CN113700802A - 一种曲柄组件、减速器和机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种曲柄组件、减速器和机器人，涉及减速器技术领域，解决了现有技术中曲柄组件因磨损堆积的金属粉末造成润滑性能不良的技术问题。本发明的曲柄组件包括曲柄轴、滚针轴承和轴垫片，轴垫片设置于滚针轴承上，曲柄轴装配于滚针轴承和轴垫片的安装孔中，并且滚针轴承和轴垫片上设置有在曲柄轴的轴向方向上贯通的通孔，通孔用于供润滑油流通。本发明的曲柄组件通过滚针轴承和轴垫片上的通孔，可将两滚针轴承间的磨损铁屑带出至减速器腔体内，曲柄组件处的铁屑排出到减速器腔体里可大大稀释曲柄组件处的铁屑浓度，从而改善曲柄组件的润滑环境，增强曲柄组件的精度和使用寿命。

Description

一种曲柄组件、减速器和机器人
技术领域
本发明涉及减速器技术领域，尤其涉及一种曲柄组件、包括该曲柄组件的减速器和包括该减速器的机器人。
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摆线针轮行星传动减速器，RV减速器主要应用在工业机器人关节部位。RV减速器在工业机器人上的应用，对RV减速器提出了传动精度高、回差小、输出扭矩大、抗冲击能力强、结构紧凑、传动效率高等要求。
图1示出了现有RV减速器的结构示意图。RV减速器的零件中集合了多种精密零件，其中包含了轴承、齿轮等传动部件，因此，为了增强整机的精度和使用寿命，需要在RV减速器内填充润滑剂。另一方面，在RV减速器运转过程中，各个传动部件间会产生金属磨损粉末，而金属磨损粉末的堆积会产生润滑不良的问题，从而影响整机的精度和使用寿命。申请人通过铁粉浓度测试仪发现，RV减速器的金属磨损主要集中在滚针轴承、主轴承和行星齿轮处，其中滚针轴承处堆积的金属粉末最为影响整机的精度和使用寿命。因此，急需改善RV减速器中曲柄组件的润滑性能。
公布号为CN104755802A的专利公开了一种偏心摆动型齿轮装置。该专利的齿轮装置通过在刚性盘一侧的轴承孔及中心贯穿孔中安装油密封来阻止减速器安装母体(工业机器人、机床等)侧的金属质异物进入减速器内部，以免造成轴承、齿轮的损坏或者减速器整机的早期失效。但该种结构对减速器整机因磨损带来的精度与使用寿命损失没有改善作用。
公布号为CN104100681A的专利公开了一种偏心摆动型齿轮装置。该专利的齿轮装置通过在支座形成中央贯穿孔和油槽，通过中央贯穿孔和油槽来进行曲柄轴承的润滑。但该种结构只能增加减速器内部的储油空间，改善曲柄轴承的润滑，不能有效的将曲柄轴承的磨屑带出曲柄轴承外部。
发明内容
本发明的其中一个目的是提出一种曲柄组件、减速器和机器人，解决了现有技术中曲柄组件因磨损堆积的金属粉末造成润滑性能不良的技术问题。本发明优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明的曲柄组件，包括曲柄轴、滚针轴承和轴垫片，其中，所述轴垫片设置于所述滚针轴承上，所述曲柄轴装配于所述滚针轴承和所述轴垫片的安装孔中，并且所述滚针轴承和所述轴垫片上设置有在所述曲柄轴的轴向方向上贯通的通孔，所述通孔用于供润滑油流通。
根据一个优选实施方式，所述通孔包括滚子贯穿孔和槽孔，其中，所述滚子贯穿孔设置于所述滚针轴承的滚针保持架和滚子上，并且所述滚子贯穿孔在所述滚针轴承的轴向方向上贯穿于所述滚针轴承；所述槽孔设置于所述轴垫片的外周壁上，并且所述槽孔在所述轴垫片的轴向方向上贯穿于所述轴垫片。
根据一个优选实施方式，所述滚子贯穿孔的数量与所述滚子的数量相同，所述槽孔的数量不少于所述滚子贯穿孔的数量。
