專(zhuān)利名稱：精密擺線減速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種精密擺線減速器。
背景技術(shù)：
目前，重載工業(yè)機(jī)器人中的減速器一般使用日本Nabtesco帝人精機(jī)公司的 Rotate Vector (簡(jiǎn)稱RV)減速器和日本Harmonic Drive高性能諧波減速器。由于諧波減速器的傳動(dòng)是通過(guò)薄壁柔性齒輪的徑向彈性變形實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速變換和動(dòng)力傳遞，其承載能力和傳動(dòng)剛度相對(duì)較低，同時(shí)柔性齒輪也易因周期性形變而發(fā)生疲勞破壞，故主要用于中、輕負(fù)載的精密傳動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)際上并不適合用作重載工業(yè)機(jī)器人的精密減速傳動(dòng)。日本帝人精機(jī)公司的RV減速器(Rotate Vector Reducer)由一級(jí)行星齒輪傳動(dòng)和一級(jí)擺線傳動(dòng)復(fù)合而成。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的特點(diǎn)是動(dòng)力由主動(dòng)小齒輪輸入后，由三個(gè)周向均布的行星齒輪帶動(dòng)三個(gè)轉(zhuǎn)臂同步驅(qū)動(dòng)兩片相錯(cuò)180度偏心布位的擺線輪，擺線輪與針齒相嚙合產(chǎn)生的輸出力矩由轉(zhuǎn)速輸出機(jī)構(gòu)輸出。RV減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比大、同嚙齒數(shù)多、承載能力強(qiáng)以及傳動(dòng)剛度高等許多優(yōu)點(diǎn)。然而，RV的基本結(jié)構(gòu)還是有缺陷的，在RV傳動(dòng)中，由于減速器的輸入和輸出都要經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)臂軸承，且輸入和輸出的轉(zhuǎn)向相反，使轉(zhuǎn)臂軸承內(nèi)外圈的相對(duì)轉(zhuǎn)數(shù)和旋轉(zhuǎn)載荷很大，降低了轉(zhuǎn)臂軸承的壽命，這是RV減速器的先天不足之處。另外，RV的一級(jí)傳動(dòng)比有限，僅為9-87，在大速比下，為避免干涉，針齒銷(xiāo)做得很小，容易造成彎曲折斷。日本住友重機(jī)公司在RV傳動(dòng)的基礎(chǔ)上又提出了大速比FA傳動(dòng)技術(shù)，F(xiàn)A也是一種差動(dòng)輪系。與RV傳動(dòng)相比其主要的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是采用了三片相錯(cuò)120度布位的擺線輪結(jié)構(gòu)， 提高了減速器的承載能力、傳動(dòng)剛度以及動(dòng)平衡特性。盡管FA傳動(dòng)通過(guò)增加轉(zhuǎn)臂軸承的尺寸，針齒直徑減少，柱銷(xiāo)尺寸增大，偏心距增大等，對(duì)RV傳動(dòng)進(jìn)行了一定的改進(jìn)，但轉(zhuǎn)臂軸承的尺寸和針齒直徑大小仍受到傳動(dòng)比和輸出結(jié)構(gòu)大小的影響，使得減速器傳遞的功率、 扭矩和剛度都受到限制。由于傳動(dòng)原理與RV基本相同，故FA的一級(jí)傳動(dòng)比也是有限的，只是較RV有所拓展，為6-119。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種精密擺線減速器，特別是一種適用于重載工業(yè)機(jī)器人的精密擺線減速器，該精密擺線減速器的傳動(dòng)比大，具有高精度、高效率、高剛性、高承載、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是包括轉(zhuǎn)臂及固定在轉(zhuǎn)臂外的偏心套、偏心套通過(guò)轉(zhuǎn)臂軸承連接擺線輪，擺線輪與固定在針齒殼上的針齒銷(xiāo)相配合，固定在轉(zhuǎn)臂外的偏心套多個(gè)錯(cuò)位設(shè)置，各偏心套外的擺線輪分為逆向擺線輪和順向擺線輪兩組，逆向擺線輪和順向擺線輪上具有不同的齒數(shù)并開(kāi)設(shè)連接傳動(dòng)孔，逆向擺線輪和順向擺線輪由穿過(guò)連接傳動(dòng)孔的連接軸相連，針齒殼分為靜止針齒殼和輸出針齒殼，逆向擺線輪與固定在靜止針齒殼上的靜止針齒銷(xiāo)相配合，順向擺線輪與固定在輸出針齒殼上的隨動(dòng)針齒銷(xiāo)相配合。