CN103883693A

CN103883693A - 二级硬齿面摆线钢球行星减速机

Info

Publication number: CN103883693A
Application number: CN201410102128.9A
Authority: CN
Inventors: 张鹏; 殷爱国; 王全先; 张介禄
Original assignee: Jiangsu Tailong Decelerator Machinery Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Tailong Decelerator Machinery Co Ltd
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2014-06-25

Abstract

本发明提供了一种二级硬齿面摆线钢球行星减速机，包括机壳、输入轴、偏心套、钢球组、端盖、行星盘、中心盘、输出轴、预紧螺母、支承轴承、轴承端盖。该减速机采用2K-H（NN）型二级行星传动的基本结构，以端盖、行星盘和中心盘端面上的内、外摆线槽作为齿廓，以钢球作为中介体啮合传动，通过钢球与摆线槽的四点接触消除齿隙，具有结构简单、体积小、传动比大、零齿隙、传动精度高、效率高的优点。同时，该减速机的内、外摆线槽均由两摆线分体盘组装而成，便于对各分体盘的摆线齿面进行表面热处理和磨削加工，具有齿面硬度高、热处理变形小、耐磨损、寿命长的优点。

Description

二级硬齿面摆线钢球行星减速机

技术领域

本发明涉及一种高精度减速传动装置，尤其是一种机器人用高精度减速传动装置，同时也可广泛应用于精密制造、航空、汽车、仪器仪表等领域。

背景技术

为了提高机器人的传动精度与控制精度，要求机器人用减速传动装置具有结构紧凑、体积小、质量轻、传动比大、齿隙小、响应快、效率高等特点，同时要求减速传动装置能在较长的时间内保持较高的往复定位精度。

现有机器人用高精度减速传动装置一般采用渐开线行星齿轮减速机、RV减速机、谐波齿轮减速机或者摆线钢球减速机。渐开线行星齿轮减速机由于不可避免的存在齿隙，因此需要很高的齿轮制造精度才能满足基本的传动精度要求。RV减速机虽然具有刚度大、传动精度高的优点，但由于采用了摆线针轮传动与渐开线行星齿轮传动的组合结构来提高传动比，因此结构复杂，制造和装配精度要求很高。同时，RV减速机为减小或消除齿隙，往往需要进行齿廓修形加工，增加了制造工艺难度。谐波齿轮减速机采用可变形的柔轮消除齿隙，具有很高的传动精度，但其柔轮强度差、易磨损、寿命短、传动刚度不足的缺点一直无法克服。摆线钢球减速机采用K-H-V型少齿差行星传动的基本结构，由于其属于二齿差单级传动，因此可实现的传动比不大。

发明内容

本发明克服上述存在的缺陷，提供一种二级硬齿面摆线钢球行星减速机。该减速机采用2K-H（NN）型二级行星传动的基本结构，以端盖、行星盘和中心盘端面上的内、外摆线槽作为齿廓，以钢球作为中介体啮合传动，通过钢球与摆线槽的四点接触消除齿隙，具有结构简单、体积小、传动比大、零齿隙、传动精度高、效率高的优点。同时，该减速机的内、外摆线槽均由两摆线分体盘组装而成，便于对各分体盘的摆线齿面进行表面热处理和磨削加工，具有齿面硬度高、热处理变形小、耐磨损、寿命长的优点。

本发明采用如下技术方案：一种二级硬齿面摆线钢球行星减速机，包括机壳、输入轴、偏心套、钢球组、端盖、行星盘、中心盘和输出轴，其特征是：输入轴过盈配合固连偏心套，偏心套通过转臂轴承与行星盘连接，行星盘、端盖和钢球组构成第一级摆线钢球行星减速传动啮合副，输出轴通过螺钉组与中心盘固连，行星盘、中心盘和钢球组构成第二级摆线钢球行星减速传动啮合副。

进一步地，所述端盖左端面通过过盈配合和紧定螺钉组固连内摆线外侧盘和内摆线内侧盘，内摆线外侧盘内缘上和内摆线内侧盘外缘上的齿廓组合成锥形截面的内摆线槽；行星盘右端面通过过盈配合和紧定螺钉组固连外摆线外侧盘和外摆线内侧盘，外摆线外侧盘内缘上和外摆线内侧盘外缘上的齿廓组合成锥形截面的外摆线槽，内、外摆线槽之间活动安装钢球组。