根据一个优选实施方式，所述滚子贯穿孔的直径满足：0.1mm≤D1≤0.5D2，其中，D1为所述滚子贯穿孔的直径，D2为所述滚子的直径。
根据一个优选实施方式，所述槽孔为直槽结构、斜槽结构、方槽结构或弧形槽结构。
根据一个优选实施方式，所述的曲柄组件还包括曲柄延长轴，所述曲柄延长轴位于所述曲柄轴远离安装行星齿轮的一端，并且所述曲柄延长轴上设置有第一磁性吸附部，所述第一磁性吸附部用于吸附金属粉末。
根据一个优选实施方式，所述滚针轴承上还设置有侧向通孔，所述侧向通孔设置于所述滚针轴承的滚子上，并且所述侧向通孔在所述滚针轴承的径向方向上贯穿于所述滚子。
本发明的减速器，包括曲柄组件、行星齿轮、行星架、刚性盘、针齿壳、摆线轮、角接触球轴承和滚针，其中，所述曲柄组件为本发明中任一项技术方案所述的曲柄组件。
根据一个优选实施方式，所述行星架和/或所述刚性盘上设置有第二磁性吸附部，所述第二磁性吸附部用于吸附金属粉末。
本发明的机器人，其特征在于，包括机器人母体和减速器，其中，所述减速器为本发明中任一项技术方案所述的减速器。
本发明提供的曲柄组件、减速器和机器人至少具有如下有益技术效果：
本发明的曲柄组件，滚针轴承和轴垫片上设置有在曲柄轴的轴向方向上贯通的通孔，首先，通过滚针轴承上的通孔(即滚子贯穿孔)，可增加两个滚针轴承间润滑油的流动性，润滑油流动过程中，可将两滚针轴承间的磨损铁屑带出至曲柄支撑轴承与滚针轴承的流通空间；其次，通过轴垫片上的通孔(即槽孔)，可打通曲柄支撑轴承与滚针轴承的流通空间，轴垫片与曲柄轴相对静止，曲柄轴运转过程中带动轴垫片同步转动，轴垫片上的槽孔增加了润滑脂在减速器内部的流动性，促进曲柄组件处润滑脂循环，将靠近曲柄支撑轴承侧的滚针轴承处的磨损铁屑带出至减速器腔体内；铁屑在曲柄组件处堆积的浓度为1.5％～2.2％，而整机腔体的铁屑浓度低于0.5％，曲柄组件处的铁屑排出到减速器腔体里可大大稀释曲柄组件处的铁屑浓度，从而改善曲柄组件的润滑环境，增强曲柄组件的精度和使用寿命。
本发明的减速器，由于包括本发明中任一项技术方案的曲柄组件，使得本发明的减速器润滑性能良好，可增强减速器的精度和使用寿命；另一方面，减速器的传动部件间铁屑浓度的降低，可减少传动部件磨损，降低整机的温度，从而可进一步延长整机的寿命；再一方面，本发明的减速器，通过轴垫片上的槽孔，增加了润滑脂在减速器内部的流动性，还可进一步改善减速器整机的润滑性能，从而可进一步提高减速器的精度和使用寿命。
本发明的机器人，包括本发明中任一项技术方案的减速器，由于减速器可获得良好的润滑效果、精度和使用寿命均可提升，从而可提高机器人的性能和使用寿命。
即本发明的曲柄组件、减速器和机器人，解决了现有技术中曲柄组件因磨损堆积的金属粉末造成润滑性能不良的技术问题。
此外，本发明优选技术方案还可以产生如下技术效果：
本发明优选技术方案的曲柄组件还包括曲柄延长轴，曲柄延长轴位于曲柄轴远离安装行星齿轮的一端，并且曲柄延长轴上设置有第一磁性吸附部，第一磁性吸附部用于吸附金属粉末，通过第一磁性吸附部的吸附作用，可减少减速器腔体内金属粉末的含量，从而可进一步改善减速器整机的润滑环境，进一步增强减速器的精度和使用寿命。
此外，本发明优选技术方案的滚针轴承上还设置有侧向通孔，侧向通孔设置于滚针轴承的滚子上，并且侧向通孔在滚针轴承的径向方向上贯穿于滚子，通过侧向通孔的作用，可增强对减速器摆线轮轴承孔处的润滑，从而可进一步提高减速器的润滑性能，增强减速器的精度和使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有RV减速器的结构示意图；
图2是本发明减速器一个优选实施方式的示意图；
图3是本发明滚针轴承一个优选实施方式的示意图；
