CN117249209A - 大承载力径向球摆线减变速器装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大承载力径向球摆线减变速器装置，输入轴旋转其偏心部带动摆线盘作偏心运动，摆线盘通过外摆齿与密排滚珠组进行啮合运动，密排滚珠组受球齿槽限制，密排滚珠组在外摆齿上传动，球齿槽受到来自密排滚珠组的推动下会反馈作用力至密排滚珠组上，密排滚珠组会反推外摆齿，以此实现摆线轮差速减速运动，从而使摆线轮进行自转运动和公转运动，摆线轮通过转动件带动输出盘作同步传动，使得输出盘带动输出轴转动，从而使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

大承载力径向球摆线减变速器装置

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球摆线减变速器装置。

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。

现有技术中常用摆线减速机大多为摆线针轮减速机，摆线针轮减速机其通过针齿销实现与摆线轮上的摆线齿啮合运动，针齿销在针齿槽里会轴向进行移动，需要增加轴向限位的零部件，这样会使减速机结构过于复杂，体积过大，不利于轻量化设计。同时采用滚柱销传动，运行时平稳性比较差，减速机温升比较高。

发明内容

针对现有技术不足，为解决上述技术问题，本发明提供了一种大承载力径向球摆线减变速器装置。

为达到上述目的，本发明提供了一种大承载力径向球摆线减变速器装置，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变速孔，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两个摆线盘，所述输入轴上设置有偏心部，两个所述摆线盘均装载于偏心部上偏心转动，两个所述摆线盘并列设置，所述摆线盘外周壁上设有沿摆线盘周向设置的外摆线曲线形成的外摆齿，所述外摆齿具有的齿槽数为N1，所述变速孔内周壁上对应两个外摆齿位置均设有沿机体周向设置的球齿槽，所述球齿槽具有的齿槽数为N2，两个所述摆线盘均与机体之间设置有密排滚珠组，所述密排滚珠组中具有的滚珠数为N3，两组所述密排滚珠组与两个球齿槽一一对应设置，所述密排滚珠组滚动设置在对应的球齿槽和对应的外摆齿之间，以便部分地与所述外摆齿配合并部分地与所述球齿槽配合，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，且N2=N3；｜N2-N1｜=1。

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两个摆线盘作偏心运动，摆线盘通过外摆齿与密排滚珠组进行啮合运动，同时密排滚珠组又限制于机体上的球齿槽中，使得密排滚珠组在外摆齿上传动，因密排滚珠组受到球齿槽限制，使得球齿槽受到来自密排滚珠组的推动下会反馈作用力至密排滚珠组上，此时密排圆柱滚柱组会反推外摆齿，即密排圆柱滚柱组反推摆线轮，以此实现摆线轮差速减速运动，此时摆线轮进行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，摆线轮通过转动件带动输出盘作同步传动，使得输出盘带动输出轴转动，从而使输出轴获得较低的输出转速；上述技术中通过外摆齿、球齿槽和密排圆柱体组将滑动摩擦运动转换成滚动摩擦运动，降低噪音的同时使使用寿命延长，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N2=N3且｜N2-N1｜=1，即球齿槽的齿槽数始终比外摆齿的齿槽数多1齿，通过一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；上述技术中密排滚柱组由若干滚珠构成，使其承载能力更强，且其受到球齿槽的限制，使其不需要保持架也能与外摆齿进行配合，即其承载能力更强，达到零背隙运转，其相对球齿槽在外摆齿上传动，达到无死角运转，同时密排滚珠组其滚珠数与外摆齿的齿槽数多一齿，使得密排滚珠能够受球齿槽限制和反向作用力下反推外摆齿，以此反推摆线盘；上述技术中外摆齿中每个齿槽径向截面可呈圆弧状设置，以此限制滚珠，确保对应滚珠不会在外摆齿中作轴向移位和窜动，以此确保传动的平滑度和精准性；上述技术中输入轴的旋转方向与输出轴的旋转方向相反，确保输出轴的正常传动；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，确保传动配合以及传动精度不会受到过高载重所影响；上述技术中两个摆线盘的设置用以保持动平衡，以此确保传动平稳性以及提高传动精度；上述技术中偏心部可根据需求由两个偏心凸起构成，两个偏心凸起位置与两个摆线盘位置一一对应，两个偏心凸起的凸起端错位设置，即两个偏心凸起的凸起端凸起方向并非同向，且两个偏心凸起的凸起端并未居于同一水平面，以此提高传动范围和传动效率，即使得两个摆线盘均能通过外摆齿与密排滚珠组实现多齿配合进行传动。

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：X/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1500，而外摆齿具有的齿槽数为50，则输出轴的转速为30。