靜止針齒殼和輸出針齒殼之間由軸承連接，輸出針齒殼和轉(zhuǎn)臂之間由支撐軸承連接。轉(zhuǎn)臂為花鍵轉(zhuǎn)臂，其與外接輸入軸之間通過(guò)鍵相連。逆向擺線輪和順向擺線輪各為多個(gè)擺線輪組合的擺線輪組，各擺線輪組中的各排擺線輪相錯(cuò)360度/η，η為排數(shù)。在靜止針齒銷(xiāo)和隨動(dòng)針齒銷(xiāo)外均設(shè)置針齒銷(xiāo)套，逆向擺線輪和順向擺線輪與針齒銷(xiāo)套相配合。本發(fā)明通過(guò)上述具體設(shè)計(jì)，與RV和FA傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，由于使用了擺線針輪周轉(zhuǎn)輪系的同軸雙行星輪與雙中心輪的嚙合傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，在傳動(dòng)比上具有很大的優(yōu)勢(shì)。比如，RV擺線傳動(dòng)部分或FA傳動(dòng)用82個(gè)針齒實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比為81 ；本發(fā)明利用同軸雙行星輪，用不超過(guò)此中心輪的針齒數(shù)，可實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比6561。這意味著，實(shí)現(xiàn)相同傳動(dòng)比所用的針齒數(shù)大大減少。 如要RV或FA擺線傳動(dòng)部分的傳動(dòng)比為81，本發(fā)明所用的擺線針齒數(shù)可減小到19。相同結(jié)構(gòu)空間，本發(fā)明的針齒數(shù)目減少很多且直徑可以加大很多；與之相配的擺線輪的輪齒數(shù)減少很多，單個(gè)輪齒尺寸可增大很多；柱銷(xiāo)尺寸和偏心距也都增大很多。這不僅可提高傳動(dòng)效率、精度、剛度，還提高了承載能力和壽命。本發(fā)明的擺線部分的傳動(dòng)比可達(dá)14161甚至更大。傳動(dòng)比的增大，突破了 RV和FA傳動(dòng)對(duì)減速器傳遞的功率和扭矩的限制，再加上采用兩組多片偏心布置的擺線輪齒嚙合傳動(dòng)，顯著地提高了減速器的承載能力。本發(fā)明的輸入力矩經(jīng)擺線輪與針齒銷(xiāo)軸嚙合減速增力后，輸出力矩由針齒銷(xiāo)軸直接傳給內(nèi)齒圈的輸出針齒殼而輸出運(yùn)動(dòng)。輸出力矩不通過(guò)曲軸，曲軸不承受沉重的輸出力矩，從而使曲軸軸承受力得到極大改善，提高了軸承的壽命。由于輸出針齒殼的半徑可遠(yuǎn)大于擺線輪的半徑，因此在輸出剛度上也優(yōu)于FA傳動(dòng)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意示意圖。圖2是圖1的B-B剖視圖。圖3是圖1的D-D剖視圖。
具體實(shí)施例方式如圖所示，本發(fā)明包括轉(zhuǎn)臂1及固定在轉(zhuǎn)臂1外的偏心套2，轉(zhuǎn)臂1采用花鍵轉(zhuǎn)臂， 其與外接輸入軸14之間通過(guò)鍵15相連，便于加工和安裝。偏心套2通過(guò)轉(zhuǎn)臂軸承3連接擺線輪，擺線輪與固定在針齒殼上的針齒銷(xiāo)相配合，固定在轉(zhuǎn)臂1外的偏心套2多個(gè)錯(cuò)位設(shè)置，各偏心套2外的擺線輪分為逆向擺線輪4和順向擺線輪5兩組，逆向擺線輪4和順向擺線輪5上具有不同的齒數(shù)并開(kāi)設(shè)連接傳動(dòng)孔6，逆向擺線輪4和順向擺線輪5由穿過(guò)連接傳動(dòng)孔6的連接軸7相連，連接傳動(dòng)孔6較連接軸7具有較大的直徑。逆向擺線輪4和順向擺線輪5還可設(shè)計(jì)成各為多個(gè)擺線輪組合的擺線輪組，各擺線輪組中的各排擺線輪相錯(cuò) 360度/η，η為排數(shù)。