CN218408437U - 小速比高刚性单级减速机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了小速比高刚性单级减速机构，涉及减速机技术领域，包括针齿壳、输出轴、输出端盖、两个摆线轮、中心凸轮轴，输出轴和输出端盖分别位于针齿壳两侧且固定连接，两个摆线轮位于输出轴和输出端盖之间，中心凸轮轴设置在针齿壳、输出轴、摆线轮及输出端盖的中心孔内；摆线轮上圆周阵列设有至少两根沿其轴向设置的偏心轴，偏心轴上的凸轮和摆线轮内孔之间安装有第一滚针与保持架轴承；输出轴和输出端盖上安装偏心轴的轴承孔内设有位于偏心轴两端的第一端盖密封；两个摆线轮外齿通过滚针与针齿壳内齿啮合，且针齿壳内齿与摆线轮外齿的齿差数为二齿差。本实用新型具有单级减速、速比小、刚性高、效率高、扁平化、结构简单、全密封等特点。

Description

小速比高刚性单级减速机构

技术领域

本实用新型涉及减速机技术领域，尤其涉及一种小速比高刚性单级减速机构。

背景技术

RV减速机为包括行星减速和摆线减速的两级减速结构，行星减速可以在摆线减速的基础上降低速比，不影响摆线级的输出能力，但增加由于行星减速设置在摆线减速一端，增加了减速机整体的轴向厚度，在限制减速机厚度的使用场合无法安装。

传统摆线减速机是一级摆线减速，采用了多个柱销和轴套进行偏心运转，柱销和轴套与摆线轮之间为滑动摩擦，传动效率低，结构复杂且寿命短。另外，由于摆线轮与针齿壳之间为一齿差，通过减少摆线轮齿数获得小速比，这样会大大牺牲减速机的整体刚性，影响减速机的工作效果和使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种小速比高刚性单级减速机构，其具有单级减速、速比小、刚性高、效率高、扁平化、结构简单、全密封等特点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种小速比高刚性单级减速机构，包括针齿壳、输出轴、输出端盖、两个摆线轮、中心凸轮轴，所述输出轴和输出端盖分别位于针齿壳两侧且通过圆锥销和螺钉固定连接，两个所述摆线轮位于输出轴和输出端盖之间，所述中心凸轮轴设置在针齿壳、输出轴、摆线轮及输出端盖的中心孔内；所述摆线轮上圆周阵列设有至少两根沿其轴向设置的偏心轴，所述偏心轴上的凸轮和摆线轮内孔之间安装有第一滚针与保持架轴承；所述输出轴和输出端盖上安装偏心轴的轴承孔内设有第一端盖密封，所述偏心轴位于两个第一端盖密封之间；两个所述摆线轮的外齿通过滚针与针齿壳的内齿啮合，且所述针齿壳内齿与摆线轮外齿的齿差数为二齿差。

通过采用上述技术方案，普通一齿差啮合的纯摆线减速机，若要实现减速比减小一半，则针齿壳内齿齿数需要减少一半，刚性会大幅度降低，甚至影响针齿壳内齿与摆线轮外齿的啮合，导致无法啮合运转。而将针齿壳内齿与摆线轮外齿的齿差数为二齿差，在同样速比下，二齿差啮合齿数是一齿差啮合齿数的两倍，极大地提高了减速机的整体刚性。二齿差的单级摆线减速结构相较于RV减速机无需设置行星减速，有效减小减速机的轴向厚度，实现扁平化。本实用新型适用于限制减速机厚度的使用场合，在空间不足无法安装RV减速机但需要小减速比时使用。

另外，相较于传统使用柱销和轴套进行偏心运转的摆线减速机，柱销和摆线轮之间为滑动摩擦，传动效率低，而本实用新型使用偏心轴驱动摆线轮偏心摆动，且偏心轴凸轮与摆线轮之间通过第一滚针与保持架轴承传动，两者之间为滚动摩擦，扭矩传动效果更好，传动效率大大提高。其中，偏心轴两端的第一端盖密封实现输出轴和输出端盖两侧的密封，保证减速机整体的密封性能，而且相较于现有技术中一端密封一端实心结构，能够减轻重量，在一定程度上实现减速机整体的轻量化。

