全齒驅動偏心活齒傳動裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種全齒驅動偏心活齒傳動裝置，其在殼體內設有第一圓形輪和第二圓形輪，第一圓形輪與第一軸相連，第二圓形輪與第二軸相連，第一軸上設有第一偏心輪，第一圓形輪套設在第一偏心輪外，第一圓形輪上設有多個周向均布的第一圓孔，在第二圓形輪上設有多個第二圓孔，在第一圓形輪與第二圓形輪之間設有多個偏心活齒，偏心活齒包括偏心圓齒、傳動圓齒和輸出圓齒，偏心圓齒周向可旋轉套設于第一圓孔中，輸出圓齒周向可旋轉套設于第二圓孔中，殼體還固設有限位輪，該限位輪具有圓形內輪廓，每個偏心活齒的傳動圓齒同時與該圓形內輪廓內切配合。本實用新型是全齒驅動，改變了以往只有部分齒進行傳動的理念，使運動和動力傳輸更簡便、高效。
【專利說明】全齒驅動偏心活齒傳動裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種傳動裝置，特別涉及一種全齒驅動偏心活齒傳動裝置。

【背景技術】
[0002]傳動裝置如減速器廣泛應用于國民經濟的各個領域，只要有啟停運動或速度改變的場合就會用到它?，F有精密減速器按其結構分類主要有漸開線減速器、擺線減速器、諧波減速器、活齒減速器、擺線行星減速器(如RV減速器)等主要形式。隨著科技的快速發(fā)展，對高性能低成本減速器的需求量越來越大，特別是在“機器換人、產業(yè)升級”的大背景下，對工業(yè)機器人大速比、高精度、高效率、高承載、長壽命、低成本減速器的需求成倍增加。目前，用于工業(yè)機器人上的減速器主要是諧波減速器和擺線類減速器(特別是RV減速器)，這兩種精密減速器的技術含量和制造成本很高。特別是RV減速器，其擺線輪、帶花鍵的偏心軸及齒圈的加工精度要求非常高，需要專門的設備和加工技術，其中僅設備投入，每臺少則幾十萬，多則上千萬元；為達到減速器高性能高穩(wěn)定性，還要對擺線齒廓進行修形、各個核心部件之間還要滿足一定的匹配關系等。此外，目前的減速器在運動過程中，不論是漸開線齒輪傳動還是擺線傳動、活齒傳動，輪齒之間同時嚙合的齒數通常為I到幾齒，雖然擺線輪上的擺線齒或活齒架上的活齒理論上與齒廓最多可達一半齒相嚙合，但實質經齒廓修形后也就3、4個齒有效嚙合。為了使運動受力均衡，常需要多片擺線輪交錯布置，在改善受力和承載的同時，大大增加了制造成本和加工難度，這些都是造成減速器成本過高、限制它廣泛應用和普及的主要原因。
實用新型內容
[0003]為了解決上述的傳動裝置特別是減速器的不足，本實用新型提供一種加工簡單、傳動效率高的全齒驅動偏心活齒傳動裝置。
[0004]本實用新型采用的技術方案為:
[0005]—種全齒驅動偏心活齒傳動裝置，包括殼體，殼體上設有第一軸和第二軸，在殼體內還設有第一圓形輪和第二圓形輪，所述的第一圓形輪與第一軸相連，第二圓形輪與第二軸相連，所述第一軸上設有第一偏心輪，第一圓形輪套設在第一偏心輪外，第一圓形輪上設有多個周向均布的第一圓孔，在第二圓形輪上設有與第一圓形輪的第一圓孔對應的多個第二圓孔，在第一圓形輪與第二圓形輪之間還設有與第一、第二圓孔對應的多個偏心活齒，所述偏心活齒包括偏心圓齒、傳動圓齒和輸出圓齒，其中偏心圓齒相對于傳動圓齒和輸出圓齒偏心設置，且所述偏心圓齒、傳動圓齒和輸出圓齒在周向上的位置是相對固定的，偏心圓齒周向可旋轉套設于第一圓孔中，輸出圓齒周向可旋轉套設于第二圓孔中，在殼體還固設有限位輪，該限位輪具有圓形內輪廓，所述的圓形內輪廓位于第一、二圓形輪之間，且所述的每個偏心活齒的傳動圓齒同時與該圓形內輪廓內切配合。
[0006]進一步，第一軸的軸心與第一偏心輪的軸心之間的距離等于傳動圓齒的軸心與偏心圓齒的軸心之間的距離。
