[發(fā)明專利]一種類擺線齒輪減速器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910893313.7
• 申請(qǐng)日: 2019-09-20
• 公開（公告）號(hào): CN110630720B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅善明;莫靖宇;許建民;毛玲霞;范健明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門理工學(xué)院
• 主分類號(hào): F16H55/17
• 分類號(hào): F16H55/17;F16H1/32;F16H55/08
• 代理公司: 泉州市潭思專利代理事務(wù)所(普通合伙) 35221
• 代理人: 麻艷

本發(fā)明公開了一種類擺線齒輪減速器，該類擺線齒輪減速器采用兩個(gè)做偏心運(yùn)動(dòng)的類擺線齒輪組成2K?H型組合輪系來實(shí)現(xiàn)減速，所采用類擺線齒輪齒廓由擺線與漸開線復(fù)合拼接形成，該齒輪結(jié)合了漸開線齒輪和擺線齒輪的有點(diǎn)，可解決內(nèi)嚙合傳動(dòng)過程中齒輪強(qiáng)度與傳動(dòng)平穩(wěn)性問題；兩個(gè)類擺線齒輪分別內(nèi)嚙合于外殼和活動(dòng)盤，通過活動(dòng)盤實(shí)現(xiàn)減速輸出，并結(jié)合齒數(shù)分配實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比；本發(fā)明避免了現(xiàn)有RV減速器行星傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中三根曲柄軸共同作用于擺線輪的過定位問題及少齒差傳動(dòng)過程中的干涉難題，采用類擺線齒輪作為減速器的傳動(dòng)齒實(shí)現(xiàn)無齒針結(jié)構(gòu)，使得減速器整體加工與裝配難度大大降低，進(jìn)一步提升大速比減速器的傳動(dòng)性能和傳動(dòng)特性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及減速器工業(yè)配件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種采用具有復(fù)合齒廓的類擺線齒輪并適用于機(jī)器人轉(zhuǎn)向或大減速比、大扭矩輸出工況的類擺線齒輪減速器。

背景技術(shù)

我國在精密減速器領(lǐng)域的發(fā)展速度正越來越快，從出貨量到產(chǎn)品質(zhì)量，都在不斷迅速提高。但以RV、諧波為代表的市場(chǎng)主流減速器目前多源自日本，雖然一些技術(shù)人員經(jīng)過逆向工程等一系列技術(shù)手段逐步實(shí)現(xiàn)了上述減速器的國產(chǎn)化，但逆向工程最大的問題在于“知其然，不知其所以然”，因而無法從根本上吸收日系減速器在設(shè)計(jì)過程中的精髓，進(jìn)而導(dǎo)致了我國RV、諧波生產(chǎn)廠家在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中長(zhǎng)期扮演追趕者的角色，一直未有一款從新結(jié)構(gòu)、新原理角度出發(fā)具備自主創(chuàng)新的精密減速器。

RV減速器是用于機(jī)器人中較為常見的一種高精度減速器，其被廣泛應(yīng)用于機(jī)械臂控制，現(xiàn)有的RV減速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般內(nèi)部都有行星結(jié)構(gòu)，三根曲柄軸共同作用于兩組擺線齒輪，屬于過定位結(jié)構(gòu)，以致對(duì)各部件的加工和裝配精度要求較高，例如CN201210547276.2所公開的一種RV減速器。目前常見的RV減速器多采用二級(jí)減速，其中第一級(jí)采用漸開線齒輪通過內(nèi)部構(gòu)建行星結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，一級(jí)減速機(jī)構(gòu)一般由齒輪軸(含中心輪)和行星輪組成，多個(gè)行星輪上的曲柄軸作用于擺線齒輪，使曲柄軸與擺線齒輪之間構(gòu)成過定位問題，在減速器實(shí)踐裝配中發(fā)現(xiàn)其對(duì)安裝誤差的敏感性非常強(qiáng)，致使齒輪傳動(dòng)過程中極易產(chǎn)生嚙入沖擊和嚙出沖擊，進(jìn)而導(dǎo)致傳動(dòng)不穩(wěn)。同時(shí)，對(duì)參與的漸開線齒輪、曲柄軸和擺線針輪的制造精度和裝配精度提出了非常高的要求，即對(duì)齒輪制造的加工精度要求極高(目前國內(nèi)齒輪加工精度一般為7級(jí)，而上述漸開線齒輪和擺線針輪的制造精度要求達(dá)5-6級(jí))。進(jìn)一步，第二級(jí)減速機(jī)構(gòu)為多針齒與擺線輪嚙合結(jié)構(gòu)，若裝配精度達(dá)不到要求則會(huì)引起不同針齒的磨損情況不同，從而影響RV減速器整機(jī)的傳動(dòng)精度。

另一方面，齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)形式和齒數(shù)配比決定了RV減速器傳動(dòng)比的范圍，而增大減速比的方法主要有：一是采用少齒差的行星結(jié)構(gòu)，因?yàn)樾行菧p速器的傳動(dòng)比會(huì)隨齒差數(shù)的增多而成倍減少，但是少齒差漸開線行星傳動(dòng)極易干涉，需要通過齒輪變位來解決，設(shè)計(jì)較為復(fù)雜；二是采用多級(jí)減速串聯(lián)方式，串聯(lián)以后減速比相乘，但軸向尺寸會(huì)變大；三是增加多齒數(shù)來增加傳動(dòng)比，但這樣會(huì)使齒輪模數(shù)減少、減速器徑向尺寸變大。而現(xiàn)有減速器大多采用針齒和擺線齒輪的少齒差結(jié)構(gòu)(1～3個(gè))，若在大減速比情況下，往往存在體積過大、傳動(dòng)效率低等不易克服的問題，且多機(jī)構(gòu)配合增加了制造和裝配的難度。

此外，大傳動(dòng)比、大扭矩工況下，對(duì)減速器內(nèi)部的傳動(dòng)齒提出更為苛刻的要求，要求傳動(dòng)齒具有更好的傳動(dòng)率及承載能力，噪音小等特點(diǎn)，目前常見的減速器雖有采用拼接齒廓，以不同的設(shè)計(jì)參數(shù)、變位系數(shù)等進(jìn)行設(shè)計(jì)，但大部分均為同種單一齒廓的拼接，漸開線減速器承載能力強(qiáng)，但噪音較大，而擺線針齒減速器傳動(dòng)連續(xù)，噪音小，但齒輪的互換性較差。這些理論與技術(shù)問題一直未能得到有效地解決，導(dǎo)致國產(chǎn)高品質(zhì)擺線針輪減速器始終是空白，我國智能制造業(yè)的落后局面，很大程度上源于相關(guān)基礎(chǔ)部件，尤其是精密減速器的落后質(zhì)量。

可見，減速器的結(jié)構(gòu)和齒形限制了現(xiàn)有減速器的傳動(dòng)性能，而我國精密減速器想實(shí)現(xiàn)全面趕超，只能對(duì)結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)原理等方面進(jìn)行全面創(chuàng)新，如何從一種新結(jié)構(gòu)和新傳動(dòng)原理的角度來實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比、大扭矩的精密減速器的設(shè)計(jì)是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前亟需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容