CN213899790U - 一种减速机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种减速机，包括曲轴、固定盘、转动盘、中间盘，中间盘位于固定盘与转动盘之间，固定盘与曲轴之间、转动盘与曲轴之间为可转动的连接，中间盘转动连接在曲轴的偏心轴颈上，中间盘与固定盘之间、中间盘与转动盘之间均设有滚球组，滚球组包括环布设置的多个滚球，固定盘朝向中间盘的盘面上、中间盘的两个盘面上、转动盘朝向中间盘的盘面上均设有用于容纳滚球组的凹槽，固定盘、中间盘、转动盘上的凹槽中有一个或两个为非连续球窝凹槽，其余凹槽为内摆线凹槽或外摆线凹槽，相邻两盘上相面对的凹槽为不同类型，非连续球窝凹槽包括围绕圆周环布的多个球窝。本实用新型的有益效果在于：精度高、回差恒定、啮合比高、振动小。

Description

一种减速机

技术领域

本实用新型涉及一种减速机。

背景技术

减速机是应用在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩作用的机械装置。其中应用最为广泛的是齿轮减速机。齿轮减速机是靠不同齿数齿轮的啮合改变传动比的，因此要想实现较大的传动比就只能增大主动齿轮的直径或增加齿轮传动的级数，导致结构复杂、体积较大，另外普通齿轮相啮合齿数较少，不能传递较大的载荷。

为了解决齿轮减速机的缺点，后来出现了谐波减速机，谐波减速机的主要构件包括柔轮、刚轮和波发生器，柔轮的轮体很薄，其上有完整的齿圈，轮体的模数较小，波发生器的径向最大尺寸稍大于柔轮内孔直径，装配时把它放入柔轮内孔，使柔轮齿圈段变形成为椭圆形，并使椭圆长轴处两点的轮齿与刚轮相啮合，而短轴处的轮齿脱开。波发生器旋转时，柔轮和刚轮的啮合区也随着变化，轮齿依次进入啮合和脱离状态。柔轮的变形过程基本上是一个对称的谐波，因此称为谐波轮传动。谐波减速机具有结构简单、重量轻、体积小的优点，由于谐波齿轮传动同时啮合的齿数较多，即承受载荷的齿数多，因此它的承载能力也大大提高。由于谐波发动机有上述优点，在工业机器人、精密仪器等领域得以广泛应用。

然而在实际使用过程中，谐波减速机仍然有其不足之处：1）柔轮的加工比较困难，对柔性轴承的材料及制造精度要求较高。2）谐波减速机难以承受较大的冲击，例如当谐波减速机应用到工业机器人的关节上时，机械臂受到碰撞就很容易使谐波减速机造成损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题提供一种体积小、传动比大、易于加工且不易损坏的减速机。

为达到上述目的，本实用新型中的减速机包括曲轴、固定盘、转动盘、中间盘，其结构特点是所述中间盘位于固定盘与转动盘之间，固定盘与曲轴之间、转动盘与曲轴之间为可转动的连接，中间盘转动连接在曲轴的偏心轴颈上，中间盘与固定盘之间、中间盘与转动盘之间均设有滚球组，滚球组包括环布设置的多个滚球，固定盘朝向中间盘的盘面上、中间盘的两个盘面上、转动盘朝向中间盘的盘面上均设有用于容纳滚球组的凹槽，固定盘、中间盘、转动盘上的凹槽中有一个或两个为非连续球窝凹槽，其余凹槽为内摆线凹槽或外摆线凹槽，相邻两盘上相面对的两凹槽为不同类型；所述非连续球窝凹槽包括围绕圆周环布的多个用于容纳滚球的球窝。该减速机的工作方式如下：固定盘固定，曲轴作为动力输入元件与原动机连接，固定盘与中间盘之间的滚球组、固定盘朝向中间盘的盘面上的凹槽、中间盘朝向固定盘盘面上的凹槽共同形成第一级传动幅，驱使中间盘自转，由于曲轴是转动的，因此中间盘在自转的同时还围绕曲轴的主轴线公转，中间盘与转动盘之间的滚球组、中间盘朝向转动盘的盘面上的凹槽、转动盘朝向中间盘盘面上的凹槽共同形成第二级传动幅，中间盘的自转和公转转化为转动盘的转动，最终由转动盘作为动力输出元件输出动力；当然也可以将转动盘作为动力输入元件、曲轴作为动力输出元件实现变速的目的。本实用新型中的减速机利用滚球组与相邻两构件上的凹槽形成传动幅来传递动力，与传统的齿轮减速机相比，具有高精度、恒定回差、高啮合比、振动小的优点。与谐波减速机相比，本实用新型中的减速机没有柔轮结构，对材料及制造精度的要求要低很多，抗撞击能力也比较强。由于本实用新型中采用了非连续球窝凹槽，滚球被限定在球窝中，滚球在内摆线凹槽或外摆线凹槽中的运动更加平稳，与之相关的转动盘或中间盘的运行也更加平稳，减速机的振动更小、输出精度更高。非连续球窝凹槽、滚球组与内外摆线凹槽形成的啮合副在输出精度方面更加高于纯内外摆线凹槽与滚球组形成的啮合副。

