CN104964000A - 少齿差高精度摆线齿轮减速机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种少齿差高精度摆线齿轮减速机，包括输入轴、减速机构以及输出轴，减速机构包括齿圈、摆线齿片、做保持架以及偏心轴；摆线齿片经第一偏心组件偏心设置在输入轴上；保持架包括两保持端盖和连接柱，连接柱连接位于保持端盖，偏心轴穿过穿齿轴孔，偏心轴与摆线齿片的穿齿轴孔之间设置第二偏心组件，两保持端盖上分别开设有穿盖轴孔，偏心轴的两端与保持端盖的穿盖轴孔之间设置第三偏心组件；本发明的摆线齿轮减速机体积小，各减速部件之间可以实现紧配，提高整个减速机的精度，并且可实现高传动比。

Description

少齿差高精度摆线齿轮减速机

技术领域

本发明涉及一种少齿差高精度摆线齿轮减速机。

背景技术

在现有市面上所使用的行星减速机摆线针轮减速机，体积均比较大，在使用的过程中会占据较大的空间，尤其在摆线针轮减速机中，减速机中的摆线轮和外圈中的滚针相配合运动，这种摆线轮和滚针之间的配合易存在较大的间隙，无法实现紧配，会存在一些转动间隙，由于这些转动间隙的存在，随着摆线针轮减速机长时间的转动会影响减速机的减速精度。

其次，传统行星减速机摆线针轮减速机无法实现高传动比。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种少齿差高精度摆线齿轮减速机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种少齿差高精度摆线齿轮减速机，包括输入轴、减速机构以及输出轴，所述的减速机构分别连接输入轴和输出轴；所述的减速机构包括齿圈、至少1片位于齿圈内的摆线齿片、做自转的保持架以及至少一个用于与摆线齿片配合并带动保持架做自转的偏心轴，所述的输出轴与保持架固定连接；

所述摆线齿片经第一偏心组件偏心设置在输入轴上，并且所述摆线齿片随输入轴转动在齿圈内做偏心转动；所述的保持架包括两保持端盖以及至少2根用于连接两保持端盖的连接柱，所述两保持端盖分别位于摆线齿片的两侧；所述的摆线齿片上分别开设有至少2个用于连接柱穿过的柱穿孔以及至少1个用于偏心轴穿过的穿齿轴孔，各所述的连接柱分别穿过柱穿孔并分别连接位于摆线齿片两侧的保持端盖，所述连接柱与柱穿孔之间具有防止与摆线齿片相接触的避让间隙；

所述的偏心轴穿过穿齿轴孔并且连接分别位于摆线齿片两侧的保持端盖，所述的偏心轴与所述摆线齿片的穿齿轴孔之间设置第二偏心组件，所述两保持端盖上分别开设有用于连接偏心轴两端的穿盖轴孔，所述偏心轴的两端与所述保持端盖的穿盖轴孔之间设置第三偏心组件；

工作时，所述输入轴带动所述摆线齿片在齿圈内做偏心转动，依靠摆线齿片与齿圈之间的齿差，使所述摆线齿片在齿圈内同时做公转和自转运动，所述偏心轴经所述摆线齿片自转力的作用，传动所述保持架在齿圈内做自转运动，经所述保持架的转动带动所述输出轴做转动。

进一步的，所述摆线齿片的数量为2片，两所述摆线齿片在输入轴上相位差180°，两所述摆线齿片上的穿齿轴孔和柱穿孔相对应设置。

进一步的，所述的偏心组件包括偏心轮和轴承，所述的偏心轮设置在轴承的内圈中；

所述输入轴经第一偏心组件与摆线齿片之间的连接结构为：所述的第一偏心轮固定设置在输入轴上，所述第一轴承套接在第一偏心轮的外部，所述第一轴承固定设置在摆线齿片的内孔中；

所述偏心轴经第二偏心组件与摆线齿片的穿齿轴孔配合的结构为：所述的第二偏心轮固定设置在偏心轴上，所述的第二轴承套接在第二偏心轮的外部，所述的第二轴承固定设置在穿齿轴孔内；

所述偏心轴经第三偏心组件与保持端盖的穿盖轴孔配合结构为：所述的第三偏心轮固定设置在偏心轴的两端，所述第三轴承套接在第三轴承外部，所述的第三轴承固定设置在保持端盖的穿盖轴孔中。

