CN117803694A - 曲柄轴及rv减速机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曲柄轴，并公开了具有曲柄轴的RV减速机，其中曲柄轴，包括：第一支撑轴部、第二支撑轴部和偏心轮部；所述第二支撑轴部与所述第一支撑轴部同轴设置；所述偏心轮部与所述第一支撑轴部偏心设置，所述偏心轮部的外周壁设有储油槽，所述储油槽位于所述偏心轮部的靠近所述第一支撑轴部的轴线的一侧。通过在偏心轮部靠近第一支撑轴部的轴线的一侧设置储油槽，可以在工作时为曲柄轴提供充分的润滑。并且，储油槽位于偏心轮部的非承载区，可以减少对整机性能的影响。

Description

曲柄轴及RV减速机

技术领域

本发明涉及减速机技术领域，特别涉及曲柄轴及RV减速机。

背景技术

RV减速机的应用，其使用寿命至关重要，影响其使用寿命的主要因素就是关键传动部位的磨损情况，而耐磨性决定于关键零件的材料、硬度、表面接触疲劳强度、润滑效果等。相关技术中，RV减速机的曲柄轴保证较高耐磨性能的主要工艺技术就是高碳钢整体淬火加表面磨削或者其他类型合金钢渗碳淬火加表面磨削工艺，磨削后表面结构为光滑的外圆表面。然而这样会出现在曲柄轴工作运转过程中，曲柄轴的表面润滑不充分的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种曲柄轴，能够增加曲柄轴的储油，从而改进油脂润滑效果。

本发明还提出一种具有上述曲柄轴的RV减速机。

根据本发明的第一方面实施例的曲柄轴，包括：第一支撑轴部、第二支撑轴部和偏心轮部；所述第二支撑轴部与所述第一支撑轴部同轴设置；所述偏心轮部与所述第一支撑轴部偏心设置，所述偏心轮部的外周壁设有储油槽，所述储油槽位于所述偏心轮部的靠近所述第一支撑轴部的轴线的一侧。

根据本发明实施例的曲柄轴，至少具有如下有益效果：通过在偏心轮部靠近第一支撑轴部的轴线的一侧设置储油槽，可以在工作时为曲柄轴提供充分的润滑。并且，储油槽位于偏心轮部的非承载区，可以减少对整机性能的影响。

根据本发明的一些实施例，所述储油槽的宽度H满足：0.3mm≤H≤1.5mm。

根据本发明的一些实施例，所述储油槽的深度I满足：0.3mm≤I≤1.5mm。

根据本发明的一些实施例，所述储油槽包括沿所述偏心轮部的轴向依次连接的第一倾斜段、第二倾斜段和第三倾斜段。

根据本发明的一些实施例，所述第一倾斜段与所述偏心轮部的径向截面的夹角J1满足：45°≤J1≤75°，所述径向截面垂直于所述偏心轮部的轴线。

根据本发明的一些实施例，所述第三倾斜段与所述偏心轮部的径向截面的夹角J2满足：45°≤J2≤75°，所述径向截面垂直于所述偏心轮部的轴线。

根据本发明的一些实施例，所述第一倾斜段与所述第三倾斜段平行。

根据本发明的一些实施例，沿所述偏心轮部的轴向，所述第一倾斜段的长度K1、所述第二倾斜段的长度L、所述第三倾斜段的长度K2满足：L＝K1+K2，且K1＝K2。

根据本发明的一些实施例，所述偏心轮部设有多道所述储油槽，多道所述储油槽沿所述偏心轮部的周向间隔设置，沿所述偏心轮部的周向，多道所述储油槽在所述偏心轮部外表面的两端点的最大弧长为多道所述储油槽的展开长度C，所述偏心轮部的周长为b，满足：100°≤360°*C/b≤150°。

