CN202484212U - 新型复式活齿减速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新型复式活齿减速器，包括一级渐开线行星齿轮传动减速机构和与所述渐开线行星齿轮传动减速机构相复合的活齿传动减速机构。其特点是将传统活齿传动的激波盘和活齿架合二为一成为行星盘，行星盘上安装活齿，活齿既自传又随行星盘一起运动。活齿与内齿圈上的齿廓相啮合，通过行星盘上的凸台与输出轴上的凹槽相接触并与输出盘上转臂轴承一起共同将运动和动力传递出去。凸台可以由圆柱形或偏心轴式的短轴形成，其上也可以有套筒。本实用新型是用极易加工的行星圆盘代替了高精度、难以加工的激波盘和活齿架，不仅大大降低了制造难度、节约了成本，并且具有大速比、高精度、高效率、高刚性、高承载，长寿命的特别适于重载工业机器人用的特点。

Description

新型复式活齿减速器

技术领域

本实用新型涉及一种新型复式活齿减速器，特别是一种适用于重载工业机器人的新型复式活齿减速器。

背景技术

活齿传动是一种新型传动，其特点是：利用一组中间可动件来实现刚性啮合传动；在啮合过程中相邻活齿间啮合点间的距离是变化的，这些啮合点间沿圆周方向形成蠕动的切向波，从而实现连续传动。从机械原理角度来说，目前活齿传动都是由K—H—V型少齿差行星齿轮传动演化而来的新型齿轮传动，它利用一组活齿来实现两轴间传动。典型的滚动活齿传动，即ORT活齿传动，可准确地实现了等速共轭传动，同时全部传力零件之间基本处于滚动接触状态。目前较多见的结构形式包括：滚子活齿（密切圆）传动、套筒活齿传动、外波式活齿传动和摆动活齿传动等。

经典的活齿传动装置主要由活齿、激波盘、活齿架、轴承、偏心轴及内齿圈组成。活齿在激波盘的推动下，在活齿架上做自转和沿径向移动（通常是连滚带滑）。活齿架与活齿的接触表面对加工精度要求非常高。如果活齿架的加工精度低，或者活齿的加工精度低，活齿的运动就会受制于两侧活齿架而使摩擦摩损加剧，运动不顺畅从而降低整个减速器的传动效率和寿命。另外在整体尺寸不变的情况下活齿架随活齿数的增加加工难度也随之增大，制造成本随之增加，因此、活齿架的高难度、高精度、高成本加工是制约活齿传动发展的瓶颈。活齿传动都离不开偏心转臂轴承的支撑，与其他传动一样，目前人们已公认转臂轴承的寿命是决定减速器寿命的主要因素。因此，降低转臂轴承的承载扭矩，提高其寿命和承载能力一直是人们努力的目标。

发明内容

为了克服背景技术的不足，本实用新型提供一种高精度、高效率、高刚性、高承载且便于加工、使用寿命长的新型复式活齿减速器。

本实用新型采用的技术方案是：一种新型复式活齿减速器，包括一级渐开线行星齿轮传动减速机构和活齿传动减速机构，所述活齿传动减速机构和所述渐开线行星齿轮传动减速机构相复合；