进一步的，所述输入轴经第一偏心组件与摆线齿片之间的连接结构中，所述第一轴承的内孔与第一偏心轮之间采用过度配合或者过盈配合，所述第一轴承的外圈与摆线齿片内孔之间采用过度配合或者过盈配合；

所述偏心轴经第二偏心组件与摆线齿片的穿齿轴孔配合的结构中，所述的第二偏心轮与偏心轴之间采用过度配合或者过盈配合，所述第二轴承的内圈与第二偏心轮之间采用过度配合或者过盈配合，所述第二轴承的外圈与穿齿轴孔之间采用过度配合或者过盈配合；

所述偏心轴经第三偏心组件与保持端盖的穿盖轴孔配合结构中，所述的第三偏心轮与偏心轴之间采用过度配合或者过盈配合，所述第三轴承的内圈与第三偏心轮之间采用过度配合或者过盈配合，所述第三轴承的外圈与穿盖轴孔之间采用过度配合或者过盈配合。

进一步的，所述摆线齿片上柱穿孔的数量为4个，所述摆线齿片上穿齿轴孔的数量为4个，所述柱穿孔和穿齿轴孔在摆线齿片上呈周向间隔分布；

所述连接柱的数量为4根，所述保持端盖上用于连接柱的柱孔数量为4个，所述保持端盖上穿盖轴孔的数量为4个，所述的穿盖轴孔和柱孔周向均布在保持端盖上。

进一步的，所述输出轴与保持架之间的连接结构为：还包括一个连接盘，所述的连接柱为空心结构，所述的连接盘和输出轴分别位于摆线齿片组的两侧，螺栓依次穿过输出轴、连接柱后与连接盘固定连接，实现将输出轴与保持架固定连接。

进一步的，所述的输入轴为花键轴，所述的第一偏心轮上开设有花键孔，所述花键轴穿过花键孔实现与输入轴与第一偏心轮的紧配连接。

进一步的，还包括步进电机，所述步进电机的电机轴与输入轴之间设置联轴器，所述电机轴与输入轴之间经联轴器传动连接。

进一步的，还包括减速机壳，所述的输出轴穿过减速机壳，所述输出轴与减速机壳之间设置有输出轴承。

本发明的有益效果是：本发明的摆线齿轮减速机体积小，各减速部件之间可以实现紧配，提高整个减速机的精度，并且可实现高传动比。

摆线齿和齿圈之间配合，可以控制两者之间的齿差，进而可以提高减速机的传动比，实现高传动比。

花键轴(即输入轴)与第一偏心轮的花键孔配合，提高第一偏心轮和输入轴之间连接的稳定性，并且第一偏心轮与输入轴之间的可更换结构，可以通过更换不同尺寸偏心距的偏心轮来调节摆线齿轮和齿圈之间配合的间隙，从而控制配合精度，避免传动间隙影响减速机的传动精度。

整个减速机除齿圈与摆线齿片的啮合是有间隙传动外，其余部分均可实现无间隙传动，而且齿圈与摆线齿片的啮合间隙可以通过第一偏心轮的偏心距作适当调整，尽量减小齿圈与摆线齿片的啮合间隙，以提高减速机的输出精度。

在输入轴上采用双摆线齿片与齿圈之间配合，可以提高摆线齿片和输入轴运行稳定性，进而也提高本发明减速机的精度。

偏心轴经各个偏心组件与摆线齿片以及保持端盖配合，这样可以减少偏心轴与摆线齿片的穿齿轴孔以及保持端盖的穿盖轴孔之间的摩擦；其次，偏心组件中的偏心轮与偏心轴之间采用过度配合或者过盈配合，偏心组件中的轴承内圈与偏心轴之间过度配合或者过盈配合，轴承外圈与穿盖轴孔以及穿齿轴孔之间采用过度配合或者过盈配合，实现了偏心轴与摆线齿片以及保持端盖之间的紧配，提高整个减速机的传动精度。

输出轴经螺栓穿过空心结构的连接柱并连接对面的连接盘的连接方式，可以提高输出轴与保持架之间连接强度，提高输出轴转动的稳定性。

内啮合的摆线齿片与保持架之间的例句传递采用了无间隙配合的偏心组件，使得减速机整体的输出精度大大提高，力矩传递更加平稳，噪音减小。

本发明的减速机，一级减速减速比可达30:1，是行星齿轮减速机的2-3倍。在需要大减速比的场合，可大大简化结构。

本发明的减速机，除齿圈与摆线齿片的啮合属于摩擦传动外，其余部分都是滚动传动，提高了整个减速机的力矩传递效率，同时也提高了使用寿命。

本发明的减速机，整体结构紧凑，体积是精密行星减速机的2/3-1/2,减轻了减速机重量，节省了减速机的安装空间，适用于机械手，机器人等末端驱动。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明摆线齿轮减速机的***图；

