專利名稱：濾波減速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種精密傳動的減速器，特別涉及一種濾波減速器。
背景技術(shù)：
隨著機器人、自動化、航空、航天、船舶、車輛、武器裝備等工程領(lǐng)域事業(yè)的迅速發(fā) 展，對其傳動件及系統(tǒng)提出了高精度、高可靠、長壽命、大轉(zhuǎn)矩、低能耗、小體積、輕量化、免 維護等高性能需求。由于傳動件及系統(tǒng)的高性能關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)在很大程度上直接影響著重 要裝備的功能和壽命，因此探索高性能傳動件及系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計理論、方法和技術(shù)，對提高 我國機電裝備的可靠性、運動精度、延長使用壽命等綜合性能，具有非常重要的科學(xué)意義和 工程適用價值。 現(xiàn)有技術(shù)中，雖然諧波減速器、RV減速器等精密傳動件及系統(tǒng)在機器人、自動化、 航空、航天等工程領(lǐng)域重要裝備機電傳動系統(tǒng)中應(yīng)用較廣，但由于電機作為傳動系統(tǒng)的動 力源，產(chǎn)生的機械能處于高速小轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，通過減速器輸出時變?yōu)榈退俅筠D(zhuǎn)矩狀態(tài)，不可避 免導(dǎo)致傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生波動，各零部件自身的裝配和制造誤差，以及軸系的同軸度和 傳動嚙合誤差，傳動機構(gòu)中的部件磨損，特別是在極端工況與特殊環(huán)境的影響，所產(chǎn)生的較 大波動使傳動機構(gòu)運行狀態(tài)更加惡化，不可避免地增大了傳動機構(gòu)運行的振動噪聲，導(dǎo)致 產(chǎn)生"卡澀"甚至"卡死"等現(xiàn)象。如諧波傳動的單級傳動比范圍有限(通常< 360)，存在 彈性元件扭轉(zhuǎn)剛度低、轉(zhuǎn)矩小、可靠性差等缺點，易與太陽帆板等執(zhí)行系統(tǒng)產(chǎn)生非線性耦合 振動而出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象，發(fā)生"卡澀"甚至"卡死"等嚴(yán)重問題，使太陽帆板展開機構(gòu)等執(zhí)行系 統(tǒng)不能正常工作，造成衛(wèi)星失控甚至完全報廢。 因此，針對國內(nèi)外機器人、航空、航天、船舶、車輛等裝備機電傳動系統(tǒng)所存在的共 性和關(guān)鍵科技難題，通過研究揭示極端工況與特殊環(huán)境下機電裝備傳動件及系統(tǒng)動態(tài)服役 行為的科學(xué)問題，提出新型高可靠精密傳動件及系統(tǒng)的變形協(xié)調(diào)設(shè)計理論和方法，有效防 止極端工況與特殊環(huán)境的影響而產(chǎn)生非線性耦合振動，避免發(fā)生"卡澀"甚至"卡死"等嚴(yán) 重問題，確保傳動件在所設(shè)計的傳動精度和承載能力范圍內(nèi)，通過可控的彈性變形量過濾 掉電機高速小轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換為低速大轉(zhuǎn)矩、加工和安裝誤差等所產(chǎn)生的波動，提出了一種濾波 減速器，特別是一種涉及機器人、航空、航天、船舶、車輛等工程領(lǐng)域裝備的高可靠精密傳動 機構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的提供一種濾波減速器，能夠使用于機器人、航空、航天、船 舶、車輛等裝備并能解決機電傳動系統(tǒng)所存在的共性和關(guān)鍵難題，可有效防止極端工況與 特殊環(huán)境的影響而產(chǎn)生非線性耦合振動，避免發(fā)生"卡澀"甚至"卡死"等問題，保證傳動件 在所設(shè)計的傳動精度和承載能力范圍內(nèi)，控制電機高速小轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換為低速大轉(zhuǎn)矩、加工和 安裝誤差等所產(chǎn)生的波動。 