中空型内摆线行星减速器转让专利
申请号 : CN201710935204.8
文献号 : CN107654586B
文献日 : 2019-10-08
发明人 : 何凯 , 王钰堃 , 毛贺 , 柳冠伊 , 俞灏
申请人 : 深圳先进技术研究院
摘要 :
权利要求 :
1.一种中空型内摆线行星减速器,其特征在于,包括:
保持架(10);
多个曲柄轴(20),多个所述曲柄轴(20)可转动地安装在所述保持架(10)上,各个所述曲柄轴(20)上设有输入轴端(21)和偏心轴段(22);
输入部(30),所述输入部(30)上的轮齿与所述输入轴端(21)上的轮齿相啮合,所述输入轴端(21)的轮齿数大于所述输入部(30)的轮齿数,所述输入部(30)设有第一贯穿中心孔(31);
摆线轮(40),所述摆线轮(40)上设有中心通孔(401)和多个装配通孔(402),多个所述曲柄轴(20)一一对应地穿过所述装配通孔(402),且所述偏心轴段(22)装配于所述装配通孔(402)处,所述中心通孔(401)的孔壁上设有内摆线轮齿(41);
输出部(50),所述输出部(50)可转动地安装于所述保持架(10)上,所述输出部(50)上设有外摆线轮齿(51)和第二贯穿中心孔(52),所述输出部(50)穿过所述摆线轮(40)的中心通孔(401),且所述外摆线轮齿(51)与所述内摆线轮齿(41)相啮合,并且所述第一贯穿中心孔(31)的中心轴线与所述第二贯穿中心孔(52)的中心轴线为同轴设置;
所述输出部(50)的端部上设有装配端槽,所述输入部(30)的端部插入所述装配端槽内,且所述装配端槽的槽周壁与所述输入部的端部外壁之间设有第一装配轴承(61),所述中空型内摆线行星减速器还包括密封挡板(70),所述密封挡板(70)设置于所述第二贯穿中心孔(52)内,且所述第一装配轴承(61)位于所述输入部(30)与所述密封挡板(70)之间。
2.如权利要求1所述的中空型内摆线行星减速器,其特征在于,所述输出部(50)与所述保持架(10)之间设有密封配件,所述保持架(10)的外侧壁上设有用于安装O型密封圈的密封圈安装槽(82)。
3.如权利要求2所述的中空型内摆线行星减速器,其特征在于,所述输出部(50)上设有用于流通润滑油液的润滑流道,且所述润滑流道的输入口与输出口设置管螺纹密封螺钉孔,通过管螺纹密封螺钉密封设置于所述管螺纹密封螺钉孔内以实现密封。
4.如权利要求1所述的中空型内摆线行星减速器,其特征在于,所述外摆线轮齿(51)为圆柱针齿,所述输出部(50)的外壁上设有针齿安装槽,所述圆柱针齿放置于所述针齿安装槽内,所述圆柱针齿突出于所述针齿安装槽的部分形成与所述内摆线轮齿(41)相啮合的啮合部分。
5.如权利要求1所述的中空型内摆线行星减速器,其特征在于,所述外摆线轮齿(51)为所述输出部(50)的外壁上的凸起结构,所述凸起结构与所述输出部(50)一体成型。
6.如权利要求4或5所述的中空型内摆线行星减速器,其特征在于,各个所述曲柄轴(20)上设有两个所述偏心轴段(22),两个所述偏心轴段(22)之间相对于所述曲柄轴(20)的中心轴线的偏心方向呈180°。
7.如权利要求6所述的中空型内摆线行星减速器,其特征在于,多个所述曲柄轴(20)的数量为两个,两个所述曲柄轴(20)相对于所述摆线轮(40)的中心轴线对称设置。
8.如权利要求3所述的中空型内摆线行星减速器,其特征在于,所述保持架(10)包括第一保持架(11)和第二保持架(12),所述第一保持架(11)和所述第二保持架(12)密封连接形成装配空间,所述曲柄轴(20)的偏心轴段(22)、所述摆线轮(40)、所述输出部(50)三者之间装配连接于所述装配空间内。