图4是本发明滚针轴承另一个优选实施方式的示意图；
图5是本发明轴垫片一个优选实施方式的第一示意图；
图6是本发明轴垫片一个优选实施方式的第二示意图；
图7是本发明轴垫片另一个优选实施方式的第一示意图；
图8是本发明轴垫片另一个优选实施方式的第二示意图。
图中：101、曲柄轴；102、滚针轴承；1021、滚子贯穿孔；1022、滚针保持架；1023、滚子；1024、侧向通孔；103、轴垫片；1031、槽孔；104、曲柄延长轴；1041、磁性吸附部；105、曲柄支撑轴承；20、行星齿轮；30、行星架；40、刚性盘；50、针齿壳；60、摆线轮；70、角接触球轴承；80、滚针。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
下面结合说明书附图2～8以及实施例1～3对本发明的曲柄组件、减速器和机器进行详细说明。
实施例1
本实施例对本发明的曲柄组件进行详细说明。
本实施例的曲柄组件，包括曲柄轴101、滚针轴承102和轴垫片103，其中，轴垫片103设置于滚针轴承102上，曲柄轴101装配于滚针轴承102和轴垫片103的安装孔中，如图2所示。再次参见图2，曲柄组件还包括曲柄支撑轴承105。优选的，滚针轴承102和轴垫片103上设置有在曲柄轴101的轴向方向上贯通的通孔，通孔用于供润滑油流通。
现有技术中减速器结构紧凑，各个传动零件之间装配间隙极小，尤其是滚针轴承与摆线轮轴承孔的间隙仅0.002～0.006mm，而减速器零件中的磨损铁屑尺寸大小主要集中于0.03～0.1mm，两滚针轴承间的磨损铁屑容易堆积，从而产生润滑不良的问题，影响减速器的精度和使用寿命。本实施例的曲柄组件，滚针轴承102和轴垫片103上设置有在曲柄轴101的轴向方向上贯通的通孔，首先，通过滚针轴承102上的通孔(即滚子贯穿孔1021)，可增加两个滚针轴承102间润滑油的流动性，润滑油流动过程中，可将两滚针轴承102间的磨损铁屑带出至曲柄支撑轴承105与滚针轴承102的流通空间；其次，通过轴垫片103上的通孔(即槽孔1031)，可打通曲柄支撑轴承105与滚针轴承102的流通空间，轴垫片103与曲柄轴101相对静止，曲柄轴101运转过程中带动轴垫片103同步转动，轴垫片103上的槽孔1031增加了润滑脂在减速器内部的流动性，促进曲柄组件处润滑脂循环，将靠近曲柄支撑轴承105侧的滚针轴承102处的磨损铁屑带出至减速器腔体内；铁屑在曲柄组件处堆积的浓度为1.5％～2.2％，而整机腔体的铁屑浓度低于0.5％，曲柄组件处的铁屑排出到减速器腔体里可大大稀释曲柄组件处的铁屑浓度，从而改善曲柄组件的润滑环境，增强曲柄组件的精度和使用寿命。即本实施例的曲柄组件，解决了现有技术中曲柄组件因磨损堆积的金属粉末造成润滑性能不良的技术问题。
根据一个优选实施方式，通孔包括滚子贯穿孔1021和槽孔1031。优选的，滚子贯穿孔1021设置于滚针轴承102的滚针保持架1022和滚子1023上，并且滚子贯穿孔1021在滚针轴承102的轴向方向上贯穿于滚针轴承102，如图3或图4所示。优选的，槽孔1031设置于轴垫片103的外周壁上，并且槽孔1031在轴垫片103的轴向方向上贯穿于轴垫片103，如图5～8所示。本实施例优选技术方案通过滚子贯穿孔1021和槽孔1031的作用，可将滚针轴承102处的磨损铁屑带出至减速器腔体内，从而稀释曲柄组件处的铁屑浓度，改善曲柄组件的润滑环境，增强曲柄组件的精度和使用寿命。
根据一个优选实施方式，滚子贯穿孔1021的数量与滚子1023的数量相同，槽孔1031的数量不少于滚子贯穿孔1021的数量。如图3或图4所示，每个滚子1023上均设置一个滚子贯穿孔1021，可保证每个滚子1023处的磨损铁屑均可被带出至减速器腔体。
