精密球減速機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明為精密減速機(jī)設(shè)備領(lǐng)域，涉及新方法低成本實(shí)現(xiàn)高精度減速技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前公知的減速機(jī)，因受到齒輪加工設(shè)備精度、多種零部件加工精度、裝配精度、熱處理工藝、齒輪材料的影響，產(chǎn)品生產(chǎn)存在一些問題，具體:
1.產(chǎn)品存在回差(背隙)，直接影響了控制精度。
2.配件多加工和裝配難度大。
[0003]3.想提高精度等級(jí)，設(shè)備投資大。
[0004]4.摩擦系數(shù)大，功率轉(zhuǎn)換效率低.。
[0005]4.齒合數(shù)少，單齒受力程度高，易崩斷。
[0006]5.齒面磨損后，O配件修復(fù)回高精度的可能性為零。
[0007]6.因存在回差，讓多級(jí)大速比精度更是降低，輸出精度誤差疊加。
[0008]如何有效解決上述問題，正是本發(fā)明所涉及內(nèi)容。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明一種新型精密球減速機(jī)，該球減速機(jī)最核心的地方在以精密滾珠替代齒輪，采用差齒速變原理(齒為傳統(tǒng)叫法)，讓滾珠在預(yù)先設(shè)定的諧波槽內(nèi)差齒滾動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)高精度速變，輕易實(shí)現(xiàn)O背隙高精度。本發(fā)明采用滾珠滾動(dòng)摩擦力小，功率轉(zhuǎn)換效率高。所有滾珠同時(shí)在諧波槽內(nèi)滾動(dòng)，齒合數(shù)為100%，提高輸出扭矩。因采用新設(shè)計(jì)諧波槽結(jié)構(gòu)，在減速機(jī)使用日久后，諧波槽凹陷(傳統(tǒng)為齒面磨損)可旋緊減速機(jī)頂端的預(yù)緊塊，實(shí)現(xiàn)O配件高精度修復(fù)。本設(shè)計(jì)減速機(jī)單級(jí)輸出為O背隙，在多級(jí)大速比輸出上，同樣實(shí)現(xiàn)O背隙高精度。
【附圖說明】
[0010]圖1為該發(fā)明減速機(jī)結(jié)構(gòu)
1.輸出軸2.預(yù)緊塊3.軸承4.輸出盤5.波動(dòng)盤6.止轉(zhuǎn)盤7.滾珠8.后蓋9.輸入軸
圖2為減速機(jī)諧波齒機(jī)構(gòu)1.輸出盤諧波2.波動(dòng)盤諧波3.滾珠圖3為波動(dòng)盤
以下根據(jù)附圖做進(jìn)一步減速原理說明 (方案實(shí)施例1)
電機(jī)帶動(dòng)輸入軸9轉(zhuǎn)動(dòng)，輸入軸9設(shè)計(jì)有動(dòng)平衡結(jié)構(gòu)，由輸入軸I中間的偏心部分(偏心值P)帶動(dòng)波動(dòng)盤5轉(zhuǎn)動(dòng)，在波動(dòng)盤5和輸入軸I的偏心部之間是通過軸承連接，輸入軸I轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)波動(dòng)盤產(chǎn)生兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，一個(gè)運(yùn)動(dòng)為跟隨輸入軸圓周跟轉(zhuǎn)，另一個(gè)運(yùn)動(dòng)為隨著輸入軸的偏心部波動(dòng)，止轉(zhuǎn)盤6限制住波動(dòng)盤5的圓周跟轉(zhuǎn)，讓波動(dòng)盤5按偏心值P做平移十字波動(dòng)(見圖
3)。這時(shí)波動(dòng)盤5上的任意一個(gè)點(diǎn)(取點(diǎn)D)就會(huì)有該點(diǎn)D自身位置和平移波動(dòng)而疊加產(chǎn)生的諧波(見圖2中I)，假設(shè)滾珠放置在點(diǎn)D之上固定，根據(jù)相對移動(dòng)，滾珠在波動(dòng)盤上即可走出一個(gè)根據(jù)輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度而產(chǎn)生的諧波，假設(shè)該諧波整圓周波段數(shù)為Cl(一個(gè)波段當(dāng)做一個(gè)齒，波段數(shù)按差齒減速原理，根據(jù)所需的速比進(jìn)行取值)，滾珠在這個(gè)加工出來的諧波槽上滾動(dòng)(相對運(yùn)動(dòng)原理，波動(dòng)盤5波動(dòng)，滾珠滾動(dòng))，輸出盤4，壓在滾珠之上，必須也有一個(gè)諧波槽(見圖2中2 )，當(dāng)滾珠滾動(dòng)時(shí)，可以設(shè)想為滾珠是靜止的，這樣滾珠在輸出盤4上將畫出另外一個(gè)諧波，滾珠滾動(dòng)，波動(dòng)盤5和輸出盤4做相反運(yùn)動(dòng)，他們的軌跡相位差180°，根據(jù)波動(dòng)盤的諧波可算出輸出盤4的諧波，據(jù)試驗(yàn)所得，波動(dòng)盤上5的諧波波段數(shù)和輸出盤4上的波段數(shù)存在差異，這樣根據(jù)差齒減速原理，減速比S=輸出盤波段數(shù)八輸出盤波段數(shù)-波動(dòng)盤波段數(shù))，實(shí)際操作可以據(jù)這個(gè)原理，對于想要的速比設(shè)定波動(dòng)盤5的波段數(shù)Cl，算出諧波軌跡，再根據(jù)180°相位差計(jì)算出輸出盤4諧波軌跡，波段數(shù)為C2。速比S=C2/(C2-C1)當(dāng)兩個(gè)諧波軌跡完成并加工成諧波槽，放上滾珠，一個(gè)由輸入軸帶動(dòng)波動(dòng)盤，再帶動(dòng)滾珠，滾珠勾動(dòng)輸出盤的精密球減速減速過程實(shí)現(xiàn)。
