CN106678341B - 一种微型减速器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微型减速器，包括输入轴、行星齿轮、法兰、柱销、内齿轮和钢球；输入轴上设有两个偏心方向互成180°的偏心轮，偏心轮的一侧设有能使偏心轮的重心回落到输入轴的中心轴线上的平衡槽；行星齿轮设有两个，两个行星齿轮参数完全一致并带有多个销孔，两个行星齿轮通过轴承分别安装在两个偏心轮上，行星齿轮上设有平衡孔；法兰设有两个，两个法兰分别通过轴承安装在输入轴上；多个柱销分别穿过两个行星齿轮上的多个销孔；内齿轮的内齿与两个行星齿轮啮合；钢球设有两组，每组包含多个钢球；内齿轮的两端分别通过两组钢球定位支承在两个法兰上。本发明结构紧凑、传动比大、精度高、寿命长、承载能力高、制造成本低、使用范围广。

Description

一种微型减速器
技术领域
本发明涉及一种微型减速器。
背景技术
目前，在要求重量轻、体积小、传动比大、传动精度高、传动效率高的场合(如工业机器人、服务机器人、小型机器人的小关节处)都是采用的谐波减速器。谐波减速器通常由波发生器、柔性齿轮、刚性齿轮三个基本件组成。谐波减速器是一种靠波发生器使柔性齿轮产生可控弹性变形，并与刚性齿轮相啮合来传动运动和动力的齿轮传动装置，谐波减速器无论是在空载还是负载情况下，只要运转，柔性齿轮就会产生弹性变形与疲劳应力，因此柔性齿轮对材料与热处理要求很高，加工也比较困难、复杂，且谐波减速器专用轴承大都依赖进口，一般工厂不能制造，这就造成谐波减速器的价钱非常昂贵。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构紧凑、传动比大、精度高、寿命长、承载能力高、制造成本低、使用范围广的微型减速器。
实现本发明目的的技术方案是：一种微型减速器，包括输入轴、行星齿轮、法兰、柱销、内齿轮和钢球；所述输入轴上设有两个偏心方向互成180°的偏心轮，偏心轮的一侧设有能使偏心轮的重心回落到输入轴的中心轴线上的平衡槽；所述行星齿轮设有两个，两个行星齿轮参数完全一致并带有多个销孔，两个行星齿轮通过轴承分别安装在两个偏心轮上，两个行星齿轮之间设有偏转角；所述行星齿轮上还设有平衡孔，平衡孔使行星齿轮的重心偏离行星齿轮的中心轴线，并使重心偏离的距离等于行星齿轮的安装偏心距；所述两个行星齿轮的平衡孔的位置相对朝外侧成180°布置；所述法兰设有两个，两个法兰分别通过轴承安装在输入轴上，两个法兰之间通过多个柱销和螺母联接组成笼式框架；所述多个柱销分别穿过两个行星齿轮上的多个销孔；所述内齿轮的内齿与两个行星齿轮啮合；所述钢球设有两组，每组包含多个钢球；所述内齿轮的两端分别通过两组钢球定位支承在两个法兰上。
所述两个行星齿轮之间的偏转角为90°。
所述输入轴为空心轴。
一种微型减速器，还包括输出轴；所述其中一个法兰的外侧中心固定有输出轴或者两个法兰的外侧中心均固定有输出轴。
所述输出轴与法兰为一体式结构。
所述输出轴为空心轴。
一种微型减速器，还包括端盖、骨架密封圈和O型密封圈；所述端盖设有两个，两个端盖分别设置在两个法兰的外侧，其中一个端盖通过骨架密封圈安装在输入轴上，另一个端盖通过O型密封圈安装在与其相邻的法兰上。
所述两个法兰的外侧均设有环形凹槽；所述两个端盖的内侧均设有能与法兰外侧的环形凹槽配合的环形凸缘。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：(1)本发明在性能上不仅具有谐波减速器的诸多优点，在相同传动比时模数比谐波减速器大一倍，而且输出形式的多样性和适应性远超出各类少齿差行星减速器，且具有外形简洁美观，安装方便，使用寿命长等优点。
(2)本发明的输入轴上的偏心轮上的平衡槽以及行星齿轮上的平衡孔，能够减小输入轴上的惯性力矩，降低输入轴旋转时的振动和噪音。