根据一个优选实施方式，滚子贯穿孔1021的直径满足：0.1mm≤D1≤0.5D2，其中，D1为滚子贯穿孔1021的直径，D2为滚子1023的直径。本实施例所说的直径优选为内径。本实施例优选技术方案滚子贯穿孔1021的直径不大于0.5D2，可避免滚子贯穿孔1021的直径太大而影响滚针轴承102的承载；在减速器中，磨损铁屑尺寸为0.003～0.1mm的铁屑占比为90％左右，尺寸为0.03mm以下的铁屑占比为4％左右，本实施例优选技术方案滚子贯穿孔1021的直径不小于0.1mm，可保证所有尺寸的铁屑均可排出至腔体内，避免滚子贯穿孔1021的直径太小而造成堵塞。
根据一个优选实施方式，槽孔1031为直槽结构、斜槽结构、方槽结构或弧形槽结构。图5和图6示出了槽孔1031为直槽结构的示意图，图7和图8示出了槽孔1031为斜槽结构的示意图。不限于此，槽孔1031也可以是其余的结构，例如椭圆形。
根据一个优选实施方式，曲柄组件还包括曲柄延长轴104，如图2所示。优选的，曲柄延长轴104位于曲柄轴101远离安装行星齿轮20的一端，并且曲柄延长轴104上设置有第一磁性吸附部1041，第一磁性吸附部1041用于吸附金属粉末，如图2所示。具体的，曲柄延长轴104不高出整机端面。第一磁性吸附部1041为磁性吸附材料制成，例如是磁铁。本实施例优选技术方案的曲柄组件还包括曲柄延长轴104，曲柄延长轴104上设置有第一磁性吸附部1041，通过第一磁性吸附部1041的吸附作用，可减少减速器腔体内金属粉末的含量，从而可进一步改善减速器整机的润滑环境，进一步增强减速器的精度和使用寿命。另外，本实施例优选技术方案通过减少减速器腔体内金属粉末的含量，还可进一步减少减速器传动部件间金属粉末的浓度，进而还可减少传动部件间的磨损，降低整机的温度，从而可进一步提高整机的寿命。
根据一个优选实施方式，滚针轴承102上还设置有侧向通孔1024，如图4所示。优选的，侧向通孔1024设置于滚针轴承102的滚子1023上，并且侧向通孔1024在滚针轴承102的径向方向上贯穿于滚子1023，如图4所示。本实施例优选技术方案的滚针轴承102上还设置有侧向通孔1024，通过侧向通孔1024的作用，可增强对减速器摆线轮轴承孔处的润滑，从而可进一步提高减速器的润滑性能，增强减速器的精度和使用寿命。
实施例2
本实施例对本发明的减速器进行详细说明。
本实施例的减速器，包括曲柄组件、行星齿轮20、行星架30、刚性盘40、针齿壳50、摆线轮60、角接触球轴承70和滚针80，如图2所示。优选的，曲柄组件为实施例1中任一项技术方案的曲柄组件。优选的，行星齿轮20、行星架30、刚性盘40、针齿壳50、摆线轮60、角接触球轴承70和滚针80的结构和布置方式可与现有技术相同，在此不再赘述。本实施例的减速器优选为RV减速器。减速器可用于工业机器人或机床设备中。
本实施例的减速器，由于包括实施例1中任一项技术方案的曲柄组件，使得本实施例的减速器润滑性能良好，可增强减速器的精度和使用寿命，即本实施例的减速器，解决了现有技术中曲柄组件因磨损堆积的金属粉末造成润滑性能不良的技术问题。另一方面，减速器的传动部件间铁屑浓度的降低，可减少传动部件磨损，降低整机的温度，从而可进一步延长整机的寿命；再一方面，本实施例的减速器，通过轴垫片103上的槽孔1031，增加了润滑脂在减速器内部的流动性，还可进一步改善减速器整机的润滑性能，从而可进一步提高减速器的精度和使用寿命。
根据一个优选实施方式，行星架30和/或刚性盘40上设置有第二磁性吸附部，第二磁性吸附部用于吸附金属粉末。优选的，在行星架30和/或刚性盘40的凸出部分和/或凹陷部分设置第二磁性吸附部。本实施例优选技术方案的减速器，通过第二磁性吸附部的吸附作用，可减少减速器腔体内金属粉末的含量，从而可进一步改善减速器的润滑环境，增强减速器的精度和使用寿命。