本發(fā)明的濾波減速器，包括動力輸入偏心軸、分體式雙聯(lián)外齒輪、固定內(nèi)齒輪和動
3力輸出內(nèi)齒輪，所述分體式雙聯(lián)外齒輪轉(zhuǎn)動配合套在動力輸入偏心軸的偏心軸段；分體式 雙聯(lián)外齒輪為并列設(shè)置的外齒輪I和外齒輪II組成的分體式花鍵半軸雙聯(lián)齒輪，所述外齒 輪I和外齒輪II通過花鍵在圓周方向傳動配合，外齒輪I花鍵與外齒輪II的花鍵之間位 于鍵齒的兩側(cè)設(shè)置嚙合間隙，嚙合間隙內(nèi)緊密填充設(shè)置橡膠合金層；所述外齒輪I與固定 內(nèi)齒輪少齒差嚙合，外齒輪II與動力輸出內(nèi)齒輪少齒差嚙合。 進一步，所述外齒輪I和外齒輪II均為半軸齒輪，所述外齒輪II的半軸為形成轉(zhuǎn) 動配合套在偏心軸段上的外花鍵空心軸，外齒輪I的半軸形成內(nèi)花鍵軸套，所述軸套套在 空心軸與其通過花鍵傳動配合，使外齒輪I和外齒輪II組成分體式花鍵半軸雙聯(lián)齒輪，橡 膠合金層粘接在軸套的內(nèi)花鍵或空心軸外花鍵表面； 進一步，所述外齒輪I、外齒輪II、固定內(nèi)齒輪和動力輸出內(nèi)齒輪均為螺旋齒輪， 所述外齒輪I和外齒輪II的輪齒螺旋展開方向相反； 進一步，所述外齒輪I和外齒輪II的輪齒在外齒輪I和外齒輪II相互背離的方 向上螺旋展開方向與其自轉(zhuǎn)方向相反； 進一步，所述外齒輪I、外齒輪II、固定內(nèi)齒輪和動力輸出內(nèi)齒輪均為變齒厚齒輪， 所述外齒輪I和外齒輪II的輪齒的齒厚沿外齒輪I和外齒輪II相互背離的方向逐漸變?。?
進一步，所述外齒輪I和外齒輪II之間設(shè)置彈簧，所述彈簧套在內(nèi)花鍵軸套外圓， 一端頂在外齒輪I端面，另一端頂在外齒輪II端面； 進一步，所述固定內(nèi)齒輪外圓向內(nèi)側(cè)端部延伸形成軸承座，動力輸出內(nèi)齒輪外圓 與軸承座之間通過十字交叉軸承轉(zhuǎn)動配合； 進一步，所述偏心軸外圓與固定內(nèi)齒輪通過滾動軸承I轉(zhuǎn)動配合，動力輸出內(nèi)齒 輪內(nèi)側(cè)端面設(shè)置中心軸承座，所述中心軸承座通過滾動軸承II轉(zhuǎn)動配合設(shè)置在偏心軸內(nèi) 側(cè)端部外圓； 進一步，外齒輪I、外齒輪II、固定內(nèi)齒輪和動力輸出內(nèi)齒輪均為公稱直徑沿外齒 輪I和外齒輪II相互背離的方向逐漸變小錐齒輪； 進一步，所述橡膠合金層由以下重量份的材料混合硫化而成丁晴橡膠40 100、 氧化鋅3 8、硫磺1 3、促進劑1 3、防老劑1 3、脂肪酸1 3、半補強碳黑60 80 和填充劑20 60。 本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的濾波減速器，采用偏心減速機構(gòu)，首先濾去驅(qū)動電機 高速轉(zhuǎn)動的高頻波；同時采用由行星雙聯(lián)齒輪、固定內(nèi)齒輪與輸出內(nèi)齒輪組成的少齒差行 星傳動機構(gòu)，再次濾去雙聯(lián)齒輪的高頻公轉(zhuǎn)波，并輸出低頻轉(zhuǎn)動，雙聯(lián)齒輪采用在圓周方向 通過花鍵傳動配合的分體式雙聯(lián)齒輪，嚙合間隙內(nèi)填充橡膠合金層，可明顯增強雙聯(lián)齒輪 及整個傳動系統(tǒng)的承載能力和抗震能力，利于可以大大提高傳動的效率，通過可控的彈性 變形量過濾掉電機高速小轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換為低速大轉(zhuǎn)矩、加工和安裝誤差等所產(chǎn)生的波動，能夠 使用于機器人、航空、航天、船舶、車輛等裝備并能解決機電傳動系統(tǒng)所存在的共性和關(guān)鍵 難題，可有效防止極端工況與特殊環(huán)境的影響而產(chǎn)生非線性耦合振動，避免發(fā)生"卡澀"甚 至"卡死"等問題，保證傳動件在所設(shè)計的傳動精度和承載能力范圍內(nèi)。