进一步地，所述行星盘左端面通过过盈配合和紧定螺钉组固连外摆线外侧盘和外摆线内侧盘，外摆线外侧盘内缘上和外摆线内侧盘外缘上的齿廓组合成锥形截面的外摆线槽；中心盘右端面通过过盈配合和紧定螺钉组固连内摆线外侧盘和内摆线内侧盘，内摆线外侧盘内缘上和内摆线内侧盘外缘上的齿廓组合成锥形截面的内摆线槽，内、外摆线槽之间活动安装钢球组。

进一步地，所述输入轴右支承轴承采用内外圈轴向固定方式，输入轴左支承轴承采用内圈轴向固定、外圈轴向游动方式。

再进一步地，所述机壳左端内孔加工有螺纹，拧入预紧螺母固定输出轴左支承轴承，预紧螺母与机壳之间安装有止动垫圈。

采用以上技术方案后，本发明达到的有益效果是：

（1）内、外摆线槽与钢球为四点啮合接触，当减速机往复正反转工作时，均可保证无齿隙，能够实现很高的传动精度，回差小于±5arc·min。同时，以活动的钢球作为啮合传动的中介体，变滑动摩擦为滚动摩擦，大大提高了传动效率，最高效率大于85%。

（2）采用2K-H（NN）型二级行星传动的基本结构，相比现有单级摆线钢球行星减速机，显著增大了传动比。该传动结构还省略了等速输出机构，简化了减速机结构，缩小了体积。

（3）端盖、行星盘和中心盘端面上的内、外摆线槽均由两摆线分体盘组装而成，摆线分体盘内缘上和外缘上的摆线齿面便于进行表面热处理和磨削加工，齿面硬度可达50～60HRC，齿面热处理变形小、耐磨损、寿命长。

（4）机壳左端内孔加工有螺纹，拧入预紧螺母推动轴系零件移动，可消除初装配时残留的齿隙，保证传动精度。同时，预紧螺母与机壳之间安装有止动垫圈，防止预紧螺母产生松动。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1 的A - A剖面图；

图3为图1 的 -

剖面图；

图4为图1 的B - B剖面图；

图5为图1 的C - C剖面图。

图1～图5中：1—平衡块； 2—右轴承端盖； 3—轴用弹性挡圈；4—毡圈油封；5—输入轴； 6—输入轴右支承轴承；7—偏心套； 8—转臂轴承；9—端盖；10—螺钉组； 11—内摆线外侧盘；12—外摆线外侧盘；13—外摆线外侧盘；14—内摆线外侧盘；15—螺钉组；16—输入轴左支承轴承；17—输出轴左支承轴承；18—止动垫圈；19—输出轴；

20—毡圈油封；21—左轴承端盖；22—预紧螺母；23—输出轴右支承轴承；24—轴用弹性挡圈；25—中心盘；26—内摆线内侧盘；27—外摆线内侧盘；28—行星盘；29—外摆线内侧盘；30—内摆线内侧盘；31—钢球组；32—紧定螺钉组；33—紧定螺钉组； 34—机壳；35—紧定螺钉组；36—紧定螺钉组；37—钢球组；38—紧定螺钉组；39—紧定螺钉组；40—紧定螺钉组；41—紧定螺钉组；42—螺钉。

具体实施方式

附图非限制性地公开了本发明一种实施例的具体结构，下面结合附图对本发明作进一步的描述。

图1～图5所示的二级硬齿面摆线钢球行星减速机包括平衡块1；右轴承端盖2；轴用弹性挡圈3、毡圈油封4；输入轴5；输入轴右支承轴承6；偏心套7；转臂轴承8；端盖9；螺钉组10；内摆线外侧盘11；外摆线外侧盘12；外摆线外侧盘13；内摆线外侧盘14；螺钉组15；输入轴左支承轴承16；输出轴左支承轴承17；止动垫圈18；输出轴19；毡圈油封20；左轴承端盖21；预紧螺母22；输出轴右支承轴承23；轴用弹性挡圈24；中心盘25；内摆线内侧盘26；外摆线内侧盘27；行星盘28；外摆线内侧盘29；内摆线内侧盘30；钢球组31；紧定螺钉组32；紧定螺钉组33；机壳34；紧定螺钉组35；紧定螺钉组36；钢球组37；紧定螺钉组38；紧定螺钉组39；紧定螺钉组40；紧定螺钉组41；螺钉42。