实施例3
本实施例对本发明的机器人进行详细说明。
本实施例的机器人，包括机器人母体和减速器。优选的，减速器为实施例2中任一项技术方案的减速器。优选的，机器人母体的结构可与现有技术相同，在此不再赘述。本实施例的机器人优选为工业机器人。
本实施例的机器人，包括实施例2中任一项技术方案的减速器，由于减速器可获得良好的润滑效果、精度和使用寿命均可提升，从而可提高机器人的性能和使用寿命。即本实施例的机器人，解决了现有技术中曲柄组件因磨损堆积的金属粉末造成润滑性能不良的技术问题。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种曲柄组件，其特征在于，包括曲柄轴(101)、滚针轴承(102)和轴垫片(103)，其中，所述轴垫片(103)设置于所述滚针轴承(102)上，所述曲柄轴(101)装配于所述滚针轴承(102)和所述轴垫片(103)的安装孔中，并且所述滚针轴承(102)和所述轴垫片(103)上设置有在所述曲柄轴(101)的轴向方向上贯通的通孔，所述通孔用于供润滑油流通。
2.根据权利要求1所述的曲柄组件，其特征在于，所述通孔包括滚子贯穿孔(1021)和槽孔(1031)，其中，所述滚子贯穿孔(1021)设置于所述滚针轴承(102)的滚针保持架(1022)和滚子(1023)上，并且所述滚子贯穿孔(1021)在所述滚针轴承(102)的轴向方向上贯穿于所述滚针轴承(102)；所述槽孔(1031)设置于所述轴垫片(103)的外周壁上，并且所述槽孔(1031)在所述轴垫片(103)的轴向方向上贯穿于所述轴垫片(103)。
3.根据权利要求2所述的曲柄组件，其特征在于，所述滚子贯穿孔(1021)的数量与所述滚子(1023)的数量相同，所述槽孔(1031)的数量不少于所述滚子贯穿孔(1021)的数量。
4.根据权利要求2所述的曲柄组件，其特征在于，所述滚子贯穿孔(1021)的直径满足：0.1mm≤D1≤0.5D2，其中，D1为所述滚子贯穿孔(1021)的直径，D2为所述滚子(1023)的直径。
5.根据权利要求2所述的曲柄组件，其特征在于，所述槽孔(1031)为直槽结构、斜槽结构、方槽结构或弧形槽结构。
6.根据权利要求1所述的曲柄组件，其特征在于，还包括曲柄延长轴(104)，所述曲柄延长轴(104)位于所述曲柄轴(101)远离安装行星齿轮(20)的一端，并且所述曲柄延长轴(104)上设置有第一磁性吸附部(1041)，所述第一磁性吸附部(1041)用于吸附金属粉末。
7.根据权利要求1所述的曲柄组件，其特征在于，所述滚针轴承(102)上还设置有侧向通孔(1024)，所述侧向通孔(1024)设置于所述滚针轴承(102)的滚子(1023)上，并且所述侧向通孔(1024)在所述滚针轴承(102)的径向方向上贯穿于所述滚子(1023)。
8.一种减速器，其特征在于，包括曲柄组件、行星齿轮(20)、行星架(30)、刚性盘(40)、针齿壳(50)、摆线轮(60)、角接触球轴承(70)和滚针(80)，其中，所述曲柄组件为权利要求1至7中任一项所述的曲柄组件。
9.根据权利要求8所述的减速器，其特征在于，所述行星架(30)和/或所述刚性盘(40)上设置有第二磁性吸附部，所述第二磁性吸附部用于吸附金属粉末。
10.一种机器人，其特征在于，包括机器人母体和减速器，其中，所述减速器为权利要求8或9所述的减速器。
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