一種精密減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種精密減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]社會(huì)的很多領(lǐng)域都會(huì)涉及到機(jī)械減速傳動(dòng)，尤其是工業(yè)機(jī)器人制造領(lǐng)域，航天、軍工、醫(yī)療器械領(lǐng)域等由于空間和環(huán)境的制約對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求非常苛刻，要求減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)既要體積小重量輕又要輸出扭矩和傳動(dòng)比大且要求傳動(dòng)精度高。現(xiàn)有幾種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如:RV減速機(jī)、擺線針輪減速機(jī)、諧波減速機(jī)等，雖然已經(jīng)在上述領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，但還存在制造加工困難、成品率低、成本高、難以大量復(fù)制推廣、且傳動(dòng)精度有待于進(jìn)一步提高等問題，而影響了上述領(lǐng)域的發(fā)展和綜合技術(shù)性能的進(jìn)一步提高。
[0003]RV、擺線針輪、諧波三種減速機(jī)，雖然結(jié)構(gòu)各有不同，但有一個(gè)共同特點(diǎn)，即都是利用內(nèi)齒圈和少齒的擺動(dòng)齒輪傳動(dòng)過程中形成的速度差來實(shí)現(xiàn)減速的。其傳動(dòng)比計(jì)算如下:傳動(dòng)比=擺動(dòng)齒輪齒數(shù)/(內(nèi)齒圈齒數(shù)-擺動(dòng)齒輪齒數(shù))。由公式可看出，內(nèi)齒圈齒數(shù)和擺動(dòng)齒輪齒數(shù)差值越小傳動(dòng)比越大，同樣體積時(shí)齒輪、內(nèi)齒圈模數(shù)越小齒數(shù)越多傳動(dòng)比也是越大。標(biāo)準(zhǔn)齒輪模數(shù)下該形式傳動(dòng)，內(nèi)齒圈齒數(shù)和擺動(dòng)齒輪齒數(shù)差值不能小于8，否則會(huì)發(fā)生齒頂干涉。為了獲取更大的傳動(dòng)比而又避免齒頂干涉，上述減速機(jī)分別采用了兩種不同的措施來實(shí)現(xiàn):RV和擺線針輪減速機(jī)是將內(nèi)齒圈改成針輪，將擺線齒輪改成次擺線平行曲線齒輪，使齒數(shù)差值做到了 I的最小數(shù)，再通過適當(dāng)增加針齒數(shù)達(dá)到了較高的傳動(dòng)比，但同時(shí)也帶來了新的問題，首先是內(nèi)外齒嚙合不理想，形成的壓力角太大且太平滑，這樣就帶來兩個(gè)問題:一是容易隨著輸出扭矩的增加，剛性會(huì)大幅度降低；二是微小的徑向加工誤差就會(huì)帶來較大的角度傳動(dòng)誤差。其次是針齒和次擺線平行曲線齒輪加工制造比較困難，尤其是高精度加工更難，造成成品率低產(chǎn)品制造成本高。諧波減速機(jī)是通過減小齒輪模數(shù)增加齒數(shù)來實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比的，但由于受加工工藝和刀具制造的影響，其傳動(dòng)比、輸出扭矩和加工精度都受到了限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種精密減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于提供一種性能好、精度高的減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種精密減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征是，它包括太陽輪、行星輪、脹緊套、擺線軸、擺線齒輪、機(jī)殼、前擺線軸法蘭和后擺線軸法蘭，其特征是，所述前擺線軸法蘭和后擺線軸法蘭固定連接，且前、后擺線軸法蘭均通過機(jī)殼安裝軸承轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在機(jī)殼中，在所述前擺線軸法蘭和后擺線軸法蘭之間轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有三個(gè)擺線軸，三個(gè)所述擺線軸在同一圓周上均勻分布，在伸出前擺線軸法蘭的擺線軸上固定安裝行星輪，在所述前擺線軸法蘭上轉(zhuǎn)動(dòng)安裝太陽輪，所述太陽輪與行星輪嚙合配合；在置于機(jī)殼內(nèi)部的擺線軸上設(shè)有擺線齒輪，在所述擺線齒輪與擺線軸之間設(shè)有擺線軸承，所述擺線齒輪與位于機(jī)殼上的內(nèi)齒圈嚙合配合；
