[發明專利]一種機電集成嵌套式差動根切擺線活齒減速器

有效

• 申請號: 202010008301.4
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111120585B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 閆濟東;邢鵬達
• 申請（專利權）人: 河南燭龍高科技術有限公司
• 主分類號: F16H1/32
• 分類號: F16H1/32;F16H49/00;F16H55/08;F16H57/00;F16H57/021;F16H57/023;F16H57/029;F16H57/08;F16C33/78;H02K7/116
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本發明提供一種機電集成嵌套式差動根切擺線活齒減速器，包括帶嚙合副交叉滾子軸承、內側鋼球活齒、外側鋼球活齒、過渡傳動輪、圓錐滾子軸承、公用軸、角接觸球軸承、驅動模塊等。本發明傳動機構是由內外嵌套式的雙級差動根切擺線活齒傳動單元構成的；根切擺線滾道分為根切內擺線滾道和根切外擺線滾道；根據軸向布置，本減速器共有四大類構型，針對每一大類，又分為雙級均為根切內擺線滾道、雙級均為根切外擺線滾道、一級為根切內擺線滾道二級為根切外擺線滾道和一級為根切外擺線滾道二級為根切內擺線滾道四種情況，總計十六種構型；構型方式靈活多變、傳動比范圍廣的固有屬性，依托這些屬性，本發明具備諸多優點，適用性極強。

技術領域

本發明涉及活齒傳動技術領域，特別涉及一種機電集成嵌套式差動根切擺線活齒減速器。

背景技術

在傳統的漸開線齒輪傳動中，某些特殊情況下，設計出的齒輪會出現根切，雖不影響齒輪的傳動精度，但是單個齒的根部由于根切厚度變薄，齒輪抗彎曲能力下降，重合度減少，影響傳動的平穩性，故而在傳統的設計思想中，漸開線齒輪的設計是盡量避免根切的。而在另一種傳統的傳動形式——擺線針輪傳動技術中，擺線輪的實際齒廓是嚴格的不允許根切的，因為根切會使其傳動失真。隨著新型傳動技術(具有代表性的即活齒傳動技術)的發展，在擺線針輪傳動思想的基礎上，套用活齒傳動理論，可將其針齒變為鋼球活齒，將擺線輪變為帶有擺線滾道的傳動輪，即得到了擺線活齒傳動機構，其相比于擺線針輪，在結構原理上實現了整周全齒嚙合，大大提高了傳動的承載能力和抗沖擊能力，其設計思想也是避免擺線滾道實際嚙合齒廓出現根切的，而且，在傳統的三維實體建模軟件中，如果選擇的活齒尺寸過大，則擺線滾道實際嚙合齒廓就會出現根切現象，在軟件里的表現即為模型建立不起來，會報錯，進而，廣大相關從業人員及設計師的思維就此被限制住了。如專利號為CN201721031991.5提出了《一種擺線鋼球減速裝置及其機器人關節》，其說明書中就明確提出了避免根切及避免根切的條件。由以上情況而來的問題是，傳統的擺線鋼球活齒減速器，其功率密度不高，通俗的講，就是體積大，傳動比相對小，空間利用不夠充分，缺乏市場競爭力。針對此問題，另辟蹊徑，打破傳統的設計思維，反其道而行之，即在擺線活齒傳動的設計中，不僅不避免根切現象，而且還要利用根切現象，設計的擺線齒廓就要根切的，從而得到了根切擺線活齒傳動技術。根切擺線活齒傳動較傳統擺線活齒傳動而言，相同尺寸下，活齒數量更多，傳動比更大，基本達到全齒整周嚙合受力，其綜合性能均優于傳統的擺線活齒傳動結構；與擺線針輪傳動結構相比，根切擺線活齒傳動具有制造更簡單、零部件更少、裝配簡單、使用壽命更長、承載能力和抗沖擊能力更大等優點。將根切擺線活齒傳動技術應用在減速器當中，成了亟待解決的問題。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種機電集成嵌套式差動根切擺線活齒減速器，其傳動機構是由內外嵌套式的雙級差動根切擺線活齒傳動單元構成的；根切擺線滾道分為根切內擺線滾道和根切外擺線滾道；根據軸向布置，本減速器共有四大類構型，針對每一大類，又分為雙級均為根切內擺線滾道、雙級均為根切外擺線滾道、一級為根切內擺線滾道二級為根切外擺線滾道和一級為根切外擺線滾道二級為根切內擺線滾道四種情況，總計十六種構型；構型方式靈活多變、傳動比范圍廣的固有屬性，依托這些屬性，本發明具備諸多優點，適用性極強。

本發明所使用的技術方案是：一種機電集成嵌套式差動根切擺線活齒減速器，包括帶嚙合副交叉滾子軸承、內側鋼球活齒、外側鋼球活齒、過渡傳動輪、圓錐滾子軸承、公用軸、角接觸球軸承、驅動模塊；帶嚙合副交叉滾子軸承固定安裝在驅動模塊上；公用軸通過兩個角接觸球軸承鉸接在驅動模塊內，驅動模塊直接驅動公用軸；過渡傳動輪通過圓錐滾子軸承鉸接在公用軸上；公用軸既是驅動模塊的被驅動元件，同時也作為減速器的輸入軸；帶嚙合副交叉滾子軸承上有兩個根切擺線活齒嚙合副，過渡傳動輪上也有兩個根切擺線活齒嚙合副；一圈均布的內側鋼球活齒分別與過渡傳動輪和帶嚙合副交叉滾子軸承上的兩個對應根切擺線活齒嚙合副嚙合，其中一個根切擺線活齒嚙合副為根切擺線滾道時，另一個根切擺線活齒嚙合副就是活齒槽；一圈均布的外側鋼球活齒分別與過渡傳動輪和帶嚙合副交叉滾子軸承上的兩個對應根切擺線活齒嚙合副嚙合，其中一個根切擺線活齒嚙合副為根切擺線滾道時，另一個根切擺線活齒嚙合副就是活齒槽。