CN117249208A - 大承载力径向内外摆线活齿减变速器装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大承载力径向内外摆线活齿减变速器装置，输入轴偏心部带动摆线盘作偏心运动，摆线盘通过行星轮摆线齿与密排圆柱体组进行啮合运动，密排圆柱体组与机体上的中心轮摆线齿进行啮合运动，中心轮摆线齿反推带动密排圆柱体组实现差速减速运动，密排圆柱体组做自转运动和公转运动，密排圆柱体组会推动摆线轮进行运动，密排圆柱体组与摆线轮形成差速运动，摆线轮会比密排圆柱体组以更快速度做自转运动和公转运动，借助转动件将摆线轮的低速自转运动传递给输出轴，从而使得输出轴获得较低的输出转速，进而从滑动摩擦运动转换成滚动摩擦运动，提高传动比且减速机温升更低，通过密排圆柱体组实现多齿同时啮合，提高承载力。

Description

大承载力径向内外摆线活齿减变速器装置

技术领域

本发明涉及减速机技术领域，具体为一种大承载力径向内外摆线活齿减变速器装置。

背景技术

目前，应用于机器人、精密机床、航空航天等精密伺服机构的传动装置要求有高传动精度，高传动刚度，传动比大，传动效率高，体积小、重量轻，传动回差小，转动件的转动惯量小等特点。

现有技术中常运用的减速器有斜齿轮减速器、摆线针轮减速器、行星齿轮减速器等，而不同减速器运用设备和领域均不同，但各自具备缺陷，例如斜齿轮减速器其同时参与啮合的齿数只有1～2齿，使得斜齿轮减速器其承载能力较低，过高载荷加载会导致斜齿轮受损导致传动失效，为保证其承载能力，只能把减速机的体积做的很大来满足其承载能力，不利于小型化设计；现有技术中摆线针轮减速器其通过针齿套和针齿销实现与摆线轮上的摆线齿啮合运动，针齿套与针齿销作滑动摩擦运动，而滑动摩擦运动会导致其在运转时产生过高温升，导致整体传动效率较低，且为保证摆线针轮减速器的轻量化会减少其内部零件并使得其内部结构留有空隙，导致其中零部件在受到外界应力加载或长时间运转下容易出现松动或脱离运行轨道或窜动的现象，进而导致减速传动失效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种大承载力径向内外摆线活齿减变速器装置。

为达到上述目的，本发明提供了一种大承载力径向内外摆线活齿减变速器装置，包括机体、输出轴和输入轴，所述机体中空开设有供输入轴和输出轴容置的配合孔，所述输出轴上设置有输出盘，所述输入轴上设置有与输出盘相并列的摆线盘，所述输入轴上设置有偏心部，所述摆线盘装载于偏心部上偏心转动，所述摆线盘外周壁上设有沿摆线盘周向设置的摆线曲线形成的行星轮摆线齿，所述行星轮摆线齿具有的齿数为N1，所述配合孔内周壁上设有沿机体周向设置的摆线曲线形成的中心轮摆线齿，所述中心轮摆线齿具有的齿数为N2，所述摆线盘与机体之间设置有密排圆柱体组，所述密排圆柱体组中具有的圆柱体数为N3，所述密排圆柱体组滚动设置在行星轮摆线齿与中心轮摆线齿之间，以便部分地与所述行星轮摆线齿配合并部分地与所述中心轮摆线齿配合，所述摆线盘与输出盘之间设置有用于在摆线盘转动时带动输出盘转动的转动件，所述N1、N2、N3均为整数，所述行星轮摆线齿的摆线曲线为外摆线，所述中心轮摆线齿的摆线曲线为内摆线，且｜N3-N1｜=1，｜N2-N1｜=2；或所述行星轮摆线齿的摆线曲线为内摆线，所述中心轮摆线齿的摆线曲线为外摆线，且｜N3-N2｜=1；｜N1-N2｜=2。