針齒殼分為靜止針齒殼8和輸出針齒殼10，逆向擺線輪4與固定在 靜止針齒殼8上的靜止針齒銷(xiāo)9相配合，順向擺線輪5與固定在輸出針齒殼10上的隨動(dòng)針齒銷(xiāo)11相配合，在靜止針齒銷(xiāo)9和隨動(dòng)針齒銷(xiāo)11外還可設(shè)置針齒銷(xiāo)套16，逆向擺線輪4和順向擺線輪5與針齒銷(xiāo)套16相配合，針齒銷(xiāo)套16的外圓與擺線輪之間為滾動(dòng)摩擦，減小了傳動(dòng)中的摩擦損失。靜止針齒殼8和輸出針齒殼10之間由軸承12連接，輸出針齒殼10和轉(zhuǎn)臂1之間由支撐軸承13連接。本發(fā)明的具體設(shè)計(jì)是外接輸入軸14通過(guò)鍵15與帶有六個(gè)偏心套2的花鍵轉(zhuǎn)臂1相連接，六個(gè)偏心套2分為兩組，每組具有三個(gè)偏心套2，三個(gè)偏心套2的三個(gè)偏心位置成120度均勻布置。與固定在靜止針齒殼8上的靜止針齒銷(xiāo)9或靜止針齒銷(xiāo)9外的針齒銷(xiāo)套16相配合的三片完全相同的逆向擺線輪4相隔120度均勻布置在相對(duì)偏心套上；與固定在輸出針齒殼10上的隨動(dòng)針齒銷(xiāo)11或隨動(dòng)針齒銷(xiāo)11外的針齒銷(xiāo)套 16相配合的三片完全相同的順向擺線輪5也相隔120度均勻布置在相對(duì)的偏心套上，逆向擺線輪4和順向擺線輪5的齒數(shù)不相同。各擺線輪與偏心套2之間裝有轉(zhuǎn)臂軸承3，轉(zhuǎn)臂軸承3采用無(wú)外圈的單列向心圓柱滾子軸承，擺線輪的內(nèi)孔表面直接作為滾道。針齒銷(xiāo)、針齒銷(xiāo)套和針齒殼組成針輪，針齒的齒形是圓柱面，擺線輪齒與針齒銷(xiāo)的理論齒數(shù)相差1，以短副外擺線等距曲線的齒廓與圓柱形針齒銷(xiāo)套相嚙合。法蘭盤(pán)17通過(guò)輸入端軸承18與花鍵轉(zhuǎn)臂1相連，靜止針齒殼8和法蘭盤(pán)17通過(guò)螺栓(外接)與機(jī)架(外接)相連。在工作狀態(tài)下，隨著花鍵轉(zhuǎn)臂1的轉(zhuǎn)動(dòng)，逆向擺線輪4和順向擺線輪5同角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，花鍵轉(zhuǎn)臂1轉(zhuǎn)一周，各擺線輪轉(zhuǎn)一齒。電機(jī)的動(dòng)力通過(guò)花鍵轉(zhuǎn)臂1傳遞給緊固在其上的偏心套2，再通過(guò)偏心套2上的轉(zhuǎn)臂軸承3將動(dòng)力傳遞給逆向擺線輪4和順向擺線輪5。當(dāng)花鍵轉(zhuǎn)臂1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，逆向擺線輪4也隨其運(yùn)動(dòng)，但因其與靜止針齒銷(xiāo)9或針齒銷(xiāo)套16相嚙合而變?yōu)轫槙r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)連接軸7順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，連接軸7帶動(dòng)順向擺線輪5有順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)， 但由于順向擺線輪5同時(shí)由花鍵轉(zhuǎn)臂1逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)，而且順向擺線輪5與逆向擺線輪4的齒數(shù)不同，因此，順向擺線輪5的運(yùn)動(dòng)是花鍵轉(zhuǎn)臂1的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)與連接軸7順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，復(fù)合運(yùn)動(dòng)的結(jié)果是與花鍵轉(zhuǎn)臂1的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致。順向擺線輪5與輸出針齒殼10上的隨動(dòng)針齒銷(xiāo)11或針齒銷(xiāo)套16相嚙合減速增力后，通過(guò)輸出針齒殼10將減速后的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力同心輸出出去。