一种锥形针齿精密摆线针轮减速器

专利主权项内容

1.一种锥形针齿精密摆线针轮减速器，其特征在于：包括有输入支撑端(1)、输入曲轴(2)、圆柱滚子轴承(3)、摆线齿轮(4)、壳体(5)、针齿(6)、圆盘传动件(8)、输出法兰(9)、圆柱交叉滚子(10)、轴承压盖(11)、曲轴支撑滚子轴承(12)、挡圈弹簧(20)；其中，输入曲轴(2)两端由曲轴支撑滚子轴承(12)分别支撑在输入支撑端(1)和输出法兰(9)上，两个圆柱滚子轴承(3)安装在输入曲轴(2)中间的偏心外圆上；两个摆线齿轮(4)分别套接于两个圆柱滚子轴承(3)的外侧，其外齿面与壳体(5)内的针齿(6)啮合，两个挡圈弹簧(20)分别位于两个针齿(6)的两端，挡圈弹簧上均布的弹簧数与针齿数相等，挡圈弹簧上的每个弹簧与相对应的针齿相啮合；两个摆线齿轮(4)的一端各有两个第一矩形凸台(401)，两个第一矩形凸台(401)与分别位于两个摆线齿轮(4)两侧的两个圆盘传动件(8)上的两个矩形孔相连，两个圆盘传动件(8)上的另外两个矩形孔分别与输出法兰的两个第二矩形凸台(901)以及输入支撑端(1)的两个第三矩形凸台(101)连接，输入支撑端(1)的外侧套接有输入支撑端滚子轴承(18)，壳体(5)套接于输入支撑端滚子轴承(18)外侧，圆柱交叉滚子(10)套接于输出法兰(9)上，与壳体(5)及轴承压盖(11)相连；圆盘传动件(8)的每个矩形孔都安装有若干个圆柱滚子(7)，其矩形孔与摆线齿轮(4)的第一矩形凸台(401)、输出法兰(9)的第二矩形凸台(901)以及输入支撑端(1)的第三矩形凸台(101)之间为滚动配合；摆线齿轮(4)的齿数是奇数，比设置于壳体(5)上的针齿(6)的齿数少一个，使得摆线齿轮(4)和壳体(5)、针齿(6)做少一齿差的行星减速运动；两个摆线齿轮(4)、两个圆盘传动件(8)、圆柱滚子(7)、输入支撑端(1)上的第三矩形凸台(101)、输出法兰(9)上的第二矩形凸台(901)构成两组完全对称的结构，将两个摆线齿轮(4)的行星运动平稳地转化为圆周运动；圆盘传动件(8)对称设置有四个矩形孔，其中，和第一矩形凸台相连的两个矩形孔对称设置，和第二矩形凸台、第三矩形凸台相连的另外两个矩形孔对称设置；其中：和第一矩形凸台相连的两个矩形孔距离轴心的第一距离与和第二矩形凸台、第三矩形凸台相连的另外两个矩形孔距离轴心的第二距离不同；所述第一距离小于第二距离，其中：((第二距离-第一距离)/第一距离)<锁紧阈值；所述锁紧阈值等于5％～15％；两个挡圈弹簧(20)相对设置，两个挡圈弹簧(20)分别位于两个针齿(6)的大端，挡圈弹簧均布的针齿弹簧(2001)分别与针齿的大端配合；所述针齿(6)为去除锥顶的圆台形；圆盘传动件(8)的每个矩形孔都安装有若干个圆柱滚子(7)，其矩形孔与摆线齿轮(4)的第一矩形凸台(401)、输出法兰(9)的第二矩形凸台(901)以及输入支撑端(1)的第三矩形凸台(101)之间为滚动配合；针齿的大端直径为φ1，针齿的锥度角为2度，满足自锁条件：