[0011](方案實(shí)施例2)止轉(zhuǎn)盤6在限制波動(dòng)盤5圓周跟轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)上可做進(jìn)一步改進(jìn)，在后蓋上直接加工出支持波動(dòng)盤5平移的結(jié)構(gòu)，滿足波動(dòng)盤5平移波動(dòng)的同時(shí)，阻止波動(dòng)盤5跟轉(zhuǎn)。這樣在結(jié)構(gòu)上將省去止轉(zhuǎn)盤6，結(jié)構(gòu)更加簡化，提高減速機(jī)穩(wěn)定性和降低裝配難度。(方案實(shí)施例3)因波動(dòng)盤5、滾珠和輸出盤4是通過預(yù)緊塊2壓緊在一起，輸出軸3和輸出盤4是連接一體，這樣結(jié)構(gòu)擁有止推和止拉功能，在輸出軸上可以不用安裝錐面軸承而采用深溝球軸承，這樣可以根據(jù)需要修改滾珠大小，把減速機(jī)設(shè)計(jì)為超薄型，中負(fù)荷型，高負(fù)荷型。
[0012](方案實(shí)施例4)可以在輸出盤4的中心位置加一根偏心軸，作為下一級(jí)減速結(jié)構(gòu)的輸入軸，這樣可實(shí)現(xiàn)高速比，低厚度，高精度減速。以80_外徑減速機(jī)舉例，單級(jí)減速比做到30:1兩級(jí)總減速比900:1，減速機(jī)總厚度52mm，輸出精度O背隙。
[0013]本發(fā)明的有益效果:
1.降低生產(chǎn)設(shè)備要求:傳統(tǒng)高精度減速機(jī)需要上百萬設(shè)備才能生產(chǎn)出高精度齒輪，而該發(fā)明只需要一臺(tái)重復(fù)定位精度在0.0lmm-0.02mm之內(nèi)的二手加工中心和一臺(tái)普通數(shù)控車床即能生產(chǎn)出O背隙高精度減速機(jī)。
[0014]2.提高輸出精度，增大輸出扭矩:以30:1速比算，有60個(gè)滾珠同時(shí)契合在諧波槽內(nèi)，每個(gè)滾珠接觸點(diǎn)為一周圓，這樣的原理在輸出精度和輸出扭矩上擁有絕對優(yōu)勢。
[0015]3.減少摩擦系數(shù):滾珠原理加上結(jié)構(gòu)簡單讓功率轉(zhuǎn)換有近95%效果，如按0.005-
0.008mm配合間隙裝配軸承甚至可以上升到98%轉(zhuǎn)換效率，超輕負(fù)荷即可帶動(dòng)。
[0016]4.簡化內(nèi)部結(jié)構(gòu)，降低配件生產(chǎn)難度和裝配難度:該發(fā)明核心為兩個(gè)諧波盤片，新手安裝工人只要培訓(xùn)I個(gè)小時(shí)，按裝配順序疊上配件鎖緊即可完成，精度直接O回差。
[0017]5.讓減速機(jī)實(shí)現(xiàn)O配件修復(fù):有別于傳統(tǒng)減速機(jī)齒面磨損后不能修復(fù)，該發(fā)明可以直接旋緊預(yù)緊塊2，瞬間消除因諧波槽凹陷而產(chǎn)生的間隙，讓減速機(jī)壽命更長久。
[0018]所公開的實(shí)施例原理說明，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明，針對這些實(shí)施例的多種修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將不是困難的，本文所定義的減速原理在不脫離本發(fā)明的精神或范圍下可以在其它實(shí)施例上實(shí)現(xiàn)，因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎點(diǎn)相一致的最寬范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于滾珠的減速設(shè)備，其特征在于，用滾珠替代齒輪，滾珠在波動(dòng)盤、輸出盤預(yù)先加工好的諧波槽之間做差齒運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生精密速變。2.如權(quán)利要求1所述，基于滾珠的減速設(shè)備，其特征在于減速機(jī)的速度轉(zhuǎn)換是通過波動(dòng)盤和輸出盤之間的滾珠諧波差齒滾動(dòng)，而產(chǎn)生速變。3.如權(quán)利要求1所述，波動(dòng)盤、輸出盤預(yù)先加工好的諧波槽之間做差齒運(yùn)動(dòng)，其特征在于諧波槽，該諧波槽為滾珠所在盤面的圓周位置和波動(dòng)盤平移，疊加而產(chǎn)生的軌跡，用加工設(shè)備把該軌跡雕刻在盤面上。
【專利摘要】發(fā)明一種精密球減速機(jī)，以精密滾珠替代齒輪，讓所有滾珠在預(yù)先加工好的兩條諧波槽內(nèi)做差齒運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生精密速變，該發(fā)明讓減速機(jī)輸出精度為上升為0背隙，同時(shí)提升多級(jí)大速度比減速機(jī)精度，降低摩擦系數(shù)，提高輸出扭矩，降低加工設(shè)備成本。
【IPC分類】F16H49/00
【公開號(hào)】CN105587839
【申請?zhí)枴緾N201510983884
【發(fā)明人】吳澤勝
【申請人】吳澤勝
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月24日