采用上述技术方案有益的是：当输入轴旋转时，输入轴上的偏心部带动摆线盘作偏心运动，摆线盘通过行星轮摆线齿与密排圆柱体组进行啮合运动，同时密排圆柱体组与机体上的中心轮摆线齿进行啮合运动，当输入轴旋转时在机体上的中心轮摆线齿反推作用下会带动密排圆柱体组实现差速减速运动，此时密排圆柱体组会做自转运动和公转运动，自转运动为低速运动，公转运动为高速运动，同时密排圆柱体组又与行星轮摆线齿配合，使得密排圆柱体组会推动摆线轮进行运动，此时密排圆柱体组与摆线轮形成差速运动，摆线轮会比密排圆柱体组以更快速度做自转运动和公转运动，再借助转动件将摆线轮的低速自转运动传递给输出轴，从而使得输出轴获得较低的输出转速；上述技术中通过行星轮摆线齿、中心轮摆线齿和密排圆柱体组将滑动摩擦运动转换成滚动摩擦运动，降低噪音输出，使用寿命延长，通过密排圆柱体组实现多齿同时啮合，提高承载力；上述技术中当行星轮摆线齿的摆线曲线为外摆线，中心轮摆线齿的摆线曲线为内摆线，即行星轮摆线齿为外摆线齿，而中心轮摆线齿为内摆线齿，此时｜N2-N1｜=2，即内摆线齿的齿数始终比外摆线齿的齿数多2齿，确保其正常传动，此时输入轴的旋转方向与输出轴的旋转方向相反；当行星轮摆线齿的摆线曲线为内摆线，中心轮摆线齿的摆线曲线为外摆线，即行星轮摆线齿为内摆线齿，而中心轮摆线齿为外摆线齿，此时｜N1-N2｜=2，即内摆线齿的齿数始终比外摆线齿的齿数多2齿，确保其正常传动，此时输入轴的旋转方向与输出轴的旋转方向相同；上述技术中通过调整行星轮摆线齿的摆线曲线和调整中心轮摆线齿的摆线曲线实现输入轴和输出轴转动方向的改变；上述技术中内摆线齿的齿数始终比外摆线齿的齿数多2齿，通过二齿差的结构使得所有的运动零件都是在做滚动摩擦运动，传动效率更高，减速机温升更低，使用寿命更长，防漏油能力更强，上述技术中整体结构更为紧凑，在轻量化同时提高高承载力和高精度，以此实现轻量化、高承载、高精度的摆线减变速装置；上述技术中密排圆柱体组由密排环绕式圆柱体构成，使得其不需要通过保持架隔开也能与行星轮摆线齿和中心轮摆线齿实现多齿同时啮合，承载能力更强，达到零背隙运行，摆线运动轨迹，实现无死角运转，而密排圆柱体组其圆柱体数始终与行星轮摆线齿的齿数具有一齿差，即｜N3-N1｜=1或｜N3-N2｜=1，通过上述设置使得密排圆柱体组能够与行星轮摆线齿无隙的做自转运动和公转运动，以此确保传动的平滑度和精准性；上述技术中输出盘、摆线盘、输出轴以及输入轴等零部件均可采用非刚性材质，以此降低自重，实现轻量化。

本发明进一步设置：所述输入轴的转速为X，所述输出轴转速公式为：2X/N1。

采用上述技术方案有益的是：通过重复多次实验后得到如下经验公式，并将该经验公式套用于减速装置中，可实现较高传动比，实现大速比差，并可精准根据用户需求制备对应的传动比减速装置；假设输入轴的转速为2000，而摆线盘上的行星轮摆线齿具有的齿数为50，则输出轴的转速为80。

本发明进一步设置：所述摆线盘包括摆线环座和摆线环台构成，所述行星轮摆线齿设置在摆线环台外周壁上，所述摆线盘开设有贯穿摆线环座和摆线环台的穿孔，所述输入轴的偏心部穿设于穿孔中设置，所述输入轴的偏心部与穿孔之间连接有中心轴承。

采用上述技术方案有益的是：上述技术中摆线盘由摆线环座和摆线环台一体成型，避免摆线环座和摆线环台之间存在相对运动导致摩擦产生，通过一体成型使得摆线盘传动更加稳定，上述技术中通过中心轴承的设置降低输入轴与穿孔之间的摩擦力矩，以此提高输入轴传动效率和传动稳定性；上述技术中可根据生产和安装需求在输入轴上套设调整圈并在输入轴上安装挡边，挡边居于中心轴承一侧，调整圈居于中心轴承另一侧，通过挡边与调整圈的组合实现对中心轴承的限位，避免其窜动导致中心轴承影响输入轴的传动效率和传动稳定性。

本发明进一步设置：所述摆线环座外壁上周向开设有若干插孔，所述输出盘对应每个插孔位置均插设有插销，每个所述插销均活动设置在对应插孔中，所述插销直径小于插孔直径设置。

采用上述技术方案有益的是：上述技术中插孔与插销的配合实现摆线盘与输出盘的传动，确保摆线轮的低速自转运动能够传递给输出轴，从而使得输出轴获得较低的输出转速，以此实现减变速功能。

本发明进一步设置：所述机体一端设置有前盖，另一端设置有后盖，所述前盖和后盖均通过紧固件与机体可拆卸连接，所述前盖和后盖配合将摆线盘和输出盘限制在配合孔中。

采用上述技术方案有益的是：上述技术中前盖和后盖通过紧固件可拆卸设置在机体上，方便零件装配，同时还可将摆线盘和输出盘限制于配合孔中，避免其脱出机体导致传动失效，还能避免输出轴和输入轴错位或晃动导致传动失效；上述技术中紧固件可为螺栓等可拆卸零件。