μ为针齿槽与针齿相接触表面的摩擦系数；所述的针齿大端直径为用φ1表示，针齿弹簧(2001)的直径为用φ2表示，其中，φ1>φ2，从而保证针齿弹簧(2001)仅与针齿(6)的大端底面接触，并可以进入壳体(5)的针齿槽中；所述的壳体锥形尺槽中心线与水平线夹角为2度，壳体锥形尺槽母线与水平线夹角为4度，保证针齿的母线与摆线轮的轮廓线的线性接触；所述两个摆线轮的中心孔分别套装在圆柱滚子轴承外侧，其外齿面分别与套在壳体内的一组环形排列的针齿啮合，针齿的锥度角为2度，可实现自锁，针齿槽圆柱面的倾斜角为4度，是针齿锥度角的2倍；所述的挡圈弹簧(20)内径为用φ3表示，圆盘传动件(8)的直径为用φ4表示，满足：φ4＞φ3+2e，e为输入曲轴偏心距；以保证了圆盘传动件(8)在传动中位于挡圈弹簧(20)的内孔内侧；在装配时，4个棱形凸台穿过摆线齿轮(4)上对应设置的棱形孔，锁紧螺栓(15)穿过棱形凸台上的孔；4个棱形凸台穿过摆线齿轮(4)的棱形孔，锁紧螺栓(15)穿过棱形凸台上的孔；输入曲轴(2)的中心孔和孔上的键槽，中心孔通过键与电机轴完成动力输入；通过与输出法兰(9)上的法兰孔连接完成动力输出；两个骨架油封(19)分别套在输入曲轴(2)的两端，和两个曲轴支撑滚子轴承(12)分别装配在输入支撑端(1)和输出法兰(9)上；所述的针齿槽圆柱面的倾斜角度等于针齿的锥度，与针齿槽轴线垂直的平面截针齿槽任一位置所得圆弧的直径与对应针齿端直径相等；所述的轴承压盖(11)上安装有旋转骨架油封(14)；两个摆线齿轮(4)、两个圆盘传动件(8)、圆柱滚子(7)、输入支撑端(1)上的第三矩形凸台(101)、输出法兰(9)上的第二矩形凸台(901)构成两组完全对称的结构，将两个摆线齿轮(4)的行星运动平稳地转化为圆周运动；输入支撑端(1)的外侧套接有输入支撑端滚子轴承(18)，壳体(5)套接于输入支撑端滚子轴承(18)外侧，输出法兰(9)的外侧套接圆柱交叉滚子(10)，圆柱交叉滚子(10)的外侧套接于轴承压盖(11)，并和壳体(5)相连接，构成一个内置的圆柱交叉滚子轴承；由于轴承直接作用在输出法兰(9)的外圆上，使得输出法兰(9)获得最强的轴向和径向载荷，并且获得更大的抗倾覆力；所有零件之间都有圆柱、圆台滚子相隔，使之成为一个径向、轴向输出轴承的结构，自身成为一个组合轴承，并且减速机构的高速元件由减速器内部的滚柱轴承直接支撑，允许输入轴承上承受来自齿轮组的径向负载，在减速机和驱动元件之间不需要额外的轴承来进行支撑；工作过程中，电机轴通过键槽带动输入曲轴(2)旋转，也可以通过齿轮或齿形带将电机的转动传递给输入曲轴(2)，输入曲轴(2)的两端由两个曲轴支撑滚子轴承(12)分别支撑在输入支撑端(1)和输出法兰(9)上；输入曲轴(2)转动后，安装于输入曲轴(2)的偏心圆上的圆柱滚子轴承(3)推动摆线齿轮(4)，使之和安装于壳体(5)内的锥形针齿(6)啮合运动，做少齿差运动形成减速；其中一个摆线齿轮(4)上的两个第一矩形凸台(401)通过圆柱滚子(7)拨动圆盘传动件(8)，将转动传递到输出法兰(9)的第二矩形凸台(901)，使输出法兰(9)产生转动，输出法兰(9)和圆柱交叉滚子(10)、轴承压盖(11)以及壳体(5)形成一个内置的圆柱交叉滚子轴承，起着对输出法兰(9)的轴向和径向支撑作用；另一个摆线齿轮(4)上的两个第一矩形凸台(401)通过圆柱滚子(7)拨动另一个圆盘传动件(8)，将转动传递到输入支撑端(1)的第三矩形凸台(101)，使输入支撑端(1)产生转动，输入支撑端(1)和输出法兰(9)由锁紧螺栓(15)和螺母连接成整体，平衡且增大了输出力矩，输入支撑端(1)通过输入支撑端滚子轴承(18)支撑在壳体(5)上，旋转骨架油封(14)则安装在轴承压盖(11)上对输出法兰(9)起到密封作用。