图2是摆线齿片的示意图；

图3是输出轴、连接盘与保持架连接成整体的示意图；

图4是减速机构的示意图；

图5是图4的立体图；

其中，1、齿圈，2、摆线齿片，21、穿齿轴孔，22、柱穿孔，3、输入轴，4、输出轴，5、保持端盖，51、穿盖轴孔，6、连接柱，7、偏心轴，8、第一偏心组件，9、第二偏心组件，10、第三偏心组件，11、连接盘，12、步进电机，13、减速机壳。

具体实施方式

现在结合具体实施例对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1至图5所示，一种少齿差高精度摆线齿轮减速机，包括输入轴3、减速机构以及输出轴4，减速机构分别连接输入轴3和输出轴4；减速机构包括齿圈1、至少1片位于齿圈1内的摆线齿片2、做自转的保持架以及至少一个用于与摆线齿片2配合并带动保持架做自转的偏心轴7，输出轴4与保持架固定连接。

摆线齿片2经第一偏心组件8偏心设置在输入轴3上，并且摆线齿片2随输入轴3转动在齿圈1内做偏心转动；保持架包括两保持端盖5以及至少2根用于连接两保持端盖5的连接柱6，两保持端盖5分别位于摆线齿片2的两侧；摆线齿片2上分别开设有至少2个用于连接柱6穿过的柱穿孔22以及至少1个用于偏心轴7穿过的穿齿轴孔21，各连接柱6分别穿过柱穿孔22并分别连接位于摆线齿片2两侧的保持端盖5，连接柱6与柱穿孔22之间具有防止与摆线齿片2相接触的避让间隙。

偏心轴7穿过穿齿轴孔21并且连接分别位于摆线齿片2两侧的保持端盖5，偏心轴7与摆线齿片2的穿齿轴孔21之间设置第二偏心组件9，两保持端盖5上分别开设有用于连接偏心轴7两端的穿盖轴孔51，偏心轴7的两端与保持端盖5的穿盖轴孔51之间设置第三偏心组件10。

为提高摆线齿片2和输入轴3在齿圈1内运转的稳定性，摆线齿片2的数量为2片，两摆线齿片2在输入轴3上相位差180°，两摆线齿片2上的穿齿轴孔21和柱穿孔22相对应设置。

偏心组件包括偏心轮和轴承，偏心轮设置在轴承的内圈中。

因此，输入轴3经第一偏心组件8与摆线齿片2之间的连接结构为：第一偏心轮固定设置在输入轴3上，第一轴承套接在第一偏心轮的外部，第一轴承固定设置在摆线齿片2的内孔中；随着输入轴3的转动，带动两摆线齿片2在齿圈1内做摆线转动，并且，在该连接结构中，第一轴承的内孔与第一偏心轮之间采用过度配合或者过盈配合，第一轴承的外圈与摆线齿片2内孔之间采用过度配合或者过盈配合。通过过度配合或者过盈配合可以提高输入轴3与摆线齿片2之间的传动精度。

偏心轴7经第二偏心组件9与摆线齿片2的穿齿轴孔21配合的结构为：第二偏心轮固定设置在偏心轴7上，第二轴承套接在第二偏心轮的外部，第二轴承固定设置在穿齿轴孔21内；在该结构中，第二偏心轮与偏心轴7之间采用过度配合或者过盈配合，第二轴承的内圈与第二偏心轮之间采用过度配合或者过盈配合，第二轴承的外圈与穿齿轴孔21之间采用过度配合或者过盈配合。通过过度配合或者过盈配合可以提高偏心轴7与摆线齿片2之间的传动精度。

偏心轴7经第三偏心组件10与保持端盖5的穿盖轴孔51配合结构为：第三偏心轮固定设置在偏心轴7的两端，第三轴承套接在第三轴承外部，第三轴承固定设置在保持端盖5的穿盖轴孔51中。在该结构中，第三偏心轮与偏心轴7之间采用过度配合或者过盈配合，第三轴承的内圈与第三偏心轮之间采用过度配合或者过盈配合，第三轴承的外圈与穿盖轴孔51之间采用过度配合或者过盈配合。通过过度配合或者过盈配合可以提高偏心轴7与保持端盖5之间的传动精度。