所述渐开线行星齿轮传动减速机构包括中心轴齿轮和若干个相同的行星渐开线齿轮；所述中心轴齿轮和行星渐开线齿轮相啮合，所述行星渐开线齿轮沿所述中心轴齿轮周向均布；

所述活齿传动减速机构包括数量与所述行星齿轮相同的偏心转臂、两个行星盘、活齿、内齿圈、两个输出盘；每个所述偏心转臂由两个相错180度的偏心轴构成，所述偏心转臂与所述行星渐开线齿轮联动，所述偏心转臂通过在该偏心转臂的两端各设一个转臂轴承连接在输出盘上；位于同一侧的各个偏心轴通过滚子轴承共同支撑一个所述行星盘，所述活齿在所述行星盘和所述内齿圈之间，所述内齿圈固定在壳体上；在所述行星盘上位于与所述输出盘相向侧面设有若干个凸台，相应地在所述输出盘上设有凹槽，在所述行星盘运动过程中所述凸台与所述凹槽始终保持连续接触传动。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述凸台的轴线位于所述行星盘的节圆上。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述凸台为3个，在节圆的周向上均布。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述凸台上设有套筒。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：位于远离行星渐开线齿轮的所述输出盘内侧设有若干个凸部，所述凸部穿过设置在行星盘的通孔，所述凸部与位于靠近行星渐开线齿轮侧的所述输出盘固定连接，所述行星盘在运动过程中始终不与所述凸部相接触。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述凸部的中轴线处于所述输出盘的节圆上，所述凸部呈仿三角形，所述凸部的数量为3个。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述活齿传动减速机构为活齿针轮减速装置，所述内齿圈由针齿销构成的针轮组成。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述活齿传动减速机构为活齿摆线减速装置，所述内齿圈由内摆线轮形成，所述内摆线轮的齿廓由内摆线或内摆线加圆弧线形成。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：活齿减速机构

为活齿正弦或余弦减速装置构成，所述内齿圈齿廓由正弦或余弦曲线形成，或由正弦或余弦曲线加圆弧线形成。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：在所述输出盘和壳体之间设有轴承。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述凸台由短轴镶嵌在行星轮中并与所述行星轮固定连接形成。

本实用新型与现有技术相比其有益效果是：由于将活齿传动的激波盘和活齿架合二为一成为行星盘，即用极易加工的行星圆盘代替了高精度、难以加工的激波盘和活齿架，不仅大大降低了制造难度、节约了成本，而且由于活齿只滚动没有任何沿径向移动的磨损和活齿架干涉，大大提高了传动效率和寿命，对实现减速器的产业化非常有利；通过凸部的结构将两个输出盘固定成一体来提搞刚度和承载，以适用于载重工业机器人。再者，在两个行星盘上均设置凸台及在两个输出盘上的设置凹槽，通过凸台与凹槽相接触直接传递输出扭矩，大大减少了转臂轴承的承载能力改善了受力、提高了它的使用寿命。采用内摆线加圆弧构成的内齿圈，大幅度增大了输出扭矩，进一步提高了承载能力。该新型复式活齿减速器得到了“国家高技术研究发展计划（863计划）资助”。

附图说明

图1为本实用新型新型复式活齿减速器的主视图。

图2为本实用新型新型复式活齿减速器的后视图。

图3为图2沿A—A面的剖视图。

图4为经过一个凸台轴线的局部剖视图。

图5为图4沿B—B面的剖视图。

图6为图4沿C—C面的局部剖视图。

图7为行星轮的受力分析图。

图中，1中心轴齿轮，2行星渐开线齿轮，3偏心转臂，4偏心轴，5滚子轴承，6两个行星盘，7凸台，8活齿，9内齿圈，10齿廓，12转臂轴承，13输出盘，14凸部，15通孔，16轴承。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

本实用新型一种新型复式活齿减速器，包括一级渐开线行星齿轮传动减速机构和活齿传动减速机构，所述活齿传动减速机构和所述渐开线行星齿轮传动减速机构相复合。通过这种减速传动方式使该活齿减速装置具有大速比、高精度、高效率、高刚性、高承载、使用寿命长的特点，特别适于重载工业机器人。