该减速机还包括固定座，所述固定盘安装在固定座上，固定座与曲轴之间为转动连接。增加固定座之后，可利用固定座实现固定盘的固定，利用固定座与曲轴之间的转动连接实现了固定盘与曲轴之间的相对转动，这样固定盘可以单独制作，有利于提高固定盘上凹槽的加工精度，固定盘还可以单独更换。

所述曲轴的一端连接有支撑座，固定座上设有第一安装孔，第一安装孔内安装有第一轴承，支撑座的外周面与第一轴承的内圈相接触。采用上述结构方便了曲轴与固定座之间的转动连接。

所述固定座上连接有套筒，转动盘位于套筒内，转动盘与套筒通过第二轴承转动连接。采用上述结构后，使转动盘与套筒转动连接在一起，有保持转动盘、固定盘的同轴度。

所述转动盘上设有第二安装孔，第二安装孔内安装有第三轴承，曲轴与第三轴承的内圈相接触。采用上述结构后，转动盘与套筒之间、转动盘与曲轴之间均为转动连接，使转动盘的转动更加稳定，更加有利于保持曲轴、固定盘、转动盘、中间盘的同轴度。

所述固定盘以可轴向移动且不可转动的方式连接在固定座上，固定盘上环布安装有多个用于顶靠固定盘使其靠近中间盘的调节螺栓。通过旋紧调节螺栓可以顶靠固定盘使其靠近中间盘，使两者之间凹槽、滚球组所构成的啮合传动副结合更加好，啮合度更高。

所述固定盘上对应调节螺栓设有多个限位盲孔，调节螺栓的端部插入到相对应的限位盲孔中。调节螺栓直接顶靠在限位盲孔处，调节螺栓对固定盘的顶靠更加稳定。

所述固定座上设有用于容纳固定盘的沉孔，沉孔的内周面上设有内齿，固定盘上设有与内齿相啮合的外齿。利用内齿与外齿的啮合实现了固定盘在固定座上可轴向移动且不可转动的连接，固定盘与固定座之间的连接也更加牢靠。

所述曲轴上连接有动平衡配重块。动平衡配重块用于曲轴的平衡校正，减少振动的发生。

所述动平衡配重块的数量为两块，两块动平衡配重块分别位于中间盘的两侧。位于中间盘两侧的动平衡配重块有利于曲轴1的轴向平衡，进一步减少振动的发生。

通过以上描述不难看出，本实用新型的有益效果在于：精度高、回差恒定、啮合比高、振动小。本实用新型应用在工业机器人领域可明显提高机器人的抗撞击能力，满足工业机器人对精密减速机的苛刻要求。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步详细的说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中非连续球窝凹槽的结构示意图；

图3为本实用新型中内摆线凹槽的结构示意图；

图4为本实用新型中外摆线凹槽的结构示意图；

图5为本实用新型中固定座与固定盘的一种连接方式的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和显示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。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例，都属于本实用新型保护的范围。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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，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。

参照图1，本实用新型中的减速机包括固定座9，固定座9上安装有固定盘2，固定座9上连接有套筒13，套筒13内设有转动盘3、曲轴1，转动盘3与套筒13为转动连接，曲轴1与固定座9之间、曲轴1与转动盘3之间均为转动连接，曲轴1的偏心轴颈上转动连接有中间盘4。

参照图1，中间盘4与固定盘2之间、中间盘4与转动盘3之间均设有滚球组24，滚球组24包括环布设置的多个滚球，固定盘2朝向中间盘4的盘面上、中间盘4的两个盘面上、转动盘3朝向中间盘4的盘面上均设有用于容纳滚球组24的凹槽5，从图1上看滚球一部分位于上方凹槽5中，滚球的另一部分位于上方凹槽5中，三者共同形成传动幅，用于两构件之间的传动。固定盘2、中间盘4、转动盘3上的凹槽5中有一个或两个为非连续球窝凹槽23，其余凹槽5为内摆线凹槽6或外摆线凹槽7，相邻两盘上相面对的两凹槽5为不同类型。

