CN208331175U - 交叉轴谐波减速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种交叉轴谐波减速器，包括输入轴、输出轴、凸轮、柔性轴承、柔轮和刚轮，所述柔轮上的外齿与所述刚轮上的内齿啮合，所述柔轮的圆周内壁通过所述柔性轴承与所述凸轮的周向外壁连接，所述柔轮与所述输出轴传动连接，所述凸轮的一端具有与所述输出轴同轴的端面齿轮，所述输入轴垂直于所述输出轴并与所述刚轮转动连接，所述输入轴的一端具有与所述端面齿轮啮合的直齿轮。本实用新型通过使用直齿轮与端面齿轮配合形成的输出轴与凸轮之间的传动连接，由于直齿轮和端面齿轮的加工精度均能够得到精确的控制，从而使二者进行啮合之后的传动配合精度高。

Description

交叉轴谐波减速器

技术领域

本实用新型涉及减速传动机械技术领域，尤其涉及一种交叉轴谐波减速器。

背景技术

谐波减速器在航空、航天、能源、航海、造船、仿生机械、常用军械、机床、仪表、电子设备、矿山冶金、交通运输、起重机械、石油化工机械、纺织机械、农业机械以及医疗器械等方面得到日益广泛的应用，特别是在高动态性能的伺服系统中，采用谐波齿轮传动更显示出其优越性。

谐波减速器主要由三个基本构件组成：

(1)带有内齿圈的刚性齿轮(刚轮)，它相当于行星系中的中心轮；

(2)带有外齿圈的柔性齿轮(柔轮)，它相当于行星齿轮；

(3)谐波发生器，它相当于行星架。

目前，应用于机器人领域的交叉轴谐波减速器至少存在输入轴与凸轮之间的传动配合精度低，安装调整不方便等技术问题。

实用新型内容

本实用新型的其中一个目的是提供了一种交叉轴谐波减速器，解决了现有技术中存在的输入轴与凸轮之间的传动配合精度低的技术问题。

本实用新型诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为了实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种交叉轴谐波减速器，包括输入轴、输出轴、凸轮、柔性轴承、柔轮和刚轮，所述柔轮上的外齿与所述刚轮上的内齿啮合，所述柔轮的圆周内壁通过所述柔性轴承与所述凸轮的周向外壁连接，所述柔轮与所述输出轴传动连接，所述凸轮的一端具有与所述输出轴同轴的端面齿轮，所述输入轴垂直于所述输出轴并与所述刚轮转动连接，所述输入轴的一端具有与所述端面齿轮啮合的直齿轮。

作为优选：所述刚轮包括一体设置的外壳部和齿圈部，所述刚轮上的内齿均匀分布于所述齿圈部的圆周内壁上，所述外壳部具有供所述输入轴穿出的输入孔，所述输入孔处可拆卸连接有输入壳体，所述输入轴与所述输入孔以及所述输入壳体通过第一轴承转动连接。

作为优选：所述第一轴承为间隔设置的两个。

作为优选：所述输出轴具有一挡圈部，所述挡圈部连接有与所述输出轴同轴的输出刚轮，所述输出刚轮与所述齿圈部沿所述柔轮的轴线间隔分布，且所述输出刚轮的内齿与所述柔轮的外齿啮合，从而形成所述柔轮与所述输出轴之间的传动连接。

作为优选：所述输出刚轮套设在所述挡圈部外侧，且通过径向穿入二者的圆柱销、螺栓或者螺钉连接固定。

作为优选：所述外壳部还具有与所述齿圈同轴的敞口，所述外壳的敞口处可拆卸连接有壳体，所述输出轴与所述壳体通过第二轴承转动连接。

作为优选：所述第二轴承为间隔设置的两个。

作为优选：所述壳体远离所述刚轮的一端还可拆卸连接有输出轴承盖，所述输出轴承盖上设置有与所述输出轴间隙配合的输出孔，所述输出孔与所述输出轴之间设置有O型圈，用于对所述输出孔与所述输出轴之间的间隙进行密封。