进一步地，所述偏心轴两端的真圆与输出轴及输出端盖之间设有第二滚针与保持架轴承，所述偏心轴端部和输出轴之间设有第一深沟球轴承，且所述第一深沟球轴承位于第二滚针与保持架轴承远离摆线轮的一侧。

通过采用上述技术方案，在减速机体积较小时使用第二滚针与保持架轴承，配合输出轴与输出端盖共同传递扭矩，第一深沟球轴承用于从两端固定偏心轴，避免偏心轴发生轴向窜动，保证减速机整体工作的稳定性，其结构简单且效果明显。

进一步地，所述第二滚针与保持架轴承外设有保持架轴承套圈，所述保持架轴承套圈为第二滚针与保持架轴承的外圈。

通过采用上述技术方案，利用保持架轴承套圈作为第二滚针与保持架轴承的外圈，对第二滚针与保持架轴承进行支撑和传递扭矩，保证第二滚针与保持架轴承的工作效果和使用寿命，降低对输出端盖及输出轴上安装第二滚针与保持架轴承的轴承孔内圈的加工精度和制造要求。

进一步地，所述输出端盖及输出轴上安装第二滚针与保持架轴承的轴承孔内圈为对应第二滚针与保持架轴承的外圈。

通过采用上述技术方案，利用轴承孔内圈作为第二滚针与保持架轴承的外圈，轴承孔内圈的粗糙度、圆度、硬度等需要达到轴承外圈的能力，起到滚动摩擦和传动力的作用，这样使得第二滚针与保持架轴承和轴承孔内圈之间空间较大，第二滚针与保持架轴承内的滚针可以加大加粗，使其传递扭矩能力增强。

进一步地，所述偏心轴两端的真圆与输出轴及输出端盖之间设有圆锥滚子轴承，所述圆锥滚子轴承和与其靠近的第一端盖密封之间设有卡簧。

通过采用上述技术方案，在减速机体积较大时使用圆锥滚子轴承，配合输出轴与输出端盖共同传递扭矩，利用卡簧从两端对圆锥滚子轴承进行限位，在传递扭矩的同时保证偏心轴无轴向窜动，其结构简单且效果明显。

进一步地，所述中心凸轮轴两端与输出轴及输出端盖之间分别设有第二深沟球轴承，所述中心凸轮轴上的凸轮与两个摆线轮的中心孔之间设有第三滚针与保持架轴承；所述中心凸轮轴的真圆与输出端盖之间设有第一骨架密封圈，且所述第一骨架密封圈位于与其靠近的第二深沟球轴承远离摆线轮的一侧。

通过采用上述技术方案，中心凸轮轴作为输入轴与电机连接，电机驱动中心凸轮轴旋转，第二深沟球轴承对中心凸轮轴进行支撑，中心凸轮轴旋转时通过其凸轮与第三滚针与保持架轴承的配合带动两个摆线轮做偏心摆动运动。第一骨架密封圈对中心凸轮轴和输出端盖之间进行旋转密封，保证输出端盖一侧的密封性，提高减速机整体的密封性能。

进一步地，所述中心凸轮轴为非中空结构时，所述输出轴的中心孔设有位于中心凸轮轴一端的第二端盖密封。

通过采用上述技术方案，当中心凸轮轴为非中空结构时，利用第二端盖密封对输出轴一侧进行静密封，保证输出轴一侧的密封性，提高减速机整体密封性能。另外，输出轴中心孔无需设置为实心结构，在保证密封性能的同时，降低输出轴的重量，在一定程度上实现减速机整体的轻量化。

进一步地，所述输出轴及输出端盖和针齿壳之间设有角接触球轴承和第二骨架密封圈，且所述第二骨架密封圈位于两个角接触球轴承相互远离的一侧。

通过采用上述技术方案，角接触球轴承对输出轴和输出端盖起到支撑作用，第二骨架密封圈实现输出轴及输出端盖和针齿壳之间的密封，配合第一骨架密封圈、第一端盖密封、第二端盖密封实现减速机整体的全密封。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型中针齿壳内齿和摆线轮外齿为二齿差啮合，实现小速比单级减速，在相同速比下，啮合齿数增加一倍，较大地提高了减速的整体刚性，满足空间不足无法安装RV减速机但需要小减速比的限制减速机厚度的使用场合；