本实用新型中的凹槽5是指自盘面向内凹陷的槽体结构，它可以是连续的、也可以是不连续的，其中非连续球窝凹槽23是不连续的，而内摆线凹槽6是连续的和外摆线凹槽7是连续的。参照图2，非连续球窝凹槽23包括围绕圆周环布的多个用于容纳滚球的球窝8，不同滚球位于不同球窝8内。在数学上，内摆线是指一个动圆内切于一个定圆作无滑动的滚动，动圆圆周上一个定点所描绘的轨迹，外摆线是指一个动圆外切于一个定圆作无滑动的滚动，动圆圆周上一个定点所描绘的轨迹。本实用新型中的内摆线凹槽6是指轨迹为内摆线的凹槽，其形状大致如图3所示；外摆线凹槽7是指轨迹为外摆线的凹槽，其形状大致如图4所示。

由以上描述可知，固定盘2、中间盘4、转动盘3上的凹槽5存在多种组合方式。例如按照图1中的位置关系，转动盘3下盘面、中间盘4上盘面、中间盘4下盘面、固定盘2上盘面上的凹槽5可以为非连续球窝凹槽23、内摆线凹槽6、内摆线凹槽6、外摆线凹槽7，也可以为非连续球窝凹槽23、外摆线凹槽7、内摆线凹槽6、外摆线凹槽7，还可以为非连续球窝凹槽23、内摆线凹槽6、非连续球窝凹槽23、外摆线凹槽7，为了节省篇幅，其它的组合方式不再一一列举。

参照图1，为了实现曲轴1与固定座9之间的转动连接：曲轴1的一端连接有支撑座10，固定座9上设有第一安装孔11，第一安装孔11内安装有第一轴承12，支撑座10的外周面与第一轴承12的内圈相接触。为了实现转动盘3与套筒13之间的转动连接，套筒13内安装有第二轴承14，转动盘3的外周面与第二轴承14的内圈相接触。为了实现转动盘3与曲轴1之间的转动连接：转动盘3上设有第二安装孔15，第二安装孔15内安装有第三轴承16，曲轴1与第三轴承16的内圈相接触。为了使中间盘4在曲轴1偏心轴颈上的转动更加顺畅：中间盘4上设有通孔并在通孔内安装有轴承，曲轴1的偏心轴颈穿过该轴承的内孔。

参照图1，在本实施例的进一步改进中：固定盘2以可轴向移动且不可转动的方式连接在固定座9上，固定盘2上环布安装有多个用于顶靠固定盘2使其靠近中间盘4的调节螺栓17。固定盘2上对应调节螺栓17设有多个限位盲孔18，调节螺栓17的端部插入到相对应的限位盲孔18中。参照图1、图5，固定座9上设有用于容纳固定盘2的沉孔19，沉孔19的内周面上设有内齿20，固定盘2上设有与内齿20相啮合的外齿21。

参照图1，在本实施例的进一步改进中：曲轴1上连接有动平衡配重块22。动平衡配重块22的数量为两块，两块动平衡配重块22分别位于中间盘4的两侧。

本实用新型的结构还可以在图1所示实施例的基础上做进一步的扩展。例如固定盘2与曲轴1之间可以不通过固定座9连接，而是固定盘2直接转动连接在曲轴1上。再例如固定盘2与固定座9之间可以不通过内齿20与外齿21的啮合实现可轴向移动且不可转动的连接，而是将固定盘2的外轮廓设计为多边形，固定座9上设有供固定盘2置入其内的多边形孔。

下面描述一下减速机的工作原理：固定座9固定，曲轴1作为动力输入元件与原动机连接，固定盘2相对于固定座9固定，固定盘2与中间盘4之间的滚球组24、固定盘2朝向中间盘4的盘面上的凹槽5、中间盘4朝向固定盘2盘面上的凹槽5共同形成第一级传动幅，驱使中间盘4自转，由于曲轴1是转动的，因此中间盘4在自转的同时还围绕曲轴的主轴线公转，中间盘4与转动盘3之间的滚球组24、中间盘4朝向转动盘3的盘面上的凹槽5、转动盘3朝向中间盘4盘面上的凹槽5共同形成第二级传动幅，中间盘4的自转和公转转化为转动盘3的转动，最终由转动盘3作为动力输出元件输出动力。以上为曲轴1作为动力输入元件、转动盘3作为动力输出元件的情况，当然也可以以转动盘3作为动力输入元件、曲轴1作为动力输出元件实现变速的目的。由于相邻两盘上相面对的两凹槽23为不同类型，利用不同类型的凹槽5的组合、改变滚球组24中滚球所围成圆圈的直径及滚球的个数可改变传动比。