[0006]當(dāng)電機(jī)固定在機(jī)殼上時(shí)，電機(jī)輸出軸與太陽輪連接，所述后擺線軸法蘭作為整個(gè)減速機(jī)構(gòu)的輸出端；
[0007]當(dāng)電機(jī)固定在前擺線軸法蘭上，電機(jī)輸出端與太陽輪連接，所述機(jī)殼作為整個(gè)減速機(jī)構(gòu)的輸出端。
[0008]進(jìn)一步地，所述前擺線軸法蘭和后擺線軸法蘭之間通過螺釘連接。
[0009]進(jìn)一步地，在所述前擺線軸法蘭和后擺線軸法蘭之間還設(shè)有連接柱銷。
[0010]進(jìn)一步地，在所述太陽輪與擺線軸之間設(shè)有脹緊套。
[0011]進(jìn)一步地，所述擺線齒輪和內(nèi)齒圈分別是在標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)齒輪、齒圈的基礎(chǔ)上將齒頂部分沿徑向去掉1/8至7/8得到的。
[0012]進(jìn)一步地，在所述擺線軸的兩端分別設(shè)有擺線軸定位軸承，兩所述擺線軸定位軸承分別與前擺線軸法蘭和后擺線軸法蘭固定連接。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供的一種精密減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，齒輪和內(nèi)齒圈去掉部分齒頂后雖然減少了嚙合深度，但是由于該種嚙合是多齒嚙合，只要選擇得當(dāng)將不會(huì)影響減速機(jī)強(qiáng)度，但卻帶來了顛覆性的好處:首先是加工制造簡(jiǎn)單了，用通用的齒輪、內(nèi)齒圈加工機(jī)床和刀具就能精確的加工制造擺線齒輪和內(nèi)齒圈；其次是由于保留了擺線齒輪和內(nèi)齒圈20°的壓力角，傳動(dòng)剛性顯著提高。另外可使減速機(jī)在同樣體積下，傳動(dòng)比和輸出扭矩大幅度提高。還有就是完全保留了漸開線齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)，擺線齒輪和內(nèi)齒圈之間的嚙合傳動(dòng)完全是滾動(dòng)摩擦，使減速機(jī)提高了傳動(dòng)效率并能延長(zhǎng)使用壽命。同樣用該機(jī)構(gòu)可使諧波減速機(jī)在相同體積和傳動(dòng)比的情況下，減小了柔輪的變形量，相應(yīng)增加了柔輪厚度及嚙合齒數(shù)從而降低了制造難度增大了輸出扭矩并容易提高制造精度。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的外形示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明的剖視圖；
[0016]圖中:I太陽輪，2行星輪，3脹緊套，4擺線軸，5擺線軸承，6擺線齒輪，7機(jī)殼，8前擺線軸法蘭，9后擺線軸法蘭，10連接柱銷，11螺釘，12機(jī)殼裝配軸承，13擺線軸定位軸承。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1至圖2所示，本發(fā)明主要包括太陽輪1、行星輪2、脹緊套3、擺線軸4、擺線軸承5、擺線齒輪6、機(jī)殼7、前擺線軸法蘭8、后擺線軸法蘭9、連接柱銷10、螺釘11、機(jī)殼裝配軸承12和擺線軸定位軸承13，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0018]如圖1、圖2所示，機(jī)殼7是本發(fā)明的主體，機(jī)殼為整體成圓形的中空結(jié)構(gòu)，在機(jī)殼上設(shè)有內(nèi)齒圈。在機(jī)殼的一端設(shè)有前擺線軸法蘭8，在前擺線軸法蘭上轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有太陽輪1，在太陽輪的周圍設(shè)有三個(gè)行星輪2，三個(gè)行星輪在同一圓周上均勻分布。行星輪固定安裝在擺線軸4上，在行星輪與擺線軸之間設(shè)有脹緊套3，行星輪與擺線軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)。