根据本发明的一些实施例，所述偏心轮部设有多道所述储油槽，多道所述储油槽沿所述偏心轮部的周向间隔设置，沿所述偏心轮部的周向，多道所述储油槽在所述偏心轮部外表面的两端点的最大弧长为多道所述储油槽的展开长度C，相邻的两道所述储油槽之间的弧长为a，所述偏心轮部的周长为b，所述储油槽的数量为N，满足：(N-1)*a≤C≤(N+1)*a。

根据本发明的一些实施例，多道所述储油槽所在的弧面的中线，与所述偏心轮部至所述第一支撑轴部的轴线距离最短的母线重合。

根据本发明的第二方面实施例的RV减速机，包括本发明的第一方面实施例的曲柄轴。

根据本发明实施例的RV减速机，至少具有如下有益效果：通过采用本发明的第一方面实施例的曲柄轴，可以在工作时为曲柄轴提供充分的润滑。并且，储油槽位于偏心轮部的非承载区，可以减少对整机性能的影响。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为相关技术中的曲柄轴组件的示意图；

图2为图1示出的D处放大图；

图3为本发明的第一方面实施例的曲柄轴的示意图；

图4为图3示出的E-O-F的阶梯剖视图；

图5为图4示出的G处放大图；

图6为图3示出的偏心轮部的展开示意图；

图7为图6示出的M处放大图；

图8为图3示出的曲柄轴安装在RV减速机中正转的示意图；

图9为图3示出的曲柄轴安装在RV减速机中反转的示意图。

附图标记：

101、曲柄轴；102、卡环；103、垫片；104、保持架；105、轴承；106、第一支撑轴部；107、第二支撑轴部；108、偏心轮部；

201、润滑油脂；

301、储油槽；302、第一轴线；303、第二轴线；

401、第一部分；

601、边界线；

701、第一倾斜段；702、第二倾斜段；703、第三倾斜段。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，因其可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能，从而轻松解决了企业劳动力短缺的问题。

随着工业机器人、高端数控机床等智能制造和高端装备领域的快速发展，RV减速机已成为高精密传动领域广泛使用的精密减速机。例如，驱动电机连接在RV减速机的输入端，工作平台连接在RV减速机的输出端，驱动电机工作时能够带动工作平台转动，RV减速机实现降低转速增大转矩的作用。

RV减速机是工业机器人中重要的组成部件。工业机器人通常执行重复的动作，以完成相同的工序；为保证工业机器人在生产中能够可靠地完成工序任务，并确保工艺质量，对工业机器人的定位精度和重复定位精度要求很高。因此，提高和确保工业机器人的精度就需要采用RV减速机或谐波减速机。精密减速机在工业机器人中的另一作用是传递更大的扭矩。当负载较大时，一味提高伺服电机的功率是很不划算的，可以在适宜的速度范围内通过减速机来提高输出扭矩。

RV减速机由一个行星齿轮减速机的前级和一个摆线针轮减速机的后级组成，主要包括输入齿轮、直齿轮(行星齿轮)、RV齿轮(摆线轮)、曲柄轴、销(针齿销)、外壳(针齿壳)、输出轴等结构。

RV减速机运行原理是：驱动电机带动输入齿轮转动，输入齿轮与直齿轮啮合组成第一级减速部分；直齿轮带动曲柄轴自转，曲柄轴作用力通过滚针轴承、RV齿轮传递到销，再通过销的反作用力驱使摆线轮转动，带动曲柄轴公转，曲柄轴作用到滚针轴承，从而驱动输出轴转动，组成第二级减速部分；实现降低转速增大转矩的作用。

因此，RV减速机是通过输入齿轮与直齿轮啮合带动曲柄轴旋转，曲柄轴在转动过程中带动RV齿轮旋转，曲柄轴中间的两套保持组件起到支撑RV齿轮的作用，曲柄轴两端的圆锥滚子轴承起到支承曲柄的作用，曲柄轴和保持组件等结构组成了曲柄轴组件。

