[實用新型]一種擺線鋼球行星傳動機構及其機器人關節減速裝置

有效

• 申請號: 201721030745.8
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN207093681U
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 張鵬;鮑兵兵;雷標;許可;吳賽
• 申請（專利權）人: 安徽捷線傳動科技有限公司
• 主分類號: F16H1/32
• 分類號: F16H1/32;F16H57/00;F16H57/08;B25J9/10;B25J9/12;B25J17/02
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本實用新型涉及減速傳動裝置技術領域，更具體地說，涉及一種擺線鋼球行星傳動機構及其機器人關節減速裝置。

背景技術

目前，工業機器人關節減速裝置種類繁多，包括RV減速器、諧波減速器和擺線鋼球減速器等。其中RV減速器、諧波減速器雖然承載能力較強，但其速比通常大于30，不適宜高速搬運機器人的運轉速度要求。擺線鋼球減速器為二齒差行星減速裝置，雖然其具備高速搬運機器人所需的小速比、零背隙的優點，但也存在嚙合副潤滑不良、齒形易根切、等速機構承載不佳等問題，導致該種減速器功率密度較低、負載能力較差、使用壽命較短，因此在工業機器人中應用較少。目前，亟需一種兼具零背隙、小速比等優點，且承載能力、強度與壽命較強的工業機器人關節減速裝置。

中國專利號99202368.8，公開日2000年9月27日，公開了一份名稱為“密珠擺線鋼球減速器”的專利文件，其包括在輸入軸上有偏心軸與平衡塊，偏心軸外安裝開有內擺線滾道的偏心盤，偏心盤一側與端蓋內側面間用防自轉機構連接，與輸出軸連成一體并在側面開有外擺線滾道的輸出盤，偏心盤與輸出盤的兩滾道間密集裝有鋼球組成的鋼球齒輪，形成嚙合傳動。該專利所述減速器中，擺線滾道間的鋼球采用密集安裝，理論上提升了功率密度，但專利中給出的擺線滾道中心方程未含鋼球規值及鋼球間潤滑脂厚度參數，即未考慮鋼球直徑誤差的影響，也未預留各個鋼球之間的潤滑脂間隙，導致密集安裝的各個鋼球未經潤滑脂隔開，鋼球之間直接擠壓磨損。因此該專利所述減速器在實際使用狀態下容易出現潤滑不良、磨損加劇等問題，承載能力與使用壽命依舊較差。

中國專利號201410101989.5，公開日2014年6月25日，公開了一份名稱為“單級硬齒面擺線鋼球行星減速機”的專利文件，其包括機殼、輸入軸、偏心套、鋼球組、端蓋、端蓋盤、十字盤、行星盤、中心盤、輸出軸、預緊螺母、支承軸承、軸承端蓋。該減速機采用K-H-V型單級少齒差行星傳動的基本結構，以中心盤和行星盤端面上的內、外擺線槽作為齒廓，以鋼球作為中介體嚙合傳動，通過鋼球與擺線槽的四點接觸消除齒隙，同時配以無齒隙十字鋼球等速傳動機構，具有結構簡單、體積小、零齒隙、傳動精度高、效率高的優點。該專利所述減速機中，組成十字鋼球等速傳動機構的各組水平槽、垂直槽由于其不均勻性，容易造成各槽之間載荷分布不均，降低減速機運轉平穩性，引發振動縮短使用壽命。

實用新型內容

1.實用新型要解決的技術問題

本實用新型的目的在于克服現有技術中擺線鋼球減速器速比較小但實際承載能力較差的不足，提供了一種擺線鋼球行星傳動機構，該機構在保有小速比性能的基礎上，可以有效提升其實際承載能力與使用壽命；所提供的機器人關節減速裝置更為適應工業機器人關節，特別適用于高速搬運機器人電動旋轉型關節的使用要求。

2.技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

本發明的一種擺線鋼球行星傳動機構，包括行星盤、中心盤和鋼球組，所述鋼球組中各鋼球之間留有間隙d，d＝Z₀(h+Δ)/2π，其中Z₀為鋼球組的鋼球數量；h為鋼球間的潤滑脂厚度；Δ為鋼球規值。

作為本發明更進一步的改進，所述行星盤端面上的齒槽采用含參數組合Z₀(h+Δ)/2π的修形外擺線齒形，所述修形外擺線齒形方程式為：

式中R₀——鋼球組分布圓半徑；

Z₀——鋼球組的鋼球數量；

h——鋼球間的潤滑脂厚度；

Δ——鋼球規值；

K——擺線短幅系數；

r₀——擺線發生圓半徑；

θ₁——外擺線生成角。

作為本發明更進一步的改進，所述中心盤端面上的齒槽采用含參數組合Z₀(h+Δ)/2π的修形內擺線齒形，所述修形內擺線齒形方程式為：

式中R₀——鋼球組分布圓半徑；

Z₀——鋼球組的鋼球數量；

h——鋼球間的潤滑脂厚度；

Δ——鋼球規值；

K——擺線短幅系數；

r₀——擺線發生圓半徑；

θ₂——內擺線生成角。