CN113324023B - 双向预紧调隙的零背隙摆线行星减速器 - Google Patents

双向预紧调隙的零背隙摆线行星减速器 Download PDF

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Abstract

一种双向预紧调隙的零背隙摆线行星减速器。它是将针齿壳沿轴向分成左右针齿壳分两部分，用安装在针齿壳上的偏心销调隙可使左、右针齿壳、针齿相对旋转，双向收紧正反转传动链间隙，当正反转传动链的啮合点全部接触后，可实现零背隙传动。采用单轴输入，组合输出轴输出力矩的新型孔销输出机构，其输入轴、传力销及组合输出轴均为简支梁结构。该减速器具有高精度、高刚度，传动平稳、精度寿命长等优点，主要性能指标优于同型号的谐波减速器及中空结构的RV摆线减速器。且便于减速比奇、偶数设计，还可适用于多种类型摆线减速器调隙，以减小或消除背隙。

Description

双向预紧调隙的零背隙摆线行星减速器
技术领域
本发明涉及机械行星传动领域特别是高精度摆线行星传动领域
背景技术
目前，工业机器人、机床、医疗检测设备、卫星等高精度传动领域多使用谐波减速器、RV摆线行星减速器。谐波减速器有体积小、重量轻、运动精度高、传动背隙小及减速比大等优点，适合于小型化、低、中载荷的应用。RV摆线减速器比谐波减速器具有更高的疲劳强度、刚度和寿命，而且回差精度稳定，不像谐波减速器那样随着时间增长运动精度就会显著降低。因此，RV摆线减速器在先进机器人传动中有逐渐取代谐波减速器的趋势。
减速器的传动精度及重复定位精度是工业机器人等高精设备最重要的性能指标，而减速器传动的背隙则是影响传动精度及重复定位精度的重要因素。RV摆线减速器比谐波减速器虽有诸多优点，但R V摆线减速器小型化后其传动背隙远不及谐波减速器，此外中空RV摆线减速器存在原来的一级行星齿轮减速变增速，又增加一级齿轮减速，成为三级传动结构，使传动效率降低、制造成本增加等缺陷。
发明内容
为了减小RV摆线减速器小型化后的传动背隙及克服中空RV摆线减速器结构缺陷，本发明提供一种双向预紧调隙的零背隙摆线行星减速器，可实现减速器零背隙传动，主要性能指标优于同型号谐波减速器及中空结构的RV摆线减速器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案：将针齿壳及针齿沿轴向分成左右两部分，用隔环连接可相互同心旋转；采用偏心销调隙，将偏心销装入右针齿壳外圈孔中，有内六角孔的偏心头与左针齿壳外圈的对应位置的长圆孔配合，用内六角扳手顺时针或逆时针旋转偏心销头，可使左针齿壳顺时针或逆时针旋转，双向收紧正反转传动链间隙，可减小或消除减速器的传动背隙。减速器的传动结构采用双偏心输入轴单轴中心输入，两对摆线针齿啮合副，及由左右支承、中间传力盘、台阶传力销用螺栓连接的组合输出轴输出。左右支承上有圆弧组成的异形连接凸台，输入轴、台阶传力销及组合输出轴均采用简支梁结构，可提高减速器的承载能力和刚度。对小型摆线行星减速器而言两对摆线针齿啮合链分别传递正反两个方向的力矩；对两级减速的大型中空机构的高精度摆线行星减速器，因受力变形回差远大于间隙回差，在零背隙传动时，两对摆线针齿啮合链可一起传递同方向的力矩。
本发明的有益效果是
1、双向预紧调隙的零背隙小型摆线行星减速器具有RV摆线减速器疲劳强度、刚度高，传动平稳、寿命长等优点，采用本发明的调隙方法及机构可实现零背隙传动，精度寿命大幅提升，主要性能指标优于同型号谐波减速器，且便于减速比奇、偶数设计。
2、采用简支梁结构的台阶传力销和组合输出轴的新型孔销输出机构大幅提高了减速器的承载能力、刚度和抗冲击能力。两级减速的中空减速器其性能及制造成本均优于三级传动的中空RV摆线减速器。