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。
4
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1沿A-A向示意圖。
具體實施例方式
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1沿A-A向示意圖，如圖所示本實施例的 濾波減速器，包括動力輸入偏心軸1、分體式雙聯(lián)外齒輪、固定內(nèi)齒輪8和動力輸出內(nèi)齒輪 4，所述分體式雙聯(lián)外齒輪轉(zhuǎn)動配合套在動力輸入偏心軸1的偏心軸段la，如圖所示，通過 滾動軸承11套在偏心軸段la ;分體式雙聯(lián)外齒輪包括并列設(shè)置的外齒輪19和外齒輪116， 所述外齒輪19和外齒輪116通過花鍵在圓周方向傳動配合，外齒輪19花鍵與外齒輪116 的花鍵之間位于鍵齒的兩側(cè)設(shè)置嚙合間隙，嚙合間隙內(nèi)緊密填充設(shè)置橡膠合金層10 ;外齒 輪19和外齒輪116的花鍵可采用端面花鍵，軸向花鍵，都能實現(xiàn)發(fā)明目的；所述外齒輪19 與固定內(nèi)齒輪8少齒差嚙合，外齒輪II 6與動力輸出內(nèi)齒輪4少齒差嚙合。
本實施例中，所述外齒輪19和外齒輪116均為半軸齒輪，所述外齒輪116的半軸 為形成轉(zhuǎn)動配合套在偏心軸段la上的外花鍵空心軸6a，外齒輪19的半軸形成內(nèi)花鍵軸套 9a，所述軸套9a套在空心軸6a與其通過花鍵傳動配合，使外齒輪19和外齒輪116組成分 體式花鍵半軸雙聯(lián)齒輪，橡膠合金層IO粘接在軸套的內(nèi)花鍵或空心軸外花鍵表面；本實施 例中，橡膠合金層粘接在空心軸外花鍵表面，利于裝配；通過空心軸和軸套的配合結(jié)構(gòu)，利 于保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并利于外齒輪II與外齒輪I保持足夠的軸向移動行程。
本實施例中，所述外齒輪19、外齒輪116、固定內(nèi)齒輪8和動力輸出內(nèi)齒輪4均為 螺旋齒輪，所述外齒輪19和外齒輪116的輪齒螺旋展開方向相反，當(dāng)然，由于與之相對應(yīng)配 合，固定內(nèi)齒輪8和動力輸出內(nèi)齒輪4輪齒的螺旋展開方向也相反，采用螺旋齒輪結(jié)構(gòu)，利 于消除嚙合間隙，進一步保證傳動嚙合副不會出現(xiàn)"卡澀"甚至"卡死"等問題，保證傳動的 平穩(wěn)性和高精度。 本實施例中，所述外齒輪19和外齒輪116輪齒在外齒輪19和外齒輪116相互背離 的方向上螺旋展開方向與其自轉(zhuǎn)方向相反，嚙合后，軸向分力會使外齒輪19和外齒輪I16 向相對的方向移動，使外齒輪I和外齒輪II相抵，利于消除嚙合間隙，保持高精度傳動；
