[發(fā)明專利]精密擺線減速器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110204736.7
• 申請(qǐng)日: 2011-07-21
• 公開（公告）號(hào): CN102242795A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔向東;葉勝康;董平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江恒豐泰減速機(jī)制造有限公司
• 主分類號(hào): F16H1/32
• 分類號(hào): F16H1/32
• 代理公司: 溫州新甌專利事務(wù)所 33210
• 代理人: 陳旭宇

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)通過增加轉(zhuǎn)臂軸承的尺寸，針齒直徑減少，柱銷尺寸增大，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)并開設(shè)連接傳動(dòng)孔，逆向擺線輪和順向擺線輪由穿過連接傳動(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/n，n為排數(shù)。

在靜止針齒銷和隨動(dòng)針齒銷外均設(shè)置針齒銷套，逆向擺線輪和順向擺線輪與針齒銷套相配合。

本發(fā)明通過上述具體設(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)擺線輪與針齒銷軸嚙合減速增力后，輸出力矩由針齒銷軸直接傳給內(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)。