[0007]進一步，所述的偏心活齒包括中心軸及固定安裝在中心軸上的第一輪、第二輪和第三輪，第一、第二、第三輪分別構成所述的偏心圓齒、傳動圓齒和輸出圓齒。
[0008]進一步，所述的第一偏心輪通過第一軸承與第一圓形輪連接。
[0009]進一步，所述的第一軸承為圓柱滾子軸承或滾針軸承。
[0010]進一步，所述的第一軸沿軸向設有向第二圓形輪延伸的延伸軸，所述的第二圓形輪通過第二軸承安裝在延伸軸上。
[0011]進一步，所述的第一軸通過第三軸承安裝在殼體上，在第一軸承與第三軸承之間設有第一定位套，在第一軸承與第二軸承之間設有第二定位套。
[0012]進一步，所述的第二軸與第二圓形輪一體設置，第二軸與殼體之間設有第四軸承。
[0013]進一步，所述的第一軸為輸入軸，第二軸為輸出軸，所述的傳動裝置構成減速器。
[0014]進一步，所述的第一軸為輸出軸，第二軸為輸入軸，所述的傳動裝置構成加速器。
[0015]本實用新型與普通的傳動裝置如漸開線減速器、擺線減速器、擺線行星復合減速器(RV減速器)、活齒減速器、諧波減速器等相比，不僅結構簡單，核心運動零部件只有最簡單的圓形構成，加工十分簡便，沒有漸開線、擺線等特殊曲線形狀，因此不需要特殊的機床設備，應用普通機床就可以加工這些零部件，克服了以往減速器必須用專用機床加工特殊曲線的弊端，大大降低了加工難度、加工成本、提高了制造效率和經濟效益。
[0016]本實用新型的傳動裝置是全齒驅動，完全改變了以往傳動裝置(如減速器)只有部分齒進行傳動的理念，使運動和動力傳輸更簡便、高效。
[0017]當圓形內輪廓與傳動圓齒的半徑比值不變時，本實用新型的傳動裝置具有傳動比的不變性和偏心活齒個數的可變性，從而根據傳動裝置的運動和動力需求，在不影響傳動裝置傳動比、傳動特性的前提下，靈活優(yōu)化傳動裝置的偏心活齒個數及分配形式，這是其它減速器所無法比擬和難以實現的。
[0018]以往的減速器運動過程中只能部分齒相互嚙合傳動，本實用新型的減速器所有的齒都參與傳動，是全齒哨合傳動，由于運動和動力由偏心活齒直接傳遞給輸出軸，不僅力臂大，輸出扭矩大而且力流順暢，效率更高。又由于各個齒在圓周上均勻分布，受力較均勻，可以用一個偏心的軸代替以往減速器需2個或3個分度均勻偏心的軸，因此也大大降低了零件制造成本、制造難度，提高了制造效率。本實用新型的減速器其減速比只與內切配合的傳動圓齒的半徑和圓形內輪廓的半徑之比有關，與減速器參與運動的齒數多少無關(當然，要有一定的齒參與運動，否則不能構成減速器)，這是以往減速器所無法比擬的，是其獨特之處。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]以下結合附圖和實施例說明本實用新型的詳細內容。
[0020]圖1是本實用新型的局部機構第一傳動示意圖。
[0021]圖2是本實用新型的局部機構第二傳動示意圖。
[0022]圖3是本實用新型的機構傳動原理圖。
[0023]圖4是本實用新型實施例一種全齒驅動偏心活齒減速器的示意圖。
[0024]其中，1輸入軸；11第一偏心輪；12延伸軸；2第一圓形輪；21第一圓孔；3第二圓形輪；31第二圓孔；4殼體；5偏心活齒；51偏心圓齒；52傳動圓齒；53輸出圓齒；54中心軸；6限位輪；61圓形內輪廓；7圓柱滾子軸承；8第三軸承；9第一定位套；10第二定位套；101第二軸承；102第四軸承；103輸出軸。

【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明:
[0026]如圖3、4所示，本實用新型實施例一種全齒驅動偏心活齒減速器，包括殼體4，殼體4上設有輸入軸I和輸出軸103，輸入軸I通過第三軸承8安裝在殼體4上，在殼體4內還設有第一圓形輪2和第二圓形輪3，所述輸入軸I上一體設有第一偏心輪11，第一偏心輪11通過第一軸承即圓柱滾子軸承7與第一圓形輪2連接，第二圓形輪3與輸出軸103 —體連接，所述的輸入軸I沿軸向設有向第二圓形輪3延伸的延伸軸12，所述的第二圓形輪3通過第二軸承101安裝在延伸軸12上，第一圓形輪2上設有多個(圖2所示為9個)周向均布的第一圓孔21，在第二圓形輪3上設有與第一圓形輪2的第一圓孔21對應的多個第二圓孔31，在第一軸承即圓柱滾子軸承7與第三軸承8之間設有第一定位套9，在第一軸承即圓柱滾子軸承7與第二軸承101之間設有第二定位套10，輸出軸103與殼體4之間設有第四軸承102，在第一圓形輪2與第二圓形輪3之間還設有與第一、第二圓孔對應的多個(9根)偏心活齒5，所述偏心活齒5包括偏心圓齒51、傳動圓齒52和輸出圓齒53，其中偏心圓齒51相對于傳動圓齒52和輸出圓齒53偏心設置，且所述偏心圓齒51、傳動圓齒52和輸出圓齒53在周向上的位置是相對固定的，偏心圓齒51周向可旋轉套設于第一圓孔21中，輸出圓齒53周向可旋轉套設于第二圓孔31中，在殼體4還固設有限位輪6，該限位輪6具有圓形內輪廓61，所述的圓形內輪廓61位于第一、二圓形輪2、3之間，且所述的每個偏心活齒5的傳動圓齒52同時與該圓形內輪廓61內切配合。電機將運動和動力傳遞給輸入軸1，輸入軸I帶動第一圓形輪2做偏心運動，第一圓形輪2將偏心運動傳遞給偏心活齒5的偏心圓齒51，偏心圓齒51通過繞傳動圓齒52的軸心轉動而將運動傳遞給偏心活齒5的傳動圓齒52，傳動圓齒52與限位輪6的圓形內輪廓61內切配合，偏心活齒5 —邊沿圓形內輪廓6公轉一邊繞自己的軸心自轉，傳動圓齒52的圓心的運動軌跡是與圓形內輪廓61同心的一個圓,輸出圓齒53與輸出軸103相鏈接撥動輸出軸將運動和動力傳遞出去。
[0027]減速器整個結構設計核心尺寸要滿足一定的關系，參看圖1:
[0028]設偏心圓齒的圓心為O1，輸出圓齒的偏心為02，O1與O2的距離為偏心距e，當偏心圓齒以O1為圓心!T1為半徑時,偏心圓O2以O2為圓心r2為半徑，T2=T^e。偏心活齒由傳動圓齒和偏心圓齒及輸出圓齒三部分組成，其中O3為傳動圓齒的圓心，M為偏心圓齒的圓心，M到O3的距離為偏心距e。傳動圓齒以O3為圓心，r為半徑，沿著以O1為圓心R為半徑的圓一邊公轉一邊繞自己的軸心自轉，當然也相當于沿著以O1為圓心R+2r為半徑的圓一邊公轉一邊繞自己的軸心自轉，兩個圓O1可同時作為圓形內輪廓，傳動圓齒在它們上公轉并自轉，也可以兩個中的一個作為圓形內輪廓，傳動圓齒在它們上公轉并自轉(參見圖2)。輸入軸的圓心O1與其偏心O2的連線長度同偏心活齒的傳動圓齒圓心O3與偏心圓齒的圓心M連線長度相等都為偏心距e且連線相互平行，輸入軸的圓心O1與偏心活齒的傳動圓齒圓心O3的連線長度同輸入軸的偏心O2與偏心圓齒的圓心M連線的長度相等為R+r且連線相互平行，它們共同構成平行四邊形的四連桿機構。當傳動圓齒繞圓形內輪廓公轉一圈自身旋轉了 N圈，偏心活齒上偏心圓齒的偏心點M的運動軌跡為N個旋輪線，此時為形成與此完全相同旋輪線，。當輸入軸轉過Ν+1圈的時候,傳動圓齒繞圓形內輪廓正好公轉一圈自轉N圈，因此傳動比為Ν+1，這意味著，輸入軸要使傳動圓齒繞圓形內輪廓自轉一周，輸入軸要轉過整個360度圓周還要多360/Ν度。由于傳動圓齒和圓形內輪廓由其半徑r和R決定，當傳動圓齒繞圓形內輪廓做整周旋轉時滿足2 31 *R=N*2 π *r，故N的大小由R/r的比值決定，只要滿足這個比值，就能實現確定的傳動比，因此，當我們在滿足R/r的比值的前提下，減少偏心活齒數(相當于通常的抽齒)，仍不會影響減速器的傳動比。又由于本實施例的減速器是全齒驅動，所有傳動活齒都參與傳動，即使抽齒，也不會影響剩余的偏心活齒全部參與驅動，這是其它減速器所不能比擬的，其他減速器，比如漸開線齒輪減速器、諧波減速器、若去掉幾齒，運動就不連續(xù)了，不能正常傳動，擺線減速器或活齒減速器也可能運動失穩(wěn)振顫甚至中斷運動。此外，由于全齒驅動，偏心活齒均勻分布并與圓形內輪廓進行運動和動力傳輸，可以用一個偏心的軸驅動一片圓形輪代替以往減速器需2個或3個分度均勻偏心的軸驅動多片擺線輪的情況，同時又因為運動和動力由偏心活齒直接傳遞給輸出軸，力臂大、輸出扭矩大、力流順暢，效率更高，不僅大大精簡了結構提高了減速器性能而且大大降低了制造成本和和加工難度。