在擺線軸的兩端分別設(shè)有擺線軸定位軸承13，擺線軸左端的擺線軸定位軸承固定在前擺線軸法蘭8上，前擺線軸法蘭通過機(jī)殼裝配軸承12轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在機(jī)殼中，這樣擺線軸可相對(duì)機(jī)殼轉(zhuǎn)動(dòng)。擺線軸右端的擺線軸定位軸承固定在后擺線軸法蘭9上，后擺線軸法蘭通過螺釘11固定在前擺線軸法蘭上，且前、后擺線軸法蘭均通過機(jī)殼裝配軸承12轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在機(jī)殼中，并在前、后擺線軸法蘭之間設(shè)有連接柱銷10。在擺線軸上設(shè)有擺線齒輪6，在擺線齒輪與擺線軸之間設(shè)有擺線軸承5，擺線齒輪與機(jī)殼內(nèi)部的內(nèi)齒圈嚙合配合，內(nèi)齒圈與機(jī)殼是一體制造的。
[0019]該減速機(jī)構(gòu)有兩級(jí)減速機(jī)構(gòu)，第一級(jí)減速是由太陽輪I和行星輪2組成的；第二級(jí)減速是行星輪帶動(dòng)擺線軸上的擺線齒輪沿內(nèi)齒圈擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)，擺線齒輪齒數(shù)要少于內(nèi)齒圈的齒數(shù)。該減速機(jī)構(gòu)有兩種輸出形式，第一種輸出形式:電機(jī)固定在機(jī)殼7上，電機(jī)輸出端與太陽輪連接，后擺線軸法蘭作為整個(gè)減速機(jī)構(gòu)的輸出端；第二種輸出形式:電機(jī)固定在前擺線軸法蘭上，電機(jī)輸出端與太陽輪連接，機(jī)殼作為整個(gè)減速機(jī)構(gòu)的輸出端。
[0020]兩種輸出形式由于其旋轉(zhuǎn)方向的關(guān)系造成傳動(dòng)比相差1，即:法蘭輸出大于機(jī)殼輸出I個(gè)傳動(dòng)比。
[0021]擺線齒輪和內(nèi)齒圈是在標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)齒輪、齒圈的基礎(chǔ)上將齒頂部分沿徑向去掉1/8至7/8得到的。齒頂部分去掉多少與避免齒頂干涉的齒輪、內(nèi)齒圈齒數(shù)最小差值有如下規(guī)律:上述標(biāo)準(zhǔn)齒輪模數(shù)下該形式傳動(dòng)，內(nèi)齒圈齒數(shù)和擺線齒輪齒數(shù)差值不能小于8。當(dāng)去掉1/8時(shí)齒數(shù)最小差值=8-1 = 7個(gè)齒；當(dāng)去掉2/8時(shí)齒數(shù)最小差值=8-2 = 6個(gè)齒；以此類推當(dāng)去掉7/8時(shí)齒數(shù)最小差值=8-7 = I個(gè)齒。設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)減速機(jī)傳動(dòng)比、輸出扭矩、齒輪和齒圈模數(shù)等因素來決定具體去掉齒頂?shù)亩嗌購亩O(shè)計(jì)出滿足各種不同工況需求的減速機(jī)。
[0022]齒輪和內(nèi)齒圈去掉部分齒頂后雖然減少了嗤合深度，但是由于該種嗤合是多齒嗤合，只要選擇得當(dāng)將不會(huì)影響減速機(jī)強(qiáng)度，但卻帶來了顛覆性的好處:首先是加工制造簡(jiǎn)單了，用通用的齒輪、內(nèi)齒圈加工機(jī)床和刀具就能精確的加工制造擺線齒輪和內(nèi)齒圈；其次是由于保留了擺線齒輪和內(nèi)齒圈20°的壓力角，傳動(dòng)剛性顯著提高。另外可使減速機(jī)在同樣體積下，傳動(dòng)比和輸出扭矩大幅度提高。還有就是完全保留了漸開線齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)，擺線齒輪和內(nèi)齒圈之間的嚙合傳動(dòng)完全是滾動(dòng)摩擦，使減速機(jī)提高了傳動(dòng)效率并能延長(zhǎng)使用壽命。