如图1-图6所示，所述渐开线行星齿轮传动减速机构包括中心轴齿轮1和若干个相同的行星渐开线齿轮2；所述中心轴齿轮1和行星渐开线齿轮2相啮合；较佳地，行星渐开线齿轮的齿数多于中心轴齿轮的齿数；所述行星渐开线齿轮2沿所述中心轴齿轮1周向均布。行星渐开线齿轮的数量可以是2个、3个或者4个甚至更多，优选地采用3个。所述活齿传动减速机构包括数量与所述行星齿轮相同的偏心转臂3、两个行星盘6、活齿8、内齿圈9、两个输出盘13；每个所述偏心转臂3由两个相错180度的偏心轴4构成，所述偏心转臂3与所述行星渐开线齿轮2联动，所述偏心转臂通过在该偏心转臂的两端各设一个转臂轴承连接在输出盘上；位于同一侧的各个偏心轴通过滚子轴承5共同支撑一个所述行星盘6，所述活齿8设在所述行星盘6和所述内齿圈9之间，所述内齿圈固定在壳体上；内齿圈与壳体可以是一体形成，也可以分体形成。在本实用新型中为了方便描述各部件的工作关系把锁定内齿圈的部件定义为壳体。在所述行星盘6上位于与所述输出盘13相向侧面设有若干个凸台7，相应地在所述输出盘13上设有凹槽11，在所述行星盘运动过程中所述凸台与所述凹槽始终保持连续接触传动。其中活齿8可以安装在行星轮上，活齿8和内齿圈9上的齿廓相啮合；同样地，活齿8也可以安装在内齿圈上，活齿和行星轮上相啮合。为了实现这目的在凸台与凹槽的尺寸关系上应当满足：凹槽的内径等于凸台的外径+2E；当凸台增设其它零件后应当以该零件的外径为基准。

通常，所述凸台的轴线位于所述行星盘的节圆上；行星渐开线齿轮的数量为3个且在行星盘的的节圆上均布。当然凸台也可以在其它位置。但根据行星轮的受力分析所知（如图7所示），由于行星轮通过凸台向输出盘传递运动和力矩时，力集中在摆线轮的节圆上，故所述凸台的轴线位于所述摆线轮的节圆上为佳。凸台的数量也可以采用2个、4、5个甚至更多。

位于远离行星渐开线齿轮的所述输出盘13内侧设有若干个凸部14，所述凸部穿过设置在行星盘的通孔15，所述凸部与位于靠近行星渐开线齿轮侧的所述输出盘固定连接，所述行星盘在运动过程中始终不与所述凸部相接触。本实用新型通过螺栓将另一个输出盘固定在该凸部上。同样地，两个输出盘也可以通过其它的方式实现刚性连接，比如直接采用螺栓将两个输出盘固定连接。

优选地，所述凸部14的中轴线处于所述输出盘13的节圆上。通常所述凸部的数量为3个并在输出盘13上均布。同样地，凸部也可以设置在靠近行星渐开线齿轮的输出盘上并向位于远离行星渐开线齿轮的所述输出盘延伸，用于通过螺钉将位于远离行星渐开线齿轮的所述输出盘与位于靠近行星渐开线齿轮处的输出盘固定连接。凸部也可以设在其它位置，其数量可以为4个、5个甚至更多个。

为了减少凸台的磨损，在所述凸台7上设有套筒。

在输出盘13与壳体这间设有轴承16。

该新型复式活齿减速器工作时，动力通过中心轴齿轮1与若干个相同的渐开线行星齿轮2相啮合进行一次减速后传递到活齿减速部分的偏心转臂3上，偏心转臂带动行星盘转动，行星盘6上安装活齿8，活齿8在行星盘6上只自转而没有径向移动，它与内齿圈9上的齿廓10相啮合传递运动和力矩，最终经行星盘上的凸台7与输出盘13上的凹槽11及转臂轴承12将运动和动力传输出去。

所述活齿传动减速机构可以是活齿针轮减速装置，所述内齿圈由针齿销构成的针轮组成。同样地，所述活齿传动减速机构为活齿摆线减速装置，所述内齿圈由内摆线轮组成，其中其中内摆线轮的齿廓可以由内摆线构成，也可以是内摆线加圆弧线构成。采用内摆线加圆弧构成的内齿圈，大幅度增大了输出扭矩，进一步提高了承载能力。所述活齿减速机构也可为活齿正弦或余弦减速装置，所述内齿圈齿廓由正弦或余弦曲线形成，或由正弦或余弦曲线加圆弧线形成。