9.如权利要求8所述的中空型内摆线行星减速器,其特征在于,所述第一保持架(11)与所述输出部(50)之间设有第一密封配件(811),所述第二保持架(12)与所述输出部(50)之间设有第二密封配件(812),所述曲柄轴(20)的偏心轴段(22)、所述摆线轮(40)、所述输出部(50)三者之间装配连接部分位于所述第一密封配件(811)、所述第二密封配件(812)和所述保持架(10)之间。
说明书 :
中空型内摆线行星减速器
技术领域
背景技术
发明内容
轴端和偏心轴段;输入部,输入部上的轮齿与输入轴端上的轮齿相啮合,输入部设有第一贯
穿中心孔;摆线轮,摆线轮上设有中心通孔和多个装配通孔,多个曲柄轴一一对应地穿过装
配通孔,且偏心轴段装配于装配通孔处,中心通孔的孔壁上设有内摆线轮齿;输出部,输出
部可转动地安装于保持架上,输出部上设有外摆线轮齿和第二贯穿中心孔,输出部穿过摆
线轮的中心通孔,且外摆线轮齿与内摆线轮齿相啮合,并且第一贯穿中心孔的中心轴线与
第二贯穿中心孔的中心轴线为同轴设置。
括密封挡板,密封挡板设置于第二贯穿中心孔内,且第一装配轴承位于输入部与密封挡板
之间。
现密封。
密封配件、第二密封配件和保持架之间。
输出部的中心位置可以用来制成中空结构,即第二贯穿中心孔。这种中空结构利用摆线轮
的内摆线轮齿与输出部的外摆线轮齿之间啮合的结构优势,能够充分利用空间而不增加减
速器整体结构的复杂性。并且该中空型内摆线行星减速器可以实现非常紧凑的结构,减小
轴向尺寸,这对提高曲柄轴等零件的刚度和减速器的整体结构刚度具有重要意义。此外,该
中空型内摆线行星减速器的创新结构可以充分利用结构优势,实现较大的中空比例,中空
传输效果更好。
附图说明
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性的前提下,还可以根据这些
附图获得其他的附图。
具体实施方式
用以解释本发明,并不用于限定本发明。
设有输入轴端21和偏心轴段22,输入部30上的轮齿与输入轴端21上的轮齿相啮合,输入部
30上设有沿输入部30的中心轴线方向贯通的第一贯穿中心孔31,摆线轮40上设有中心通孔
401和多个装配通孔402,多个曲柄轴20一一对应地穿过装配通孔402,且偏心轴段22装配于
装配通孔402处,中心通孔401的孔壁上设有内摆线轮齿41,输出部50可转动地安装于保持
架10上,输出部50上设有外摆线轮齿51和第二贯穿中心孔52,其中,第二贯穿中心孔52沿着
输出部50的中心轴线方向贯通设置,输出部50穿过摆线轮40的中心通孔401,且外摆线轮齿
51与内摆线轮齿41相啮合,并且第一贯穿中心孔31的中心轴线与第二贯穿中心孔52的中心
轴线为同轴设置(第一贯穿中心孔31的中心轴线即为输入部30的中心轴线,第二贯穿中心
孔52的中心轴线即为输出部50的中心轴线)。
大于输入部30的轮齿数,即输入部30与曲柄轴20之间的传动比小于1,从而实现第一级减速
传动,曲柄轴20绕自身轴线转动,使得曲柄轴20上的偏心轴段22转动带动摆线轮40绕输出
部50的中心轴线进行公转,在摆线轮40进行公转的过程中,摆线轮40上的内摆线轮齿41与
输出部50上的外摆线轮齿51实现啮合,在内摆线轮齿41与外摆线轮齿51之间的相互作用力
的作用下,摆线轮40绕自身轴线进行与公转方向相反的自转运动,并且输出部50也同时绕
自身轴线进行与摆线轮40自转方向相反的自转转动(此时保持架10为固定设置,输出部50
作为动力输出动力部件,以下均以保持架10作为固定设置的支撑件为了进行说明),这样,
通过摆线轮40对输出部50的传动过程实现了第二级减速传动。并且,由于输入部30与输出
部50上分别对应地开有第一贯穿中心孔31、第二贯穿中心孔52,从而能够在第一贯穿中心
孔31和第二贯穿中心孔52中穿插布设控制线路或者液压油控制管线等等,便于使用该行星
减速器的机械设备或机器人的布线设计,有利于优化设计机械设备或者机器人整体结构,