(3)本发明中的轴、法兰和销柱的支承形式全部为简支梁形式，大大提高了机构的刚性；笼式框架的结构形式实现了同轴双速输出、同轴两端输出，特别是方便地实现了输入输出同轴同端的要求，全面考虑了受力平衡的问题，使其平衡性和噪音指标低于各类通用减速器，在同等体积与重量下，结构紧凑，传动比大的多，承载能力大，传动精度高，制造难度与成本比谐波减速器低，使用寿命长。
(4)本发明结构紧凑，长径比为1/2～2/3，最小外径可达35mm，而40mm已经是常规的谐波减速器的极限最小直径。
(5)本发明的内齿轮的两端分别通过两组钢球定位支承在两个法兰上，能够实现高刚度的支承。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的实施例1的结构示意图。
图2为本发明的实施例1的输入轴的结构示意图。
图3为本发明的实施例1的行星齿轮的结构示意图。
图4为本发明的实施例1的第一种输入、输出形式示意图。
图5为本发明的实施例1的第二种输入、输出形式示意图。
图6为本发明的实施例2的输入、输出形式示意图。
图7为本发明的实施例3的第一种输入、输出形式示意图。
图8为本发明的实施例3的第二种输入、输出形式示意图。
图9为本发明的实施例3的第三种输入、输出形式示意图。
图10为本发明的实施例4的输入、输出形式示意图。
图11为本发明的实施例5的输入、输出形式示意图。
附图中的标号为：
输入轴1、偏心轮1-1、平衡槽1-1-1、行星齿轮2、销孔2-1、平衡孔2-2、法兰3、柱销4、内齿轮5、钢球6、输出轴7、端盖8、环形凸缘8-1、骨架密封圈9、O型密封圈10。
实施方式
(实施例1)
见图1，本实施例的微型减速器，包括输入轴1、行星齿轮2、法兰3、柱销4、内齿轮5、钢球6、输出轴7、端盖8、骨架密封圈9和O型密封圈10。
输入轴1上设有两个偏心方向互成180°的偏心轮1-1。行星齿轮2设有两个，两个行星齿轮2参数完全一致并带有多个销孔2-1，两个行星齿轮2通过轴承分别安装在两个偏心轮1-1上，两个行星齿轮2之间设有偏转角，偏转角可以是90°。法兰3设有两个，两个法兰3分别通过轴承安装在输入轴1上，两个法兰3之间通过多个柱销4和螺母联接组成笼式框架。多个柱销4分别穿过两个行星齿轮2上的多个销孔2-1。内齿轮5的内齿与两个行星齿轮2啮合。钢球6设有两组，每组包含多个钢球6。内齿轮5的两端分别通过两组钢球6定位支承在两个法兰3上。
输出轴7固定在靠近O型密封圈10一侧的法兰3的外侧中心，优选的方案是输出轴7与法兰3为一体式结构。。当行星齿轮2的外齿轮公转时，带动输出轴7转动实现输出。输出轴7为空心轴。端盖8设有两个，两个端盖8分别设置在两个法兰3的外侧，其中一个端盖8通过骨架密封圈9安装在输入轴1上，另一个端盖8通过O型密封圈10安装在与其相邻的法兰3上。两个法兰3的外侧均设有环形凹槽。两个端盖8的内侧均设有能与法兰3外侧的环形凹槽配合的环形凸缘8-1。
由于输入轴1上设置了两个偏心方向互成180°的偏心轮1-1，因此必然会造成输入轴1在旋转(特别是高速旋转)时产生惯性力矩。同时两个行星齿轮2因为安装在偏心轮1-1上，在作平面运动时也会对输入轴1产生惯性力矩。这两个惯性力矩的共同作用，会形成对整个微型减速器不利的振动和噪音。本实施例解决这个问题的办法是分别对输入轴1和行星齿轮2做动平衡处理，具体办法是：
①、在偏心轮1-1的一侧(优选各自偏心方向的一侧)设置平衡槽1-1-1，平衡槽1-1-1的尺寸可以根据具体结构重量调整，其原则是：让偏心轮1-1的重心回落到输入轴1的中心轴线上。
②、在行星齿轮2上设置平衡孔2-2，使行星齿轮2的重心偏离行星齿轮2的中心轴线，并使重心偏离的距离等于行星齿轮2的安装偏心距。两个行星齿轮2的平衡孔2-2的位置相对朝外侧成180°布置。
见图4，本实施例的第一种输入、输出形式为：内齿轮5固定，实现同轴单端单速输出。
见图5，本实施例的第二种输入、输出形式为：输出轴7固定，实现同轴一端输入一端固定，内齿轮5输出。