2、本实用新型中利用偏心轴驱动摆线轮摆动替代柱销，滚动摩擦代替滑动摩擦，降低效率牺牲，有效提高传动效率；

3、本实用新型为单级摆线减速，无需安装行星减速，有效减小减速机的轴向厚度；

4、本实用新型中设置第一骨架密封圈、第二骨架密封圈、第一端盖密封、第二端盖密封，实现减速机整体的全密封，且在一定程度上减轻减速机重量，实现轻量化。

附图说明

图1是实施例一中小速比高刚性单级减速机构的整体结构示意图；

图2是小速比高刚性单级减速机构中摆线轮和滚针的啮合示意图；

图3是实施例二中小速比高刚性单级减速机构的整体结构示意图；

图4是实施例三中小速比高刚性单级减速机构的整体结构示意图；

图5是实施例四中小速比高刚性单级减速机构的整体结构示意图。

图中，1、针齿壳；2、滚针；3、输出轴；4、输出端盖；5、圆锥销；6、螺钉；7、角接触球轴承；8、第二骨架密封圈；9、摆线轮；10、偏心轴；11、第一滚针与保持架轴承；12、第一端盖密封；13、第二滚针与保持架轴承；14、第一深沟球轴承；15、保持架轴承套圈；16、圆锥滚子轴承；17、卡簧；18、中心凸轮轴；19、第二深沟球轴承；20、第三滚针与保持架轴承；21、第一骨架密封圈；22、第二端盖密封。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一：

一种小速比高刚性单级减速机构，如图1所示，包括针齿壳1、输出轴3、输出端盖4、两个摆线轮9、中心凸轮轴18，输出轴3和输出端盖4分别位于针齿壳1两侧且与针齿壳1同轴设置，输出轴3和输出端盖4之间通过圆锥销5和螺钉6固定连接为组合体。输出轴3及输出端盖4和针齿壳1之间设有用于支撑的角接触球轴承7和用于密封的第二骨架密封圈8，第二骨架密封圈8位于两个角接触球轴承7相互远离的一侧，从两侧实现输出轴3及输出端盖4与针齿壳1之间的密封。

如图1和图2所示，两个摆线轮9位于输出轴3和输出端盖4之间，且两个摆线轮9的外齿通过滚针2与针齿壳1的内齿啮合。在本实施例中，两个摆线轮9的外齿齿数相同，滚针2与针齿壳1的内齿齿数相同，摆线轮9的外齿齿数比针齿壳1的内齿齿数少两个齿啮合，即针齿壳1内齿与摆线轮9外齿的齿差数为二齿差。这样相较于一齿差啮合，在同样速比下，二齿差啮合齿数是一齿差啮合齿数的两倍，极大地提高了减速机的整体刚性，满足限制减速机厚度的场合的使用需求。二齿差的单级摆线减速结构相较于RV减速机无需设置行星减速，有效减小减速机的轴向厚度，实现扁平化。

如图1所示，摆线轮9上圆周阵列设有至少两根沿其轴向设置的偏心轴10，两个摆线轮9、输出轴3和输出端盖4上均设有用于安装偏心轴10的轴承孔或内孔。偏心轴10上的两个凸轮为对齿偏心圆，且凸轮和对应摆线轮9内孔之间安装有第一滚针与保持架轴承11，第一滚针与保持架轴承11支撑两个摆线轮9平稳地做偏心摆动运动。使用偏心轴10驱动摆线轮9偏心摆动替代柱销驱动，偏心轴10凸轮与摆线轮9之间通过第一滚针与保持架轴承11传动，两者之间为滚动摩擦，相较于柱销的滑动摩擦，扭矩传动效果更好，效率牺牲少，传动效率大大提高。