作为优选：所述凸轮具有与所述输出轴同轴的内孔，所述内孔与所述输出轴通过第三轴承连接。

作为优选：所述外壳部上还设置有与所述输出轴同轴的轴承安装孔，所述轴承安装孔通过第四轴承与所述输出轴连接，所述轴承安装孔外还可拆卸连接有轴承盖。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过使用直齿轮与端面齿轮配合形成的输出轴与凸轮之间的传动连接，由于直齿轮和端面齿轮的加工精度均能够得到精确的控制，从而使二者进行啮合之后的传动配合精度高。并且通过轴向或者径向的移动即可对直齿轮和端面齿轮的啮合程度进行调整，因此使安装和调整也变得更为地方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例的结构示意图。

图中：

1、输入轴；101、直齿轮；2、输出轴；201、挡圈部；3、凸轮；301、端面齿轮；4、柔性轴承；5、柔轮；6、刚轮；601、外壳部；602、齿圈部；7、输入壳体；8、第一轴承；9、第一孔用挡圈；10、输出刚轮；11、圆柱销；12、壳体；13、第二轴承；14、第二孔用挡圈；15、第二轴用挡圈；16、输出轴承盖；17、O型圈；18、第三轴承；19、第三孔用挡圈；20、螺母；21、第四轴承；22、轴承盖。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种交叉轴谐波减速器，包括输入轴1、输出轴2、凸轮3、柔性轴承4、柔轮5和刚轮6。

所述凸轮3的一端具有与所述输出轴2同轴的端面齿轮301，端面齿轮301与凸轮3为一体结构。所述输入轴1垂直于所述输出轴2并与所述刚轮6转动连接。所述输入轴1的一端具有与所述端面齿轮301啮合的直齿轮101，直齿轮101与输入轴1为一体结构。通过直齿轮101与端面齿轮301的啮合，形成了输出轴2与凸轮3之间的传动连接。

工作时，动力源从输入轴1通过直齿轮101和端面齿轮301的啮合传递至凸轮3，带动凸轮3转动，凸轮3转动带动与刚轮6啮合的柔轮5进行反向减速运动，再通过与柔轮5传动连接的输出轴2将反向加速运动传递至输出轴2。

由于直齿轮101和端面齿轮301的加工精度均能够得到精确的控制，从而使二者进行啮合之后的传动配合精度高，动力传递效果好，保证了动力传递过程稳定有效地进行。

作为可选地实施方式，所述刚轮6包括一体设置的外壳部601和齿圈部602。所述刚轮6上的内齿均匀分布于所述齿圈部602的圆周内壁上。所述柔轮5上的外齿与所述刚轮6上的内齿啮合。

所述外壳部601具有供所述输入轴1穿出的输入孔。所述输入孔处通过螺钉或者螺栓可拆卸连接有输入壳体7。所述输入轴1与所述输入孔以及所述输入壳体7通过第一轴承8转动连接。

具体地，所述第一轴承8为间隔设置的两个。两个第一轴承8通过嵌设在输入壳体7上的第一孔用挡圈9隔开。

在输入孔处设置有台阶，在输入轴1靠近直齿轮101的部分设置有轴肩。其中一个第一轴承8的外环和内环的同一端分别抵紧在输入孔的台阶上和输入轴1的轴肩上，该第一轴承8的外环的另一端抵紧在第一孔用挡圈9的一侧。

在输入壳体7内也设置有台阶，输入轴1上嵌设有第一轴用挡圈。另一个第一轴承8的外环和内环的同一端抵紧在输入壳体7的台阶上和第一轴用挡圈上，另一端抵紧在第一孔用挡圈9的另一侧。

所述柔轮5与所述输出轴2传动连接。作为可选地实施方式，所述输出轴2的中部具有一挡圈部201，挡圈部201位于外壳部601的内部，所述挡圈部201连接有与所述输出轴2同轴的输出刚轮10。具体地，所述输出刚轮10套设在所述挡圈部201外侧，且通过径向穿入二者的圆柱销11、螺栓或者螺钉连接固定。