本发明进一步设置：所述后盖内壁凸起有限位环，所述输入轴与限位环之间连接有输入轴承，所述配合孔内周壁上凸起有挡环，所述挡环居于密排圆柱体组一侧，所述限位环居于密排圆柱体组另一侧。

采用上述技术方案有益的是：上述技术中输入轴承的设置降低输入轴与限位环之间的摩擦力矩，以此提高输入轴相对机体的传动效率和传动稳定性，同时上述技术中挡环与限位环配合实现对密排圆柱体组的夹持限位，以此避免密排圆柱体组脱离行星轮摆线齿和中心轮摆线齿，进而避免密排圆柱体组传动失效，同时限制其轴向窜动，以此确保密排圆柱体的正确导向和传动。

本发明进一步设置：所述输出轴上套设有用于与配合孔内周壁相接触的输出轴承。

采用上述技术方案有益的是：上述技术中输出轴承的设置降低输出轴与配合孔之间的摩擦力矩，以此提高输出轴传动效率和传动稳定性。

附图说明

图1为本发明三维视图；

图2为本发明去除前盖和后盖后的三维视图；

图3为本发明剖视图；

图4为本发明爆炸三维视图。

实施方式

本发明提供一种大承载力径向内外摆线活齿减变速器装置，包括机体1、输出轴2和输入轴3，所述机体1中空开设有供输入轴3和输出轴2容置的配合孔11，所述输出轴2上设置有输出盘21，所述输入轴3上设置有与输出盘21相并列的摆线盘31，所述输入轴3上设置有偏心部32，所述摆线盘31装载于偏心部32上偏心转动，所述摆线盘31外周壁上设有沿摆线盘31周向设置的摆线曲线形成的行星轮摆线齿33，所述行星轮摆线齿33具有的齿数为N1，所述配合孔11内周壁上设有沿机体1周向设置的摆线曲线形成的中心轮摆线齿12，所述中心轮摆线齿12具有的齿数为N2，所述摆线盘31与机体1之间设置有密排圆柱体组4，所述密排圆柱体组4中具有的圆柱体数为N3，所述密排圆柱体组4滚动设置在行星轮摆线齿33与中心轮摆线齿12之间，以便部分地与所述行星轮摆线齿33配合并部分地与所述中心轮摆线齿12配合，所述摆线盘31与输出盘21之间设置有用于在摆线盘31转动时带动输出盘21转动的转动件，所述N1、N2、N3均为整数，所述行星轮摆线齿33的摆线曲线为外摆线，所述中心轮摆线齿12的摆线曲线为内摆线，且｜N3-N1｜=1，｜N2-N1｜=2；或所述行星轮摆线齿33的摆线曲线为内摆线，所述中心轮摆线齿12的摆线曲线为外摆线，且｜N3-N2｜=1；｜N1-N2｜=2，所述输入轴3的转速为X，所述输出轴2转速公式为：2X/N1，所述摆线盘31包括摆线环座34和摆线环台35构成，所述行星轮摆线齿33设置在摆线环台35外周壁上，所述摆线盘31开设有贯穿摆线环座34和摆线环台35的穿孔341，所述输入轴3的偏心部32穿设于穿孔341中设置，所述输入轴3的偏心部32与穿孔341之间连接有中心轴承342，所述摆线环座34外壁上周向开设有若干插孔343，所述输出盘21对应每个插孔343位置均插设有插销22，每个所述插销22均活动设置在对应插孔343中，所述插销22直径小于插孔343直径设置，所述机体1一端设置有前盖13，另一端设置有后盖14，所述前盖13和后盖14均通过紧固件15与机体1可拆卸连接，所述前盖13和后盖14配合将摆线盘31和输出盘21限制在配合孔11中，所述后盖14内壁凸起有限位环141，所述输入轴3与限位环141之间连接有输入轴承142，所述配合孔11内周壁上凸起有挡环111，所述挡环111居于密排圆柱体组4一侧，所述限位环141居于密排圆柱体组4另一侧，所述输出轴2上套设有用于与配合孔11内周壁相接触的输出轴承23。

实施例1：输入轴3进行旋转运动时，通过偏心部32带动摆线盘31运动，摆线盘31上的第亿行星轮摆线槽（行星轮摆线齿33为外摆线齿，齿数为n齿)与密排圆柱体组4(n+1个)进行啮合运动，同时密排圆柱体组4(n+1个)与机体1上中心轮摆线齿12(中心轮摆线齿12为内摆线齿，齿数为n+2齿)进行啮合运动。当输入轴3旋转时，在机体1上的中心轮摆线齿12反推作用下，密排圆柱体组4实现差速减速运动，密排圆柱体组4会做自转和公转运动，自转为低速运动，公转为高速运动。同时密排圆柱体组4会推动摆线盘31运动时，又与摆线盘31形成差速运动，摆线盘31会比密排圆柱体组4更快速度做自转运动和公转运动，此时摆线盘31的低速自转运动通过销轴，传递给输出盘21，再由输出盘21传递给输出轴2，从而使输出轴2获得较低的输出转速。