如图1所示，在本实施例中，偏心轴10两端的真圆与输出轴3及输出端盖4之间设有第二滚针与保持架轴承13，第二滚针与保持架轴承13外设有保持架轴承套圈15，保持架轴承套圈15作为第二滚针与保持架轴承13的外圈，通过输出轴3和输出端盖4构成的组合体共同传递扭矩。其中，利用保持架轴承套圈15作为第二滚针与保持架轴承13的外圈，对第二滚针与保持架轴承13进行支撑和传递扭矩，保证第二滚针与保持架轴承13的工作效果和使用寿命，降低对输出端盖4及输出轴3上安装第二滚针与保持架轴承13的轴承孔内圈的加工精度和制造要求。

如图1所示，在偏心轴10端部和输出轴3之间设有第一深沟球轴承14，且第一深沟球轴承14位于第二滚针与保持架轴承13远离摆线轮9的一侧，利用第一深沟球轴承14对偏心轴10进行轴向限位，避免偏心轴10轴向窜动。另外，在输出轴3和输出端盖4上安装偏心轴10的轴承孔内设有第一端盖密封12，偏心轴10位于两个第一端盖密封12之间，从两端对输出轴3及输出端盖4进行密封，且由于第一端盖密封12为橡胶静密封，能够在一定程度上实现减速机整体结构的轻量化。

如图1所示，中心凸轮轴18设置在针齿壳1、输出轴3、摆线轮9及输出端盖4的中心孔内，作为输入轴与电机(图中未表示)连接，电机驱动中心凸轮轴18旋转。中心凸轮轴18两端与输出轴3及输出端盖4之间分别设有第二深沟球轴承19作为支撑，中心凸轮轴18上的凸轮与两个摆线轮9的中心孔之间设有第三滚针与保持架轴承20，在中心凸轮轴18旋转时，带动两个摆线轮9做偏心摆动运动。

如图1所示，为进一步实现整个减速机的全密封，在中心凸轮轴18上的真圆与输出端盖4之间设有第一骨架密封圈21，且第一骨架密封圈21位于与其靠近的第二深沟球轴承19远离摆线轮9的一侧。另外，在本实施例中，中心凸轮轴18为非中空结构，在输出轴3的中心孔内设有位于中心凸轮轴18一端的第二端盖密封22。

实施例二：

如图1和图3所示，本实施例中的小速比高刚性单级减速机构与实施例一的不同之处在于，在第二滚针与保持架轴承13外不设置保持架轴承套圈15，直接以输出端盖4及输出轴3上安装第二滚针与保持架轴承13的轴承孔内圈作为对应第二滚针与保持架轴承13的外圈。将轴承孔内圈的粗糙度、圆度、硬度等处理至达到轴承外圈的能力，起到滚动摩擦和传动力的作用，这样使得第二滚针与保持架轴承13和轴承孔内圈之间空间较大，第二滚针与保持架轴承13内的滚针可以加大加粗，使其传递扭矩能力增强。

实施例三：

如图1、图3和图4所示，本实施例中的小速比高刚性单级减速机构与实施例一及实施例二的不同之处在于，在偏心轴10两端的真圆与输出轴3及输出端盖4之间设有圆锥滚子轴承16，圆锥滚子轴承16和与其靠近的第一端盖密封12之间设有卡簧17，对偏心轴10进行轴向限位，避免偏心轴10轴向窜动。本实施例中利用圆锥滚子轴承16和卡簧17代替实施例一中的第二滚针与保持架轴承13、保持架轴承套圈15以及第一深沟球轴承14，满足大体积减速机的使用需求。

实施例四：

如图4和图5所示，本实施例中的小速比高刚性单级减速机构与实施例三的不同之处在于，中心凸轮轴18为中空结构，取消输出轴3一侧的第二端盖密封22，保证线缆等可以从输出轴3一侧穿过中心凸轮轴18的内孔。

本实用新型的工作原理和使用方法：

中心凸轮轴18作为输入轴与电机连接，电机驱动中心凸轮轴18旋转，在第三滚针与保持架轴承20与中心凸轮轴18上两个凸轮的配合作用下，带动两个摆线轮9平稳地进行偏心摆动。在摆线轮9外齿与针齿壳1内齿二齿差啮合作用下实现单级减速小减速比，同时通过多根偏心轴10驱动输出轴3和输出端盖4传递扭矩，且传动效率高。

