CN113653769B - 一种无外缘正弦滚道平面活齿减速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无外缘正弦滚道平面活齿减速器，所述减速器主要包括输入端、主轴、卡簧、左壳体、传动活齿、摆盘、中壳体、交叉滚子轴承、输出端、第一深沟球轴承、钢球、输出盘、销轴、滚针轴承、第二深沟球轴承和第三深沟球轴承。本发明在摆盘上采用了无外缘正弦滚道结构，突破了活齿所在位置的径向半径尺寸，使同等尺寸一级减速器所能设计的传动比更大，能代替二级减速器，大大的降低了整机的重量，且缩短了轴向尺寸，更加适合应用在小尺寸大传动比的机器人关节位置上；本发明具有结构简单紧凑、传动比大等优点，可进行参数化和系列化设计，适合大范围应用。

Description

一种无外缘正弦滚道平面活齿减速器

技术领域

本发明涉及活齿传动技术领域，尤其涉及一种无外缘正弦滚道平面活 齿减速器。

背景技术

机械传动在工程中的应用非常广泛，减速器在机械传动中的影响最为 深厚，活齿减速器因具有体积小和传动比大的特点而被广泛应用到航天、 机器人和钻井平台等工业领域中，并广泛获得相关领域的认可。现如今活 齿减速器行业市场几乎被日本的Nabtesco、Harmonica和住友重工 SUMITOMO三家企业垄断，急需我国自主研发的新型活齿减速器。摆线活齿减速器作为活齿减速器的一种，最被人们熟知，且应用最为广泛，但 是，由于摆线活齿减速器自身径向尺寸的限制，导致需要更优的活齿减速 器来解决现有活齿减速器径向尺寸大，传动比小和重量大等不足之处。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种无外缘正弦滚道平面活齿 减速器，通过将摆盘中正弦滚道的外缘切除，突破了活齿所在位置的径向 半径尺寸，使同等尺寸一级减速器所能设计的传动比更大，能代替二级减 速器，大大的降低了整机的重量，且缩短了轴向尺寸，更加适合应用在小 尺寸大传动比的机器人关节位置上。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所提出的一种无外缘正弦滚道平面活齿减速器，包括输入端、主 轴、卡簧、左壳体、传动活齿、摆盘、中壳体、交叉滚子轴承、输出端、 第一深沟球轴承、钢球、输出盘、销轴、滚针轴承、第二深沟球轴承和第 三深沟球轴承；所述主轴中部偏心，其左端通过螺钉与输入端固连；所述 主轴左端外侧安装第二深沟球轴承，所述第二深沟球轴承外圈与左壳体内孔配合；所述左壳体内槽安装卡簧，所述左壳体通过螺钉与中壳体左端固 连，所述左壳体右端面圆周内侧设置有圆周均布的球坑，每一个球坑中都 安装一个传动活齿；所述主轴偏心段上铰接两个第三深沟球轴承，所述第 三深沟球轴承外圈与摆盘内孔配合；所述摆盘左端面外圆周设置有与传动 活齿相配合且截面为无外缘的圆形滚道；所述摆盘端面内部偏心孔放置一个滚针轴承，所述滚针轴承内套上销轴，所述销轴右端连接输出盘，所述输出盘内侧设有一圆形环槽，安装密排钢球；所述主轴右端铰接一个第一 深沟球轴承，所述第一深沟球轴承外圈与交叉滚子轴承孔配合；所述交叉 滚子轴承外圈用螺钉与中壳体右端固连，内圈外接输出端，所述输出盘、 交叉滚子轴承内圈和输出端之间通过螺钉固连。

进一步的，所述摆盘左端面外圆周设置的圆形滚道为无外缘正弦滚道， 其理论齿廓线的参数方程为：

其中，a为主轴(2)偏心轴段的偏心距，单位mm；b为摆盘的基圆 半径，单位mm；z₁为摆盘的传动比系数；为摆盘的转角，单位°。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、相比具有完整滚道的活齿减速器，本发明突破了活齿所在位置的 径向半径尺寸，使同等尺寸一级减速器所能设计的传动比更大，能代替二 级减速器，大大的降低了整机的重量，且缩短了轴向尺寸；

2、摆盘与对应输入轴通过薄壁轴承连接，大大提高了传动效率；

3、本发明具有结构简单紧凑、传动效率高、传动比范围广和承载能 力大等优点；

4、本发明的减速器结构可进行参数化和系列化设计，适合大范围应 用。

附图说明

图1是本发明所提出的一种无外缘正弦滚道平面活齿减速器一个实 施例的整体装配结构示意图；

图2是本发明的剖面结构示意图；

图3是图2的右侧结构示意图；

图4是图1中的局部放大结构示意图；

图5是摆盘的结构示意图。

其中，附图标记：1-输入端；2-主轴；3-卡簧；4-左壳体；5-传动活齿； 6-摆盘；61-半圆形截面滚道；62-偏心孔；7-中壳体；8-交叉滚子轴承；9- 输出端；10-第一深沟球轴承；11-钢球；12-输出盘；13-销轴；14-滚针轴 承；15-第二深沟球轴承；16-第三深沟球轴承。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对 实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地， 下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“顶 部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“左”、“右”等指示的方位 或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明 和简化描述，而不是指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。

