[發(fā)明專利]基于浮動針齒的擺線針輪傳動裝置及其修形方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611181027.0
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106763645B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 卜王輝;李嘉
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: F16H55/17
• 分類號: F16H55/17;F16H1/28
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 褚明偉

本發(fā)明涉及基于浮動針齒的擺線針輪傳動裝置及其修形方法。基于浮動針齒的擺線針輪傳動裝置包括殼體、擺線齒輪、針齒、彈簧及端蓋，殼體在內(nèi)側(cè)壁開設(shè)有用于放置針齒的針齒槽，擺線齒輪放置在殼體中心，針齒放置于針齒槽內(nèi)，且針齒同時與擺線齒輪及針齒槽接觸，針齒為圓臺形針齒，擺線齒輪側(cè)面為與針齒的錐面相配合的圓錐面，端蓋連接在殼體上，彈簧設(shè)置在各針齒的大端面與端蓋之間，針齒的錐度角滿足：μ為針齒槽與針齒相接觸表面的摩擦系數(shù)，擺線齒輪在寬度方向上的錐度角本發(fā)明能夠彌補制造誤差和工作磨損帶來的擺線齒輪與針齒之間的間隙缺陷，能夠使所有針齒都與擺線齒輪保持接觸，從而顯著提高擺線針輪傳動的承載能力和傳動精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及精密減速器領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于浮動針齒的擺線針輪傳動裝置及其修形方法。

背景技術(shù)

擺線針輪傳動是一種利用擺線齒輪和針齒嚙合實現(xiàn)動力傳遞的裝置。從幾何上看，擺線齒輪與所有針齒都接觸；從力學(xué)上看，有一半數(shù)目的針齒參與動力傳遞，因此理論上說，擺線針輪傳動具有承載能力大、傳動精度高、裝置體積小等許多優(yōu)點。目前，擺線針輪傳動廣泛地應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)用高精密減速器，比如日本Nabtesc公司的RV減速器就采用了擺線針輪傳動。

但是，由于制造誤差以及工作磨損，實際擺線針輪傳動中往往不是所有針齒都能與擺線齒輪接觸，部分針齒與擺線齒輪之間存在間隙，僅有少數(shù)針齒與擺線齒輪相接觸而傳遞動力，導(dǎo)致以下不良情況：(1)這幾對相互接觸的輪齒承受過大載荷而容易斷裂及疲勞失效；(2)間隙產(chǎn)生針齒與擺線齒輪之間的沖擊碰撞，發(fā)出噪聲，引起振動；(3)間隙降低了擺線針輪傳動的精度和剛度。

目前，國內(nèi)外不少研究人員采用多種方法試圖解決上述問題。對擺線齒輪的傳統(tǒng)修形方法有：移距修形法、等距修形法、轉(zhuǎn)角修形法。有不少研究人員在這三種方法的基礎(chǔ)上改進(jìn)修形方法，例如，何衛(wèi)東和李力行于2000年在《機(jī)械工程學(xué)報》(2000年3月第36卷第3期第51—55頁)的論文“機(jī)器人用高精度RV減速器中擺線輪的優(yōu)化新齒形”提出了對擺線齒輪進(jìn)行負(fù)等距與負(fù)移距優(yōu)化組合的修形方法。關(guān)天明于2002年在《中國機(jī)械工程》(2002年5月第13卷第10期第811—814頁)的論文“擺線針輪行星傳動中擺線輪最佳修形量的確定方法”中提出了“負(fù)移距+正等距”修形方法，推導(dǎo)出了擺線齒輪最佳修形量的計算公式。趙博等于2015年在《機(jī)械傳動》(2015年12月第39卷第12期第1—6頁)的論文“機(jī)器人RV減速器擺線輪修形的理論研究”中提出了一種基于單齒無側(cè)隙失配修形理論的拋物線修形方法。這些方法計算修形量復(fù)雜，尺寸精度要求高，加工難度大，更重要地是，這些方法無法適用于擺線針輪傳動過程中因磨損造成間隙而產(chǎn)生的不良狀況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于浮動針齒的擺線針輪傳動裝置及其修形方法，本發(fā)明修形方法通過修改擺線齒輪和針齒的齒廓形狀，利用摩擦自鎖和附加彈簧力使得全部針齒都與擺線齒輪接觸，從而顯著提高承載能力和傳動精度，可以應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)用高精密減速器中的擺線針輪傳動。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

本發(fā)明技術(shù)方案一：

一種基于浮動針齒的擺線針輪傳動裝置的修形方法，用于擺線針輪傳動裝置，傳統(tǒng)的擺線針輪傳動裝置包括殼體、針齒及擺動齒輪，本發(fā)明修形方法能夠使擺線針輪傳動裝置中所有針齒都與擺線齒輪始終保持接觸，并且能夠自動消除因工作磨損造成的齒側(cè)間隙，從而提高擺線針輪傳動的承載能力和傳動精度，

將傳統(tǒng)擺線針輪傳動裝置中的圓柱形針齒改為圓臺形針齒，并在各針齒大端面配有彈簧及固定彈簧的端蓋；

將傳統(tǒng)擺線針輪傳動裝置中擺線齒輪側(cè)面改為圓錐面，從而與針齒的錐面相配合，擺線齒輪修形加工時，只需要對普通擺線齒輪去除錐度角θ角范圍外的部分；