所述输出刚轮10与所述齿圈部602沿所述柔轮5的轴线间隔分布，且所述输出刚轮10的内齿与所述柔轮5的外齿啮合，从而形成所述柔轮5与所述输出轴2之间的传动连接。柔轮5为筒状，其外齿设置在其外圆周壁上，且其外齿的轴向长度必须保证能够同时与刚轮6的内齿以及输出刚轮10的内齿进行有效啮合，从而使柔轮5既可与刚轮6之间发生错齿而产生减速转动，并能够把转动动力经输出刚轮10传递至输出轴2。

所述柔轮5的圆周内壁通过所述柔性轴承4与所述凸轮3的周向外壁连接。具体地，所述柔性轴承4为两个，其中一个柔性轴承4与刚轮6的齿圈部602对应设置，另一个柔性轴承4与输出刚轮10对应设置。这样可以包括柔轮5能够分别通过两个柔性轴承4的转动产生径向变形与对应的刚轮6的内齿以及输出刚轮10的内齿啮合。

具体地，端面齿轮301的外径大于凸轮3的长轴。凸轮3远离端面齿轮301的一端通过螺栓或者螺钉可拆卸连接有挡环，挡环的外径大于凸轮3的长轴。两个柔性轴承4间隔套设在凸轮3上，其中一个柔性轴承4的内环抵紧在端面齿轮301远离齿面的一端，另一柔性轴承4的内环抵紧在挡环上。

作为可选地实施方式，所述外壳部601还具有与所述齿圈同轴的敞口。所述外壳的敞口处通过螺栓或者螺钉可拆卸连接有壳体12。所述输出轴2与所述壳体12通过第二轴承13转动连接。具体地，所述第二轴承13为间隔设置的两个。两个第二轴承13的通过嵌设于壳体12上的第二孔用挡圈14隔开。

在挡圈部201的一侧具有第一轴肩，第一轴肩面向两个第二轴承13设置。在输出轴2位于壳体12内的部分嵌设有第二轴用挡圈15。

两个第二轴承13的外环分别抵紧在第二孔用挡圈14的两侧。两个第二轴承13的内环相互远离的一端分别抵紧在第一轴肩和第二轴用挡圈15上。这样即可以实现输出轴2与外壳部601之间的定位。

作为可选地实施方式，所述壳体12远离所述刚轮6的一端还通过螺栓或者螺钉可拆卸连接有输出轴2承盖16。

所述输出轴2承盖16上设置有与所述输出轴2间隙配合的输出孔。

所述输出孔与所述输出轴2之间设置有O型圈17，用于对所述输出孔与所述输出轴2之间的间隙进行密封。具体地，在输出孔的内壁上开设有环形槽。O型圈17容纳于该环形槽内，并且O型圈17与输出轴2之间密封转动配合。

通过O型圈17进行密封后，能够有效地防止灰尘进入壳体12内部，起到良好的防尘效果，保证壳体12内部零件的稳定运行，延长使用寿命。

作为可选地实施方式，所述凸轮3具有与所述输出轴2同轴的内孔，所述内孔与所述输出轴2通过第三轴承18连接。

在输出轴2位于外壳部601内的部分设有一螺纹段，在该螺纹段上旋接有螺母20，第三轴承18位于该螺母20和挡圈部201之间。

具体地，第三轴承18为间隔设置的两个，两个第三轴承18通过嵌设在凸轮3上的第三孔用挡圈19隔开。

在挡圈部201的背向壳体12的一侧具有第二轴肩，第二轴肩面向凸轮3设置。

两个第三轴承18的外环分别抵紧在第三孔用挡圈19的两侧。两个第二轴承13的内环相互远离的一端分别抵紧在螺母20和第二轴肩上。这样即可以实现凸轮3与输出轴2之间的定位，也可以间接地实现凸轮3与输入轴1之间的定位，保证输入轴1在传递动力至凸轮3的过程中，凸轮3不会发生轴向的移位，而影响凸轮3上的端面齿轮301与输入轴1上的直齿轮101的相互啮合。

作为可选地实施方式，所述外壳部601上还设置有与所述输出轴2同轴的轴承安装孔，所述轴承安装孔通过第四轴承21与所述输出轴2连接，所述轴承安装孔外还通过螺栓或者螺钉可拆卸连接有轴承盖22。这样有效地保证了输出轴2、凸轮3转动的同轴度，极大程度地避免了偏心的情况发生，从而增加了整个交叉轴谐波减速器运行的稳定性。

