CN2315354Y

CN2315354Y - 摆线钢球减速器

Info

Publication number: CN2315354Y
Application number: CN 97250236
Authority: CN
Inventors: 周建军; 梁舟志
Original assignee: HANGZHOU INSTITUTE OF ELECTRONIC ENGINEERING
Current assignee: HANGZHOU INSTITUTE OF ELECTRONIC ENGINEERING
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1997-11-21
Publication date: 1999-04-21
Anticipated expiration: 2007-11-21

Abstract

摆线钢球减速器,它包括在输入轴上的偏心轴和偏心平衡块,偏心轴外装有摆线轮,摆线轮一侧与端盖内侧面间用防自转机构连接,有与输出轴连成一体的钢球轮,摆线轮另一侧加工有摆线圆弧齿面的外齿轮与钢球轮上的钢球内齿轮形成内啮合传动。由于齿轮副接触综合曲率半径大,滑动率小,对提高及保持传动精度和寿命有利,通过轴向预紧螺母对传统施加预压力,能保证多齿啮合传动,消除传动回差,传动比大。它可在机器人等精密机械传动装置中使用。

Description

摆线钢球减速器

本实用新型涉及传送旋转运动的其他摩擦传动装置，是一种摆线钢球减速器。

应用于机器人、精密机床、航空航天等精密伺服机构的传动装置要求有高传动精度，高传动刚度，传动比大，传动效率高，体积小、重量轻，传动回差小，转动件的转动惯量小等特点。现有的传动机构中的摆线针轮行星传动，虽然具有许多优点，但加工复杂且传动精度不高，传动回差大；蜗杆传动具有传动比大，但传动效率低；谐波传动能较好地满足上述要求，但谐波传动依靠柔轮的变形传递动力与运动，柔轮材料要求高且寿命较短。又如日本加茂精工株式会社一项在我国申请的“无齿轮的差动减速器”专利(申请号86104457)，采用一对分别加工有内摆线滚道的盘和加工有外摆线滚道的盘为啮合传动副，两盘相对并在滚道中放入传动钢球，它利用了摆线传动的优点，并且钢球能循环运动，但传动比较小，滚道为半圆弧或双半圆弧，且具有短幅内摆线和短幅外摆线两种滚道，加工困难。

本实用新型的目的是：采用钢球内齿轮和摆线外齿轮构成的摆线钢球减速器，能满足上述精密机械要求的传动装置。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：它包括装在端盖与机壳内的一段输入轴上的偏心轴，偏心轴上装有偏心轴平衡块，偏心轴外装有摆线轮，摆线轮一侧与端盖内侧面间用防自转机构连接，有与输出轴连成一体的钢球轮，机壳一端与输出轴的大端之间装有预紧螺母，摆线轮另一侧开有摆线圆弧齿面的外齿轮与钢球轮一侧密集排列在一圆周上的钢球组成的钢球内齿轮形成内啮合传动。

本实用新型与背景技术相比，所具有的有益的效果是：

1．由于采用了圆周上密排组成的高精度淬硬标准钢球作为内齿轮的齿面，能得到高精度的内齿轮，且表面耐磨并有利于保持传动精度；

2．外齿轮为短幅摆线圆弧齿面，与钢球内齿轮的齿轮接触综合曲率半径大，摆线齿轮的滑动率小，对提高及保持传动的精度和传动寿命十分有利，齿面加工方便；

3．通过预紧螺母对传动施加一定的预压力，保证多齿啮合传动，提高传动精度与传动刚性并消除传动回差。

4．本结构为K-H-V传动型式，传动比范围20～120。

因此，本实用新型可在机器人、精密机床、航空航天等精密机械要求高的传动装置中推广使用。

附图说明：

图1、本实用新型的结构示意图；

图2、十字滑板结构图；

图3、十字滑板A向视图；

图4、十字滑板B向视图；

图5、本实用新型的另一种结构示意图。

下面结合附图，通过对实施例的描述给出本实用新型的细节。

如图1所示的摆线钢球减速器，它包括装在端盖2与机壳12内的一段输入轴1上的偏心轴17，偏心轴17上装有偏心轴平衡块16，偏心轴17外装有摆线轮6，摆线轮6一侧与端盖2内侧面间用防自转机构连接，有与输出轴15连成一体的钢球轮20，钢球轮20支承在机壳12孔内的轴承10中。输入轴1支承在端盖2的轴承3和钢球轮20孔内的轴承9中，输入轴1上的偏心轴17支承在摆线轮6孔内的轴承7中。机壳12一端与输出轴15的大端之间装有预紧螺母13，通过输出轴15的轴承11、钢球轮20对传动施加一定的预紧力，保证能多齿啮合传动，14为轴承11上的密封圈。摆线轮6另一侧开有摆线圆弧齿面18的外齿轮与钢球轮20一侧面密集排列在一圆周上的钢球8组成的钢球内齿轮形成内啮合传动，钢球8用钢球固定折边19压住。