实施例2：输入轴3进行旋转运动时，通过偏心部32带动摆线盘31运动，摆线盘31上的第亿行星轮摆线槽（行星轮摆线齿33为内摆线齿，齿数为n+2齿)与密排圆柱体组4(n+1个)进行啮合运动，同时密排圆柱体组4(n+1个)与机体1上中心轮摆线齿12(中心轮摆线齿12为外摆线齿，齿数为n齿)进行啮合运动。当输入轴3旋转时，在机体1上的中心轮摆线齿12反推作用下，密排圆柱体组4实现差速减速运动，密排圆柱体组4会做自转和公转运动，自转为低速运动，公转为高速运动。同时密排圆柱体组4会推动摆线盘31运动时，又与摆线盘31形成差速运动，摆线盘31会比密排圆柱体组4更快速度做自转运动和公转运动，此时摆线盘31的低速自转运动通过销轴，传递给输出盘21，再由输出盘21传递给输出轴2，从而使输出轴2获得较低的输出转速。

上述技术中所述的调整圈于说明书附图中的标识为5。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种大承载力径向内外摆线活齿减变速器装置，包括机体、输出轴和输入轴，所述机体中空开设有供输入轴和输出轴容置的配合孔，所述输出轴上设置有输出盘，所述输入轴上设置有与输出盘相并列的摆线盘，所述输入轴上设置有偏心部，所述摆线盘装载于偏心部上偏心转动，其特征在于：所述摆线盘外周壁上设有沿摆线盘周向设置的摆线曲线形成的行星轮摆线齿，所述行星轮摆线齿具有的齿数为N1，所述配合孔内周壁上设有沿机体周向设置的摆线曲线形成的中心轮摆线齿，所述中心轮摆线齿具有的齿数为N2，所述摆线盘与机体之间设置有密排圆柱体组，所述密排圆柱体组中具有的圆柱体数为N3，所述密排圆柱体组滚动设置在行星轮摆线齿与中心轮摆线齿之间，以便部分地与所述行星轮摆线齿配合并部分地与所述中心轮摆线齿配合，所述摆线盘与输出盘之间设置有用于在摆线盘转动时带动输出盘转动的转动件，所述N1、N2、N3均为整数，所述行星轮摆线齿的摆线曲线为外摆线，所述中心轮摆线齿的摆线曲线为内摆线，且｜N3-N1｜=1，｜N2-N1｜=2；或所述行星轮摆线齿的摆线曲线为内摆线，所述中心轮摆线齿的摆线曲线为外摆线，且｜N3-N2｜=1；｜N1-N2｜=2。

2.根据权利要求1所述的一种大承载力径向内外摆线活齿减变速器装置，其特征在于：所述输入轴的转速为X，所述输出轴转速公式为：2X/N1。

3.根据权利要求2所述的一种大承载力径向内外摆线活齿减变速器装置，其特征在于：所述摆线盘包括摆线环座和摆线环台构成，所述行星轮摆线齿设置在摆线环台外周壁上，所述摆线盘开设有贯穿摆线环座和摆线环台的穿孔，所述输入轴的偏心部穿设于穿孔中设置，所述输入轴的偏心部与穿孔之间连接有中心轴承。

4.根据权利要求3所述的一种大承载力径向内外摆线活齿减变速器装置，其特征在于：所述摆线环座外壁上周向开设有若干插孔，所述输出盘对应每个插孔位置均插设有插销，每个所述插销均活动设置在对应插孔中，所述插销直径小于插孔直径设置。

5.根据权利要求1所述的一种大承载力径向内外摆线活齿减变速器装置，其特征在于：所述机体一端设置有前盖，另一端设置有后盖，所述前盖和后盖均通过紧固件与机体可拆卸连接，所述前盖和后盖配合将摆线盘和输出盘限制在配合孔中。

6.根据权利要求5所述的一种大承载力径向内外摆线活齿减变速器装置，其特征在于：所述后盖内壁凸起有限位环，所述输入轴与限位环之间连接有输入轴承，所述配合孔内周壁上凸起有挡环，所述挡环居于密排圆柱体组一侧，所述限位环居于密排圆柱体组另一侧。

7.根据权利要求1所述的一种大承载力径向内外摆线活齿减变速器装置，其特征在于：所述输出轴上套设有用于与配合孔内周壁相接触的输出轴承。