动力由输入轴5输入，由于输入轴通过过盈配合与偏心套7固连，因此输入轴带动偏心套一起自转，并通过偏心套上的转臂轴承8带动行星盘28运动。与此同时，行星盘右端面上的外摆线槽推动钢球组37运动，钢球组37受到端盖9左端面上内摆线槽的约束，反推行星盘以较低的角速度转动，从而完成第一级减速传动；行星盘左端面上的外摆线槽推动钢球组31运动，钢球组31与中心盘25右端面上的内摆线槽作用，推动中心盘以更低的角速度转动，从而完成第二级减速传动。中心盘通过螺钉组15与输出轴19固连，动力由输出轴输出。

本实例中机壳左端内孔加工有螺纹，拧入预紧螺母22推动轴系零件作轴向移动，可消除摆线槽与钢球组31、37之间的齿隙，保证传动精度。同时，预紧螺母与机壳之间安装止动垫圈18，防止预紧螺母产生松动。输入轴采用右支承轴承6双向固定，左支承轴承16游动的支承结构，既保证了轴系零件的定位，又能满足消除齿隙过程中输出轴的轴向移动要求。

Claims

1.一种二级硬齿面摆线钢球行星减速机，包括机壳（34）、输入轴（5）、偏心套（7）、钢球组（31、37）、端盖（9）、行星盘（28）、中心盘（25）和输出轴（19），其特征是：输入轴过盈配合固连偏心套，偏心套通过转臂轴承（8）与行星盘连接，行星盘、端盖和钢球组(37)构成第一级摆线钢球行星减速传动啮合副，输出轴通过螺钉组（15）与中心盘固连，行星盘、中心盘和钢球组(31) 构成第二级摆线钢球行星减速传动啮合副。

2.根据权利要求1所述的二级硬齿面摆线钢球行星减速机，其特征是：所述端盖左端面通过过盈配合和紧定螺钉组（40、41）固连内摆线外侧盘（11）和内摆线内侧盘（30），内摆线外侧盘内缘上和内摆线内侧盘外缘上的齿廓组合成锥形截面的内摆线槽；行星盘右端面通过过盈配合和紧定螺钉组（38、39）固连外摆线外侧盘（12）和外摆线内侧盘（29），外摆线外侧盘内缘上和外摆线内侧盘外缘上的齿廓组合成锥形截面的外摆线槽，内、外摆线槽之间活动安装钢球组（37）。

3.根据权利要求1所述的二级硬齿面摆线钢球行星减速机，其特征是：所述行星盘左端面通过过盈配合和紧定螺钉组（32、33）固连外摆线外侧盘（13）和外摆线内侧盘（27），外摆线外侧盘内缘上和外摆线内侧盘外缘上的齿廓组合成锥形截面的外摆线槽；中心盘右端面通过过盈配合和紧定螺钉组（35、36）固连内摆线外侧盘（14）和内摆线内侧盘（26），内摆线外侧盘内缘上和内摆线内侧盘外缘上的齿廓组合成锥形截面的内摆线槽，内、外摆线槽之间活动安装钢球组（31）。

4.根据权利要求1所述的二级硬齿面摆线钢球行星减速机，其特征是：所述输入轴右支承轴承（6）采用内外圈轴向固定方式，输入轴左支承轴承（16）采用内圈轴向固定、外圈轴向游动方式。

5.根据权利要求1所述的硬齿面单级摆线钢球行星减速机，其特征是：所述机壳（34）左端内孔加工有螺纹，拧入预紧螺母（22）固定输出轴左支承轴承（17），预紧螺母与机壳之间安装有止动垫圈（18）。