参照图1所示，相关技术中，曲柄轴组件包括曲柄轴101、卡环102、垫片103、保持架104和轴承105，曲柄轴101包括第一支撑轴部106、第二支撑轴部107和两个偏心轮部108，第一支撑轴部106和第二支撑轴部107同轴设置，两个偏心轮部108位于第一支撑轴部106和第二支撑轴部107之间，偏心轮部108与第一支撑轴部106偏心设置，两个偏心轮部108也相互错位。第一支撑轴部106、第二支撑轴部107和两个偏心轮部108上均装配有轴承105，每个轴承105的两端均设置有保持架104，即通过两个保持架104限制轴承105的轴向位置。相邻的两个保持架104设置有垫片103，垫片103的两侧面分别与两个保持架104抵接。在第一支撑轴部106处，还设置有卡槽(图中未示出)，卡环102安装在卡槽中，卡环102抵接最外侧的垫片103，从而卡紧垫片103、保持架104和轴承105。

参照图2所示，可以理解的是，润滑油脂201储存在相邻的两个轴承105之间的空间中，导致润滑油脂201很难进入到轴承105与曲柄轴101的表面之间的位置。也即是说，偏心轮部108的表面为光滑的圆柱面，难以保持有足够的润滑油脂201，在曲柄轴101工作运转过程中，偏心轮部108的表面会出现润滑不充分的问题。

参照图3所示，可以理解的是，本发明实施例的曲柄轴101针对上述的润滑不充分的问题进行改进，在偏心轮部108的外周壁上设置了储油槽301，利用储油槽301存储润滑油脂201储，使得在曲柄轴101工作运转过程中，偏心轮部108的表面得到充分的润滑，减少磨损。

参照图3所示，可以理解的是，储油槽301是设置在偏心轮部108的一侧，且靠近第一支撑轴部106。具体地，第一支撑轴部106的中心轴线定义为第一轴线302，第一轴线302也是第二支撑轴部107的中心轴线。偏心轮部108的中心轴线定义为第二轴线303，第二轴线303与第一轴线302错位。如此，第一轴线302将偏心轮部108划分为两部分，分别为第一部分401和第二部分，第一部分401与第一轴线302的距离小，第二部分与第一轴线302的距离大。

更具体地，第一轴线302与第二轴线303的错位方向为偏心方向，第一轴线302沿偏心方向将偏心轮部108划分为第一部分401和第二部分。偏心轮部108与第一轴线302在偏心方向的距离为偏心距离，第一部分401与第一轴线302的偏心距离小，第二部分与第一轴线302的偏心距离大，储油槽301设置在第一部分401上。

可以理解的是，在曲柄轴101工作运转过程中，第二部分为曲柄轴101与轴承105之间作用力所在区域，因此，第一部分401为非承载区，第二部分为承载区。如果在第二部分开设储油槽301，一方面会降低结构强度，另一方面因为偏心距离比较大的部位受作用力比较大，第二部分开设储油槽301后，与轴承105的有效接触面积变小，即受力一定的情况下，受力面积变小，导致第二部分受到的压强变大，会加剧磨损。

参照图4和图5所示，可以理解的是，储油槽301的宽度H满足：0.3mm≤H≤1.5mm，例如H＝0.3mm或H＝1mm或H＝1.5mm。经过多次实验发现，当储油槽301的宽度H小于最小值0.3mm可能导致在某些工况下储油槽301的储油量不够，而出现曲柄轴101润滑不充分的现象。当储油槽301的宽度H大于最大值1.5mm可能导致曲柄轴101强度过低而容易断裂。

可以理解的是，定义一个参考平面，参考平面垂直于第二轴线303。储油槽301的宽度H是指在储油槽301沿第二轴线303的方向投影至参考平面上，储油槽301的两个侧壁的最小距离。其中，储油槽301的两个侧壁是指沿偏心轮部108的圆周方向分布的两个侧壁。