    在本实用新型中，凸台和凹槽的横截面均为圆形。

在本实用新型中，凸台7可以是与行星轮一体形成，也可以是与行星轮分体形成。分体形成时便于制造和安装。凸台和行星轮分体时，在行星轮的相应位置上设置孔，短轴镶嵌在该孔内且短轴和行星轮固定连接，则从行星轮内向外伸出的部分形成凸台，该短轴可以是圆柱形短轴也可以是偏心轴式的短轴。当然短轴也可以设有套筒。

本实施例不应视为对本实用新型的限制，但任何基于本实用新型的精神所作的改进，都应在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种新型复式活齿减速器，其特征在于：包括一级渐开线行星齿轮传动减速机构和活齿传动减速机构，所述活齿传动减速机构和所述渐开线行星齿轮传动减速机构相复合；

所述渐开线行星齿轮传动减速机构包括中心轴齿轮（1）和若干个相同的行星渐开线齿轮（2）；所述中心轴齿轮（1）和行星渐开线齿轮相啮合，所述行星渐开线齿轮沿所述中心轴齿轮周向均布；

所述活齿传动减速机构包括数量与所述行星齿轮相同的偏心转臂（3）、两个行星盘（6）、活齿（8）、内齿圈（9）、两个输出盘；每个所述偏心转臂（3）由两个相错180度的偏心轴（4）构成，所述偏心转臂（3）与所述行星渐开线齿轮（2）联动，所述偏心转臂通过在该偏心转臂的两端各设一个转臂轴承连接在输出盘上；位于同一侧的各个偏心轴通过滚子轴承（5）共同支撑一个所述行星盘（6），所述活齿（8）在所述行星盘（6）和所述内齿圈（9）之间，所述内齿圈固定在壳体上；在所述行星盘（6）上位于与所述输出盘（13）相向侧面设有若干个凸台（7），相应地在所述输出盘（13）上设有凹槽（11），在所述行星盘运动过程中所述凸台与所述凹槽始终保持连续接触传动。

2.根据权利要求1所述的新型复式活齿减速器，其特征在于所述凸台（7）的轴线位于所述行星盘的节圆上。

3.根据权利要求2所述的新型复式活齿减速器，其特征在于所述凸台（7）为3个，在节圆的周向上均布。

4.根据权利要求1所述的新型复式活齿减速器，其特征在于所述凸台上设有套筒。

5.根据权利要求1-4任一项所述的新型复式活齿减速器，其特征在于位于远离行星渐开线齿轮的所述输出盘（13）内侧设有若干个凸部（14），所述凸部穿过设置在行星盘的通孔（15），所述凸部与位于靠近行星渐开线齿轮侧的所述输出盘固定连接，所述行星盘在运动过程中始终不与所述凸部相接触。

6.根据权利要求5所述的新型复式活齿减速器，其特征在于所述凸部（14）的中轴线处于所述输出盘的节圆上，所述凸（14）部呈仿三角形，所述凸部的数量为3个。

7.根据权利要求1-4任一项所述的新型复式活齿减速器，其特征在于所述活齿传动减速机构为活齿针轮减速装置，所述内齿圈由针齿销构成的针轮组成。

8.根据权利要求1-4任一项所述的新型复式活齿减速器，其特征在于所述活齿传动减速机构为活齿摆线减速装置，所述内齿圈由内摆线轮形成，所述内摆线轮的齿廓由内摆线或内摆线加圆弧线形成。

9.根据权利要求1-4任一项所述的新型复式活齿减速器，其特征在于所述活齿传动减速机构为活齿正弦或余弦减速装置，所述内齿圈齿廓由正弦或余弦曲线形成，或由正弦或余弦曲线加圆弧线形成。

10.根据权利要求1所述的新型复式活齿减速器，其特征在于在所述输出盘和壳体之间设有轴承（16）。

11.根据权利要求1所述的新型复式活齿减速器，其特征在于所述凸台由短轴镶嵌在行星轮中并与所述行星轮固定连接形成。

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