以上所述的防自转机构是十字滑板机构，如图1、图2、图3、图4所示，它包括十字滑板5，在十字滑板5的一侧面平行的开有一组可放钢球4的一组长槽21，在十字滑板5的另一侧面开有与长槽21相垂直的另一组长槽22。端盖2内侧面上开有与十字滑板5一侧面形状、位置、大小、方向完全相同的长槽，摆线轮6一侧面上开有与十字滑板5另一侧面形状、位置、大小、方向完全相同的长槽，端盖2、十字滑板5和摆线轮6之间形成十字滑块连接。

钢球内齿轮的齿轮采用直径为d的标准钢球密集排列在直径为D的分度圆圆周上，钢球的数目Z与钢球齿轮分度圆直径D的关系为D=d/Sin(π/Z)。摆线圆弧齿面18为短幅摆线圆弧齿面。摆线外齿轮的齿数比钢球内齿轮的齿数少一齿。

如图5所示为本实用新型的另一个实施例：它也可在偏心轴17外装有钢球轮23，钢球轮23一侧与端盖2的内侧面用防自转连接机构连接，有与输出轴15连成一体的摆线轮26，钢球轮23另一侧密集排列在一圆周上的钢球8组成的钢球内齿轮与摆线轮26一侧开有摆线圆弧齿面25的外齿轮形成内啮合传动，钢球8用钢球固定折边24压住。

本实用新型的摆线钢球传动原理与摆线针轮行星传动原理类似，只是由于钢球是球体，在垂直于轴线的不同截面内，钢球截面是一个变直径的圆，根据等距共轭曲面原理，各个截面内，钢球齿轮与摆线轮均符合齿轮啮合基本定理。

本实用新型的工作原理如下：以图1为例，当输入轴1作回转运动时，与输入轴1相连的偏心轴17同步回转，通过偏心轴轴承7使摆线轮6的中心作以偏心量a为半径的圆周运动，由十字滑板5、钢球4、4’组成的防自转机构限制了摆线轮绕自身轴线只作平动而不作回转运动，通过摆线齿轮与钢球轮的内啮合，推动钢球轮20绕输出轴15作反向回转运动。

当摆线轮作平动时，其传动比为：i=ω₁/ω₂=-(Z-1)当钢球轮作平动时，其传动比为：i=ω₁/ω₂=+Z

Claims

1．一种摆线钢球减速器，其特征是：它包括装在端盖[2]与机壳[12]内的一段输入轴[1]上的偏心轴[17]，偏心轴[17]上装有偏心轴平衡块[16]，偏心轴[17]外装有摆线轮[6]，摆线轮[6]一侧与端盖[2]内侧面间用防自转机构连接，有与输出轴[15]连成一体的钢球轮[20]，机壳[12]一端与输出轴[15]的大端之间装有预紧螺母[13]，摆线轮[6]另一侧开有摆线圆弧齿面[18]的外齿轮与钢球轮[20]一侧密集排列在一圆周上的钢球[8]组成的钢球内齿轮形成内啮合传动。

2．根据权利要求1所述的摆线钢球减速器，其特征是：所述的防自转机构是十字滑板机构，它包括十字滑板[5]的一侧面上平行的开有一组可放钢球[4]的一组长槽[21]，在十字滑板[5]的另一侧面开有与长槽[21]相垂直的另一组长槽[22]，端盖[2]内侧面上开有与十字滑板[5]一侧面形状、位置、方向完全相同的长槽，摆线轮[6]一侧面上开有与十字滑板[5]另一侧面形状、位置、方向完全相同的长槽，端盖[2]、十字滑板[5]和摆线轮[6]之间形成十字滑板连接。

3．根据权利要求1所述的摆线钢球减速器，其特征是：钢球内齿轮的齿轮采用直径为d的标准钢球密集排列在直径为D的分度圆圆周上，钢球的数目Z与钢球齿轮分度圆直径D的关系为D=d/Sin(π/Z)。

4．根据权利要求1所述的摆线钢球减速器，其特征是：摆线圆弧齿面[18]为短幅摆线圆弧齿面。

5．根据权利要求1所述的摆线钢球减速器，其特征是：摆线外齿轮的齿数比钢球内齿轮的齿数少一齿。