参照图4和图5所示，可以理解的是，储油槽301的深度I满足：0.3mm≤I≤1.5mm。例如I＝0.3mm或I＝1mm或I＝1.5mm。经过多次实验发现，当储油槽301的宽度I小于最小值0.3mm可能导致在某些工况下储油槽301的储油量不够，而出现曲柄轴101润滑不充分的现象。当储油槽301的宽度I大于最大值1.5mm可能导致曲柄轴101强度过低而容易断裂。

参照图6和图7所示，可以理解的是，储油槽301包括第一倾斜段701、第二倾斜段702和第三倾斜段703，第一倾斜段701、第二倾斜段702和第三倾斜段703沿第二轴线303的方向依次连接。储油槽301是一个两端开口的结构，即第一倾斜段701的一端贯穿偏心轮部108的一侧的端面，另一端连通第二倾斜段702。第三倾斜段703的一端连通第二倾斜段702，另一端贯穿偏心轮部108的另一侧的端面。第一倾斜段701顾名思义是倾斜设置的，即第一倾斜段701与第二轴线303的夹角为锐角，同样，第二倾斜段702和第三倾斜段703与第二轴线303的夹角也为锐角。当然，第一倾斜段701、第二倾斜段702和第三倾斜段703指的是整体倾斜，并不限定是直线状，还可以是曲线状。

参照图6和图7所示，储油槽301呈多段线状，即第一倾斜段701、第二倾斜段702和第三倾斜段703，三个中的至少两个是倾斜角度不同，也即斜率不同。可以理解的是，储油槽301也可以作为斜槽，呈一段线状，即第一倾斜段701、第二倾斜段702和第三倾斜段703的斜率相同，练成一条直线，与第二轴线303的夹角为锐角。储油槽301也可以呈波浪状，即第一倾斜段701、第二倾斜段702和第三倾斜段703相互连接，使得整体呈起伏状布置，第一倾斜段701和第二倾斜段702的连接处圆弧过渡，第二倾斜段702和第三倾斜段703的连接处圆弧过渡。

需要说明的是，储油槽301也可以作为直槽，即储油槽301的长度方向与第二轴线303的方向平行。但是由于曲柄轴101一般是与滚针轴承连接，如果储油槽301为直槽，外面一周的滚针运转轨迹有可能有嵌入储油槽301的动作，导致RV减速机运行不畅。而斜槽、多段线槽和波浪槽与滚针的布置方式及运转轨迹不重合，则不会产生上述问题。并且，斜槽、多段线槽和波浪槽能够增加单个储油槽301的长度，使得偏心轮部108的表面得到更加充分的润滑，减少磨损。

参照图6和图7所示，可以理解的是，储油槽301呈多段线状，第一倾斜段701与偏心轮部108的径向截面的夹角J1满足：45°≤J1≤75°。例如J1＝45°或J1＝60或J1＝75°。偏心轮部108的径向截面是指垂直于第二轴线303的平面，在图7示出的展开图中，偏心轮部108的径向截面可以表示为偏心轮部108的端面展开所形成的边界线601，边界线601垂直于第二轴线303。由此得到边界线601与第一倾斜段701的夹角即为夹角J1。当然，由于第二轴线303垂直于径向截面，也可以理解为，第一倾斜段701与第二轴线303的夹角范围在15°到45°之间。经过多次实验发现，当夹角J1小于45°，会使得单个储油槽301横跨在偏心轮部108表面的弧度更大，导致储油槽301的数量变少，不利于偏心轮部108的表面润滑。而当夹角J1大于75°，在曲柄轴101转动的过程中，不利于润滑油脂201从第一倾斜段701进入到储油槽301内，影响了偏心轮部108的表面润滑。

