CN115163783B

CN115163783B - 零背隙高精密减速机

Info

Publication number: CN115163783B
Application number: CN202211096742.XA
Authority: CN
Inventors: 杨超; 于海生; 王晨彬
Original assignee: Changzhou Mandolin Precision Machinery Technology Co ltd
Current assignee: Changzhou Mandolin Precision Machinery Technology Co ltd
Priority date: 2022-09-08
Filing date: 2022-09-08
Publication date: 2023-01-03
Anticipated expiration: 2042-09-08
Also published as: CN115163783A

Abstract

本发明涉及减速机技术领域，具体为零背隙高精密减速机，包括：固定端盖、谐波传动组件和循环泵盒，谐波传动组件包括刚齿套、波发生器、柔轮和输入盘组，固定端盖的数量为两个且呈相对布置于刚齿套的两侧并密封固定，其中一个固定端盖的表面固定安装有驱动电机，输入盘组包括转动安装于固定端盖内侧位于刚齿套一端的第一轴盘和第二轴盘。通过设置双驱动结构，驱动电机和阻尼轴盘执行波发生器和柔轮的驱动运动，由阻尼轴盘与驱动电机输出轴外侧的转动阻尼将部分驱动电机的输出动能传递至柔轮，在回程运动中驱动柔轮主动运动，为柔轮的偏转提供一定的主动偏转动能输入以减低或消除外环齿与内环齿的回程间隙，提高该减速器的传动效能消除传动背隙。

Description

零背隙高精密减速机

技术领域

本发明涉及减速机技术领域，具体为零背隙高精密减速机。

背景技术

零背隙是精密传动行业中的一个重要术语。当联轴器或减速器正向旋转时，若突然改变旋转方向，此时如果联轴器的中间弹性体配合存在间隙，则会出现瞬间空载的现象，这个回程间隙会造成传递扭矩丢失以及控制精度降低等诸多不利影响，在精密传动中应尽量避免。谐波齿轮减速器是一种减速装置，由三个基本构件所组成：固定的内齿刚轮、柔轮即其基体与从动轴相连的弹性薄壁套杯“在柔轮开端的母线上做出齿圈”、和使柔轮发生径向变形的波发生器，谐波齿轮减速器作为高精密齿轮中的一种是典型的具有弹性体配合的传动结构。

在谐波齿轮减速器传动中，若突然改变传动方向，在内齿刚轮和柔轮中存在一定离隙，导致回程间隙会造成传递扭矩丢失以及控制精度差等问题，另外由于波发生器与柔轮内部的大量滑动摩擦易导致柔轮的工作温度提高，进而造成柔轮的热膨以及力学性能的改变，对传动精度以及使用寿命具有一定的影响。有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供零背隙高精密减速机，来解决目前存在的问题，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。

发明内容

本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明所采用的技术方案为：零背隙高精密减速机，包括：固定端盖、谐波传动组件和循环泵盒，所述谐波传动组件包括刚齿套、波发生器、柔轮和输入盘组，所述固定端盖的数量为两个且呈相对布置于刚齿套的两侧并密封固定，其中一个所述固定端盖的表面固定安装有驱动电机，所述输入盘组包括转动安装于固定端盖内侧位于刚齿套一端的第一轴盘和第二轴盘，所述第二轴盘转动套接于第一轴盘的外侧，所述第一轴盘固定套接于驱动电机的输出端且另一侧与波发生器的表面固定连接，所述驱动电机的输出端转动套接有阻尼轴盘，所述阻尼轴盘的外周固定安装有若干与第二轴盘表面固定连接的联动杆，所述柔轮转动套接于波发生器的外侧且位于刚齿套的内部，所述柔轮的另一侧固定安装有转动安装于循环泵盒内侧的离心叶轮，所述离心叶轮的表面固定安装有输出主轴，所述循环泵盒的进液端设有与刚齿套内侧相连通的连通管。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一轴盘的外周设有若干与第二轴盘内侧相抵接的滚珠，所述第二轴盘转动套接于第一轴盘和波发生器的外侧。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述阻尼轴盘的内侧与驱动电机的输出轴表面设有转动阻尼，所述第二轴盘的形状与波发生器的外廓形状结构相同，所述第二轴盘的表面与柔轮的一侧摩擦抵接。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述波发生器的外侧呈对称布置有两个抵接部，所述抵接部的外侧与柔轮的内侧滑动抵接，所述柔轮的外侧设有外环齿，所述刚齿套的内侧开设有内环齿，所述内环齿与外环齿抵接啮合。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述柔轮的直径小于刚齿套直径，所述外环齿齿数比内环齿少两个。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述柔轮为合金钢制成的薄圆柱形杯，所述柔轮的外侧开设有若干条栅孔。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述抵接部的外侧套接有与柔轮内侧滑动抵接的滚珠轴承，所述抵接部与内环齿、外环齿位于同一平面内，所述柔轮的一端固定套接有位于刚齿套内侧的轴承环座。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述连通管的一端与刚齿套的内侧连通，所述循环泵盒的表面和刚齿套的表面分别开设有进液口和出液口，所述循环泵盒的进液口连通有储液罐，所述刚齿套表面出液口与储液罐内部相连通。