[0029]圖示實施例中，偏心活齒5是分體的，是由中心軸54及緊配固定安裝在中心軸上的第一、第二輪和第三輪，第一、第二、第三輪分別構成所述的偏心圓齒、傳動圓齒和輸出圓齒。當然，偏心活齒也可以采用一體式的，這要看實際的尺寸和加工的需要。
[0030]本實用新型中，當第一軸作為輸出軸，第二軸作為輸入軸時，上述的減速裝置就變成了加速器。
[0031]本實用新型的傳動裝置還可以應用于泵或馬達等各種裝置上。
【權利要求】
1.一種全齒驅動偏心活齒傳動裝置，包括殼體，殼體上設有第一軸和第二軸，其特征在于:在殼體內還設有第一圓形輪和第二圓形輪，所述的第一圓形輪與第一軸相連，第二圓形輪與第二軸相連，所述第一軸上設有第一偏心輪，第一圓形輪套設在第一偏心輪外，第一圓形輪上設有多個周向均布的第一圓孔，在第二圓形輪上設有與第一圓形輪的第一圓孔對應的多個第二圓孔，在第一圓形輪與第二圓形輪之間還設有與第一、第二圓孔對應的多個偏心活齒，所述偏心活齒包括偏心圓齒、傳動圓齒和輸出圓齒，其中偏心圓齒相對于傳動圓齒和輸出圓齒偏心設置，且所述偏心圓齒、傳動圓齒和輸出圓齒在周向上的位置是相對固定的，偏心圓齒周向可旋轉套設于第一圓孔中，輸出圓齒周向可旋轉套設于第二圓孔中，在殼體還固設有限位輪，該限位輪具有圓形內輪廓，所述的圓形內輪廓位于第一、二圓形輪之間，且所述的每個偏心活齒的傳動圓齒同時與該圓形內輪廓內切配合。
2.根據權利要求1所述的全齒驅動偏心活齒傳動裝置，其特征在于: 第一軸的軸心與第一偏心輪的軸心之間的距離等于傳動圓齒的軸心與偏心圓齒的軸心之間的距離。
3.根據權利要求1所述的全齒驅動偏心活齒傳動裝置，其特征在于:所述的偏心活齒包括中心軸及固定安裝在中心軸上的第一、第二輪和第三輪，第一、第二、第三輪分別構成所述的偏心圓齒、傳動圓齒和輸出圓齒。
4.根據權利要求1所述的全齒驅動偏心活齒傳動裝置，其特征在于:所述的第一偏心輪通過第一軸承與第一圓形輪連接。
5.根據權利要求1所述的全齒驅動偏心活齒傳動裝置，其特征在于:所述的第一軸承為圓柱滾子軸承或滾針軸承。
6.根據權利要求1所述的全齒驅動偏心活齒傳動裝置，其特征在于:所述的第一軸沿軸向設有向第二圓形輪延伸的延伸軸，所述的第二圓形輪通過第二軸承安裝在延伸軸上。
7.根據權利要求6所述的全齒驅動偏心活齒傳動裝置，其特征在于:所述的第一軸通過第三軸承安裝在殼體上，在第一軸承與第三軸承之間設有第一定位套，在第一軸承與第二軸承之間設有第二定位套。
8.根據權利要求1所述的全齒驅動偏心活齒傳動裝置，其特征在于:所述的第二軸與第二圓形輪一體設置，第二軸與殼體之間設有第四軸承。
9.根據權利要求1所述的全齒驅動偏心活齒傳動裝置，其特征在于:所述的第一軸為輸入軸，第二軸為輸出軸，所述的傳動裝置構成減速器。
10.根據權利要求1所述的全齒驅動偏心活齒傳動裝置，其特征在于:所述的第一軸為輸出軸，第二軸為輸入軸，所述的傳動裝置構成加速器。
【文檔編號】F16H1/32GK204061748SQ201420512166
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月9日 優(yōu)先權日:2014年9月9日
【發(fā)明者】孔向東, 葉勝康 申請人:浙江恒豐泰減速機制造有限公司