不同于传统的齿轮减速机、谐波减速机，本实用新型中的减速机利用滚球组24与相邻两构件上的凹槽5形成传动幅来传递动力，与传统的齿轮减速机相比，具有高精度、恒定回差、高啮合比、振动小的优点。与谐波减速机相比，本实用新型中的减速机没有柔轮结构，对材料及制造精度的要求要低很多，抗撞击能力也比较强。由于本实用新型中采用了非连续球窝凹槽23，滚球被限定在球窝8中，滚球在内摆线凹槽6或外摆线凹槽中的运动更加平稳，与之相关的转动盘3或中间盘4的运行也更加平稳，减速机的振动更小、输出精度更高。非连续球窝凹槽23、滚球组24与内外摆线凹槽形成的啮合副在输出精度方面更加高于纯内外摆线凹槽与滚球组24形成的啮合副。

在本实用新型的进一步改进中，定盘2以可轴向移动且不可转动的方式连接在固定座9上，固定盘2上环布安装有多个用于顶靠固定盘2使其靠近中间盘4的调节螺栓17。通过旋紧调节螺栓17可以顶靠固定盘2使其靠近中间盘4，使两者之间凹槽、滚球组所构成的啮合传动副结合更加好，啮合度更高。

在本实用新型的进一步改进中，曲轴1上连接有两动平衡配重块22，用于曲轴1的平衡校正，减少振动的发生，两块动平衡配重块22分别位于中间盘4的两侧，用于曲轴1的轴向的平衡，进一步减少振动的发生。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种减速机，包括曲轴（1）、固定盘（2）、转动盘（3）、中间盘（4），其特征是所述中间盘（4）位于固定盘（2）与转动盘（3）之间，固定盘（2）与曲轴（1）之间、转动盘（3）与曲轴（1）之间为可转动的连接，中间盘（4）转动连接在曲轴（1）的偏心轴颈上，中间盘（4）与固定盘（2）之间、中间盘（4）与转动盘（3）之间均设有滚球组（24），滚球组（24）包括环布设置的多个滚球，固定盘（2）朝向中间盘（4）的盘面上、中间盘（4）的两个盘面上、转动盘（3）朝向中间盘（4）的盘面上均设有用于容纳滚球组（24）的凹槽（5），固定盘（2）、中间盘（4）、转动盘（3）上的凹槽（5）中有一个或两个为非连续球窝凹槽（23），其余凹槽（5）为内摆线凹槽（6）或外摆线凹槽（7），相邻两盘上相面对的两凹槽（5）为不同类型；所述非连续球窝凹槽（23）包括围绕圆周环布的多个用于容纳滚球的球窝（8）。

2.根据权利要求1所述的减速机，其特征是该减速机还包括固定座（9），所述固定盘（2）安装在固定座（9）上，固定座（9）与曲轴（1）之间为转动连接。

3.根据权利要求2所述的减速机，其特征是所述曲轴（1）的一端连接有支撑座（10），固定座（9）上设有第一安装孔（11），第一安装孔（11）内安装有第一轴承（12），支撑座（10）的外周面与第一轴承（12）的内圈相接触。

4.根据权利要求2所述的减速机，其特征是所述固定座（9）上连接有套筒（13），转动盘（3）位于套筒（13）内，转动盘（3）与套筒（13）通过第二轴承（14）转动连接。

5.根据权利要求4所述的减速机，其特征是所述转动盘（3）上设有第二安装孔（15），第二安装孔（15）内安装有第三轴承（16），曲轴（1）与第三轴承（16）的内圈相接触。

6.根据权利要求2所述的减速机，其特征是所述固定盘（2）以可轴向移动且不可转动的方式连接在固定座（9）上，固定盘（2）上环布安装有多个用于顶靠固定盘（2）使其靠近中间盘（4）的调节螺栓（17）。

7.根据权利要求6所述的减速机，其特征是所述固定盘（2）上对应调节螺栓（17）设有多个限位盲孔（18），调节螺栓（17）的端部插入到相对应的限位盲孔（18）中。

8.根据权利要求6所述的减速机，其特征是所述固定座（9）上设有用于容纳固定盘（2）的沉孔（19），沉孔（19）的内周面上设有内齿（20），固定盘（2）上设有与内齿（20）相啮合的外齿（21）。

9.根据权利要求1至8中任一项权利要求所述的减速机，其特征是所述曲轴（1）上连接有动平衡配重块（22）。

10.根据权利要求9所述的减速机，其特征是所述动平衡配重块（22）的数量为两块，两块动平衡配重块（22）分别位于中间盘（4）的两侧。

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