[發(fā)明專利]基于納米表面工程的機電驅(qū)動裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710079041.4
• 申請日: 2007-02-09
• 公開（公告）號: CN101056019A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王家序;肖科;田凡
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: H02K7/116
• 分類號: H02K7/116;F16H37/12;C10M103/06;C10M125/04;C10N50/08
• 代理公司: 重慶大學(xué)專利中心
• 代理人: 郭吉安

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬機械工程中的機械傳動領(lǐng)域，特別是涉及一種基于納米表面工程的機電驅(qū)動裝置。

背景技術(shù)

在航空、航天、電子工業(yè)、軍事工業(yè)、機器人等機械設(shè)備中驅(qū)動電機和減速機構(gòu)是分開設(shè)計，這樣不可避免的需要考慮它們之間的聯(lián)接設(shè)計，和軸系對中誤差，并且傳動機構(gòu)出現(xiàn)磨損，機構(gòu)運轉(zhuǎn)容易存在卡澀。例如行星減少器、擺線針輪減少器和RV減速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工藝性差、當(dāng)機構(gòu)出現(xiàn)卡澀時，動態(tài)性能低劣和機械效率降低、附加動載荷大，特別是傳遞較大功率時，振動和噪聲大。諧波傳動的柔輪在長期的交變載荷下，容易疲勞磨損失效，出現(xiàn)機構(gòu)卡澀。從而導(dǎo)致機械設(shè)備存在比較大的摩擦、磨損、振動、噪聲、無功能耗等問題，及其機械傳動系統(tǒng)所造成的傳動精度、綜合性能與可靠性差，裝備的使用壽命縮短等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是設(shè)計一種將減速器組件、輸出傳動裝置與伺服電機集成，基于納米表面工程的機電驅(qū)動裝置。

本發(fā)明所涉及的一種基于納米表面工程的機電驅(qū)動裝置，包括具有納米表面工程材料涂覆層的減速器組件、輸出傳動裝置和伺服電動機。伺服電動機包括空心的轉(zhuǎn)軸1。減速器組件包括偏心凸輪7、隔離套8、滾柱9、輸入齒輪10、固定齒輪11、輸出齒輪13。輸出傳動裝置包括輸出軸23。輸入齒輪10和固定齒輪11的齒數(shù)存在少齒差。輸入齒輪10和輸出齒輪13的齒數(shù)相等或存在少齒差。

伺服電動機的轉(zhuǎn)軸1直接與減速器組件偏心凸輪7相連，減速器組件的輸出齒輪13的端面與聯(lián)接板24通過激光焊工藝焊接為一體，聯(lián)接板24通過周向均勻分布的一組螺釘15與輸出軸23相連，輸出軸23通過聯(lián)接板24的內(nèi)孔25定位。固定齒輪11通過周向均勻分別的一組螺釘14固定在第一外殼17和第二外殼5上，輸出齒輪13可以相對固定齒輪11作周向轉(zhuǎn)動。輸出齒輪13和固定齒輪11的分度圓軸心線、偏心凸輪7的內(nèi)孔軸心線、轉(zhuǎn)軸1軸心線和輸出軸23軸心線在同一個軸心線O上。固定齒輪11圓柱外表面的軸心線與軸心線O重合。偏心凸輪7外表面的軸心線、輸入齒輪10的分度圓軸心線在同一個軸心線O₁上。該軸心線O與軸心線O₁存在偏心量為e的偏心。固定齒輪11圓柱外表面分別作為第二外殼5和第一外殼17安裝的定位面。在第二外殼5和第一外殼17內(nèi)安裝第一軸承18、第二軸承6和第三軸承2處的內(nèi)孔軸心線與軸心線O重合。轉(zhuǎn)軸1和輸出軸23之間通過第四軸承26相連。

基于納米表面工程的機電驅(qū)動裝置，為了防止和消除機構(gòu)運轉(zhuǎn)過程中存在的卡澀問題、降低摩擦系數(shù)、延長使用壽命和提高機構(gòu)的可靠性。采用納米固體潤滑技術(shù)，在輸入齒輪10、固定齒輪11和輸出齒輪13的齒面涂覆0.1～30um的納米固體潤滑膜。該固體潤滑膜為通過非平衡磁控濺射技術(shù)或離子注入技術(shù)沉積的薄膜：以MoS₂為基體，添加金或金-鈀合金、Ti或TiN等各種元素的薄膜。

本發(fā)明所涉及的一種基于納米表面工程的機電驅(qū)動裝置，將減速器組件、輸出傳動裝置與伺服電機集成設(shè)計，從結(jié)構(gòu)上確保其同心精度，通過偏心凸輪7帶動輸入齒輪10產(chǎn)生偏心轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)少齒差減速傳動。傳動副嚙合面涂覆納米固體潤滑膜，使其摩擦系數(shù)極小，具有耐磨、可靠、減振、降噪等功效；當(dāng)機構(gòu)出現(xiàn)卡澀時，電機輸出扭矩增大到一定的數(shù)值，納米固體潤滑膜產(chǎn)生超彈性模量效應(yīng)，在嚙合齒面形成適度的彈性變形，防止和消除機構(gòu)卡澀。從而實現(xiàn)高精度、高可靠、長壽命、低能耗、小體積、輕量化的基于納米表面工程的機電驅(qū)動裝置，同時制造加工工藝簡便，生產(chǎn)制造成本低，安裝調(diào)試容易以及拆卸維修方便。

附圖說明

圖1是基于納米表面工程的機電驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是基于納米表面工程的機電驅(qū)動裝置A-A截面圖。

圖3是基于納米表面工程的機電驅(qū)動裝置B-B截面圖。

圖4是固定齒輪11結(jié)構(gòu)圖。

圖5是輸出齒輪13結(jié)構(gòu)圖。

圖6是輸入齒輪10結(jié)構(gòu)圖。

圖7是偏心凸輪7結(jié)構(gòu)圖。

圖中1.轉(zhuǎn)軸，2.第三軸承，3.螺釘，4.端蓋，5.第二外殼，6.第二軸承，7.偏心凸輪，8.隔離套，9.滾柱，10.輸入齒輪，11.固定齒輪，12.外圓定位面，13.輸出齒輪，14.螺釘，15.螺釘，16.密封蓋，17.第一外殼，18.第一軸承，19.調(diào)整螺母，20.螺釘，21.端蓋，22.密封，23.輸出軸，24.聯(lián)接板，25.內(nèi)孔，26.第四軸承。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明：