CN220551444U - 针齿壳及rv减速机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种针齿壳及RV减速机，涉及减速机技术领域，其中针齿壳包括基体和凹槽，基体的内孔周壁均布设置有多个齿槽，齿槽用于和齿销配合，以起到定位和导向的作用，保证齿销处于正确的位置和运动轨迹。相邻的两个齿槽之间形成有连接部，连接部上设有凹槽，且凹槽和相邻两个齿槽之间分别形成第一边沿部和第二边沿部。第一边沿部和第二边沿部能够使得连接部具备一定的强度，确保凹槽的边沿不会破损开裂，从而提高针齿壳的可靠性。通过设置凹槽，能够增加摆线轮和连接部之间的配合间隙，配合间隙增大时可以减小剪切应力，从而降低油脂搅动带来的功耗损失，以提高传动效率。

Description

针齿壳及RV减速机

技术领域

本实用新型涉及减速机技术领域，特别涉及一种针齿壳及RV减速机。

背景技术

相关技术中，RV减速机由行星齿轮减速机和摆线针轮减速机组成，其具有结构紧凑、传动比大、振动小、噪音低、能耗低等优点。传统的RV减速机具有针齿壳和摆线轮，针齿壳的内侧间隔设有多个齿槽，由于摆线轮的转动，使得相邻两个齿槽之间的连接部受到的剪切应力较大，导致RV减速机的油脂搅动损失增加，影响传动效率。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种针齿壳，通过在相邻两个齿槽之间的连接部设置凹槽的方式，能够减小连接部受到的剪切应力，从而降低油脂搅动带来的功耗损失，以提高传动效率。

本实用新型还提出一种具有上述针齿壳的RV减速机。

根据本实用新型第一方面实施例的针齿壳，包括：

基体，设有内孔以及围绕所述内孔的周壁均布设置的多个齿槽，相邻两个所述齿槽之间形成有连接部；

凹槽，设于所述连接部，所述凹槽与相邻两个所述齿槽之间分别形成第一边沿部和第二边沿部。

根据本实用新型实施例的针齿壳，至少具有如下有益效果：

基体的内孔周壁均布设置有多个齿槽，齿槽用于和齿销配合，以起到定位和导向的作用，保证齿销处于正确的位置和运动轨迹。相邻的两个齿槽之间形成有连接部，连接部上设有凹槽，且凹槽和相邻两个齿槽之间分别形成第一边沿部和第二边沿部。第一边沿部和第二边沿部能够使得连接部具备一定的强度，确保凹槽的边沿不会破损开裂，从而提高针齿壳的可靠性。通过设置凹槽，能够增加摆线轮和连接部之间的配合间隙，配合间隙增大时可以减小剪切应力，从而降低油脂搅动带来的功耗损失，以提高传动效率。

根据本实用新型的一些实施例，所述凹槽为圆弧状且半径为r，所述齿槽为圆弧状且半径为R，满足：1/8≤r/R≤5/8。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一边沿部沿所述内孔的周向的长度为L1，所述第二边沿部沿所述内孔的周向的长度为L2，所述齿槽为圆弧状且半径为R，满足：3/80≤L1/R≤1/16，3/80≤L2/R≤1/16。

根据本实用新型的一些实施例，沿所述内孔的周向，所述第一边沿部的长度L1和所述第二边沿部的长度L2相等。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一边沿部沿所述内孔的周向的长度为L1，所述第二边沿部沿所述内孔的周向的长度为L2，满足：0.15mm≤L1≤0.25mm，0.15mm≤L2≤0.25mm。