本实用新型实施例提供的交叉轴谐波减速器在工作时，通过电机或者其他动力装置带动输入轴1进行转动，输入轴1通过直齿轮101与凸轮3上端面齿轮301的啮合将转动动力传递给凸轮3，直齿轮101的齿数小于端面齿轮301的尺寸，即输入轴1传递至凸轮3的转动动力进行了一次降速，而后凸轮3转动使柔轮5产生与凸轮3反向的二次减速转动，并将降速后的转动动力通过输出刚轮10传递至输出轴2，实现输入轴1至输出轴2的90度转向减速动力输出。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式和/或实施例中的特征可以相互结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种交叉轴谐波减速器，其特征在于：包括输入轴(1)、输出轴(2)、凸轮(3)、柔性轴承(4)、柔轮(5)和刚轮(6)，所述柔轮(5)上的外齿与所述刚轮(6)上的内齿啮合，所述柔轮(5)的圆周内壁通过所述柔性轴承(4)与所述凸轮(3)的周向外壁连接，所述柔轮(5)与所述输出轴(2)传动连接，所述凸轮(3)的一端具有与所述输出轴(2)同轴的端面齿轮(301)，所述输入轴(1)垂直于所述输出轴(2)并与所述刚轮(6)转动连接，所述输入轴(1)的一端具有与所述端面齿轮(301)啮合的直齿轮(101)。

2.根据权利要求1所述的交叉轴谐波减速器，其特征在于：所述刚轮(6)包括一体设置的外壳部(601)和齿圈部(602)，所述刚轮(6)上的内齿均匀分布于所述齿圈部(602)的圆周内壁上，所述外壳部(601)具有供所述输入轴(1)穿出的输入孔，所述输入孔处可拆卸连接有输入壳体(7)，所述输入轴(1)与所述输入孔以及所述输入壳体(7)通过第一轴承(8)转动连接。

3.根据权利要求2所述的交叉轴谐波减速器，其特征在于：所述第一轴承(8)为间隔设置的两个。

4.根据权利要求2所述的交叉轴谐波减速器，其特征在于：所述输出轴(2)具有一挡圈部(201)，所述挡圈部(201)连接有与所述输出轴(2)同轴的输出刚轮(10)，所述输出刚轮(10)与所述齿圈部(602)沿所述柔轮(5)的轴线间隔分布，且所述输出刚轮(10)的内齿与所述柔轮(5)的外齿啮合，从而形成所述柔轮(5)与所述输出轴(2)之间的传动连接。

5.根据权利要求4所述的交叉轴谐波减速器，其特征在于：所述输出刚轮(10)套设在所述挡圈部(201)外侧，且通过径向穿入二者的圆柱销(11)、螺栓或者螺钉连接固定。

6.根据权利要求5所述的交叉轴谐波减速器，其特征在于：所述外壳部(601)还具有与所述齿圈同轴的敞口，所述外壳的敞口处可拆卸连接有壳体(12)，所述输出轴(2)与所述壳体(12)通过第二轴承(13)转动连接。

7.根据权利要求6所述的交叉轴谐波减速器，其特征在于：所述第二轴承(13)为间隔设置的两个。

8.根据权利要求6所述的交叉轴谐波减速器，其特征在于：所述壳体(12)远离所述刚轮(6)的一端还可拆卸连接有输出轴承盖(16)，所述输出轴承盖(16)上设置有与所述输出轴(2)间隙配合的输出孔，所述输出孔与所述输出轴(2)之间设置有O型圈(17)，用于对所述输出孔与所述输出轴(2)之间的间隙进行密封。

9.根据权利要求2至8中任意一项所述的交叉轴谐波减速器，其特征在于：所述凸轮(3)具有与所述输出轴(2)同轴的内孔，所述内孔与所述输出轴(2)通过第三轴承(18)连接。

10.根据权利要求9所述的交叉轴谐波减速器，其特征在于：所述外壳部(601)上还设置有与所述输出轴(2)同轴的轴承安装孔，所述轴承安装孔通过第四轴承(21)与所述输出轴(2)连接，所述轴承安装孔外还可拆卸连接有轴承盖(22)。