本實施例中，所述外齒輪19和外齒輪116之間設(shè)置彈簧7，所述彈簧7套在內(nèi)花鍵 軸套9a外圓， 一端頂在外齒輪19端面，另一端頂在外齒輪116端面；彈簧7具有進一步過 濾和隔離振動的作用，進一步防止極端工況與特殊環(huán)境的影響而產(chǎn)生非線性耦合振動，同 時彈簧產(chǎn)生的軸向力驅(qū)動外齒輪I和外齒輪II被向移動，利于消除外齒輪I和外齒輪II 之間的嚙合間隙，利于消除傳動震動。 本實施例中，所述固定內(nèi)齒輪8外圓向內(nèi)側(cè)端部(與動力輸出內(nèi)齒輪相對的一側(cè)) 延伸形成軸承座，動力輸出內(nèi)齒輪4外圓與軸承座之間通過十字交叉軸承5轉(zhuǎn)動配合，利于 消除來自兩個方向軸向力對傳動機構(gòu)的干擾，保持機構(gòu)運轉(zhuǎn)穩(wěn)定。 本實施例中，所述偏心軸1外圓與固定內(nèi)齒輪8通過滾動軸承112轉(zhuǎn)動配合，動力 輸出內(nèi)齒輪4內(nèi)側(cè)端面(與固定內(nèi)齒輪8相對的一側(cè))設(shè)置中心軸承座，所述中心軸承座 通過滾動軸承112轉(zhuǎn)動配合設(shè)置在偏心軸1內(nèi)側(cè)端部外圓；結(jié)構(gòu)緊湊，并使動力輸出內(nèi)齒輪 4具有穩(wěn)定支撐，利于保持傳動的平穩(wěn)性；本實施例中，動力輸出內(nèi)齒輪4沿圓周方向還設(shè) 置用于連接其它設(shè)備輸出動力的連接孔3。
本實施例中，外齒輪19、外齒輪116、固定內(nèi)齒輪8和動力輸出內(nèi)齒輪4均為公稱直徑沿外齒輪19和外齒輪116相互背離的方向逐漸變小錐齒輪；通過彈簧的作用，可消除徑向間隙，避免出現(xiàn)傳動震動。 所述的橡膠合金層10為由以下重量份的材料混合硫化而成丁晴橡膠40 100、氧化鋅3 8、硫磺1 3、促進劑1 3、防老劑1 3、脂肪酸1 3、半補強碳黑60 80和填充劑20 60 ;所述促進劑為次磺酰胺類促進劑，防老劑為二丁基二硫代氨基甲酸鎳，脂肪酸為C16或C18飽和脂肪酸，填充劑為二硫化鉬、聚四氟乙烯、石墨、玻璃纖維或碳纖維；本實施例中橡膠合金層材料按重量份包括下列組分丁晴橡膠40，氧化鋅3，硫磺1，N-環(huán)己基-2-苯駢噻唑次磺酰胺l，二丁基二硫代氨基甲酸鎳1，C16飽和脂肪酸l，半補強碳黑60，二硫化鉬20。 本發(fā)明的另一種實施例與上述實施例的區(qū)別為所述外齒輪19、外齒輪116、固定內(nèi)齒輪8和動力輸出內(nèi)齒輪6均為變齒厚齒輪，所述外齒輪19和外齒輪116的輪齒的齒厚沿外齒輪19和外齒輪116相互背離的方向逐漸變小，為與外齒輪19和外齒輪116相配合，固定內(nèi)齒輪8和動力輸出內(nèi)齒輪4的齒厚變化與對應(yīng)的外齒輪相反，在彈簧7的作用下可充分消除嚙合側(cè)間隙；利于保持傳動的平穩(wěn)性。 最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
一種濾波減速器，其特征在于包括動力輸入偏心軸、分體式雙聯(lián)外齒輪、固定內(nèi)齒輪和動力輸出內(nèi)齒輪，所述分體式雙聯(lián)外齒輪轉(zhuǎn)動配合套在動力輸入偏心軸的偏心軸段；分體式雙聯(lián)外齒輪包括并列設(shè)置的外齒輪I和外齒輪II，所述外齒輪I和外齒輪II通過花鍵在圓周方向傳動配合，外齒輪I花鍵與外齒輪II的花鍵之間位于鍵齒的兩側(cè)設(shè)置嚙合間隙，嚙合間隙內(nèi)緊密填充設(shè)置橡膠合金層；所述外齒輪I與固定內(nèi)齒輪少齒差嚙合，外齒輪II與動力輸出內(nèi)齒輪少齒差嚙合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波減速器，其特征在于所述外齒輪I和外齒輪II均為半軸齒輪，所述外齒輪II的半軸為形成轉(zhuǎn)動配合套在偏心軸段上的外花鍵空心軸，外齒輪I的半軸形成內(nèi)花鍵軸套，所述軸套套在空心軸與其通過花鍵傳動配合，使外齒輪I和外齒輪II組成分體式花鍵半軸雙聯(lián)齒輪，橡膠合金層粘接在軸套的內(nèi)花鍵或空心軸外花鍵表面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的濾波減速器，其特征在于所述外齒輪1、外齒輪n、固定內(nèi)齒輪和動力輸出內(nèi)齒輪均為螺旋齒輪，所述外齒輪I和外齒輪II的輪齒螺旋展開方向相反。