的所述限位结构均为N个，所述限位结构包括间隔设置的限位槽(23)和滚道(24)，其中，一个所述摆线轮(20)上的限位槽(23)和另一个所述摆线轮(20)上的滚道(24)对应设置；所述预紧部(50)为N个，每个所述预紧部(50)均夹设在对应的所述限位槽(23)和所述滚道(24)之间。
7.根据权利要求6所述的减速器，其特征在于，所述限位槽(23)为圆形凹槽，所述滚道(24)为环形凹槽，两个所述摆线轮(20)在转动的过程中，所述预紧部(50)在所述环形凹槽内沿所述环形凹槽的周向滚动。
8.根据权利要求7所述的减速器，其特征在于，所述预紧部(50)为圆球，所述圆形凹槽的曲率半径以及所述环形凹槽的沟道曲率半径均大于所述圆球的半径。
9.根据权利要求7所述的减速器，其特征在于，所述偏心部(32)的轴线和所述主轴(31)的轴线之间的距离为偏心量e，所述环形凹槽的环形中心线的直径为4e。
10.根据权利要求2所述的减速器，其特征在于，所述减速器还包括：
刚性盘(61)，和所述主轴(31)的一端配合；
第一轴承(62)，设置在所述外壳(10)的内壁和所述刚性盘(61)的外壁之间，所述第一轴承(62)和一个所述摆线轮(20)之间具有间隙；
行星轮(63)，和所述主轴(31)的另一端配合；
行星架(64)，和所述行星轮(63)配合；
第二轴承(65)，设置在所述外壳(10)的内壁和所述行星架(64)的外壁之间，所述第二轴承(65)和另一个所述摆线轮(20)之间具有间隙。
11.根据权利要求1所述的减速器，其特征在于，所述滚子(40)为圆柱滚子或圆锥滚子。
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