根据本实用新型的一些实施例，所述齿槽为圆弧状且半径为R，沿所述齿槽的径向，所述齿槽的侧壁与邻近的所述凹槽的侧壁之间的最小距离为s，满足：s/R≥3/80。

根据本实用新型的一些实施例，所述凹槽的深度为t，满足：0.5mm≤t≤2.5mm。

根据本实用新型的一些实施例，所述凹槽的深度为t，所述齿槽为圆弧状且半径为R，满足：t≤R。

根据本实用新型的一些实施例，所述凹槽被配置为沿所述内孔的径向对称。

根据本实用新型的一些实施例，所述凹槽和所述齿槽均沿所述内孔的轴向延伸，且所述凹槽的轴向尺寸为h，所述齿槽的轴向尺寸为H，满足：h≤H。

根据本实用新型的一些实施例，所述凹槽采用慢走丝线切割加工而成。

根据本实用新型第二方面实施例的RV减速机，包括以上实施例所述的针齿壳。

根据本实用新型实施例的RV减速机，至少具有如下有益效果：

采用第一方面实施例的针齿壳，针齿壳的基体的内孔周壁均布设置有多个齿槽，齿槽用于和齿销配合，以起到定位和导向的作用，保证齿销处于正确的位置和运动轨迹。相邻的两个齿槽之间形成有连接部，连接部上设有凹槽，且凹槽和相邻两个齿槽之间分别形成第一边沿部和第二边沿部。第一边沿部和第二边沿部能够使得连接部具备一定的强度，确保凹槽的边沿不会破损开裂，从而提高针齿壳的可靠性。通过设置凹槽，能够增加摆线轮和连接部之间的配合间隙，配合间隙增大时可以减小剪切应力，从而降低油脂搅动带来的功耗损失，以提高传动效率。

本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：

图1为本实用新型一种实施例的RV减速机的结构示意图；

图2为图1中A处的放大示意图；

图3为本实用新型一种实施例的针齿壳的结构示意图；

图4为图3中B处的放大示意图；

图5为本实用新型另一种实施例的针齿壳部分结构放大图；

图6为本实用新型另一种实施例的针齿壳部分结构放大图；

图7为本实用新型另一种实施例的针齿壳部分结构放大图；

图8为本实用新型另一种实施例的针齿壳部分结构放大图；

图9为本实用新型一种实施例的针齿壳的结构示意图；

图10为图9中C处的放大示意图。

附图标号：

RV减速机1000；

针齿壳100；基体110；内孔111；齿槽112；连接部113；凹槽114；第一边沿部115；第二边沿部116；

摆线轮200；

齿销300。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下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。

在本实用新型的描述中，多个指的是两个以上。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。

本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

RV减速机是在传统摆线针轮、行星齿轮传动装置的基础上发展起来的传动机构，由于其具有传动刚度高、传动比大(通常为30～260)、传动平稳、惯量小、输出转矩大、体积小、抗冲击力强等特点，成为了工业机器人关节驱动的核心部件。RV减速机具有针齿壳，针齿壳的内侧间隔设有多个齿槽，齿槽内设有齿销，摆线轮在转动的过程中能够和不同的齿销配合。由于摆线轮的转动，使得相邻两个齿槽之间的连接部受到的剪切应力较大，导致RV减速机的油脂搅动损失增加。其中，RV减速机的传动效率在80％-85％，6％-9％的功耗来源于搅油损失，另一部分来源于摩擦功耗。搅油损失过大时，会影响RV减速机的传动效率。

基于此，本实用新型提供一种针齿壳，通过在相邻两个齿槽之间的连接部设置凹槽的方式，能够减小连接部受到的剪切应力，从而降低油脂搅动带来的功耗损失，以提高传动效率。

下面结合附图进行说明：

参照图1和图2所示，本实用新型一种实施例的针齿壳100，包括基体110，基体110设有内孔111，内孔111的周壁设有多个齿槽112，多个齿槽112均布且环绕内孔111设置，齿槽112内设有齿销300。相邻的两个齿槽112之间形成有连接部113，连接部113设有开口朝向内孔111设置的凹槽114，凹槽114和相邻的两个齿槽112之间分别形成第一边沿部115和第二边沿部116。

可以理解的是，当摆线轮200设置在内孔111时，摆线轮200能够和齿销300配合。且摆线轮200转动时能够和不同位置齿销300啮合或分离。在摆线轮200和齿销300啮合的过程中，摆线轮200的齿部朝向连接部113设置。由于连接部113设有凹槽114，因此能够增加摆线轮200的齿部和连接部113之间的距离δ。根据剪切应力公式：T∝(μ，h，D2，A，1/δ)，T表示剪切应力，μ表示油脂粘度；h表示齿高；D表示外径，A表示齿轮外周面的面积，1/δ表示齿轮配合间隙。可知T和δ为负相关，δ越大，T越小。因此，通过增加摆线轮200齿部和连接部113之间的距离，能够减小连接部113受到的剪切应力，从而降低油脂搅动带来的功耗损失，以提高传动效率。凹槽114和相邻的两个齿槽112之间形成的第一边沿部115和第二边沿部116能够使得连接部113具备一定的强度，确保凹槽114的边沿不会破损开裂，从而提高针齿壳100的可靠性。

