[發明專利]封閉型擺線精密減速器

有效

• 申請號: 201410119774.6
• 申請日: 2014-03-26
• 公開（公告）號: CN103994184B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 陳兵奎;李軒;李朝陽;彭昌琰;譚儒龍
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: F16H1/32
• 分類號: F16H1/32;F16H55/17
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司11129
• 代理人: 謝殿武

1.一種封閉型擺線精密減速器，其特征在于：包括輸入部分、針齒殼、輸出部分和少齒差內嚙合減速機構，所述針齒殼內圈周向排列有用于與所述少齒差內嚙合減速機構的擺線輪嚙合的針齒銷，針齒殼內圈與針齒銷一一對應的設有用于安裝針齒銷的包容槽；所述針齒銷與相應包容槽內壁雙線接觸；所述包容槽形狀為雙圓弧型間斷曲線，針齒銷安裝于針齒殼雙圓弧包容槽中，軸截面上兩條圓弧線與針齒銷外圓在接觸角α處相切，則針齒銷與包容槽為雙線接觸。

2.根據權利要求1所述的封閉型擺線精密減速器，其特征在于：所述包容槽由慢走絲線切割機線切割加工成型。

3.根據權利要求1所述的封閉型擺線精密減速器，其特征在于：所述接觸角α≥θ_max，K₁——擺線輪短幅系數，K₁＝ez_b/R_Z；e——偏心距；Z_b——針輪齒數，即針齒銷個數；R_z——針輪半徑；并且包容槽的雙圓弧半徑r_n與針齒銷半徑r_z滿足λ＝r_n/r_z，λ＝1.04～1.1；針齒殼內孔直徑D_n增大至D_z+(0.2～0.4)，D_z為針齒銷分布圓直徑；包容槽兩側尖角采用圓角過渡。

4.根據權利要求1所述的封閉型擺線精密減速器，其特征在于：所述包容槽形狀為拋物線型連續光滑曲線。

5.根據權利要求1所述的封閉型擺線精密減速器，其特征在于：所述輸出部分包括與擺線輪通過銷孔傳動配合輸出并單自由度同軸轉動連接于針齒殼的輸出盤；所述輸出盤包括分列于針齒殼軸向兩端并固接在一起的左端盤和右端盤；所述左端盤與針齒殼之間以及右端盤與針齒殼之間均為軸向、徑向雙向支撐轉動連接。

6.根據權利要求5所述的封閉型擺線精密減速器，其特征在于：所述左端盤與針齒殼之間以及右端盤與針齒殼之間均設有徑向軸承滾子和軸向軸承滾子，針齒殼軸向兩端對應徑向軸承滾子和軸向軸承滾子分別設有具有一側擋邊的外滾道；左端盤及右端盤對應徑向軸承滾子和軸向軸承滾子均分別設有具有另一側擋邊的內滾道；左端盤及右端盤上還對應徑向軸承滾子固定設有保持架。

7.根據權利要求6所述的封閉型擺線精密減速器，其特征在于：所述左端盤與針齒殼之間以及右端盤與針齒殼之間可分別設置交叉滾子軸承、角接觸軸承或圓錐滾子軸承實現軸向、徑向雙向支撐轉動連接。

8.根據權利要求1-7任一權利要求所述的封閉型擺線精密減速器，其特征在于：所述輸入部分包括輸入齒輪軸；所述少齒差內嚙合減速機構包括漸開線行星齒輪、擺線輪和曲柄軸；所述漸開線行星齒輪以輸入齒輪軸為太陽輪傳動連接形成第一級漸開線行星減速機構；所述曲柄軸與漸開線行星齒輪一一對應設置；曲柄軸的輪軸與相應漸開線行星齒輪同軸固定并單自由度轉動連接于左端盤和右端盤；曲柄軸的偏心輪與擺線輪一一對應設置并作為搖臂與相應的擺線輪轉動配合用于帶動擺線輪沿針齒銷構成的針輪的內圈滾動形成第二級擺線針輪行星減速機構；偏心輪與擺線輪之間通過以偏心輪為內圈、以擺線輪為外圈組成的滿裝圓柱滾子的集成式雙偏心軸承轉動配合，其中偏心輪外圓面設有具有單側擋邊的集成式雙偏心軸承滾道，集成式雙偏心軸承滾道中滿裝圓柱滾子，圓柱滾子另一邊由擋圈采用熱裝工藝過盈安裝在偏心輪上限制圓柱滾子軸向竄動；擺線輪與輸出部分通過銷孔傳動配合形成簡支銷軸式輸出機構；所述擺線輪的齒廓為給定嚙合間隙擺線齒廓，其形成過程為：

a.獲得初始間隙；選取擺線輪單側齒廓為研究對象，將通過擺線輪標準齒廓方程獲得的擺線輪標準齒廓通過改變針齒銷半徑r_z、針輪半徑R_z或同時改變兩者大小獲得初始間隙，得到擺線輪單側齒廓的曲線Ⅰ，曲線Ⅰ的齒廓方程如下：

b.旋轉曲線Ⅰ；以曲線Ⅰ的拐點(x₀,y₀)為圓心，旋轉一角度α，得到曲線Ⅱ；拐點坐標(x₀,y₀)：

曲線Ⅱ的齒廓方程：

x₂＝x₀+(x₁-x₀)cosα+(y₁-y₀)sinα

y₂＝y₀-(x₁-x₀)sinα+(y₁-y₀)cosα

c.偏轉曲線Ⅱ；以擺線輪坐標系的原點為圓心，將曲線Ⅱ偏轉一角度β，得到曲線Ⅲ，即為給定嚙合間隙擺線輪的單側齒廓曲線；曲線Ⅲ的齒廓方程：

x₃＝x₂cosβ+y₂sinβ

y₃＝-x₂sinβ+y₂cosβ

d.過渡圓弧(齒頂圓)

齒頂圓半徑：

當時，的最大值即為過渡圓弧齒頂圓的半徑；

過渡圓弧方程：

$\begin{array}{c}{x}_{\mathrm{\θ}}=R_{aMax}\cos \mathrm{\θ}\\ y_{\mathrm{\θ}}=R_{aMax}\sin \mathrm{\θ}\end{array},\mathrm{\θ}\∈({\mathrm{\θ}}_0,{\mathrm{\θ}}_t)$

在處，無隙嚙合齒廓與過渡圓弧相交，聯立方程即可解出θ_t

${\mathrm{\θ}}_0=\frac{\mathrm{\π}}{2}-\frac{\mathrm{\π}}{Z_g};$

其有嚙合間隙擺線輪齒廓方程為：

x₂＝x₀+(x₁-x₀)cosα+(y₁-y₀)sinα

y₂＝y₀-(x₁-x₀)sinα+(y₁-y₀)cosα

x₃＝x₂cosβ+y₂sinβ

以上各式中，當時，可以求得即為的初始值；

——的末值；

——針齒銷的嚙合界限點；

K₁——擺線輪短幅系數，K₁＝ez_b/R_Z；

i^H——擺線輪和針輪的相對傳動比，i^H＝z_b/z_g；

——轉臂相對于某一針齒銷中心矢徑的轉角，即嚙合相位角；

r_z——針齒銷外圓半徑；

R_z——針輪半徑；

ΔR_z——針輪半徑變化量；

Δr_z——針齒銷半徑變化量；

α——曲線Ⅰ以拐點(x₀,y₀)為圓心的旋轉角度；

β——曲線Ⅱ的偏轉角度；

e——偏心距；

Z_b——針輪齒數，即針齒銷個數；

Z_g——擺線輪齒數。