混聯(lián)式擺線齒輪減速機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種混聯(lián)式擺線齒輪減速機(jī)，按其形狀特征可簡(jiǎn)稱盤形減速機(jī)。屬于 機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域。特別適合于小于180度反復(fù)旋轉(zhuǎn)的機(jī)器人或機(jī)械手的肘部關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)；也適 合于低速、重載而又要求安裝空間特別窄狹的特殊環(huán)境條件。 技術(shù)背景：
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于特殊條件下的的傳動(dòng)機(jī)械，一般多采用漸開線齒輪傳動(dòng)，或擺線 針輪傳動(dòng)。但是，運(yùn)些傳動(dòng)難免都有W下幾個(gè)缺點(diǎn)：
[000引1，發(fā)熱：提高潤滑劑的溫度，減少軸承的壽命，降低傳動(dòng)效率。
[0004] 2,噪音：影響操作者的安靜環(huán)境，增強(qiáng)疲勞感而影響工人健康。 陽0化]3，體積較大：佔(zhàn)用機(jī)床較多的整體空間。
[0006] 4,重量較大：多耗金屬材料。
[0007] 針對(duì)上述缺點(diǎn)，本發(fā)明采用相向滾動(dòng)的擺線齒輪曬合副，經(jīng)理論分析和計(jì)算，其齒 面滑移速度很低，只有漸開線齒輪的1/10,克服噪聲和發(fā)熱問題。
[000引擺線齒輪曬合副的另一個(gè)顯著特點(diǎn)，是高速軸相當(dāng)于"只有一個(gè)齒的齒軸"，發(fā)揮 "速比小則尺寸小"的結(jié)構(gòu)原理優(yōu)勢(shì)，采用既有并聯(lián)又有串聯(lián)、既要外曬合又要內(nèi)曬合的二 級(jí)混聯(lián)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)"小尺寸大傳比"的目標(biāo)。
[0009] 加之本發(fā)明的齒形特征：粗短肥厚，不存在拉、壓、彎、剪等強(qiáng)度問題，可W設(shè)計(jì)出 體積小，重量輕的特殊減速機(jī)，不僅節(jié)省大量金屬，降低成本，而且效率很高，工作可靠。

【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0010] 為了解決上述問題，本申請(qǐng)的
【發(fā)明內(nèi)容】
如下：
[0011] 混聯(lián)式擺線齒輪減速機(jī)，由機(jī)殼、第一級(jí)減速組件、第二級(jí)減速組件構(gòu)成；其整體 形狀為直徑大于軸向長度的圓盤形；外部中段具有能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的法蘭盤上，有一圈螺釘孔與 工作機(jī)構(gòu)聯(lián)結(jié)而輸出動(dòng)力。
[0012] 機(jī)殼由圓形座、左隔板、軸瓦、右隔板、緊固圈、圓形蓋、軸承蓋組成，并用螺釘聯(lián)結(jié) 成剛性殼體；左隔板、右隔板都是相同尺寸的半圓形零件，用緊固圈和螺釘使其成為完整的 圓形隔板，將兩級(jí)減速組件隔開。
[0013] 第一級(jí)減速組件為外曬合式擺線齒輪減速裝置；由1個(gè)輸入軸、兩個(gè)擺線齒輪、軸 套和軸承組成；輸入軸由軸承、軸瓦和軸套支承，從圓形座的中屯、孔伸入；輸入軸內(nèi)部加工 有軸孔和鍵槽，便于輸入原動(dòng)力；擺線齒輪的輸出端延伸到隔板之外，成為第二級(jí)減速組件 的輸入軸。
[0014] 第二級(jí)減速組件為內(nèi)曬合式擺線齒輪減速裝置；由兩相同的個(gè)輸入軸，一個(gè)擺線 內(nèi)齒輪殼，兩個(gè)墊圈，兩個(gè)擺線內(nèi)齒圈，螺釘，特制軸承和非完軸承組成；擺線內(nèi)齒輪殼為筒 形圓環(huán)，在其內(nèi)部凸出于筒體的法蘭盤上，鉆有一圈螺釘孔，用螺釘固定擺線內(nèi)齒圈和墊圈 (23);內(nèi)部法蘭盤邊緣也有擺線內(nèi)齒輪的齒形曲線，是與擺線內(nèi)齒圈完全相同的的齒形曲 線；擺線內(nèi)齒輪殼的筒體兩端，均有安裝特制軸承的環(huán)形滾道；筒體外部的法蘭盤上，鉆有 與工作機(jī)構(gòu)聯(lián)結(jié)的螺釘孔。