本发明所取得的有益效果为：

1.本发明中，通过设置双驱动结构，分别利用驱动电机和阻尼轴盘执行波发生器和柔轮的驱动运动，由阻尼轴盘与驱动电机输出轴外侧的转动阻尼将部分驱动电机的输出动能传递至柔轮，在回程运动中驱动柔轮主动运动，为柔轮的偏转提供一定的主动偏转动能输入以减低或消除外环齿与内环齿的回程间隙，提高该减速器的传动效能消除传动背隙。

2.本发明中，通过在固定端盖的表面布布置循环泵盒结构，利用内部跟随柔轮转动的离心叶轮进行油液的循环泵送，通过连通管连接外置低温油液，持续导入低温油液以降低整个减速器的工作温度，并通过柔轮表面条栅孔导通油液以及提高换热效果，进一步控制柔轮的工作温度。

3.本发明中，通过在柔轮表面开设条栅孔既可提高条栅孔的内外油液导通效率改善降温效果，亦可通过条栅孔提高柔轮的整体柔性形变性能，提高外环齿表面的形变灵活性以快速消除背隙。

附图说明

图1为本发明一个实施例的整体结构示意图；

图2为本发明一个实施例的谐波传动组件剖面结构示意图；

图3为本发明一个实施例的谐波传动组件结构示意图；

图4为本发明一个实施例的刚齿套和柔轮结构示意图；

图5为本发明一个实施例的柔轮结构示意图；

图6为本发明一个实施例的波发生器和柔轮结构示意图；

图7为本发明一个实施例的输入盘组结构示意图。

附图标记：

100、固定端盖；110、驱动电机；120、阻尼轴盘；121、联动杆；

200、谐波传动组件；210、刚齿套；220、波发生器；230、柔轮；240、输入盘组；211、内环齿；221、抵接部；231、轴承环座；232、外环齿；233、条栅孔；234、输出主轴；241、第一轴盘；242、第二轴盘；

300、循环泵盒；310、连通管；320、离心叶轮。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图描述本发明的一些实施例提供的零背隙高精密减速机。

结合图1-图7所示，本发明提供的零背隙高精密减速机，包括：固定端盖100、谐波传动组件200和循环泵盒300，谐波传动组件200包括刚齿套210、波发生器220、柔轮230和输入盘组240，固定端盖100的数量为两个且呈相对布置于刚齿套210的两侧并密封固定，其中一个固定端盖100的表面固定安装有驱动电机110，输入盘组240包括转动安装于固定端盖100内侧位于刚齿套210一端的第一轴盘241和第二轴盘242，第二轴盘242转动套接于第一轴盘241的外侧，第一轴盘241固定套接于驱动电机110的输出端且另一侧与波发生器220的表面固定连接，驱动电机110的输出端转动套接有阻尼轴盘120，阻尼轴盘120的外周固定安装有若干与第二轴盘242表面固定连接的联动杆121，柔轮230转动套接于波发生器220的外侧且位于刚齿套210的内部，柔轮230的另一侧固定安装有转动安装于循环泵盒300内侧的离心叶轮320，离心叶轮320的表面固定安装有输出主轴234，循环泵盒300的进液端设有与刚齿套210内侧相连通的连通管310。