本实用新型中针齿壳1内齿和摆线轮9外齿为二齿差啮合，实现小速比单级减速，在相同速比下，啮合齿数增加一倍，较大地提高了减速的整体刚性，满足空间不足无法安装RV减速机但需要小减速比的限制减速机厚度的使用场合，且单级摆线减速无需安装行星减速，有效减小减速机的轴向厚度。

其中，利用偏心轴10驱动摆线轮9摆动替代柱销，滚动摩擦代替滑动摩擦，降低效率牺牲，有效提高传动效率。另外设置第一骨架密封圈21、第二骨架密封圈8、第一端盖密封12、第二端盖密封22，实现减速机整体的全密封，并在一定程度上减轻减速机重量，实现轻量化。

上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种小速比高刚性单级减速机构，其特征在于：包括针齿壳(1)、输出轴(3)、输出端盖(4)、两个摆线轮(9)、中心凸轮轴(18)，所述输出轴(3)和输出端盖(4)分别位于针齿壳(1)两侧且通过圆锥销(5)和螺钉(6)固定连接，两个所述摆线轮(9)位于输出轴(3)和输出端盖(4)之间，所述中心凸轮轴(18)设置在针齿壳(1)、输出轴(3)、摆线轮(9)及输出端盖(4)的中心孔内；所述摆线轮(9)上圆周阵列设有至少两根沿其轴向设置的偏心轴(10)，所述偏心轴(10)上的凸轮和摆线轮(9)内孔之间安装有第一滚针与保持架轴承(11)；所述输出轴(3)和输出端盖(4)上安装偏心轴(10)的轴承孔内设有第一端盖密封(12)，所述偏心轴(10)位于两个第一端盖密封(12)之间；两个所述摆线轮(9)的外齿通过滚针(2)与针齿壳(1)的内齿啮合，且所述针齿壳(1)内齿与摆线轮(9)外齿的齿差数为二齿差。

2.根据权利要求1所述的小速比高刚性单级减速机构，其特征在于：所述偏心轴(10)两端的真圆与输出轴(3)及输出端盖(4)之间设有第二滚针与保持架轴承(13)，所述偏心轴(10)端部和输出轴(3)之间设有第一深沟球轴承(14)，且所述第一深沟球轴承(14)位于第二滚针与保持架轴承(13)远离摆线轮(9)的一侧。

3.根据权利要求2所述的小速比高刚性单级减速机构，其特征在于：所述第二滚针与保持架轴承(13)外设有保持架轴承套圈(15)，所述保持架轴承套圈(15)为第二滚针与保持架轴承(13)的外圈。

4.根据权利要求2所述的小速比高刚性单级减速机构，其特征在于：所述输出端盖(4)及输出轴(3)上安装第二滚针与保持架轴承(13)的轴承孔内圈为对应第二滚针与保持架轴承(13)的外圈。

5.根据权利要求1所述的小速比高刚性单级减速机构，其特征在于：所述偏心轴(10)两端的真圆与输出轴(3)及输出端盖(4)之间设有圆锥滚子轴承(16)，所述圆锥滚子轴承(16)和与其靠近的第一端盖密封(12)之间设有卡簧(17)。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的小速比高刚性单级减速机构，其特征在于：所述中心凸轮轴(18)两端与输出轴(3)及输出端盖(4)之间分别设有第二深沟球轴承(19)，所述中心凸轮轴(18)上的凸轮与两个摆线轮(9)的中心孔之间设有第三滚针与保持架轴承(20)；所述中心凸轮轴(18)的真圆与输出端盖(4)之间设有第一骨架密封圈(21)，且所述第一骨架密封圈(21)位于与其靠近的第二深沟球轴承(19)远离摆线轮(9)的一侧。

7.根据权利要求6所述的小速比高刚性单级减速机构，其特征在于：所述中心凸轮轴(18)为非中空结构时，所述输出轴(3)的中心孔设有位于中心凸轮轴(18)一端的第二端盖密封(22)。

8.根据权利要求7所述的小速比高刚性单级减速机构，其特征在于：所述输出轴(3)及输出端盖(4)和针齿壳(1)之间设有角接触球轴承(7)和第二骨架密封圈(8)，且所述第二骨架密封圈(8)位于两个角接触球轴承(7)相互远离的一侧。

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