高重合度濾波減速器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高重合度濾波減速器，涉及減速器領(lǐng)域，提供一種可以在較低加工精度的情況下，獲得高的傳動精度的高重合度濾波減速器。高重合度濾波減速器包括固定模塊、偏心輸入軸、輸出模塊和中間模塊；偏心輸入軸包括輸入軸主體和偏心段；固定模塊與輸入軸主體同軸設(shè)置；輸出模塊與輸入軸主體同軸設(shè)置并可旋轉(zhuǎn)；中間模塊套裝于偏心段上并可旋轉(zhuǎn)；固定模塊和輸出模塊分別包括兩件旋向相反的內(nèi)斜齒輪且一齒輪的輪齒與另一齒輪的齒槽對正；中間模塊包括四件外斜齒輪，固定模塊和輸出模塊的齒輪分別與中間模塊的齒輪嚙合。本發(fā)明可用于機(jī)械的傳動系統(tǒng)中。
【專利說明】高重合度濾波減速器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種減速機(jī)，尤其涉及一種采用少齒差嚙合原理減速的高重合度濾波減速器。
【背景技術(shù)】
[0002]長期以來，雖然諧波減速器、RV減速器在先進(jìn)制造、航空航天、船舶海洋、武器裝備等工程領(lǐng)域高端裝備中應(yīng)用較廣，但由于諧波傳動的單級傳動比范圍有限(通常〈360)，通過柔輪傳遞轉(zhuǎn)矩，彈性元件扭轉(zhuǎn)剛度低、傳遞轉(zhuǎn)矩有限，而RV減速器傳動系統(tǒng)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量體積大等缺點(diǎn)。該類減速器容易與執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生非線性耦合振動而出現(xiàn)“卡澀”或“卡死”等現(xiàn)象，使系統(tǒng)不能正常工作甚至完全失效。因此探索高性能傳動件及傳動系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論、方法和技術(shù)，對提高我國機(jī)電裝備的可靠性、運(yùn)動精度，延長使用壽命等綜合性能，具有非常重要的科學(xué)意義和工程使用價值。
[0003]有鑒于此，本發(fā)明旨在探索一種高重合度濾波減速器，該減速器可在較低加工精度的條件下獲得高的傳動精度，能增加嚙合齒對數(shù)，提高承載能力和壽命，減小輪齒的剛度激勵，過濾掉動力傳遞與運(yùn)動變換過程中的波動，從而具有高精度、高可靠、長壽命、大轉(zhuǎn)矩、低能耗、減振降噪等優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種可以在較低加工精度的情況下，獲得高的傳動精度的高重合度濾波減速器。
[0005]為解決上述問題采用的技術(shù)方案是:高重合度濾波減速器包括固定模塊、偏心輸入軸、輸出模塊和中間模塊；偏心輸入軸包括輸入軸主體和偏心段；固定模塊與輸入軸主體同軸設(shè)置；輸出模塊與輸入軸主體同軸設(shè)置并可旋轉(zhuǎn)；中間模塊套裝于偏心段上并可旋轉(zhuǎn)；
[0006]固定模塊包括內(nèi)齒輪I和內(nèi)齒輪II;輸出模塊包括內(nèi)齒輪III和內(nèi)齒輪IV ;中間模塊包括外齒輪1、外齒輪I1、外齒輪III和外齒輪IV ;內(nèi)齒輪1、內(nèi)齒輪I1、內(nèi)齒輪III和內(nèi)齒輪IV分別與外齒輪1、外齒輪I1、外齒輪III和外齒輪IV—一對應(yīng)設(shè)置并嚙合形成少齒差嚙合苜1J ;
[0007]外齒輪I和外齒輪II均為斜齒輪且旋向相反,外齒輪I的輪齒與外齒輪II的齒槽正對；外齒輪III和外齒輪IV均為斜齒輪且旋向相反，外齒輪III的輪齒與外齒輪IV的齒槽正對。
[0008]進(jìn)一步的是:外齒輪1、外齒輪I1、外齒輪III和外齒輪IV均進(jìn)行了齒向修形處理使輪齒在齒寬中央鼓起，齒面與端面圓弧過渡，齒面半徑為Ry，齒面與端面的過渡圓弧半徑為r，Ry和r取值隨齒寬變化而變化，具體如下:當(dāng)齒寬為2?3mm，r取20?50mm，Ry取400?60Ctam ;齒寬為3?4mm’ r取50?100mm, Ry取650?90Ctam ;齒寬為5?8mm’ r取70 ?110mm, Ry 取 700 ?950mm。[0009]進(jìn)一步的是:固定模塊內(nèi)設(shè)置有軸承孔I，軸承孔I內(nèi)安裝有滾動軸承I，輸入軸主體安裝于滾動軸承I的內(nèi)孔內(nèi)。
