本實(shí)用新型涉及機(jī)器人領(lǐng)域,尤其是涉及一種減速箱。
背景技術(shù):
在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級和我國人口老齡化進(jìn)程日益加快的情況下,機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展迎來一個(gè)需求快速發(fā)展的階段,服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用范圍很廣,主要從事維護(hù)保養(yǎng)、修理、運(yùn)輸、清洗、保安、救援、監(jiān)護(hù)等工作。服務(wù)機(jī)器人是一種半自主或全自主工作的機(jī)器人,它能完成有益于人類健康的服務(wù)工作,但不包括從事生產(chǎn)的設(shè)備。作為服務(wù)機(jī)器人重要基礎(chǔ)部件的減速器,隨著服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)量的增多,其需求量也逐步增加。機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器控制著機(jī)器人力量輸出和操作精度,約占一臺機(jī)器人成本的36%。
機(jī)器人關(guān)節(jié)減速箱的技術(shù)要求很高,要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的精確運(yùn)動,機(jī)器人關(guān)節(jié)減速箱需要具有高承載能力、高精度、小體積和高可靠性。目前,市場上的機(jī)器人關(guān)節(jié)減速箱在較高的轉(zhuǎn)速和負(fù)載長時(shí)間工作下,齒輪間隙會明顯增大,無法保證轉(zhuǎn)動精度和穩(wěn)定性,齒輪間隙過大會造成齒輪的損壞,影響整個(gè)關(guān)節(jié)的使用壽命。
因此,提供一種可承受更大扭矩且在較高的轉(zhuǎn)速和負(fù)載長時(shí)間工作下不會明顯增大齒輪間隙的減速箱是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)難題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于提供一種減速箱,可承受更大扭矩且在較高的轉(zhuǎn)速和負(fù)載長時(shí)間工作下不會明顯增大齒輪間隙。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型提供以下技術(shù)方案:
一種減速箱,包括減速箱體、前端蓋、后端蓋、用于與發(fā)動機(jī)的輸出軸傳動連接的輸入齒輪、輸出軸、輸出齒輪、減速齒輪組,所述輸入齒輪位于所述減速箱體內(nèi)且樞裝于所述減速箱體,所述輸出軸樞裝于所述減速箱體,且所述輸出齒輪與所述輸出軸同軸固定,所述減速齒輪組包括兩排齒輪組,每一排齒輪組與所述輸入齒輪嚙合、且與所述輸出齒輪嚙合。
進(jìn)一步地,每一排所述齒輪組包括依次嚙合的多個(gè)齒輪,且沿動力傳遞方向,首端的齒輪與所述輸入齒輪嚙合,尾端的齒輪與所述輸出齒輪嚙合。
進(jìn)一步地,每一排所述齒輪組中,每一個(gè)所述齒輪包括同軸設(shè)置的第一齒盤和第二齒盤,且所述第一齒盤的直徑大于第二齒盤的直徑;沿動力傳遞方向:
首端的齒輪的第一齒盤與所述輸入齒輪嚙合;
尾端的齒輪的第二齒盤與所述輸出齒輪嚙合;
位于首端的齒輪和尾端的齒輪之間的齒輪中,每一個(gè)齒輪的第一齒盤用于與前一級齒輪的第二齒盤嚙合,且每一個(gè)齒輪的第二齒盤用于與后一級齒輪的第一齒盤嚙合。
進(jìn)一步地,所述減速齒輪組中各所述齒輪的模數(shù)相同。
進(jìn)一步地,所述減速齒輪組的材料為金屬或塑料。
進(jìn)一步地,所述前端蓋與所述后端蓋螺栓連接,或者所述前端蓋與所述后端蓋卡接。
進(jìn)一步地,所述前端蓋為金屬材料制備的前端蓋或塑料材料制備的前端蓋,所述后端蓋為金屬材料制備的后端蓋或塑料材料制備的后端蓋。
進(jìn)一步地,所述減速箱還包括發(fā)動機(jī)。
進(jìn)一步地,所述發(fā)動機(jī)為直流有刷電機(jī)或無刷電機(jī)。
進(jìn)一步地,所述輸出軸的一端通過第一軸承安裝在所述前端蓋上、且另一端通過第二軸承安裝在所述后端蓋上。
本實(shí)用新型提供的一種減速箱具有以下有益效果:
本實(shí)用新型提供的減速箱,與發(fā)動機(jī)的輸出軸傳動連接的輸入齒輪轉(zhuǎn)動,帶動與輸入齒輪嚙合的減速齒輪組轉(zhuǎn)動,減速齒輪組另一端與輸出齒輪嚙合,帶動輸出齒輪轉(zhuǎn)動,從而實(shí)現(xiàn)減速。減速齒輪組為雙排減速齒輪組,采用了兩組齒輪嚙合減速,兩組齒輪共同承受扭矩,比單組齒輪少承受一半的扭矩,即使在較高的轉(zhuǎn)速和負(fù)載長時(shí)間工作狀態(tài)下,齒輪間隙也不會明顯增大,從而保證了減速箱的轉(zhuǎn)動精度和穩(wěn)定性,降低了因齒輪間隙過大造成對齒輪的損壞,提高了整個(gè)減速箱的壽命。
附圖說明
為了更清楚地說明本實(shí)用新型具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種減速箱的爆炸圖;
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種減速箱中減速齒輪組的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記:
1-前端蓋; 2-后端蓋; 3-輸入齒輪;
4-輸出軸; 5-輸出齒輪; 6-減速齒輪組;
7-發(fā)動機(jī); 8-第一軸承; 9-第二軸承。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
在本實(shí)用新型的描述中,需要說明的是,術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對本實(shí)用新型的限制。此外,術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本實(shí)用新型的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機(jī)械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是,此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本實(shí)用新型,并不用于限制本實(shí)用新型。
請參考圖1和圖2,下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例作詳細(xì)說明。
如圖1和圖2所示,本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種減速箱,包括減速箱體、前端蓋1、后端蓋2、用于與發(fā)動機(jī)7的輸出軸傳動連接的輸入齒輪3、輸出軸4、輸出齒輪5、減速齒輪組6,輸入齒輪3位于減速箱體內(nèi)且樞裝于減速箱體,輸出軸4樞裝于減速箱體,且輸出齒輪5與輸出軸4同軸固定,減速齒輪組6包括兩排齒輪組,每一排齒輪組與輸入齒輪3嚙合、且與輸出齒輪5嚙合。
本實(shí)用新型實(shí)施例提供的減速箱為閉式齒輪傳動。閉式傳動中齒輪、軸和軸承等都裝在封閉箱體內(nèi),潤滑條件良好,灰沙不易進(jìn)入,且安裝精確。閉式齒輪傳動是把傳動密封在剛性的箱殼內(nèi),并保證良好的潤滑,較多采用,尤其是速度較高的齒輪傳動,必須采用閉式傳動。
需要說明的是,減速箱工作時(shí),與發(fā)動機(jī)7的輸出軸傳動連接的輸入齒輪3轉(zhuǎn)動,帶動與輸入齒輪3嚙合的減速齒輪組6轉(zhuǎn)動,減速齒輪組6另一端與輸出齒輪5嚙合,帶動輸出齒輪5轉(zhuǎn)動,從而實(shí)現(xiàn)減速。減速齒輪組6為雙排減速齒輪組,采用了兩組齒輪嚙合減速,兩組齒輪共同承受扭矩,比單組齒輪少承受一半的扭矩,即使在較高的轉(zhuǎn)速和負(fù)載長時(shí)間工作狀態(tài)下,齒輪間隙也不會明顯增大,從而保證了減速箱的轉(zhuǎn)動精度和穩(wěn)定性,降低了因齒輪間隙過大造成對齒輪的損壞,提高了整個(gè)減速箱的壽命。
進(jìn)一步地,每一排齒輪組包括依次嚙合的多個(gè)齒輪,且沿動力傳遞方向,首端的齒輪與輸入齒輪嚙合,尾端的齒輪與輸出齒輪嚙合。