在该实施例中，第一轴盘241的外周设有若干与第二轴盘242内侧相抵接的滚珠，第二轴盘242转动套接于第一轴盘241和波发生器220的外侧。

进一步的，阻尼轴盘120的内侧与驱动电机110的输出轴表面设有转动阻尼，第二轴盘242的形状与波发生器220的外廓形状结构相同，第二轴盘242的表面与柔轮230的一侧摩擦抵接。

具体的，在驱动电机110瞬时发生反向驱动中，阻尼轴盘120通过套接于驱动电机110输出端外侧的转动阻尼，静摩擦突然增大带动阻尼轴盘120偏转，从而通过阻尼轴盘120、第二轴盘242牵引柔轮230进行反向偏转消除传动背隙。

在该实施例中，波发生器220的外侧呈对称布置有两个抵接部221，抵接部221的外侧与柔轮230的内侧滑动抵接，柔轮230的外侧设有外环齿232，刚齿套210的内侧开设有内环齿211，内环齿211与外环齿232抵接啮合。

进一步的，柔轮230的直径小于刚齿套210直径，外环齿232齿数比内环齿211少两个。

具体的，由波发生器220、柔轮230和输入盘组240组合成谐波减速机的基本传动结构，柔轮230的直径略小，齿数比内环齿211少两个，波发生器220表面抵接部221使之呈的椭圆形状，使柔轮230的齿在椭圆长轴上的两个相对区域与刚齿套210内侧内环齿211啮合，波发生器220每顺时针旋转180度，柔轮230的齿相对于刚齿套210逆时针前进一个齿，波发生器220的每一次顺时针旋转都会导致柔轮230相对于刚齿套210从其原始位置逆时针移动两个齿，实现减速传动输出。

在该实施例中，柔轮230为合金钢制成的薄圆柱形杯，柔轮230的外侧开设有若干条栅孔233。

具体的，柔轮230径向柔顺，但扭转得非常僵硬，当波发生器220和抵接部221***与柔轮230内壁抵接时，柔轮230齿轮呈椭圆形，柔轮230用作输出并连接到刚齿套210，通过在柔轮230表面开设条栅孔233既可提高条栅孔233的内外油液导通效率改善降温效果，亦可通过条栅孔233提高柔轮230的整体柔性形变性能，提高外环齿232表面的形变灵活性以快速消除背隙。

在该实施例中，抵接部221的外侧套接有与柔轮230内侧滑动抵接的滚珠轴承，抵接部221与内环齿211、外环齿232位于同一平面内，柔轮230的一端固定套接有位于刚齿套210内侧的轴承环座231。

具体的，利用抵接部221和外侧滚珠轴承的抵接实现柔轮230的撑胀，使柔轮230外侧与刚齿套210内侧内环齿211抵接啮合。

在该实施例中，连通管310的一端与刚齿套210的内侧连通，循环泵盒300的表面和刚齿套210的表面分别开设有进液口和出液口，循环泵盒300的进液口连通有储液罐，刚齿套210表面出液口与储液罐内部相连通。

具体的，利用内部跟随柔轮230转动的离心叶轮320进行油液的循环泵送，通过连通管310连接外置储液罐进行低温油液传导，持续导入低温油液以降低整个减速器的工作温度，并通过柔轮230表面条栅孔233导通油液以及提高换热效果，进一步控制柔轮230的工作温度。

本发明的工作原理及使用流程：

在该减速机工作过程中，通过驱动电机110驱动波发生器220在柔轮230的内侧转动，由波发生器220、柔轮230和输入盘组240组合成谐波减速机的基本传动结构，柔轮230的直径略小，齿数比内环齿211少两个，波发生器220表面抵接部221使之呈的椭圆形状，使柔轮230的齿在椭圆长轴上的两个相对区域与刚齿套210内侧内环齿211啮合，波发生器220每顺时针旋转180度，柔轮230的齿相对于刚齿套210逆时针前进一个齿，波发生器220的每一次顺时针旋转都会导致柔轮230相对于刚齿套210从其原始位置逆时针移动两个齿，实现减速传动输出，同时，利用循环泵盒300内部跟随柔轮230转动的离心叶轮320进行油液的循环泵送，通过连通管310连接外置低温油液，持续导入低温油液以降低整个减速器的工作温度，并通过柔轮230表面条栅孔233导通油液以及提高换热效果，进一步控制柔轮230的工作温度；