进一步实现机械设备或者机器人的小型化设计。通过设计摆线轮40的内摆线轮齿41与输出
部50的外摆线轮齿51之间的啮合装配,使得摆线轮40的结构设计实现小型化,并且通过在
输入部30、输出部50设置第一贯穿中心孔31、第二贯穿中心孔52,使得相关线路布设或者液
压油控制管线的布设进一步实现优化,从而有利于减速器整体结构的小型化布局,并且通
过总共两级减速传动设计,进一步降低输入部30与输出部50之间的传动比,实现输入转速
与输出转速的差值较大的减速传动,并且该内摆线行星减速器相对于现有技术的摆线型行
星减速器而言,其内部设计结构得到简化,并且降低了加工工艺的困难程度。
线轮齿51的啮合部分。在内摆线行星减速器工作的过程中,摆线轮40随着曲柄轴20的偏心
轴段22转动而绕摆线轮40的中心轴线进行公转,在工装的同时,摆线轮40的内摆线轮齿41
与外摆线轮齿51之间会产生相互作用力,此时,摆线轮40在相互作用力的作用下进行自转
运动,而配合摆线轮40的自转运动过程中,输出部50也在相互作用力的作用下绕自身轴线
进行自转运动而将输入部30输入的动力经减速升矩后继续传递。由于输出部50上的外摆线
轮齿51是安装于针齿安装槽内的圆柱针齿,该圆柱针齿在于摆线轮40的内摆线轮齿41相互
作用的过程中,圆柱针齿也会在安装凹槽内滚动,也即在内摆线行星减速器工作的过程中,
圆柱针齿与针齿安装槽的槽壁产生滑动摩擦,而同时外摆线轮齿51与内摆线轮齿41之间在
啮合过程中也存在相对滑动摩擦,从而造成了动力传递过程中的损耗。
线形轮齿,每个凸起的轮齿的横截面轮廓的形状为一个半圆形状,相邻两个轮齿之间的距
离为一个轮齿的宽度),凸起结构与输出部50一体成型。此时,外摆线轮齿51与输出部50之
间不再产生任何的相对运动摩擦,与上述的外摆线轮齿51是安装在针齿安装槽内的圆柱针
齿的设计形式相比,在一体成型设计外摆线轮齿51与输出部50的设计形式中,摆线轮40与
输出部50之间仅仅存在内摆线轮齿41与外摆线轮齿51相啮合过程中产生的滑动摩擦损耗,
减少了圆柱针齿在针齿安装槽内的滑动摩擦损耗,因此进一步提高动力传递的效率。
20上,两个偏心轴段22之间相对于曲柄轴20的中心轴线的偏心方向呈180°,如图4所示。相
应地,配合安装在偏心轴段22上的摆线轮40的数量为两个,在摆线轮40公转、自转的过程
中,由于各个曲柄轴20上的两个偏心轴段22的偏心方向之间呈180°,则两个摆线轮40公转
时是时刻处于相对于输出部50的中心轴线呈180°偏摆,这样就能够使输出部50的外摆线轮
齿51所受到的来自内摆线轮齿41的作用力相互平衡,就能够保持输出部50输出动力的稳定
性。具体地,在本实施例中,多个曲柄轴20的数量为两个,两个曲柄轴20相对于摆线轮40的
中心轴线对称设置。
行星减速器的密封设计结构,因此,输出部50与保持架10之间设有密封配件,保持架10的外
侧壁上设有用于安装O型密封圈的密封圈安装槽82,在将该内摆线行星减速器安装至相应
的机械工装系统或机器人手臂中进行减速传动,此时通过在密封圈安装槽82中安装O型密
封圈与机械工装系统的外部安装壳体或机器人手臂的外部安装壳体形成密封装配,从而对
该内摆线行星减速器在输入端方向上的密封设置。在使得保持架10的外侧壁通过O型密封
圈与外部安装壳体之间形成密封装配的同时,为了能够使输出部50获得更加稳定的支撑,
在转动输出的过程中始终保持稳定,因此,输出部50的端部上设有装配端槽,输入部30的端
部插入装配端槽内,且装配端槽的槽周壁与输入部30的端部外壁之间设有第一装配轴承
61,并且中空型内摆线行星减速器还包括密封挡板70,密封挡板70设置于第二贯穿中心孔
52内,且第一装配轴承61位于输入部30与密封挡板70之间。通过密封挡板70的阻挡,则可以
