CN220060391U - 一种利用多个滚子传动的纯滚动波齿减速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种利用多个滚子传动的纯滚动波齿减速器，包括中心轮、输入轴、输出法兰、滚子导槽架，所述中心轮内设有波齿，所述输入轴上设有第一偏心轴和第二偏心轴，第一偏心轴、第二偏心轴的偏心方向呈180°交错布置，且分别安装摇臂轴承，从而形成两个激波器，所述输出法兰与滚子导槽架连接形成减速器输出部件，所述滚子导槽架内设置有传动滚子组，所述传动滚子组内外两侧分别与摇臂轴承外圈和中心轮内的波齿接触。本减速器突破了长期以来齿轮传动的传统结构特征，具有体积小、传动比大、多齿同时啮合、承载能力高和抗冲击能力强、平衡性好等特点，加工安装简单，因而具有广阔的应用前景。

Description

一种利用多个滚子传动的纯滚动波齿减速器

技术领域

本实用新型主要涉及减速器相关技术领域，具体是一种利用多个滚子传动的纯滚动波齿减速器。

背景技术

减速器是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的一种相对精密的机械，减速器作为机电一体化的典型产品，广泛应用于工业机器人、精密仪器、医疗器械、自动化、风力发电、雷达通讯、航天航空、电动汽车(轮毂减速器)等各个领域。常用的减速器类型有齿轮减速器、涡轮蜗杆减速器、行星齿轮减速器、谐波减速器、摆线针轮减速器等，这几种减速器有各自的优点的同时也有自身的缺点：齿轮减速器单级减速比较低，涡轮蜗杆减速器因为是摩擦传动效率较低，行星齿轮减速器结构复杂、传动功率低，谐波减速器制造工艺复杂、有柔性部件寿命低，RV减速器结构复杂、摆动部件偏心易产生振动和噪音等。

为此，本申请的申请人之前提供过一种连珠滚子活齿减速器(公开号CN208331142U)，具有体积小、减速比大、承载能力强等优点。但是其结构设计中，激波器与传动滚子之间、传动滚子与波齿之间存在滑动摩擦，会影响传动效率、降低零件精度和缩短使用寿命，因此有必要提供一种新式结构的纯滚动波齿减速器，变滑动摩擦为滚动摩擦，以实现更高的传动效率、更小的摩擦损耗和更长的使用寿命。

实用新型内容

为解决目前技术的不足，本实用新型结合现有技术，从实际应用出发，提供一种利用多个滚子传动的纯滚动波齿减速器，它突破了长期以来齿轮传动的传统结构特征，具有体积小、传动比大、多齿同时啮合、承载能力高和抗冲击能力强、平衡性好等特点，加工安装简单，因而具有广阔的应用前景。

本实用新型的技术方案如下：

一种利用多个滚子传动的纯滚动波齿减速器，包括中心轮、输入轴、输出法兰、滚子导槽架，所述中心轮内设有波齿，所述输入轴上设有第一偏心轴和第二偏心轴，第一偏心轴、第二偏心轴的偏心方向呈180°交错布置，且分别安装摇臂轴承，从而形成两个激波器，所述输出法兰与滚子导槽架连接形成减速器输出部件，所述滚子导槽架内设置有传动滚子组，所述传动滚子组内外两侧分别与摇臂轴承外圈和中心轮内的波齿接触。

进一步，所述第一偏心轴、第二偏心轴与输入轴一体成型或固联，所述输出法兰与滚子导槽架一体成型或固联。

进一步，所述滚子导槽架上设置两组传动滚子组，分别用于对应两个激波器，传动滚子组的滚子安装于滚子导槽架设置的滚子导槽内。

进一步，每个滚子导槽内布置两个或两个以上滚子。

进一步，所述中心轮两侧固定设置左端盖以及右端盖。

进一步，所述左端盖与中心轮之间设置左端盖密封垫，所述右端盖与中心轮之间设置右端盖密封垫。

进一步，所述输出部件设置两个轴肩，用于安装输出法兰第一轴承和输出法兰第二轴承；

所述输出法兰第一轴承安装在中心轮设置的轴承孔内，输出法兰第一轴承外侧通过左端盖固定轴承外圈，内侧通过输出法兰轴肩轴向固定轴承内圈，所述输出法兰第二轴承安装在中心轮的轴承孔内，所述输出法兰第二轴承外侧通过右端盖固定轴承外圈，内侧通过滚子导槽架外侧轴肩轴向固定轴承内圈。