(实施例2)
见图6，本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：输入轴1从输出轴7的内孔中穿出。
本实施例的输入、输出形式为：内齿轮5固定，实现同轴单端双速输出。
(实施例3)
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：不设置输出轴7。
见图7，本实施例的第一种输入、输出形式为：内齿轮5固定，实现同轴另端法兰输出。
见图8，本实施例的第二种输入、输出形式为：内齿轮5固定，实现同轴同端法兰输出。
见图9，本实施例的第三种输入、输出形式为：内齿轮5固定，实现同轴两法兰输出。
(实施例4)
见图10，本实施例与实施例3基本相同，不同之处在于：输入轴1为空心轴。
本实施例的输入、输出形式为：内齿轮5固定，实现同轴一端***轴另端法兰输出。
(实施例5)
见图11，本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：两个法兰的外侧中心均固定有输出轴。
本实施例的输入、输出形式为：输出轴7固定，实现同轴一端输入两端固定，内齿轮5输出。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种微型减速器，其特征在于：包括输入轴(1)、行星齿轮(2)、法兰(3)、柱销(4)、内齿轮(5)和钢球(6)；所述输入轴(1)上设有两个偏心方向互成180°的偏心轮(1-1)，偏心轮(1-1)的一侧设有能使偏心轮(1-1)的重心回落到输入轴(1)的中心轴线上的平衡槽(1-1-1)；所述行星齿轮(2)设有两个，两个行星齿轮(2)参数完全一致并带有多个销孔(2-1)，两个行星齿轮(2)通过轴承分别安装在两个偏心轮(1-1)上，两个行星齿轮(2)之间设有偏转角；所述行星齿轮(2)上还设有平衡孔(2-2)，平衡孔(2-2)使行星齿轮(2)的重心偏离行星齿轮(2)的中心轴线，并使重心偏离的距离等于行星齿轮(2)的安装偏心距；所述两个行星齿轮(2)的平衡孔(2-2)的位置相对朝外侧成180°布置；所述法兰(3)设有两个，两个法兰(3)分别通过轴承安装在输入轴(1)上，两个法兰(3)之间通过多个柱销(4)和螺母联接组成笼式框架；所述多个柱销(4)分别穿过两个行星齿轮(2)上的多个销孔(2-1)；所述内齿轮(5)的内齿与两个行星齿轮(2)啮合；所述钢球(6)设有两组，每组包含多个钢球(6)；所述内齿轮(5)的两端分别通过两组钢球(6)定位支承在两个法兰(3)上。
2.根据权利要求1所述的一种微型减速器，其特征在于：所述两个行星齿轮(2)之间的偏转角为90°。
3.根据权利要求1所述的一种微型减速器，其特征在于：所述输入轴(1)为空心轴。
4.根据权利要求1所述的一种微型减速器，其特征在于：还包括输出轴(7)；其中一个法兰(3)的外侧中心固定有输出轴(7)或者两个法兰(3)的外侧中心均固定有输出轴(7)。
5.根据权利要求4所述的一种微型减速器，其特征在于：所述输出轴(7)与法兰(3)为一体式结构。
6.根据权利要求4所述的一种微型减速器，其特征在于：所述输出轴(7)为空心轴。
7.根据权利要求1所述的一种微型减速器，其特征在于：还包括端盖(8)、骨架密封圈(9)和O型密封圈(10)；所述端盖(8)设有两个，两个端盖(8)分别设置在两个法兰(3)的外侧，其中一个端盖(8)通过骨架密封圈(9)安装在输入轴(1)上，另一个端盖(8)通过O型密封圈(10)安装在与其相邻的法兰(3)上。
8.根据权利要求7所述的一种微型减速器，其特征在于：所述两个法兰(3)的外侧均设有环形凹槽；所述两个端盖(8)的内侧均设有能与法兰(3)外侧的环形凹槽配合的环形凸缘(8-1)。
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