以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精密擺線減速器的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明方案的前提下， 本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種外型變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明精密擺線減速器的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種精密擺線減速器，包括轉(zhuǎn)臂及固定在轉(zhuǎn)臂外的偏心套、偏心套通過(guò)轉(zhuǎn)臂軸承連接擺線輪，擺線輪與固定在針齒殼上的針齒銷(xiāo)相配合，其特征是固定在轉(zhuǎn)臂(1)外的偏心套 (2)多個(gè)錯(cuò)位設(shè)置，各偏心套(2)外的擺線輪分為逆向擺線輪(4)和順向擺線輪(5)兩組，逆向擺線輪(4)和順向擺線輪(5)上具有不同的齒數(shù)并開(kāi)設(shè)連接傳動(dòng)孔(6)，逆向擺線輪(4) 和順向擺線輪(5)由穿過(guò)連接傳動(dòng)孔(6)的連接軸(7)相連，針齒殼分為靜止針齒殼(8)和輸出針齒殼(10)，逆向擺線輪(4)與固定在靜止針齒殼(8)上的靜止針齒銷(xiāo)(9)相配合，順向擺線輪(5)與固定在輸出針齒殼(10)上的隨動(dòng)針齒銷(xiāo)(11)相配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密擺線減速器，其特征是靜止針齒殼(8)和輸出針齒殼(10)之間由軸承(12)連接，輸出針齒殼(10)和轉(zhuǎn)臂(1)之間由支撐軸承(13)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的精密擺線減速器，其特征是轉(zhuǎn)臂(1)為花鍵轉(zhuǎn)臂，其與外接輸入軸(14)之間通過(guò)鍵(15)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的精密擺線減速器，其特征是逆向擺線輪(4)和順向擺線輪(5) 各為多個(gè)擺線輪組合的擺線輪組，各擺線輪組中的各排擺線輪相錯(cuò)360度/η，η為排數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的精密擺線減速器，其特征是在靜止針齒銷(xiāo)(9)和隨動(dòng)針齒銷(xiāo)(11)外均設(shè)置針齒銷(xiāo)套(16)，逆向擺線輪(4)和順向擺線輪(5)與針齒銷(xiāo)套(16)相配合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種精密擺線減速器，包括轉(zhuǎn)臂及固定在轉(zhuǎn)臂外的偏心套、偏心套通過(guò)轉(zhuǎn)臂軸承連接擺線輪，擺線輪與固定在針齒殼上的針齒銷(xiāo)相配合，固定在轉(zhuǎn)臂外的偏心套多個(gè)錯(cuò)位設(shè)置，各偏心套外的擺線輪分為逆向擺線輪和順向擺線輪兩組，逆向擺線輪和順向擺線輪上具有不同的齒數(shù)并開(kāi)設(shè)連接傳動(dòng)孔，逆向擺線輪和順向擺線輪由穿過(guò)連接傳動(dòng)孔的連接軸相連，針齒殼分為靜止針齒殼和輸出針齒殼，逆向擺線輪與固定在靜止針齒殼上的靜止針齒銷(xiāo)相配合，順向擺線輪與固定在輸出針齒殼上的隨動(dòng)針齒銷(xiāo)相配合。本發(fā)明通過(guò)上述設(shè)計(jì)，具有高精度、高效率、高剛性、高承載、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，特別適合于在重載工業(yè)機(jī)器人中使用。
文檔編號(hào)F16H1/32GK102242795SQ20111020473
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者葉勝康, 孔向東, 董平 申請(qǐng)人:浙江恒豐泰減速機(jī)制造有限公司