进一步，所述输入轴上设置两个轴肩，用于安装输入轴第一轴承以及输入轴第二轴承；

所述输入轴第一轴承安装于输出法兰的轴承孔内，通过输入轴轴肩轴向固定轴承内圈，所述输入轴第二轴承安装于右端盖的轴承孔内，通过输入轴轴肩轴向固定轴承内圈，所述左端盖和右端盖通过紧固螺栓紧固在中心轮上。

进一步，所述输入轴第一轴承外侧设有第一油封，输入轴第二轴承外侧设有第二油封。

进一步，所述输入轴上安装有第一平衡块以及第二平衡块，用于实现激波器动平衡。

本实用新型的有益效果：

1、本发明与传统机器人关节减速器RV减速器相比，具有如下的优点：(1)RV减速器摆线轮与针齿间为滑动摩擦，而本发明减速器的激波器与传动滚子、传动滚子与波齿之间为滚动摩擦；(2)RV减速器通常需要两到三根偏心轴，而本发明减速器只需要一根偏心轴；(3)RV减速器为两级减速器，结构复杂，本发明减速器为一级减速器，必要时可两个减速器串联，也可在输入端加装齿轮或同步传动带轮，变为两级减速；(4)RV减速器为开式的，需要在机械臂的设计中考虑密封，而本发明减速器为封闭的，自带密封垫和油封；(5)RV减速器为了便于穿电缆，有时需要设计出中空的，由此带来的问题是降低传动功率，本发明减速器的传动啮合是延减速器外周布置的，天然易于做成中空的，便于穿电缆。

2、本发明与电动车轮毂减速器相比，易于做成中空的，方便车轴穿过。

3、本发明与背景技术的连珠滚子活齿减速器相比，激波器是一个偏心轴，在输入轴上布置两个相位相差180°的偏心轴以及摇臂轴承实现了静平衡，减少输入轴轴承的载荷，通过设置的偏心平衡块实现动平衡。

附图说明

附图1为本发明所述的减速器的结构示意图；

附图2为本发明所述的减速器截面结构示意图；

附图3为本发明所述的安装有平衡块和摇臂轴承的激波器示意图；

附图4为本发明所述的中心轮与波齿一体成型示意图；

附图5为本发明所述的输出法兰与滚子导槽架一体成型的输出部件示意图；

附图6为本发明所述的通过传动滚子实现纯滚动示意图。

其中，附图标记：1-中心轮；2-波齿；3-第一摇臂轴承；4-第二摇臂轴承；5-第一油封；6-输入轴第一轴承；7-输出法兰；8-滚子导槽架；9-左端盖；10-第一紧固螺栓；11-左端盖密封垫；12-输出法兰第一轴承；13-外侧传动滚子；14-内侧传动滚子；15-输出法兰第二轴承；16-右端盖密封垫；17-第二紧固螺栓；18-右端盖；19-输入轴第二轴承；20-第二油封；21-输入轴；22-第一偏心轴；23-第二偏心轴；24-第一平衡块；25-第二平衡块。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

本实施例提供一种利用多个滚子传动的纯滚动波齿减速器结构。本结构是由异型齿通过滚子传动演化而成的一种新型传动，通过滚子及摇臂轴承外圈将滚子与波齿的滑动摩擦转化为纯滚动传动，它突破了长期以来齿轮传动的传统结构特征，具有体积小、传动比大、多齿同时啮合、承载能力高和抗冲击能力强等特点，加工安装简单，因而具有广阔的应用前景。

参考图1、图2，给出了一种利用多个滚子传动的纯滚动波齿减速器的一个实施例的整体结构。主要由中心轮1、波齿2、第一摇臂轴承3、第二摇臂轴承4、第一油封5、输入轴第一轴承6、输出法兰7、滚子导槽架8、左端盖9、第一紧固螺栓10、左端盖密封垫11、输出法兰第一轴承12、外侧传动滚子13、内侧传动滚子14输出法兰第二轴承15、右端盖密封垫16、第二紧固螺栓17、右端盖18、输入轴第二轴承19、第二油封20、输入轴21、第一偏心轴22、第二偏心轴23、第一平衡块24、第二平衡块25组成。