需要说明的是，连接部113设有多个，可以是每个连接部113都可以设有凹槽114，从而保证针齿壳100在每一个连接部113处都具有减小剪切应力的作用。在另一种实施例中，也可以是只有一部分的连接部113设有凹槽114。其中，一个连接部113可以设置一个凹槽114或者多个凹槽114，例如连接部113设有多个凹槽114时，多个凹槽114沿内孔111的周向设置；或者是多个凹槽114沿内孔111的轴向设置，具体根据实际情况选择适合的方案。

参照图3和图4所示，本实用新型的实施例中，凹槽114为圆弧状且半径为r，齿槽112为圆弧状且半径为R，满足：1/8≤r/R≤5/8。例如r/R可以是1/4，3/8，1/2。可以理解的是，凹槽114呈圆弧状，便于加工，且和摆线轮200的齿部形状类似，能够保证摆线轮200的齿部和凹槽114之间满足一定的间隙要求。同时针齿壳100需要切除的材料变少，使得连接部113具备一定的强度。而齿槽112呈圆弧状，能够适配圆柱状的齿销300，同时相关的工艺较为成熟，制造方便。当r/R＜1/8时，凹槽114较小，难以起到减小剪切应力的作用；当r/R＞5/8时，凹槽114较大，容易导致连接部113的强度降低。在长期的工作运行中，针齿壳100容易在连接部113处产生破裂、变形等不利影响，缩短针齿壳100的使用寿命。因此，合理设计凹槽114和齿槽112之间的尺寸关系，在减小剪切应力的同时，保证连接部113的强度需求，能够提高针齿壳100的使用寿命。

在另一种实施例中，凹槽114的形状还可以是图5中所示的矩形，或者参照图6所示，凹槽114具有和相邻的圆弧状齿槽112同心设置边沿，以使凹槽114的容积沿内孔111的径向逐渐增大，从而可以存储更多的润滑油，提高润滑效果。凹槽114可以被配置为沿内孔111的径向对称设置，以平衡受力。参照图7和图8所示，凹槽114的形状还可以是不对称设计，凹槽114远离内孔111中心的一端的容积大于凹槽114的开口，便于存储润滑油，改善磨损，提高RV减速机的使用寿命，具体根据实际情况选择合适的方案。

本实用新型的实施例中，凹槽114的深度为t，凹槽114的形状可以是图5中所示的矩形，或者是图6、图7和图8中所示的形状。凹槽114可以被配置为沿内孔111的径向对称设置，也可以是不对称设计，具体根据实际情况选择合适的方案。齿槽112呈圆弧状且半径为R，满足t≤R。例如满足：0.5mm≤t≤2.5mm。t可以是0.6mm、0.8mm、1mm、1.5mm等。可以理解的是，凹槽114深度过大容易导致连接部113的整体强度降低，且增加加工难度，因此合理设计凹槽114深度，能够在减小剪切应力的同时，确保连接部113具备合适的强度。

参照图4所示，本实用新型的实施例中，第一边沿部115沿内孔111的周向的长度为L1，第二边沿部116沿内孔111的轴线的长度为L2，满足：3/80≤L1/R≤1/16，3/80≤L2/R≤1/16。例如，L1/R可以是1/20、9/160等，L2/R可以是1/20、9/160等，且L1和L2可以相等也可以不相等。可以理解的是，假设L1/R＜3/80，L2/R＜3/80，容易导致连接部113的强度降低，第一边沿部115和第二边沿部116容易在受到压力作用时产生变形、断裂等情况，针齿壳100的强度下降，寿命降低。假设L1/R＞1/16，L2/R＞1/16，凹槽114的开口较小，难以起到减小剪切应力的作用，油脂搅动带来的功耗损失大，传动效率低。因此，合理设计第一边沿部115和齿槽112的尺寸关系，以及合理设计第二边沿部116和齿槽112的尺寸关系，能够保证第一边沿部115和第二边沿部116强度的同时，还能减小连接部113受到的剪切应力，降低油脂搅动带来的功耗损失，提高传动效率。