在本实施例中，摆线齿片2上柱穿孔22的数量为4个，摆线齿片2上穿齿轴孔21的数量为4个，柱穿孔22和穿齿轴孔21在摆线齿片2上呈周向间隔分布；连接柱6的数量为4根，保持端盖5上用于连接柱6的柱孔数量为4个，保持端盖5上穿盖轴孔51的数量为4个，穿盖轴孔51和柱孔周向均布在保持端盖5上。

整个保持架经过4个连接柱6将两侧的保持端盖5连接在一起，摆线齿片2的自转经偏心轴7带动保持架做自转。

输出轴4与保持架之间的连接结构为：还包括一个连接盘11，连接柱6为空心结构，连接盘11和输出轴4分别位于摆线齿片2组的两侧，螺栓依次穿过输出轴4、连接柱6后与连接盘11固定连接，实现将输出轴4与保持架固定连接。这种连接方式，可以提高输出轴4与保持架之间连接强度，提高输出轴4转动的稳定性。

输入轴3为花键轴，第一偏心轮上开设有花键孔，花键轴穿过花键孔实现与输入轴3与第一偏心轮的紧配连接。花键轴与第一偏心轮之间的连接方式，可以提高连接的稳定性。

本发明的减速机中，前端部还包括步进电机12，步进电机12的电机轴与输入轴3之间设置联轴器，电机轴与输入轴3之间经联轴器传动连接。后端部还包括减速机壳13，输出轴4穿过减速机壳13，输出轴4与减速机壳13之间设置有输出轴承。

工作时，步进电机12的电机轴带动输入轴3(即花键轴)转动，花键轴分别经两个第一偏心组件8带动两个摆线齿片2在齿圈1内做摆线转动，摆线齿片2在齿圈1中即做公转又做自转，摆线齿片2上设置偏心轴7，通过偏心轴7将摆线齿片2的自转带动保持架一起自转；偏心轴7与两摆线齿片2之间分别设置第二偏心组件9，偏心轴7与两保持端盖5之间分别设置第三偏心组件10，通过偏心组件中的过度配合或者过盈配合，提高偏心轴7传动时的精度；随着保持架做自转，与保持架连接的输出轴4也一起转动。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种少齿差高精度摆线齿轮减速机，其特征是，包括输入轴(3)、减速机构以及输出轴(4)，所述的减速机构分别连接输入轴(3)和输出轴(4)；所述的减速机构包括齿圈(1)、至少1片位于齿圈(1)内的摆线齿片(2)、做自转的保持架以及至少一个用于与摆线齿片(2)配合并带动保持架做自转的偏心轴(7)，所述的输出轴(4)与保持架固定连接；

所述摆线齿片(2)经第一偏心组件(8)偏心设置在输入轴(3)上，并且所述摆线齿片(2)随输入轴(3)转动在齿圈(1)内做偏心转动；所述的保持架包括两保持端盖(5)以及至少2根用于连接两保持端盖(5)的连接柱(6)，所述两保持端盖(5)分别位于摆线齿片(2)的两侧；所述的摆线齿片(2)上分别开设有至少2个用于连接柱(6)穿过的柱穿孔(22)以及至少1个用于偏心轴(7)穿过的穿齿轴孔(21)，各所述的连接柱(6)分别穿过柱穿孔(22)并分别连接位于摆线齿片(2)两侧的保持端盖(5)，所述连接柱(6)与柱穿孔(22)之间具有防止与摆线齿片(2)相接触的避让间隙；

所述的偏心轴(7)穿过穿齿轴孔(21)并且连接分别位于摆线齿片(2)两侧的保持端盖(5)，所述的偏心轴(7)与所述摆线齿片(2)的穿齿轴孔(21)之间设置第二偏心组件(9)，所述两保持端盖(5)上分别开设有用于连接偏心轴(7)两端的穿盖轴孔(51)，所述偏心轴(7)的两端与所述保持端盖(5)的穿盖轴孔(51)之间设置第三偏心组件(10)；

工作时，所述输入轴(3)带动所述摆线齿片(2)在齿圈(1)内做偏心转动，依靠摆线齿片(2)与齿圈(1)之间的齿差，使所述摆线齿片(2)在齿圈(1)内同时做公转和自转运动，所述偏心轴(7)经所述摆线齿片(2)自转力的作用，传动所述保持架在齿圈(1)内做自转运动，经所述保持架的转动带动所述输出轴(4)做转动。