参照附图3，输入轴21上加工有第一偏心轴22和第二偏心轴23，与输入轴一体成型或固联，第一偏心轴22与第二偏心轴23的偏心方向成180°交错布置，其上安装第一摇臂轴承3和第二摇臂轴承4形成两个激波器，这样设计可大大减少输入轴轴承的载荷。由于激波器是一偏心轴，为去除偏心带来的不平衡，在输入轴21上布置两个相位相差180°的两个偏心轴承，实现了静平衡。

本实施例的一种利用多个滚子传动的纯滚动波齿减速器，由于两个偏心激波器产生的离心力不在一条直线上，会形成一个力矩，随着输入轴21的转动，会产生振动，为此本实施例提供了两种平衡方式，通过增材或减材方式实现动平衡，(1)增材方式是在两个激波器的外侧布置两个平衡块，使偏心激波器离心力产生的倾覆力矩被平衡块的力矩平衡掉。即，在输入轴21上安装有第一平衡块24和第二平衡块25，实现动平衡，减小振动。(2)减材方式是在激波器的合适位置去除一部分材质，使激波器的质心回到旋转轴上，实现动平衡。

本实施例中，激波器相当于一个齿的异型齿齿轮，通过内侧传动滚子14、外侧传动滚子13与中心轮波齿2形成多齿啮合关系。波齿齿形为偏心圆激波器通过传动滚子而在中心轮1上形成的共轭曲线，形状似波浪，故称之为波齿。参考图4，中心轮1内加工有波齿2，中心轮1左右两侧各设置有轴承孔位，参考图5，输出法兰7与滚子导槽架8一体成型或固联，形成减速器输出部件。

传动滚子布置在滚子导槽内，通过滚子传递激波器产生径向推力，由于波齿存在一定的压力角，径向推力与波齿的反作用力形成一个周向的合力推动滚子导槽架8及输出法兰7转动。所述滚子导槽架7上均布两列长孔，对应两个激波器，长孔个数为波齿齿数Z-1(输入与输出同向转动)或Z+1(输入与输出反向转动)。

具体的，偏心轴激波器为只有一个波峰波谷的异型齿，相当于只有一个齿的齿轮，由于齿轮传动的减速比为大齿轮与小齿轮的齿数比，与传统的齿轮传动相比较，本结构的小齿轮的齿数为1，易于实现大的减速比，与之相对应的齿圈齿形为波浪形，成为内波齿(设齿数为Z)，在滚子导槽架法兰固定的情况下减速比为Z:1，在波齿中心轮固定的情况下减速比为(Z+1):1(输入输出同向转动)或(Z-1):1(输入输出反向转动)。

本实施例中，每个滚子导槽内布置两个或两个以上滚子，相比于单个滚子，可以使滚子导槽架的径向厚度增大，避免出现挠曲变形，大大增加了传动功率。本实施例中，传动滚子包括外侧传动滚子13和内侧传动滚子14，内外两侧分别与激波器轴承(第一摇臂轴承3和第二摇臂轴承4)外圈和中心轮波齿2接触，保证传动滚子按设计要求传递力和运动。参考图6，由于摇臂轴承(第一摇臂轴承3和第二摇臂轴承4)外圈不受周向约束，通过滚子(外侧传动滚子13和内侧传动滚子14)及摇臂轴承外圈将滚子与波齿2的滑动摩擦转化为纯滚动传动。

作为优选的，所述输出部件设置有两个轴承轴肩，安装输出法兰第一轴承12和输出法兰第二轴承15，轴承的外圈安装在中心轮1的轴承孔位内。所述左端盖9和右端盖18是通过螺栓10和螺栓17固定到中心轮1上，并设置左端盖密封垫11以及右端盖密封垫17，输出法兰第一轴承12和输出法兰第二轴承15是通过左端盖9和右端盖18进行轴向定位的。所述输入轴21上设置有两个轴肩，安装输入轴第一轴承6和输入轴第二轴承19，输入轴第一轴承6安装在输出法兰7中心的轴承孔座，输入轴第二轴承19安装在右端盖18的轴承孔座内。