本发明进一步设置：所述球齿槽具有的齿槽径向截面呈半圆状设置。

采用上述技术方案有益的是：上述技术中球齿槽具有的齿槽径向截面呈半圆状设置，使得密排滚珠体受组球齿槽限位，即密排滚珠体限制于球齿槽的齿槽中，进而限制其轴向窜动或移位导致传动失效。

本发明进一步设置：所述外摆齿开设在摆线盘外周壁上，所述摆线盘上贯穿有穿孔，所述输入轴偏心部穿设于两个穿孔中设置，所述输入轴偏心部上与两个穿孔之间连接有输入轴承。

采用上述技术方案有益的是：通过上述技术的设置，使得摆线盘运转更加平稳，上述技术中输入轴偏心部对应两个穿孔位置均与穿孔之间连接有输入轴承，以降低输入轴与穿孔之间的摩擦力矩，进而提高输入轴传动效率和传动稳定性。

本发明进一步设置：两个所述摆线盘上均周向开设有若干插孔，其中一个摆线盘上的若干插孔与另一个摆线盘上的若干插孔一一对应且对齐设置，所述输出盘对应相邻的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：上述技术中插销与插孔的插接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，同时插销直径小于插孔直径，以此避免摆线轮作偏心摆动时插销卡死在插孔导致输出盘相对摆线轮作同频率传动。

本发明进一步设置：所述输出轴上套设有输出轴承，所述输出轴承外周壁与变速孔内周壁相接触设置，所述输出轴承与相邻的摆线盘之间设置有第一定距环，所述第一定距环一侧外壁与输出轴承相接触设置，所述第一定距环另一侧外壁与相邻的摆线盘相接触设置。

采用上述技术方案有益的是：上述技术中通过输出轴承的设置降低输出轴与变速孔之间的摩擦力矩，以此提高输出轴传动效率和传动稳定性；而第一定距环居于输入轴承和与输出轴承相邻的摆线盘之间，使得输出轴承与摆线盘被第一定距环隔开，使得整个结构紧凑，以此避免输出轴承轴向移位或窜动影响摆线盘的传动；上述技术中可根据需求在机体上设置挡边，挡边居于输出轴承一侧，即通过挡边和第一定距环实现对输出轴承的夹持限位，避免其轴向移位或窜动导致摆线盘传动受到影响，进一步提高摆线盘传动的平稳性和精准性。

本发明进一步设置：所述输出轴上贯穿有配合孔，所述输入轴局部穿设于配合孔中且输入轴与配合孔之间连接有配合轴承，所述配合轴承与输入轴偏心部之间设置有第二定距环，所述第二定距环套设在输入轴上。

采用上述技术方案有益的是：上述技术中配合轴承的设置用以降低输入轴与配合孔之间的摩擦力矩，变相降低输入轴与输出轴之间的摩擦力矩，以此提高输入轴传动效率和传动稳定性；上述技术中第二定距环居于配合轴承与输入轴偏心部之间，以此隔开配合轴承和输入轴偏心部，避免配合轴承窜动与轴向移位影响输入轴偏心部传动效率和传动精准度。

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，所述前盖和后盖通过紧固件均与机体连接设置，所述前盖和后盖配合将摆线盘和输出盘限制在变速孔中。

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变速孔中，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。

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球摆线减变速器装置，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容置的变速孔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相并列的两个摆线盘31，所述输入轴3上设置有偏心部32，两个所述摆线盘31均装载于偏心部32上偏心转动，两个所述摆线盘31并列设置，所述摆线盘31外周壁上设有沿摆线盘31周向设置的外摆线曲线形成的外摆齿33，所述外摆齿33具有的齿槽数为N1，所述变速孔11内周壁上对应两个外摆齿33位置均设有沿机体1周向设置的球齿槽111，所述球齿槽111具有的齿槽数为N2，两个所述摆线盘31均与机体1之间设置有密排滚珠组4，所述密排滚珠组4中具有的滚珠数为N3，两组所述密排滚珠组4与两个球齿槽111一一对应设置，所述密排滚珠组4滚动设置在对应的球齿槽111和对应的外摆齿33之间，以便部分地与所述外摆齿33配合并部分地与所述球齿槽111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，且N2=N3；｜N2-N1｜=1，所述输入轴3的转速为X，所述输出轴2转速公式为：X/N1，所述球齿槽111具有的齿槽径向截面呈半圆状设置，所述外摆齿33开设在摆线盘31外周壁上，所述摆线盘31上贯穿有穿孔34，所述输入轴3偏心部32穿设于两个穿孔34中设置，所述输入轴3偏心部32上与两个穿孔34之间连接有输入轴承35，两个所述摆线盘31上均周向开设有若干插孔36，其中一个摆线盘31上的若干插孔36与另一个摆线盘31上的若干插孔36一一对应且对齐设置，所述输出盘21对应相邻的每个插孔36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36中，所述插销22直径小于插孔36直径设置，所述输出轴2上套设有输出轴承23，所述输出轴承23外周壁与变速孔11内周壁相接触设置，所述输出轴承23与相邻的摆线盘31之间设置有第一定距环24，所述第一定距环24一侧外壁与输出轴承23相接触设置，所述第一定距环24另一侧外壁与相邻的摆线盘31相接触设置，所述输出轴2上贯穿有配合孔25，所述输入轴3局部穿设于配合孔25中且输入轴3与配合孔25之间连接有配合轴承26，所述配合轴承26与输入轴3偏心部32之间设置有第二定距环27，所述第二定距环27套设在输入轴3上，所述机体1一端设置有前盖12，另一端设置有后盖13，所述前盖12和后盖13通过紧固件14均与机体1连接设置，所述前盖12和后盖13配合将摆线盘31和输出盘21限制在变速孔11中。