继续参照图4所示，本实用新型的实施例中，第一边沿部115沿内孔111的周向的长度L1满足：0.15mm≤L1≤0.25mm，第二边沿部116沿内孔111的轴线的长度L2满足：0.15mm≤L2≤0.25mm。举例来说，L1可以是0.16mm、0.18mm、0.2mm、0.23mm；L2可以是0.16mm、0.18mm、0.2mm、0.23mm。因此，合理设计第一边沿部115和第二边沿部116的尺寸参数，能够保证连接部113具备一定的强度，有效改善连接部113产生变形、断裂等情况，进而提高针齿壳100的整体强度，提高针齿壳100的使用寿命。

其中，为了保证连接部113的整体强度，还需要限制齿槽112侧壁和相邻的凹槽114之间的距离。举例来说，齿槽112侧壁和相邻的凹槽114之间的最小距离为s，齿槽112为圆弧状且半径为R，满足：s/R≥3/80。限制齿槽112侧壁和相邻的凹槽114之间的最小距离，能够有效改善壁厚太薄导致连接部113出现断裂、变形等不利情况，针齿壳100的整体强度高，且具备较长的使用寿命。

参照图9和图10所示，本实用新型的实施例中，凹槽114和齿槽112均沿内孔111的轴向延伸设置，凹槽114的轴向尺寸为h，齿槽112的轴向尺寸为H，满足：h≤H，例如h和H相等。齿槽112的两端延伸至基体110沿其轴向的两个端壁，即齿槽112的两端贯穿基体110的两个端壁。而凹槽114的两端也可以延伸至基体110的两个端壁并贯穿基体110的两个端壁。因此在针齿壳100的生产制造中，凹槽114可以通过慢走丝线切割的方式加工而成，以简化生产工艺，提高制造精度，降低生产成本。在另一种实施例中，凹槽114也可以是仅有一端贯穿基体110的一个端壁，凹槽114的另一端不贯穿基体110的另一个端壁。或者，凹槽114也可以两端都不贯穿基体110的端壁。在另一种实施例中，凹槽114可以只有一段槽段，也可以是包括多段槽段，多段槽段沿内孔111的轴向布置，或者多段槽段沿内孔111的周向布置，多段槽段可以连通也可以不连通，具体根据实际情况选择合适的方案。

本实用新型的实施例中，针齿壳100可以采用球墨铸铁制成，例如可以是QT500。球墨铸铁具有较高的强度和韧性，相比灰铸铁具有更好的抗拉、抗弯和抗冲击性能。这使得球墨铸铁在需要承受较大载荷和冲击负荷的应用中具有更高的可靠性和安全性。球墨铸铁还具有较好的疲劳强度，能够在重复循环载荷下保持较长的使用寿命。这使得球墨铸铁在受到循环负荷和振动的环境中广泛应用，比如汽车发动机零部件、风力发电机械部件等。相对于其他材料，如钢和铝合金，球墨铸铁具有较低的原材料成本和生产成本。因此，采用球墨铸铁制成的针齿壳100，加工方便，强度和韧性高，成本低。

参照图1所示，本实用新型一种实施例的RV减速机1000，包括上述实施例的针齿壳100、至少一个摆线轮200以及多个齿销300，多个齿销300对应设置在多个齿槽112内。通过采用上述实施例的针齿壳100，针齿壳100的基体110的内孔111周壁均布设置有多个齿槽112，齿槽112和齿销300配合，以起到定位和导向的作用，保证齿销300处于正确的位置和运动轨迹。相邻的两个齿槽112之间形成有连接部113，连接部113上设有凹槽114，且凹槽114和相邻两个齿槽112之间分别形成第一边沿部115和第二边沿部116。第一边沿部115和第二边沿部116能够使得连接部113具备一定的强度，确保凹槽114的边沿不会破损开裂，从而提高针齿壳100的可靠性。通过设置凹槽114，能够增加摆线轮200和连接部113之间的配合间隙，配合间隙增大时可以减小剪切应力，从而降低油脂搅动带来的功耗损失，以提高传动效率。