[0010]進(jìn)一步的是:輸出模塊內(nèi)設(shè)置有軸承孔II，軸承孔II內(nèi)安裝有滾動軸承II，輸入軸主體安裝于滾動軸承II的內(nèi)孔內(nèi)。
[0011]進(jìn)一步的是:固定模塊內(nèi)設(shè)置有軸承孔III，軸承孔III內(nèi)安裝有滾針軸承，輸出模塊安裝于滾針軸承的內(nèi)孔內(nèi)。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:(I)實(shí)現(xiàn)高傳動精度。本發(fā)明的高重合度濾波減速器傳動方式屬于少齒差行星傳動，主要通過四對齒輪的內(nèi)嚙合進(jìn)行運(yùn)動和動力的傳遞，和普通少齒差傳動相比較，本發(fā)明的高重合度濾波減速器的不同之處在于固定模塊與中間模塊以及輸出模塊與中間模塊都有兩對齒輪錯位嚙合，兩對齒輪嚙合相位相反，單周傳動誤差顯著減小，而單周傳遞誤差正是傳遞誤差的主要成分，因此可以在較低加工精度的情況下，獲得高的傳動精度。
[0013](2)增大重合度，降低振動和噪聲。本發(fā)明的固定模塊與中間模塊以及輸出模塊與中間模塊都有兩對斜齒輪錯位嚙合，其重合度是普通齒輪傳動的兩倍，因此有效減少了輪齒嚙合對數(shù)交替變化過程中的剛度激勵，使得嚙合更加平穩(wěn)，輪齒載荷分布更加均勻，從根本上降低了振動和噪聲。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是高重合度濾波減速器結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖2是輪齒修行結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3是圖2A處放大視圖；
[0017]圖4是未修形齒輪的潤滑效果曲線圖；
[0018]圖5是修形后齒輪的潤滑效果曲線圖；
[0019]圖中標(biāo)記為:固定模塊1、偏心輸入軸2、輸入軸主體3、偏心段4、輸出模塊5、中間模塊6、內(nèi)齒輪17、內(nèi)齒輪II 8、內(nèi)齒輪III 9、內(nèi)齒輪IV 10、外齒輪111、外齒輪II 12、外齒輪III13、外齒輪IV 14、軸承孔115、滾動軸承116、滾動軸承II 17、軸承孔II 18、軸承孔III19、滾針軸承20。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0021]如圖1所示，高重合度濾波減速器包括固定模塊1、偏心輸入軸2、輸出模塊5和中間模塊6 ;偏心輸入軸2包括輸入軸主體3和偏心段4 ;固定模塊I與輸入軸主體3同軸設(shè)置；輸出模塊5與輸入軸主體3同軸設(shè)置并可旋轉(zhuǎn)；中間模塊6套裝于偏心段4上并可旋轉(zhuǎn)；
[0022]固定模塊I包括內(nèi)齒輪17和內(nèi)齒輪II 8 ;輸出模塊5包括內(nèi)齒輪III 9和內(nèi)齒輪IV 10 ;中間模塊6包括外齒輪111、外齒輪II 12、外齒輪III 13和外齒輪IV 14 ;內(nèi)齒輪17、內(nèi)齒輪II 8、內(nèi)齒輪III9和內(nèi)齒輪IV 10分別與外齒輪111、外齒輪II 12、外齒輪III13和外齒輪IV 14 對應(yīng)設(shè)置并哨合形成少齒差哨合副；
[0023]外齒輪Ill和外齒輪II 12均為斜齒輪且旋向相反,外齒輪Ill的輪齒與外齒輪II 12的齒槽正對；外齒輪III13和外齒輪IV 14均為斜齒輪且旋向相反，外齒輪III13的輪齒與外齒輪IV 14的齒槽正對。