齒輪是輪緣上有齒能連續(xù)嚙合傳遞運(yùn)動和動力的機(jī)械元件。齒輪傳動是機(jī)械傳動中應(yīng)用最廣的一種傳動形式。它的傳動比較準(zhǔn)確、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、壽命長。齒輪組主要是用來傳遞扭矩、改變速度和改變扭矩方向。齒輪減速箱是原動機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動裝置,用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩,以滿足工作需要,在某些場合也用來增速,稱為增速箱。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的減速箱中減速齒輪組為兩排齒輪組,每一排齒輪組均包括依次嚙合的多個(gè)齒輪,且沿動力傳遞方向,每一排齒輪組首端的齒輪均與輸入齒輪嚙合,每一排齒輪組尾端的齒輪均與輸出齒輪嚙合。
進(jìn)一步地,每一排齒輪組中,每一個(gè)齒輪包括同軸設(shè)置的第一齒盤和第二齒盤,且第一齒盤的直徑大于第二齒盤的直徑;沿動力傳遞方向:
首端的齒輪的第一齒盤與輸入齒輪嚙合;
尾端的齒輪的第二齒盤與輸出齒輪嚙合;
位于首端的齒輪和尾端的齒輪之間的齒輪中,每一個(gè)齒輪的第一齒盤用于與前一級齒輪的第二齒盤嚙合,且每一個(gè)齒輪的第二齒盤用于與后一級齒輪的第一齒盤嚙合。
需要說明的是,本實(shí)用新型實(shí)施例提供的減速箱中減速齒輪組后一級齒輪的尺寸可以與前一級齒輪的尺寸相同,也可以比前一級齒輪的尺寸大。
減速齒輪組后一級齒輪的尺寸比前一級齒輪的尺寸大,減速箱可以承受更大的扭矩,并且減速箱中的齒輪也不容易損壞,提高了減速箱的使用壽命,且在一定范圍內(nèi)提高了整個(gè)機(jī)器人運(yùn)動關(guān)節(jié)的使用壽命。
進(jìn)一步地,減速齒輪組6中各齒輪的模數(shù)相同。
模數(shù)是決定齒輪尺寸的一個(gè)基本參數(shù),模數(shù)作為齒輪的關(guān)鍵參數(shù),對齒輪的承載能力和傳動性能具有重要的作用。齒輪能夠正確嚙合的條件實(shí)質(zhì)是兩個(gè)齒輪的基圓齒距必須相等,但是為了簡化齒輪加工刀具(數(shù)量、種類),特意人為規(guī)定了模數(shù)和壓力角為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。所以一對齒輪能夠正確的嚙合的條件是二者必須模數(shù)相等、壓力角相等。
齒輪在工作時(shí)產(chǎn)生的噪聲與振動,是兩個(gè)相當(dāng)有害的殘余能量,嚴(yán)重影響了齒輪的正常使用。人們一直認(rèn)為:模數(shù)若大,則能使齒輪強(qiáng)度高,剛性好,變形小,減小了瞬時(shí)速度變化,能減小齒輪噪聲。這是由于轉(zhuǎn)速相同時(shí),單位時(shí)間輪齒接觸的沖擊次數(shù)減少的緣故。但聲學(xué)原理表明:一般來說,噪聲的大小不決定于振源的能量,而決定于噪聲的輻射面積。在齒數(shù)一定的條件下,模數(shù)加大后,齒輪圓盤面積勢必就加大,發(fā)射聲音的能力就強(qiáng)。因此,在齒數(shù)一定的條件下,模數(shù)小,能減小齒輪輻射噪聲的面積,對減噪有利。
其次,在高精度的齒輪中,模數(shù)越大,噪聲越小,但應(yīng)注意的是,在低精度或載荷較大時(shí),由于輪齒變形使有效誤差增大,模數(shù)增大時(shí),噪聲隨之增大。這是因?yàn)槟?shù)大的齒輪,嚙合開始時(shí)從動齒輪齒頂?shù)募饨?,沖擊主動齒輪齒根的緣故。
一般選齒輪,首先根據(jù)傳遞力的大小選擇齒輪的模數(shù),能滿足要求后在加一點(diǎn)就可。然后根據(jù)傳動速比的需要選擇齒數(shù)。一般情況下,能滿足以上要求,模數(shù)盡可能小些,齒數(shù)盡可能少些。這樣設(shè)計(jì)出來的機(jī)械體積小,造價(jià)也少。
進(jìn)一步地,減速齒輪組6的材料為金屬或塑料。
優(yōu)選地,減速齒輪組6的材料可以為金屬:例如可以為鋼,也可以為鑄鐵,制造齒輪常用的鋼有調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼、滲碳淬火鋼和滲氮鋼。鑄鋼的強(qiáng)度比鍛鋼稍低,常用于尺寸較大的齒輪;灰鑄鐵的機(jī)械性能較差,可用于輕載的開式齒輪傳動中;球墨鑄鐵可部分地代替鋼制造齒輪;
優(yōu)選地,減速齒輪組6的材料可以為塑料:隨著科學(xué)的發(fā)展,齒輪已經(jīng)慢慢由金屬齒輪轉(zhuǎn)變?yōu)樗芰淆X輪。因?yàn)樗芰淆X輪更具有潤滑性和耐磨性,可以減小噪音,降低成本,降低摩擦。