当输入轴3旋转时，输入轴3上的偏心部32带动两个摆线盘31作偏心远东，摆线盘31通过外摆齿33（齿槽数为N齿）与密排滚珠组4（N+1）进行啮合运动，同时密排滚珠组4又限制于机体1上的球齿槽111中，使得密排滚珠组4在外摆齿33上传动，因密排滚珠组4受到球齿槽111限制，使得球齿槽111受到来自密排滚珠组4的推动下会反馈作用力至密排滚珠组4上，此时密排圆柱滚柱组会反推外摆齿33，即密排圆柱滚柱组反推摆线轮，以此实现摆线轮差速减速运动，此时摆线轮进行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，摆线轮通过转动件带动输出盘21作同步传动，使得输出盘21带动输出轴2转动，从而使输出轴2获得较低的输出转速；上述技术中通过外摆齿33、球齿槽111和密排圆柱体组将滑动摩擦运动转换成滚动摩擦运动，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。

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 (8)

1.一种大承载力径向球摆线减变速器装置，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变速孔，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两个摆线盘，所述输入轴上设置有偏心部，两个所述摆线盘均装载于偏心部上偏心转动，两个所述摆线盘并列设置，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外摆线曲线形成的外摆齿，所述外摆齿具有的齿槽数为N1，所述变速孔内周壁上对应两个外摆齿位置均设有沿机体周向设置的球齿槽，所述球齿槽具有的齿槽数为N2，两个所述摆线盘均与机体之间设置有密排滚珠组，所述密排滚珠组中具有的滚珠数为N3，两组所述密排滚珠组与两个球齿槽一一对应设置，所述密排滚珠组滚动设置在对应的球齿槽和对应的外摆齿之间，以便部分地与所述外摆齿配合并部分地与所述球齿槽配合，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，且N2=N3；｜N2-N1｜=1。

2.根据权利要求1所述的一种大承载力径向球摆线减变速器装置，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：X/N1。

3.根据权利要求1所述的一种大承载力径向球摆线减变速器装置，其特征在于：所述球齿槽具有的齿槽径向截面呈半圆状设置。

4.根据权利要求1所述的一种大承载力径向球摆线减变速器装置，其特征在于：所述外摆齿开设在摆线盘外周壁上，所述摆线盘上贯穿有穿孔，所述输入轴偏心部穿设于两个穿孔中设置，所述输入轴偏心部上与两个穿孔之间连接有输入轴承。

5.根据权利要求4所述的一种大承载力径向球摆线减变速器装置，其特征在于：两个所述摆线盘上均周向开设有若干插孔，其中一个摆线盘上的若干插孔与另一个摆线盘上的若干插孔一一对应且对齐设置，所述输出盘对应相邻的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。

6.根据权利要求5所述的一种大承载力径向球摆线减变速器装置，其特征在于：所述输出轴上套设有输出轴承，所述输出轴承外周壁与变速孔内周壁相接触设置，所述输出轴承与相邻的摆线盘之间设置有第一定距环，所述第一定距环一侧外壁与输出轴承相接触设置，所述第一定距环另一侧外壁与相邻的摆线盘相接触设置。

7.根据权利要求6所述的一种大承载力径向球摆线减变速器装置，其特征在于：所述输出轴上贯穿有配合孔，所述输入轴局部穿设于配合孔中且输入轴与配合孔之间连接有配合轴承，所述配合轴承与输入轴偏心部之间设置有第二定距环，所述第二定距环套设在输入轴上。

8.根据权利要求1所述的一种大承载力径向球摆线减变速器装置，其特征在于：所述机体一端设置有前盖，另一端设置有后盖，所述前盖和后盖通过紧固件均与机体连接设置，所述前盖和后盖配合将摆线盘和输出盘限制在变速孔中。