[0024]內(nèi)齒輪17、內(nèi)齒輪II 8、內(nèi)齒輪III9和內(nèi)齒輪IV 10分別與外齒輪111、外齒輪II 12、外齒輪III13和外齒輪IV 14——對應(yīng)設(shè)置并嚙合，因此必然有內(nèi)齒輪17和內(nèi)齒輪II 8均為斜齒輪且旋向相反，內(nèi)齒輪17的輪齒與內(nèi)齒輪II 8的齒槽正對；內(nèi)齒輪III 9和內(nèi)齒輪IV 10均為斜齒輪且旋向相反，內(nèi)齒輪III 9的輪齒與內(nèi)齒輪IV 10的齒槽正對。
[0025]本高重合度濾波減速器減速原理如下:驅(qū)動裝置(例如電動機(jī))帶動偏心輸入軸2旋轉(zhuǎn)。中間模塊6套裝于偏心段4上并可自由旋轉(zhuǎn)，因此中間模塊6不與偏心輸入軸2同步旋轉(zhuǎn)，只是繞輸入軸主體3公轉(zhuǎn)。中間模塊6繞輸入軸主體3公轉(zhuǎn)過程中，外齒輪Ill和外齒輪II 12的輪齒與內(nèi)齒輪17和內(nèi)齒輪II 8的輪齒依次嚙合，內(nèi)齒輪17和內(nèi)齒輪II 8固定不動，因此內(nèi)齒輪17和內(nèi)齒輪II 8推動外齒輪Ill和外齒輪II 12自轉(zhuǎn)。外齒輪Ill和外齒輪II 12與內(nèi)齒輪17和內(nèi)齒輪II 8齒數(shù)差越少則外齒輪Ill和外齒輪II 12自轉(zhuǎn)速度越慢。外齒輪Ill和外齒輪II 12帶動中間模塊6旋轉(zhuǎn)也就帶動了外齒輪III13和外齒輪
IV14旋轉(zhuǎn)，外齒輪III 13和外齒輪IV 14與內(nèi)齒輪III 9和內(nèi)齒輪IV 10嚙合即帶動輸出模塊5旋轉(zhuǎn)完成減速過程。
[0026]本發(fā)明的減速器能夠?qū)崿F(xiàn)高傳動精度。本發(fā)明的高重合度濾波減速器傳動方式屬于少齒差行星傳動，主要通過四對齒輪的內(nèi)嚙合進(jìn)行運(yùn)動和動力的傳遞，和普通少齒差傳動相比較，本發(fā)明的高重合度濾波減速器的不同之處在于固定模塊與中間模塊以及輸出模塊與中間模塊都有兩對齒輪錯位嚙合，兩對齒輪嚙合相位相反，單周傳動誤差顯著減小，而單周傳遞誤差正是傳遞誤差的主要成分，因此可以在較低加工精度的情況下，獲得高的傳動精度。
[0027]本發(fā)明的固定模塊與中間模塊以及輸出模塊與中間模塊都有兩對斜齒輪錯位嚙合，其重合度是普通齒輪傳動的兩倍，因此有效減少了輪齒嚙合對數(shù)交替變化過程中的剛度激勵，使得嚙合更加平穩(wěn)，輪齒載荷分布更加均勻，從根本上降低了振動和噪聲。
[0028]兩對斜齒輪旋向相反可以平衡掉斜齒輪傳動過程中的軸向力。
[0029]進(jìn)一步的，如圖2和圖3所示，外齒輪111、外齒輪II 12、外齒輪III13和外齒輪IV 14均進(jìn)行了齒向修形處理使輪齒在齒寬中央鼓起，齒面與端面圓弧過渡，齒面半徑為Ry，齒面與端面的過渡圓弧半徑為r,Ry和r取值隨齒寬變化而變化,具體如下:當(dāng)齒寬為2?3mm,r 取 20 ?50mm, Ry 取 400 ?600mm ;齒寬為 3 ?4mm, r 取 50 ?100mm, Ry 取 650 ?900mm ;齒寬為 5 ?8mm, r 取 70 ?110mm, Ry 取 700 ?950mm。
[0030]外齒輪111、外齒輪II 12、外齒輪III 13和外齒輪IV 14均進(jìn)行了齒向修形處理，使得輪齒接觸的邊緣效應(yīng)弱化，避免了應(yīng)力集中，同時，通過齒向修形，獲得了一個較好的沿齒向油膜分布，使得輪齒處于彈流潤滑狀態(tài)，有效改善了輪齒的潤滑狀況，提高減速器的運(yùn)行壽命。具體如圖4和圖5所示，圖4中，輪齒未進(jìn)行任何修形處理，在輪齒接觸的邊緣有較大的應(yīng)力集中，最小油膜為零；圖5中，輪齒進(jìn)行了修形處理，在輪齒接觸的邊緣應(yīng)力集中現(xiàn)象明顯減弱，接觸邊緣處于薄膜潤滑狀態(tài)。
[0031]高重合度濾波減速器具體設(shè)置方式可以如下:固定模塊I內(nèi)設(shè)置有軸承孔115，軸承孔115內(nèi)安裝有滾動軸承116，輸入軸主體3安裝于滾動軸承116的內(nèi)孔內(nèi)。輸出模塊5內(nèi)設(shè)置有軸承孔II 18，軸承孔II 18內(nèi)安裝有滾動軸承II 17，輸入軸主體3安裝于滾動軸承II17的內(nèi)孔內(nèi)。固定模塊I內(nèi)設(shè)置有軸承孔III 19，軸承孔III 19內(nèi)安裝有滾針軸承20，輸出模塊5安裝于滾針軸承20的內(nèi)孔內(nèi)。上述設(shè)置可以使高重合度濾波減速器結(jié)構(gòu)更加緊湊，有利于減小高重合度濾波減速器體積。