具体的，所述输出法兰第一轴承12安装在中心轮1轴承孔内，所述输出法兰第一轴承12外侧通过左端盖9固定轴承外圈，所述输出法兰第一轴承12的内侧通过输出法兰7轴肩轴向固定轴承内圈。所述输出法兰第二轴承15安装在中心轮1轴承孔内，所述输出法兰第二轴承15外侧通过右端盖18固定轴承外圈，所述输出法兰第二轴承15的内侧通过滚子导槽架8外侧轴肩轴向固定轴承内圈。所述输入轴第一轴承6安装于输出法兰7的轴承孔内，通过输入轴21轴肩轴向固定轴承内圈，所述输入轴第二轴承19安装于右端盖18的轴承孔内，通过输入轴21轴肩轴向固定轴承内圈，输入轴第一轴承6外侧设置第一油封5，输入轴第二轴承19外侧设置第二油封20。

本减速器结构，输入轴21转动时，通过滚子传递激波器产生径向推力，由于波齿存在一定的压力角，径向推力与波齿的反作用力形成一个周向的合力推动滚子导槽架8及输出法兰7转动，输入轴21转动一周，输出法兰7转动一个波齿的角度，实现了大减速比传动。

Claims (10)

1.一种利用多个滚子传动的纯滚动波齿减速器，包括中心轮、输入轴、输出法兰、滚子导槽架，其特征在于，所述中心轮内设有波齿，所述输入轴上设有第一偏心轴和第二偏心轴，第一偏心轴、第二偏心轴的偏心方向呈180°交错布置，且分别安装摇臂轴承，从而形成两个激波器，所述输出法兰与滚子导槽架连接形成减速器输出部件，所述滚子导槽架内设置有传动滚子组，所述传动滚子组内外两侧分别与摇臂轴承外圈和中心轮内的波齿接触。

2.根据权利要求1所述的利用多个滚子传动的纯滚动波齿减速器，其特征在于，所述第一偏心轴、第二偏心轴与输入轴一体成型或固联，所述输出法兰与滚子导槽架一体成型或固联。

3.根据权利要求1所述的利用多个滚子传动的纯滚动波齿减速器，其特征在于，所述滚子导槽架上设置两组传动滚子组，分别用于对应两个激波器，传动滚子组的滚子安装于滚子导槽架设置的滚子导槽内。

4.根据权利要求3所述的利用多个滚子传动的纯滚动波齿减速器，其特征在于，每个滚子导槽内布置两个或两个以上滚子。

5.根据权利要求1所述的利用多个滚子传动的纯滚动波齿减速器，其特征在于，所述中心轮两侧固定设置左端盖以及右端盖。

6.根据权利要求5所述的利用多个滚子传动的纯滚动波齿减速器，其特征在于，所述左端盖与中心轮之间设置左端盖密封垫，所述右端盖与中心轮之间设置右端盖密封垫。

7.根据权利要求5所述的利用多个滚子传动的纯滚动波齿减速器，其特征在于，所述输出部件设置两个轴肩，用于安装输出法兰第一轴承和输出法兰第二轴承；

所述输出法兰第一轴承安装在中心轮设置的轴承孔内，输出法兰第一轴承外侧通过左端盖固定轴承外圈，内侧通过输出法兰轴肩轴向固定轴承内圈，所述输出法兰第二轴承安装在中心轮的轴承孔内，所述输出法兰第二轴承外侧通过右端盖固定轴承外圈，内侧通过滚子导槽架外侧轴肩轴向固定轴承内圈。

8.根据权利要求5所述的利用多个滚子传动的纯滚动波齿减速器，其特征在于，所述输入轴上设置两个轴肩，用于安装输入轴第一轴承以及输入轴第二轴承；

所述输入轴第一轴承安装于输出法兰的轴承孔内，通过输入轴轴肩轴向固定轴承内圈，所述输入轴第二轴承安装于右端盖的轴承孔内，通过输入轴轴肩轴向固定轴承内圈，所述左端盖和右端盖通过紧固螺栓紧固在中心轮上。

9.根据权利要求8所述的利用多个滚子传动的纯滚动波齿减速器，其特征在于，所述输入轴第一轴承外侧设有第一油封，输入轴第二轴承外侧设有第二油封。

10.根据权利要求1所述的利用多个滚子传动的纯滚动波齿减速器，其特征在于，所述输入轴上安装有第一平衡块以及第二平衡块，用于实现激波器动平衡。