[0015] 由于擺線齒輪和擺線內(nèi)齒圈，在其兩者的齒形曲線參量方程式中，采取的滾圓直 徑相同，構(gòu)成兩個(gè)中屯、距相同，3個(gè)輸入軸的徑向尺寸相同，5個(gè)軸承相同，5個(gè)軸承蓋相同； 其結(jié)構(gòu)原理造成：第二級(jí)比i2與第一級(jí)減速比i1的關(guān)系，恒等于：
[0016] i,=2(i 1+1)；
[0017] 總減速比為： 陽01引 i總=2ii(ii+l);
【附圖說明】：
[0019] 圖1是混聯(lián)式擺線齒輪減速機(jī)的結(jié)構(gòu)總圖，也是圖2的E-E縱向剖面。
[0020] 圖2是圖1的A-B-C-D剖視圖。 陽02U 圖3是圖2的F-F縱向剖視圖。
[0022] 圖中字母和數(shù)字所示的組件和零件： 陽〇2引J.機(jī)殼，1.圓形座，2,左隔板，3.軸瓦，4.右隔板，5.緊固圈，6.圓形蓋，7.軸承 蓋，8.螺釘；
[0024] Jl.一級(jí)減速組件，11.輸入軸，12.擺線齒輪，13.軸套，13.軸套，14.軸承； 陽0巧]J2.二級(jí)減速組件，21.輸入軸，22.擺線內(nèi)齒殼，23.墊圈，24.擺線內(nèi)齒圈，25.螺 栓，26.專用軸承，27.非完軸承，A.中屯、距。
【具體實(shí)施方式】：
[00%] 為了更清楚地理解本發(fā)明，將通過實(shí)施例，同時(shí)參照附圖，來描述本發(fā)明，其中：
[0027] 圖1是混聯(lián)式擺線齒輪減速機(jī)的結(jié)構(gòu)總圖，也是圖2的E-E縱向剖視圖。是本發(fā) 明內(nèi)部空隙最小的剖面，本發(fā)明的零件幾乎全部暴露無遺。
[0028] 機(jī)殼（J)第一級(jí)減速組件（Ji)第二級(jí)減速組件CL)構(gòu)成；其整體形狀為直徑大于 軸向長度的圓盤形；外部中段具有能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的法蘭盤上，有一圈螺釘孔與工作機(jī)構(gòu)聯(lián)結(jié)而 輸出動(dòng)力。
[0029] 機(jī)殼（J)由圓形座（1)左隔板似軸瓦（3)右隔板（4)緊固圈（5)圓形蓋（6)軸 承蓋（7)組成，并用螺釘（8)聯(lián)結(jié)成剛性殼體；左隔板（2)右隔板（4)都是相同尺寸的半圓 形零件，用緊固圈（5)和螺釘（8)使其成為完整的圓形隔板，將（Ji、J2)兩級(jí)減速組件隔開。
[0030] 圖2是圖1的A-B-C-D剖視圖。左半部是第一級(jí)減速組件結(jié)構(gòu)；右半部是機(jī)殼隔 板結(jié)構(gòu)。
[0031] 第一級(jí)減速組件（Ji)為外曬合的擺線齒輪減速裝置；由1個(gè)輸入軸（11)兩個(gè)擺 線齒輪軸套（蝴軸承（14)組成；輸入軸（11)由軸承（14)軸瓦（3)和軸套（蝴支 承，從圓形座（1)的中屯、孔伸入；輸入軸（11)內(nèi)部加工有軸孔和鍵槽，便于輸入原動(dòng)力；擺 線齒輪的輸出端延伸到隔板（2、：3)之外，成為第二級(jí)減速組件（Jz)的輸入軸（21)。
[0032] 圖3是圖2的F-F縱向剖視圖。是本發(fā)明內(nèi)部空隙最大的剖面。
[0033] 第二級(jí)減速組件CL)為內(nèi)曬合的擺線齒輪減速裝置；由兩相同的個(gè)輸入軸（21) 一個(gè)擺線內(nèi)齒輪殼（22)兩個(gè)墊圈（23)兩個(gè)擺線內(nèi)齒圈（24)螺釘（25)特制軸承（26)非 完軸承（27)組成；擺線內(nèi)齒輪殼（22)為筒形圓環(huán)，在其內(nèi)部凸出于筒體的法蘭盤上，鉆有 一圈螺釘孔，用螺釘（25)固定擺線內(nèi)齒圈（24)和墊圈（23);內(nèi)部法蘭盤邊緣也有擺線內(nèi) 齒輪的齒形曲線，是與擺線內(nèi)齒圈（24)完全相同的的齒形曲線；擺線內(nèi)齒輪殼（22)的筒體 兩端，均有安裝特制軸承（26)的環(huán)形滾道；筒體外部的法蘭盤上，鉆有與工作機(jī)構(gòu)聯(lián)結(jié)的 螺釘孔。
[0034] 由于擺線齒輪（12)和擺線內(nèi)齒圈（24)，在其兩者的齒形曲線參量方程式中，采取 的滾圓直徑相同，構(gòu)成兩個(gè)中屯、距（A)相同，3個(gè)輸入軸的徑向尺寸相同，5個(gè)軸承 (14)相同，5個(gè)軸承蓋（7)相同；其結(jié)構(gòu)原理造成：第二級(jí)比i2與第一級(jí)減速比i1的關(guān)系， 恒等于：
[0035] i2= 2(i1+1)；
[0036] 總減速比為：