参照图6和图7所示，可以理解的是，储油槽301呈多段线状，第三倾斜段703与偏心轮部108的径向截面的夹角J2满足：45°≤J2≤75°。同样如夹角J1的分析，当夹角J2小于45°，会使得单个储油槽301横跨在偏心轮部108表面的弧度更大，导致储油槽301的数量变少，不利于偏心轮部108的表面润滑。而当夹角J2大于75°，在曲柄轴101转动的过程中，不利于润滑油脂201从第三倾斜段703进入到储油槽301内，影响了偏心轮部108的表面润滑。

可以理解的是，在同一个储油槽301中，第一倾斜段701与第三倾斜段703平行，有利于让储油槽301两端进入的润滑油脂201的体积接近相等，维持轴承105与曲柄轴101之间的平衡。参照图8所示，可以理解的是，当曲柄轴101正转的时候，润滑油脂201从第一倾斜段701补充进储油槽301，持续润滑曲柄轴101与滚针的工作面。参照图9所示，可以理解的是，当曲柄轴101反转的时候，润滑油脂201从第三倾斜段703补充进储油槽301，持续润滑曲柄轴101与滚针的工作面。

参照图6和图7所示，可以理解的是，沿偏心轮部108的轴向，第一倾斜段701的长度K1、第二倾斜段702的长度L、第三倾斜段703的长度K2满足：L＝K1+K2，且K1＝K2。第一倾斜段701的长度K1是指沿第二轴线303的方向，第一倾斜段701的两端最大的距离。第二倾斜段702的长度L是指沿第二轴线303的方向，第二倾斜段702的两端最大的距离。第三倾斜段703的长度K2是指沿第二轴线303的方向，第三倾斜段703的两端最大的距离。L＝K1+K2，且K1＝K2为了保证储油槽301对中设置，使得储油槽301内的油压均衡。

可以理解的是，将第二倾斜段702从中点分开，第二倾斜段702的一半与第一倾斜段701组成等腰三角形的两条腰，第二倾斜段702的另一半与第三倾斜段703组成等腰三角形的两条腰。即此时第二倾斜段702与偏心轮部108的径向截面的夹角等于夹角J1和夹角J2，但第二倾斜段702与第一倾斜段701和第三倾斜段703不平行。

参照图6所示，可以理解的是，偏心轮部108设置有多道储油槽301，多道储油槽301沿偏心轮部108的圆周方向间隔设置，沿偏心轮部108的圆周方向，多道储油槽301在偏心轮部108外表面的两端点的最大弧长为多道储油槽301的展开长度C，偏心轮部108的周长为b，满足：100°≤360°*C/b≤150°。展开长度C可以理解为，将多道储油槽301沿偏心轮部108的圆周方向展开后，沿垂直于第二轴线303的方向多道储油槽301相差最远的两点的距离。展开长度C也可以理解为，多道储油槽301在偏心轮部108上所对应的最大弧长。经过多次实验发现，当360°*C/b小于100°，会使得多道储油槽301在偏心轮部108的圆周方向所占的比例偏小，偏心轮部108的表面会出现润滑不充分的问题。当360°*C/b大于150°，会使得多道储油槽301在偏心轮部108的圆周方向所占的比例偏大，造成曲柄轴101的承载能力下降，影响整体的性能。

参照图4和图6所示，可以理解的是，偏心轮部108设有多道储油槽301，沿偏心轮部108的周向，多道储油槽301在偏心轮部108外表面的两端点的最大弧长为多道储油槽301的展开长度C，相邻的两道储油槽301之间的弧长为a，偏心轮部108的周长为b，储油槽301的数量为N，满足：(N-1)*a≤C≤(N+1)*a。相邻的两道储油槽301之间的弧长a是指，在偏心轮部108的圆周方向上，相邻的两道储油槽301之间的偏心轮部108的外表面的弧长。(N-1)*a≤C≤(N+1)*a限定了多道储油槽301在偏心轮部108的外表面所占的弧形区域的范围，并且关联于单个储油槽301的外凸幅度、相邻的两道储油槽301之间的间距，保证了多道储油槽301的分布既能使得偏心轮部108的表面得到充分的润滑，又不会过分密集而降低曲柄轴101的承载能力。