常用的塑料齒輪材料有:聚氯乙烯(PVC,Polyvinyl chloride),聚甲醛(POM,polyformaldehyde),聚四氟乙烯(PTFE,Polytetrafluoroethylene),聚酰胺俗稱尼龍(Nylon)(PA,Polyamide),聚醚醚酮,(PEEK,polyetheretherketone)等。
塑料齒輪多用于輕載和要求噪聲低的地方,與其配對的齒輪一般用導(dǎo)熱性好的鋼齒輪。
本實(shí)施例中所提供的減速箱中齒輪的材料優(yōu)選為金屬。
進(jìn)一步地,前端蓋1與后端蓋2螺栓連接,或者前端蓋1與后端蓋2卡接。
具體的,前端蓋1與后端蓋2可以為螺栓連接。
需要說明的是,螺栓連接具有制造、使用都簡單,連接可靠、使用方便、通用性好、可裝拆而重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。
具體的,前端蓋1與后端蓋2可以為卡接。
需要說明的是,卡接的優(yōu)勢在于避免了螺紋連接、夾緊、粘貼等其他的連接方法,這些卡接結(jié)構(gòu)是采用模具成型的,不需要額外把它們連接起來。另外,如果設(shè)計(jì)得當(dāng),還可以達(dá)到重復(fù)安裝和拆卸而不損傷零件??ń咏Y(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)成一次性的和多次使用的。一次性的卡接是指零件安裝以后不需要再拆下來。多次使用的卡接結(jié)構(gòu)則多用在需要便于拆卸的場合。
進(jìn)一步地,前端蓋1為金屬材料制備的前端蓋1或塑料材料制備的前端蓋1,后端蓋2為金屬材料制備的后端蓋2或塑料材料制備的后端蓋2。
具體的,前端蓋1可以為金屬材料制備的前端蓋1,后端蓋2可以為金屬材料制備的后端蓋2。
具體的,前端蓋1可以為塑料材料制備的前端蓋1,后端蓋2可以為塑料材料制備的后端蓋2。
需要說明的是,金屬的端蓋有以下優(yōu)點(diǎn):金屬端蓋耐高溫性、耐腐蝕性好;金屬端蓋耐磨損好;金屬端蓋抗拉性能、耐彎折、抗側(cè)壓性強(qiáng)。
本實(shí)施例中所提供的減速箱中前端蓋1和后端蓋2的材料優(yōu)選為金屬。
進(jìn)一步地,減速箱還包括發(fā)動機(jī)7。
需要說明的是,發(fā)動機(jī)7的輸出軸與減速箱的輸入齒輪3傳動連接,發(fā)動機(jī)帶動輸入齒輪3轉(zhuǎn)動。
進(jìn)一步地,發(fā)動機(jī)7為直流有刷電機(jī)或無刷電機(jī)。
具體的,發(fā)動機(jī)7可以為直流有刷電機(jī),也可以為直流無刷電機(jī)。需要說明的是,直流有刷電機(jī)和無刷電機(jī)的區(qū)別是是否配置有常用的電刷-換向器。直流有刷電機(jī)的換向一直是通過石墨電刷與安裝在轉(zhuǎn)子上的環(huán)形換向器相接觸來實(shí)現(xiàn)的。而直流無刷電機(jī)則通過霍爾傳感器把轉(zhuǎn)子位置反饋回控制電路,使其能夠獲知電機(jī)相位換向的準(zhǔn)確時(shí)間。大多數(shù)無刷電機(jī)生產(chǎn)商生產(chǎn)的電機(jī)都具有三個(gè)霍爾效應(yīng)定位傳感器。由于無刷電機(jī)沒有電刷,故也沒有相關(guān)接口,因此更干凈,噪聲更小,事實(shí)上無需維護(hù),壽命更長。
進(jìn)一步地,輸出軸4的一端通過第一軸承8安裝在前端蓋1上、且另一端通過第二軸承9安裝在后端蓋2上。
需要說明的是,輸出軸4用于傳遞轉(zhuǎn)速和扭矩,材料可以為金屬,也可以為塑料,優(yōu)選用金屬材質(zhì)。
綜上所述,本實(shí)用新型提供的減速箱,與發(fā)動機(jī)的輸出軸傳動連接的輸入齒輪轉(zhuǎn)動,帶動與輸入齒輪嚙合的減速齒輪組轉(zhuǎn)動,減速齒輪組另一端與輸出齒輪嚙合,帶動輸出齒輪轉(zhuǎn)動,從而實(shí)現(xiàn)減速。減速齒輪組為雙排減速齒輪組,采用了兩組齒輪嚙合減速,兩組齒輪共同承受扭矩,比單組齒輪少承受一半的扭矩,即使在較高的轉(zhuǎn)速和負(fù)載長時(shí)間工作狀態(tài)下,齒輪間隙也不會明顯增大,從而保證了減速箱的轉(zhuǎn)動精度和穩(wěn)定性,降低了因齒輪間隙過大造成對齒輪的損壞,提高了整個(gè)減速箱的壽命。
最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案,而非對其限制;盡管參照前述各實(shí)施例對實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。