RV减速机1000还包括输入齿轮、行星轮、曲柄轴和支撑法兰，行星轮设有三个且和输入齿轮啮合，曲柄轴设有三个且和对应的行星轮固定连接，曲柄轴穿设于支撑法兰，支撑法兰通过轴承连接于针齿壳100。摆线轮200设有两个且均套设在曲柄轴上，两个摆线轮200的相位差为180°，以平衡负载、减小齿向力、降低反向间隙以及提高运动精度。因此RV减速机1000具有两级减速，第一级减速为正齿轮减速机构，第二级减速为差动齿轮减速机构。RV减速机1000工作时，电机带动输入齿轮转动，输入齿轮再带动三个行星轮转动完成第一级减速；行星轮会带动曲柄轴转动，曲柄轴再带动摆线轮200转动偏摆。由于摆线轮200的齿数比齿销300的数量少一个或两个，在固定针齿壳100的情况下，摆线轮200在自转的同时还会公转。即曲柄轴转动一周，摆线轮200沿和曲柄轴相反的方向转动一个齿，摆线轮200为输出端，从而完成第二级减速，因此RV减速机1000具备传动比大、体积小等特定。

由于RV减速机1000采用了上述实施例的针齿壳100的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再赘述。

其中，RV减速机1000可以应用在工业机器人上，工业机器人可以是搬运机器人、焊接机器人、装配机器人、加工机器人、喷涂机器人、洁净机器人、协作机器人等。RV减速机1000采用摆线针轮传动原理，啮合过程呈连续滚动状态，从而实现平稳的运转，可以减少振动和噪音的产生。RV减速机1000还具有高精度的传动特性，能够提供准确的位置控制和定位能力。通过减小摆线针轮和摆线齿轮的齿隙、回程误差和反向间隙等，RV减速机1000能够实现高精度的转动输出，使得工业机器人能够精确定位和执行复杂的轨迹运动，提高工作效率和操作精度。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (12)

1.针齿壳，其特征在于，包括：

基体，设有内孔以及围绕所述内孔的周壁均布设置的多个齿槽，相邻两个所述齿槽之间形成有连接部；

凹槽，设于所述连接部，所述凹槽与相邻两个所述齿槽之间分别形成第一边沿部和第二边沿部。

2.根据权利要求1所述的针齿壳，其特征在于：所述凹槽为圆弧状且半径为r，所述齿槽为圆弧状且半径为R，满足：1/8≤r/R≤5/8。

3.根据权利要求1或2所述的针齿壳，其特征在于：所述第一边沿部沿所述内孔的周向的长度为L1，所述第二边沿部沿所述内孔的周向的长度为L2，满足：0.15mm≤L1≤0.25mm，0.15mm≤L2≤0.25mm。

4.根据权利要求1所述的针齿壳，其特征在于：所述第一边沿部沿所述内孔的周向的长度为L1，所述第二边沿部沿所述内孔的周向的长度为L2，所述齿槽为圆弧状且半径为R，满足：3/80≤L1/R≤1/16，3/80≤L2/R≤1/16。

5.根据权利要求4所述的针齿壳，其特征在于：沿所述内孔的周向，所述第一边沿部的长度L1和所述第二边沿部的长度L2相等。

6.根据权利要求1所述的针齿壳，其特征在于：所述齿槽为圆弧状且半径为R，沿所述齿槽的径向，所述齿槽的侧壁与邻近的所述凹槽的侧壁之间的最小距离为s，满足：s/R≥3/80。

7.根据权利要求1所述的针齿壳，其特征在于：所述凹槽的深度为t，满足：0.5mm≤t≤2.5mm。

8.根据权利要求1或7所述的针齿壳，其特征在于：所述凹槽的深度为t，所述齿槽为圆弧状且半径为R，满足：t≤R。

9.根据权利要求1所述的针齿壳，其特征在于：所述凹槽被配置为沿所述内孔的径向对称。

10.根据权利要求1所述的针齿壳，其特征在于：所述凹槽和所述齿槽均沿所述内孔的轴向延伸，且所述凹槽的轴向尺寸为h，所述齿槽的轴向尺寸为H，满足：h≤H。

11.根据权利要求1所述的针齿壳，其特征在于：所述凹槽采用慢走丝线切割加工而成。

12.RV减速机，其特征在于，包括：

权利要求1至11任一项所述的针齿壳；

多个齿销，分别设于所述齿槽内；

至少一个摆线轮，安装于所述内孔，所述摆线轮包括与所述齿销啮合的外齿部。