可以理解的是，多道储油槽301所在的弧面的中线，与偏心轮部108至第一支撑轴部106的轴线距离最短的母线重合。多道储油槽301所在的弧面的中线指的是，多道储油槽301在偏心轮部108的外表面所占的弧形区域的中线，也即多道储油槽301的展开长度C的中线。多道储油槽301所在的弧面的中线，与偏心轮部108至第一支撑轴部106的轴线距离最短的母线重合，使得多道储油槽301沿第一部分401的中线向偏心轮部108的圆周方向的两侧分布，也即多道储油槽301在第一部分401上居中分布，保证多道储油槽301布置在非承载区域，且位于受力最小的区域。

可以理解的是，本发明实施例的RV减速机包括本发明实施例的曲柄轴101的所有技术特征，因此也具有本发明实施例的曲柄轴101的所有有益效果，在此不再赘述。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (12)

1.曲柄轴，其特征在于，包括：

第一支撑轴部；

第二支撑轴部，与所述第一支撑轴部同轴设置；

偏心轮部，与所述第一支撑轴部偏心设置，所述偏心轮部的外周壁设有储油槽，所述储油槽位于所述偏心轮部的靠近所述第一支撑轴部的轴线的一侧。

2.根据权利要求1所述的曲柄轴，其特征在于，所述储油槽的宽度H满足：0.3mm≤H≤1.5mm。

3.根据权利要求1所述的曲柄轴，其特征在于，所述储油槽的深度I满足：0.3mm≤I≤1.5mm。

4.根据权利要求1所述的曲柄轴，其特征在于，所述储油槽包括沿所述偏心轮部的轴向依次连接的第一倾斜段、第二倾斜段和第三倾斜段。

5.根据权利要求4所述的曲柄轴，其特征在于，所述第一倾斜段与所述偏心轮部的径向截面的夹角J1满足：45°≤J1≤75°，所述径向截面垂直于所述偏心轮部的轴线。

6.根据权利要求4所述的曲柄轴，其特征在于，所述第三倾斜段与所述偏心轮部的径向截面的夹角J2满足：45°≤J2≤75°，所述径向截面垂直于所述偏心轮部的轴线。

7.根据权利要求4所述的曲柄轴，其特征在于，所述第一倾斜段与所述第三倾斜段平行。

8.根据权利要求7所述的曲柄轴，其特征在于，沿所述偏心轮部的轴向，所述第一倾斜段的长度K1、所述第二倾斜段的长度L、所述第三倾斜段的长度K2满足：L＝K1+K2，且K1＝K2。

9.根据权利要求1所述的曲柄轴，其特征在于，所述偏心轮部设有多道所述储油槽，多道所述储油槽沿所述偏心轮部的周向间隔设置，沿所述偏心轮部的周向，多道所述储油槽在所述偏心轮部外表面的两端点的最大弧长为多道所述储油槽的展开长度C，所述偏心轮部的周长为b，满足：100°≤360°*C/b≤150°。

10.根据权利要求1所述的曲柄轴，其特征在于，所述偏心轮部设有多道所述储油槽，多道所述储油槽沿所述偏心轮部的周向间隔设置，沿所述偏心轮部的周向，多道所述储油槽在所述偏心轮部外表面的两端点的最大弧长为多道所述储油槽的展开长度C，相邻的两道所述储油槽之间的弧长为a，所述偏心轮部的周长为b，所述储油槽的数量为N，满足：(N-1)*a≤C≤(N+1)*a。

11.根据权利要求9或10所述的曲柄轴，其特征在于，多道所述储油槽所在的弧面的中线，与所述偏心轮部至所述第一支撑轴部的轴线距离最短的母线重合。

12.RV减速机，其特征在于，包括权利要求1至11任一项所述的曲柄轴。