3、本发明的调隙方法和机构是双向收紧正反转传动链间隙，只减小、消除背隙，不影响传动零件之间的弹性变形、温度变形的空间及润滑性能。且不拆机只需松开齿壳上的夹紧螺栓、取出偏心销紧定螺钉，转动偏心销即可进行调隙。还可实用于多种传动形式的摆线减速器实现减小或消除背隙。特别是4对摆线针齿啮合副的减速器可实现动平衡，输入轴的转速可大幅提升。
附图说明
本发明共有附图三幅，其中，
图1是本发明的外摆线小型行星减速器总装图的主、右视图。
图2是本发明的内摆线小型行星减速器总装图的主、右视图。
图3是本发明的两级减速中空摆线行星减速器总装图的主视图。
图中1.偏心销紧定螺钉，2.左支承，3.双偏心输入轴，4.中间传力盘，5.摆线轮，6.针齿，7.左针齿壳，8.右针齿壳，9.针齿壳连接螺栓，10.针齿壳隔环，11.台阶传力销，12.输出轴连接螺栓，13.右支承，14.调隙偏心销，15.连轴齿轮，16.电机轴齿轮，17.内摆线轮，18.右摆线齿壳，19.左摆线齿壳，20. 针齿架，21.输入轴齿轮，22.空心输入轴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明；
如图1所示，双向预紧调隙的外摆线小型行星减速器是将针齿壳沿轴向分成左针齿壳(7)和右针齿壳(8)用针齿壳隔环(10)连接可相互同心旋转。顺时针或逆时针旋转装在右针齿壳(8)上的调隙偏心销(14)推动左针齿壳(7)上的长圆孔，可使左针齿壳(7)、针齿(6)顺时针或逆时针旋转，均可双向收紧正反转传动链间隙，当正反转传动链的啮合点全部接触后，减速器背隙全部消失。再将左右机体用连接螺栓(9)紧固为一体，装上紧定螺钉(1)压紧调隙偏心销(14)，从而实现零背隙传动。两摆线针齿啮合传动链分别承担输出轴正反转的力矩。双偏心的输入轴(3)置于减速器中心，由左支承(2)、中间传力盘(4)、右支承(13)、台阶传力销(11)和螺栓(12)组成的组合输出轴输出力矩。左右支承上有多个由圆弧组成的连接异形凸台，输入轴(3)、台阶传力销(11)和组合输出轴均为简支梁结构。
当输入轴(3)顺时针转动时通过右侧摆线轮(5)与右针齿壳(8)上的针齿(6)啮合，使右侧摆线轮(5)逆时针转动，从而带动组合输出轴上右侧的台阶传力销(11)使组合输出轴逆时针转动。左侧的摆线针齿传动链的功能是确保传动平衡和零背隙。当输入轴(3)逆时针转动时，通过左侧摆线轮(5)与左针齿壳(7)上的针齿(6)啮合，使左侧摆线轮(5)顺时针转动，从而带动组合输出轴上的左侧台阶传力销(11)使组合输出轴顺时针转动，同理右侧的摆线针齿传动链的功能是确保传动平衡和零背隙。若传动件磨损出现背隙，可继续沿调隙偏心销(14)旋转方向调隙实现零背隙，精度寿命半程后可反方向旋转调隙偏心销(14)调隙，使用新啮合面达到零背隙，从而提高减速器精度寿命。
如图2所示，双向预紧调隙的内摆线小型行星减速器是用左摆线齿壳(19)取代左针齿壳(7)，右摆线齿壳(18)取代右针齿壳(8)。内摆线轮(17)须分别紧固到左摆线齿壳(19)和右摆线齿壳(18)上。左摆线齿壳(19)上有环形凸台与右摆线齿壳(18)连接，可相互同心旋转。用针齿架(20)及针齿(6)取代左、右侧的摆线轮(5)。其他结构、传动原理及功能与外摆线小减速器相同。大传动比须两级减速时，在输入轴(3)的右侧加装连轴齿轮(15)与电机轴齿轮(16)啮合。
如图3所示，双向预紧调隙两级减速的高精度中空大型减速器可采用外摆线(或内摆线)小减速器的传动结构，将空心输入轴(22)右侧装上输入轴齿轮(21)取代输入轴(3)与电机轴齿轮(16)啮合。与小行星减速器不同的是因大型高精度中空减速器的受力变形回差远大于间隙回差，调隙后左右摆线针齿传动链均可传递同方向的力矩。左右传动链受力不均，可保留适当背隙或在寿命半程后反方向旋转调隙偏心销使左右传动链的磨损达到平衡。
双向预紧调隙方法与机构还可用于RV摆线减速器等不同结构的摆线减速器使其减小传动背隙或实现零背隙传动。