2.根据权利要求1所述的少齿差高精度摆线齿轮减速机，其特征是，所述摆线齿片(2)的数量为2片，两所述摆线齿片(2)在输入轴(3)上相位差180°，两所述摆线齿片(2)上的穿齿轴孔(21)和柱穿孔(22)相对应设置。

3.根据权利要求2所述的少齿差高精度摆线齿轮减速机，其特征是，所述的偏心组件包括偏心轮和轴承，所述的偏心轮设置在轴承的内圈中；

所述输入轴(3)经第一偏心组件(8)与摆线齿片(2)之间的连接结构为：所述的第一偏心轮固定设置在输入轴(3)上，所述第一轴承套接在第一偏心轮的外部，所述第一轴承固定设置在摆线齿片(2)的内孔中；

所述偏心轴(7)经第二偏心组件(9)与摆线齿片(2)的穿齿轴孔(21)配合的结构为：所述的第二偏心轮固定设置在偏心轴(7)上，所述的第二轴承套接在第二偏心轮的外部，所述的第二轴承固定设置在穿齿轴孔(21)内；

所述偏心轴(7)经第三偏心组件(10)与保持端盖(5)的穿盖轴孔(51)配合结构为：所述的第三偏心轮固定设置在偏心轴(7)的两端，所述第三轴承套接在第三轴承外部，所述的第三轴承固定设置在保持端盖(5)的穿盖轴孔(51)中。

4.根据权利要求3所述的少齿差高精度摆线齿轮减速机，其特征是，所述输入轴(3)经第一偏心组件(8)与摆线齿片(2)之间的连接结构中，所述第一轴承的内孔与第一偏心轮之间采用过度配合或者过盈配合，所述第一轴承的外圈与摆线齿片(2)内孔之间采用过度配合或者过盈配合；

所述偏心轴(7)经第二偏心组件(9)与摆线齿片(2)的穿齿轴孔(21)配合的结构中，所述的第二偏心轮与偏心轴(7)之间采用过度配合或者过盈配合，所述第二轴承的内圈与第二偏心轮之间采用过度配合或者过盈配合，所述第二轴承的外圈与穿齿轴孔(21)之间采用过度配合或者过盈配合；

所述偏心轴(7)经第三偏心组件(10)与保持端盖(5)的穿盖轴孔(51)配合结构中，所述的第三偏心轮与偏心轴(7)之间采用过度配合或者过盈配合，所述第三轴承的内圈与第三偏心轮之间采用过度配合或者过盈配合，所述第三轴承的外圈与穿盖轴孔(51)之间采用过度配合或者过盈配合。

5.根据权利要求1所述的少齿差高精度摆线齿轮减速机，其特征是，所述摆线齿片(2)上柱穿孔(22)的数量为4个，所述摆线齿片(2)上穿齿轴孔(21)的数量为4个，所述柱穿孔(22)和穿齿轴孔(21)在摆线齿片(2)上呈周向间隔分布；

所述连接柱(6)的数量为4根，所述保持端盖(5)上用于连接柱(6)的柱孔数量为4个，所述保持端盖(5)上穿盖轴孔(51)的数量为4个，所述的穿盖轴孔(51)和柱孔周向均布在保持端盖(5)上。

6.根据权利要求1所述的少齿差高精度摆线齿轮减速机，其特征是，所述输出轴(4)与保持架之间的连接结构为：还包括一个连接盘(11)，所述的连接柱(6)为空心结构，所述的连接盘(11)和输出轴(4)分别位于摆线齿片(2)组的两侧，螺栓依次穿过输出轴(4)、连接柱(6)后与连接盘(11)固定连接，实现将输出轴(4)与保持架固定连接。

7.根据权利要求1所述的少齿差高精度摆线齿轮减速机，其特征是，所述的输入轴(3)为花键轴，所述的第一偏心轮上开设有花键孔，所述花键轴穿过花键孔实现与输入轴(3)与第一偏心轮的紧配连接。

8.根据权利要求1所述的少齿差高精度摆线齿轮减速机，其特征是，还包括步进电机(12)，所述步进电机(12)的电机轴与输入轴(3)之间设置联轴器，所述电机轴与输入轴(3)之间经联轴器传动连接。

9.根据权利要求1所述的少齿差高精度摆线齿轮减速机，其特征是，还包括减速机壳(13)，所述的输出轴(4)穿过减速机壳(13)，所述输出轴(4)与减速机壳(13)之间设置有输出轴承。