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的濾波減速器，其特征在于所述外齒輪I和外齒輪II的輪齒在外齒輪I和外齒輪II相互背離的方向上螺旋展開方向與其自轉(zhuǎn)方向相反。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的濾波減速器，其特征在于所述外齒輪1、外齒輪n、固定內(nèi)齒輪和動力輸出內(nèi)齒輪均為變齒厚齒輪，所述外齒輪I和外齒輪II的輪齒的齒厚沿外齒輪I和外齒輪II相互背離的方向逐漸變小。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的濾波減速器，其特征在于所述外齒輪I和外齒輪II之間設(shè)置彈簧，所述彈簧套在內(nèi)花鍵軸套外圓，一端頂在外齒輪I端面，另一端頂在外齒輪II端面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的濾波減速器，其特征在于所述固定內(nèi)齒輪外圓向內(nèi)側(cè)端部延伸形成軸承座，動力輸出內(nèi)齒輪外圓與軸承座之間通過十字交叉軸承轉(zhuǎn)動配合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的濾波減速器，其特征在于所述偏心軸外圓與固定內(nèi)齒輪通過滾動軸承I轉(zhuǎn)動配合，動力輸出內(nèi)齒輪內(nèi)側(cè)端面設(shè)置中心軸承座，所述中心軸承座通過滾動軸承II轉(zhuǎn)動配合設(shè)置在偏心軸內(nèi)側(cè)端部外圓。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的濾波減速器，其特征在于外齒輪I、外齒輪II、固定內(nèi)齒輪和動力輸出內(nèi)齒輪均為公稱直徑沿外齒輪I和外齒輪II相互背離的方向逐漸變小錐齒輪。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的濾波減速器，其特征在于所述橡膠合金層由以下重量份的材料混合硫化而成丁晴橡膠40 100、氧化鋅3 8、硫磺1 3、促進劑1 3、防老劑1 3、脂肪酸1 3、半補強碳黑60 80和填充劑20 60。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種濾波減速器，包括偏心軸、分體式花鍵半軸雙聯(lián)齒輪、固定齒輪、輸出齒輪和橡膠合金層；分體式花鍵半軸雙聯(lián)齒輪、固定齒輪、輸出齒輪均為螺旋錐型齒輪，有機嚙合為無側(cè)隙精密傳動副，可自適應(yīng)補償齒面磨損；在雙聯(lián)齒輪花鍵半軸上粘接的橡膠合金層，能確保傳動件在所設(shè)計的傳動精度和承載能力范圍內(nèi)，通過可控彈性變形量過濾掉電機高速小轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換為低速大轉(zhuǎn)矩、加工和安裝誤差等所產(chǎn)生的波動，有效防止極端工況與特殊環(huán)境影響而導(dǎo)致傳動系統(tǒng)產(chǎn)生非線性耦合振動，避免傳動件發(fā)生“卡澀”甚至“卡死”等問題；因此，具有高精度、高可靠、長壽命、大轉(zhuǎn)矩、低能耗、小體積等優(yōu)點，可廣泛適用于機器人、航天、船舶、車輛等工程領(lǐng)域裝備。
文檔編號F16H1/32GK101725673SQ201010104359
公開日2010年6月9日 申請日期2010年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日
發(fā)明者周廣武, 李俊陽, 王家序, 肖科 申請人:重慶大學(xué)