Claims (7)

1.一种双向预紧调隙的零背隙摆线行星减速器，其特征是：减速器的针齿壳沿轴向分成左针齿壳(7)和右针齿壳(8)用针齿壳隔环(10)连接，可相互同心旋转；减速器的台阶传力销(11)分成左侧的台阶传力销和右侧的台阶传力销, 双偏心的输入轴(3)置于减速器中心，由左支承(2)、中间传力盘(4)、右支承(13)、台阶传力销(11)和螺栓(12)组成的组合输出轴输出力矩；若顺时针或逆时针转动安装在右针齿壳(8)上的调隙偏心销(14)推动左针齿壳(7)上的长圆孔，可使左针齿壳(7)、针齿(6)顺时针或逆时针旋转，均可双向收紧正反转传动链间隙，当正反转传动链的啮合点全部接触后，减速器背隙全部消失；再将左右针齿壳用连接螺栓(9)紧固为一体，装上紧定螺钉(1)压紧调隙偏心销(14)，从而实现零背隙传动。
2.根据权利要求1所述的双向预紧调隙的零背隙摆线行星减速器，其特征是：减速器为外摆线小减速器时，两摆线针齿啮合链分别承担输出轴正反转的力矩，左右支承上有多个由圆弧组成的连接异形凸台，输入轴(3)、台阶传力销(11)和组合输出轴均为简支梁结构；
当输入轴(3)顺时针转动时，通过右侧摆线轮与右针齿壳(8)上的针齿(6)啮合，使右摆线轮逆时针转动，从而带动组合输出轴上的台阶传力销(11)使组合输出轴逆时针转动，左侧的摆线针齿传动链的功能是确保传动平衡和零背隙；当输入轴(3)逆时针转动时，通过左侧摆线轮与左针齿壳(7)上的针齿(6)啮合，使左侧摆线轮顺时针转动，从而带动组合输出轴上左侧的台阶传力销使组合输出轴顺时针转动，同理右侧的摆线针齿传动链的功能是确保传动平衡和零背隙；若传动件磨损出现背隙，可继续沿调隙偏心销(14)旋转的方向调隙实现零背隙，精度寿命半程后可反方向旋转调隙偏心销(14)调隙，使用新啮合面达到零背隙，从而提高减速器精度寿命。
3.根据权利要求1所述的双向预紧调隙的零背隙摆线行星减速器，其特征是：减速器为内摆线小行星减速器时，用左摆线齿壳(19)取代左针齿壳(7)，右摆线齿壳(18)取代右针齿壳(8)；内摆线轮(17)须分别紧固到左摆线齿壳(19)和右摆线齿壳(18)上；左摆线齿壳(19)上有环形凸台与右摆线齿壳(18)连接，可相互同心旋转；用针齿架(20)及针齿(6)取代左右侧的摆线轮；其他结构、传动原理及功能与外摆线小减速器相同；大传动比须两级减速时，在输入轴(3)的右侧加装连轴齿轮(15)与电机轴齿轮(16)啮合。
4.根据权利要求1所述的双向预紧调隙的零背隙摆线行星减速器，其特征是：减速器是两级减速高精度中空大型减速器时，可采用外摆线或内摆线小减速器的传动结构，将空心输入轴(22)右侧装上输入轴齿轮(21)取代输入轴(3)与电机轴齿轮(16)啮合；与小行星减速器不同的是因大型高精度中空减速器的受力变形回差远大于间隙回差，调隙后左右摆线针齿传动链均可传递同方向的力矩；左右传动链受力不均，可保留适当背隙或在寿命半程后反方向旋转调隙偏心销使左右传动链的磨损达到平衡。
5.根据权利要求1所述的双向预紧调隙的零背隙摆线行星减速器，其特征是：有两级减速传动的及有一级齿轮减速的小型摆线减速器大减速比机型、中空摆线减速器因第一级传动背隙的影响不能获得零背隙，但可使背隙大幅度减小。
6.根据权利要求1所述的双向预紧调隙的零背隙摆线行星减速器，其特征是：减速器的摆线针齿啮合副大于2对时，也可实现零背隙传动。
7.根据权利要求6所述的双向预紧调隙的零背隙摆线行星减速器，其特征是：减速器包括4对摆线针齿啮合副，可实现动平衡，输入轴的转速可大幅提升。
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