参见附图1至5，给出了本发明所提出的一种无外缘正弦滚道平面活 齿减速器的一个实施例的具体结构，所述减速器包括输入端1、主轴2、 卡簧3、左壳体4、传动活齿5、摆盘6、中壳体7、交叉滚子轴承8、输 出端9、第一深沟球轴承10、钢球11、输出盘12、销轴13、滚针轴承 14、第二深沟球轴承15和第三深沟球轴承16；所述减速器总体尺寸为， 外径φ124mm，总长52.2mm；三种深沟球轴承的型号分别为61907Z、 6709RS和6801；所述卡簧3的尺寸为69.4*61.4*2.5；所述滚针轴承14的 尺寸为8*12*8；传动的理论参数见表1。

表1结构理论参数表

所述主轴2中部偏心，其左端通过螺钉与输入端1固连；所述主轴2 左端外侧安装第二深沟球轴承15，所述第二深沟球轴承15外圈与左壳体 4内孔配合；所述左壳体4内槽安装卡簧3，所述左壳体4通过螺钉与中 壳体7左端固连，所述左壳体4右端面圆周内侧设置有圆周均布的球坑， 每个球坑中都安装一个传动活齿5；所述主轴2中部偏心段上铰接两个第三深沟球轴承16，所述第三深沟球轴承16外圈与摆盘6内孔配合；所述 摆盘6左端面外圆周设置有与各传动活齿5相配合且截面为无外缘的半 圆形截面滚道61；所述摆盘6端面上圆周均布有四个偏心孔62，各偏心 孔62内放置一个滚针轴承14，所述滚针轴承14内套销轴13的左侧部分， 所述销轴13的右侧部分连接输出盘12，所述摆盘6和输出盘12位于在中 壳体7内部，且分别设置在主轴2中部区域的圆周外侧；所述输出盘12 左侧内部设有一圆形环槽，圆形环槽内安装密排的钢球11，所述钢球11 与摆盘6右端面内圈接触；所述主轴2右端外侧铰接一个第一深沟球轴承 10，所述第一深沟球轴承10外圈与交叉滚子轴承8孔配合；所述交叉滚 子轴承8外圈用螺钉与中壳体7右端固连，内圈外接输出端9，所述输出 盘12、交叉滚子轴承8内圈和输出端9之间通过螺钉固连。

如图5所示，本实施例中，所述摆盘6左端面外圆周设置的半圆形截 面滚道61为无外缘正弦滚道，其理论齿廓线的参数方程为

其中，a为主轴2偏心轴段的偏心距，单位mm；b为摆盘6的基圆半 径，单位mm；z₁为摆盘6的传动比系数；为摆盘6的转角，单位°。

本发明的工作原理在于：本发明使用时，以上述实施例为例，转动所 述输入端1，所述输入端1带着主轴2旋转，其偏心轴段会带着摆盘6公 转，由于传动活齿5固定在左壳体4的球坑中，使摆盘6沿着无外缘的正 弦滚道进行转动，所述摆盘6内部的滚针轴承14和销轴13进行偏心运动 输出摆盘6的自转，所述销轴13与输出盘12固连，输出摆盘6的自转速度，所述交叉滚子轴承8通过螺钉与输出端9和输出盘12固连，最终由 输出端9输出经过摆盘6减速后的速度。所述钢球11在输出盘12的环槽 内为紧密排布，目的是对样机的轴向进行预紧。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对 本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通 技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权 利要求书确定的保护范围内。

Claims (1)

1.一种无外缘正弦滚道平面活齿减速器，其特征在于：所述减速器包括输入端、主轴、卡簧、左壳体、传动活齿、摆盘、中壳体、交叉滚子轴承、输出端、第一深沟球轴承、钢球、输出盘、销轴、滚针轴承、第二深沟球轴承和第三深沟球轴承；所述主轴中部偏心，其左端通过螺钉与输入端固连；所述主轴左端外侧安装第二深沟球轴承，所述第二深沟球轴承外圈与左壳体内孔配合；所述左壳体内槽安装卡簧，所述左壳体通过螺钉与中壳体左端固连，所述左壳体右端面圆周内侧设置有圆周均布的球坑，每一个球坑中都安装一个传动活齿；所述主轴偏心段上铰接两个第三深沟球轴承，所述第三深沟球轴承外圈与摆盘内孔配合；所述摆盘左端面外圆周设置有与传动活齿相配合且截面为无外缘的圆形滚道；所述摆盘端面内部放置一个滚针轴承，所述滚针轴承内套上销轴，所述销轴右端连接输出盘，所述输出盘内侧设有一圆形环槽，安装密排钢球；所述主轴右端铰接一个第一深沟球轴承，所述第一深沟球轴承外圈与交叉滚子轴承孔配合；所述交叉滚子轴承外圈用螺钉与中壳体右端固连，内圈外接输出端，所述输出盘、交叉滚子轴承内圈和输出端之间通过螺钉固连；

所述摆盘左端面外圆周设置的圆形滚道为无外缘正弦滚道，其理论齿廓线的参数方程为：

其中，a为主轴偏心轴段的偏心距，单位mm；b为摆盘的基圆半径，单位mm；z₁为摆盘的传动比系数；为摆盘的转角，单位°。