在驱动电机110瞬时发生反向驱动中，阻尼轴盘120通过套接于驱动电机110输出端外侧的转动阻尼，静摩擦突然增大带动阻尼轴盘120偏转，从而通过阻尼轴盘120、第二轴盘242牵引柔轮230进行反向偏转，以消除柔轮230与刚齿套210内侧存在的间隙，在回程运动中驱动柔轮230主动运动而非通过波发生器220带动柔轮230运动，为柔轮230的偏转提供一定的主动偏转动能输入以减低或消除外环齿232与内环齿211的回程间隙，提高该减速器的传动效能消除传动背隙。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.零背隙高精密减速机，其特征在于，包括：固定端盖（100）、谐波传动组件（200）和循环泵盒（300），所述谐波传动组件（200）包括刚齿套（210）、波发生器（220）、柔轮（230）和输入盘组（240），所述固定端盖（100）的数量为两个且呈相对布置于刚齿套（210）的两侧并密封固定，其中一个所述固定端盖（100）的表面固定安装有驱动电机（110），所述输入盘组（240）包括转动安装于固定端盖（100）内侧位于刚齿套（210）一端的第一轴盘（241）和第二轴盘（242），所述第二轴盘（242）转动套接于第一轴盘（241）的外侧，所述第一轴盘（241）固定套接于驱动电机（110）的输出端且另一侧与波发生器（220）的表面固定连接，所述驱动电机（110）的输出端转动套接有阻尼轴盘（120），所述阻尼轴盘（120）的外周固定安装有若干与第二轴盘（242）表面固定连接的联动杆（121），所述柔轮（230）转动套接于波发生器（220）的外侧且位于刚齿套（210）的内部，所述柔轮（230）的另一侧固定安装有转动安装于循环泵盒（300）内侧的离心叶轮（320），所述离心叶轮（320）的表面固定安装有输出主轴（234），所述循环泵盒（300）的进液端设有与刚齿套（210）内侧相连通的连通管（310），所述连通管（310）连接外置低温油液；所述阻尼轴盘（120）的内侧与驱动电机（110）的输出轴表面设有转动阻尼，所述第二轴盘（242）的形状与波发生器（220）的外廓形状结构相同，所述第二轴盘（242）的表面与柔轮（230）的一侧摩擦抵接。

2.根据权利要求1所述的零背隙高精密减速机，其特征在于，所述第一轴盘（241）的外周设有若干与第二轴盘（242）内侧相抵接的滚珠，所述第二轴盘（242）转动套接于第一轴盘（241）和波发生器（220）的外侧。

3.根据权利要求1所述的零背隙高精密减速机，其特征在于，所述波发生器（220）的外侧呈对称布置有两个抵接部（221），所述抵接部（221）的外侧与柔轮（230）的内侧滑动抵接，所述柔轮（230）的外侧设有外环齿（232），所述刚齿套（210）的内侧开设有内环齿（211），所述内环齿（211）与外环齿（232）抵接啮合。

4.根据权利要求3所述的零背隙高精密减速机，其特征在于，所述柔轮（230）的直径小于刚齿套（210）直径，所述外环齿（232）齿数比内环齿（211）少两个。

5.根据权利要求1所述的零背隙高精密减速机，其特征在于，所述柔轮（230）为合金钢制成的薄圆柱形杯，所述柔轮（230）的外侧开设有若干条栅孔（233）。

6.根据权利要求3所述的零背隙高精密减速机，其特征在于，所述抵接部（221）的外侧套接有与柔轮（230）内侧滑动抵接的滚珠轴承，所述抵接部（221）与内环齿（211）、外环齿（232）位于同一平面内，所述柔轮（230）的一端固定套接有位于刚齿套（210）内侧的轴承环座（231）。

7.根据权利要求1所述的零背隙高精密减速机，其特征在于，所述连通管（310）的一端与刚齿套（210）的内侧连通，所述循环泵盒（300）的表面和刚齿套（210）的表面分别开设有进液口和出液口，所述循环泵盒（300）的进液口连通有储液罐，所述刚齿套（210）表面出液口与储液罐内部相连通。