同樣用該機(jī)構(gòu)可使諧波減速機(jī)在相同體積和傳動(dòng)比的情況下，增大齒輪模數(shù)值，從而降低了制造難度增大了輸出扭矩并容易提高制造精度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種精密減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征是，它包括太陽輪、行星輪、脹緊套、擺線軸、擺線齒輪、機(jī)殼、前擺線軸法蘭和后擺線軸法蘭，其特征是，所述前擺線軸法蘭和后擺線軸法蘭固定連接，且前、后擺線軸法蘭均通過機(jī)殼安裝軸承轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在機(jī)殼中，在所述前擺線軸法蘭和后擺線軸法蘭之間轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有三個(gè)擺線軸，三個(gè)所述擺線軸在同一圓周上均勻分布，在伸出前擺線軸法蘭的擺線軸上固定安裝行星輪，在所述前擺線軸法蘭上轉(zhuǎn)動(dòng)安裝太陽輪，所述太陽輪與行星輪嚙合配合；在置于機(jī)殼內(nèi)部的擺線軸上設(shè)有擺線齒輪，在所述擺線齒輪與擺線軸之間設(shè)有擺線軸承，所述擺線齒輪與位于機(jī)殼上的內(nèi)齒圈嚙合配合； 當(dāng)電機(jī)固定在機(jī)殼上時(shí)，電機(jī)輸出軸與太陽輪連接，所述后擺線軸法蘭作為整個(gè)減速機(jī)構(gòu)的輸出端； 當(dāng)電機(jī)固定在前擺線軸法蘭上，電機(jī)輸出端與太陽輪連接，所述機(jī)殼作為整個(gè)減速機(jī)構(gòu)的輸出端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精密減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征是，所述前擺線軸法蘭和后擺線軸法蘭之間通過螺釘連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種精密減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征是，在所述前擺線軸法蘭和后擺線軸法蘭之間還設(shè)有連接柱銷。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精密減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征是，在所述太陽輪與擺線軸之間設(shè)有脹緊套。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精密減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征是，所述擺線齒輪和內(nèi)齒圈分別是在標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)齒輪、齒圈的基礎(chǔ)上將齒頂部分沿徑向去掉1/8至7/8得到的。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精密減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征是，在所述擺線軸的兩端分別設(shè)有擺線軸定位軸承，兩所述擺線軸定位軸承分別與前擺線軸法蘭和后擺線軸法蘭固定連接。
【專利摘要】一種精密減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于提供一種性能好、精度高的減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。其特征是，它包括太陽輪、行星輪、脹緊套、擺線軸、擺線齒輪、機(jī)殼、前擺線軸法蘭和后擺線軸法蘭，前、后擺線軸法蘭固定連接，且前、后擺線軸法蘭均轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在機(jī)殼中，在所述、前擺線軸法蘭和后擺線軸法蘭之間轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有三個(gè)擺線軸，三個(gè)擺線軸在同一圓周上均勻分布，在伸出前擺線軸法蘭的擺線軸上固定安裝行星輪，在前擺線軸法蘭上轉(zhuǎn)動(dòng)安裝太陽輪，太陽輪與行星輪嚙合配合；在置于機(jī)殼內(nèi)部的擺線軸上設(shè)有擺線齒輪，在擺線齒輪與擺線軸之間設(shè)有擺線軸承，擺線齒輪與位于機(jī)殼上的內(nèi)齒圈嚙合配合。該減速機(jī)構(gòu)性能好、精度高，利于在產(chǎn)業(yè)中推廣應(yīng)用。
【IPC分類】F16H1/32, F16H57/021
【公開號(hào)】CN105134888
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510676854
【發(fā)明人】宋志安
【申請(qǐng)人】宋志安
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年10月16日