[0032]外齒輪Ill和外齒輪II 12可以不制成一體，如圖1所示，外齒輪Ill和外齒輪II 12可以通過螺紋連接結(jié)構(gòu)連接，這樣可以調(diào)節(jié)外齒輪Ill和外齒輪II 12的嚙合相位。同理外齒輪III 13和外齒輪IV 14，內(nèi)齒輪17和內(nèi)齒輪II 8，內(nèi)齒輪III 9和內(nèi)齒輪IV 10也可以通過螺紋連接結(jié)構(gòu)連接。
【權(quán)利要求】
1.高重合度濾波減速器，其特征在于:包括固定模塊(I)、偏心輸入軸(2)、輸出模塊(5)和中間模塊(6);偏心輸入軸(2)包括輸入軸主體(3)和偏心段(4);固定模塊(I)與輸入軸主體(3)同軸設(shè)置；輸出模塊(5)與輸入軸主體(3)同軸設(shè)置并可旋轉(zhuǎn)；中間模塊(6)套裝于偏心段(4)上并可旋轉(zhuǎn)； 固定模塊⑴包括內(nèi)齒輪1(7)和內(nèi)齒輪II⑶；輸出模塊(5)包括內(nèi)齒輪III (9)和內(nèi)齒輪IV (10);中間模塊(6)包括外齒輪I (11)、外齒輪II (12)、外齒輪III (13)和外齒輪IV (14);內(nèi)齒輪I (7)、內(nèi)齒輪II (8)、內(nèi)齒輪III (9)和內(nèi)齒輪IV (10)分別與外齒輪I (11)、外齒輪II (12)、外齒輪III (13)和外齒輪IV (14) 一一對應(yīng)設(shè)置并嚙合形成少齒差嚙合副；外齒輪I (11)和外齒輪II (12)均為斜齒輪且旋向相反,外齒輪I(Il)的輪齒與外齒輪II (12)的齒槽正對；外齒輪III (13)和外齒輪IV (14)均為斜齒輪且旋向相反，外齒輪III(13)的輪齒與外齒輪IV (14)的齒槽正對。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高重合度濾波減速器，其特征在于:外齒輪I(11)、外齒輪II (12)、外齒輪III (13)和外齒輪IV (14)均進(jìn)行了齒向修形處理使輪齒在齒寬中央鼓起，齒面與端面圓弧過渡，齒面半徑為Ry，齒面與端面的過渡圓弧半徑為r，Ry和r取值隨齒寬變化而變化，具體如下:當(dāng)齒寬為2~3mm，r取20~50mm，Ry取400~600mm ;齒寬為3~4mm, r 取 50 ~100mm, Ry 取 650 ~900mm ;齒寬為 5 ~8mm, r 取 70 ~110mm, Ry 取 700 ~950mmo
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高重合度濾波減速器，其特征在于:固定模塊(I)內(nèi)設(shè)置有軸承孔I (15)，軸承孔I (15)內(nèi)安裝有滾動軸承I (16)，輸入軸主體(3)安裝于滾動軸承1(16)的內(nèi)孔內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高重合度濾波減速器，其特征在于:輸出模塊(5)內(nèi)設(shè)置有軸承孔II (18)，軸承孔II (18)內(nèi)安裝有滾動軸承II (17)，輸入軸主體(3)安裝于滾動軸承II (17)的內(nèi)孔內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高重合度濾波減速器，其特征在于:固定模塊(I)內(nèi)設(shè)置有軸承孔III (19)，軸承孔III (19)內(nèi)安裝有滾針軸承(20)，輸出模塊(5)安裝于滾針軸承(20)的內(nèi)孔內(nèi)。
【文檔編號】F16H1/20GK103953690SQ201410175766
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】王家序, 蒲偉, 周青華, 張瑩, 韓彥峰 申請人:四川大學(xué)