阻挡润滑物质(例如润滑有或润滑脂)从第二贯穿中心孔52进行泄漏,并且装配完成的密封
挡板70与O型密封圈形成配合,从而在装配过程即可完成对输入端侧的密封操作,在使用过
程中,只需对输出侧进行密封操作即可对整个中空型内摆线行星减速器实现有效的密封操
作。因此,输出部50上设有用于流通润滑油液的润滑流道,且润滑流道的输入口与输出口设
置管螺纹密封螺钉孔,通过管螺纹密封螺钉(未图示)密封设置于管螺纹密封螺钉孔内以实
现密封。进一步地,保持架10包括第一保持架11和第二保持架12,第一保持架11和第二保持
架12密封连接形成装配空间,曲柄轴20的偏心轴段22、摆线轮40、输出部50三者之间装配连
接于装配空间内,并且,第一保持架11与输出部50之间设有第一密封配件811,第二保持架
12与输出部50之间设有第二密封配件812,曲柄轴20的偏心轴段22、摆线轮40、输出部50三
者之间装配连接部分位于第一密封配件811、第二密封配件812和保持架10之间。因此,对于
单个内摆线行星减速器而言,利用管螺纹密封螺钉、第一密封配件811和第二密封配件812
形成了对内摆线行星减速器从输出端单侧进行密封装配操作,本实施的内摆线行星减速器
相对于现有技术中单个外摆线形式的行星减速器必须从输入端和输出端两个方向进行密
封装配操作而言,该内摆线行星减速器简化了单个减速器的密封装配操作的形式,从而简
便了工作人员对内摆线行星减速器的装配工作,即第二保持架12与输出部50通过第三装配
轴承63联接传动,并且通过第二密封配件812、曲柄轴20和摆线轮40位于输出部50和第二保
持架12内侧,实现输出侧方向单侧密封。该中空型内摆线行星减速器可以实现输出侧进行
单侧密封,不需要在输出侧外部增加密封结构件(在输入侧增加了O型密封圈与外部安装壳
体之间进行密封),从而输出结构可以更加多样,应用将更加广泛。
持架11上,另外,输出部50与第二保持架12之间设有第三装配轴承63,这样输出部50通过第
一装配轴承61、第二装配轴承62和第三装配轴承63三者之间的配合支撑,使得输出部50在
转动运动传递输出动力的过程中能够始终保持稳定,并确保了该内摆线行星减速器整体的
同轴度和刚度。本实施例的两个曲柄轴20中,第一个曲柄轴20通过第四装配轴承64和第五
装配轴承65安装在保持架10上,第二个曲柄轴20通过第六装配轴承66和第七装配轴承67安
装在保持架10上。
当然,偏心轴段22的轴壁与摆线轮40的装配通孔402的孔壁之间也可以采用静压轴承进行
相应润滑支撑,从而减少偏心轴段22的轴壁与装配通孔402的孔壁之间的磨损。
第一级减速;或者,如图3、图7和图8所示,在曲柄轴20的端部上装配行星齿轮90,行星齿轮
90与曲柄轴20的端部之间通过花键与相应的花键槽相配合,通过行星齿轮90上的轮齿与输
入部30的轮齿相啮合而实现第一级减速。
传动实现第一级减速,然后在通过摆线轮40的公转、自转带动保持架10转动并实现第二级
减速,此时保持架10作为动力输出部件,与利用输出部50作为动力输出部件相比,利用保持
架10作为动力输出部件时候的输出转动方向与输出部50的输出转动方向相反。
的内侧与内摆线轮齿41相啮合,并使得摆线轮40的内部结构得到简化,从而简化了内摆线
行星减速器的整体设计加工。
使得该内摆线行星减速器的结构更加紧凑。
且将输出部50放置于轴承孔外侧(沿轴线方向的外侧),输出部50与第二保持架12通过轴承
和油封联接,油封的密封实现有效的输出侧密封。
槽,通过与外部的输入结构的配合来实现密封。对于输出侧,在输出部50上设计了润滑流
道,通过润滑流道的油孔来实现对该内摆线行星减速器的润滑油注入和排出。并且通过管
螺纹密封螺钉密封。不需要外部结构就可以进行密封,使得输出结构更加多样性。
轮齿41结构没有复杂的内部结构,使得摆线轮更易于加工。