[0037] i總=2ii(ii+l);
[0038] 當(dāng)?shù)谝患?jí)減速比為：4~13時(shí)：總減速比的系列值為：40~364。（詳見附表）
[0039] 從理論上說，是沒有上限的，但實(shí)際上受加工條件和使用條件限制。目前可W確 定，能夠?qū)崿F(xiàn)上述常用減速比。
[0040]由于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)緊湊，空間很小，無法安裝體積較大的完整軸承，好在擺線齒輪 曬合副的受力特征，不是全方位的，運(yùn)為安裝非完滑動(dòng)軸承，提供了允許條件；當(dāng)然對(duì)其材 質(zhì)和尺寸的選擇，必須通過設(shè)計(jì)計(jì)算來決定。
[0041] 關(guān)于擺線齒輪的數(shù)學(xué)方程式及其參數(shù)和參數(shù)間關(guān)系等細(xì)節(jié)問題，已在擺線齒輪傳 動(dòng)的其它幾個(gè)專利申請(qǐng)中公開，此處不再寶述。
[0042] 特別還應(yīng)當(dāng)指出的是，如果通過微機(jī)自動(dòng)程序優(yōu)化設(shè)計(jì)零件尺寸，并采用先進(jìn)的 3D打印技術(shù)工藝實(shí)施生產(chǎn)產(chǎn)品，將是未來各型機(jī)械手肘部關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的最佳選擇。
[0043] 加之?dāng)[線齒輪的齒形特征：粗短肥厚，根本不存在強(qiáng)度問題，可W設(shè)計(jì)出體積小， 重量輕的減速機(jī)，不僅節(jié)省大量金屬，降低成本，效率很高，而且工作可靠。
[0044]W上所述的僅是本發(fā)明混聯(lián)式擺線齒輪減速機(jī)的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，作出的若干變形和改進(jìn)，也應(yīng)視 為屬于本發(fā)明專利權(quán)的保護(hù)范圍。 W45] 附表：混聯(lián)式擺線齒輪減速機(jī)的減速比系列譜[0046]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 混聯(lián)式擺線齒輪減速機(jī)，其特征在于，由機(jī)殼（J)第一級(jí)減速組件（J1)第二級(jí)減速 組件（J2)構(gòu)成；其整體形狀為直徑大于軸向長度的圓盤形；外部中段具有能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的法蘭 盤，有一圈螺釘孔與工作機(jī)構(gòu)聯(lián)結(jié)而輸出扭矩。2. 按權(quán)利要求1所述的混聯(lián)式擺線齒輪減速機(jī)，其特征在于，機(jī)殼（J)由圓形座（1)左 隔板⑵軸瓦（3)右隔板⑷緊固圈（5)圓形蓋（6)軸承蓋（7)組成，并用螺釘⑶聯(lián)結(jié) 成剛性殼體；左隔板（2)右隔板（4)都是相同尺寸的半圓形零件，用緊固圈（5)和螺釘（8) 使其成為完整的圓形隔板，將CL、J2)兩級(jí)減速組件隔開。3. 按權(quán)利要求1所述的混聯(lián)式擺線齒輪減速機(jī)，其特征在于，第一級(jí)減速組件（J1)為 外嚙合的擺線齒輪減速裝置；由1個(gè)輸入軸（11)兩個(gè)擺線齒輪（12)軸套（13)軸承（14) 組成；輸入軸（11)由軸承（14)軸瓦⑶和軸套（13)支承，從圓形座⑴的中心孔伸入； 輸入軸（11)內(nèi)部加工有軸孔和鍵槽，便于輸入原動(dòng)力；擺線齒輪（12)的輸出端延伸到隔板 (2、4)之外，成為第二級(jí)減速組件（J2)的輸入軸（21)。4. 按權(quán)利要求1所述的混聯(lián)式擺線齒輪減速機(jī)，其特征在于，第二級(jí)減速組件（J2)為 內(nèi)嚙合的擺線齒輪減速裝置；由兩個(gè)相同的輸入軸（21) -個(gè)擺線內(nèi)齒輪殼（22)兩個(gè)墊圈 (23) 兩個(gè)擺線內(nèi)齒圈（24)螺釘（25)特制軸承（26)非完軸承（27)組成；擺線內(nèi)齒輪殼 (22)為筒形圓環(huán)，在其內(nèi)部凸出于筒體的法蘭盤上，鉆有一圈螺釘孔，用螺釘（25)固定擺 線內(nèi)齒圈（24)和墊圈（23);內(nèi)部法蘭盤邊緣也有擺線內(nèi)齒輪的齒形曲線，是與擺線內(nèi)齒圈 (24) 完全相同的的齒形曲線；擺線內(nèi)齒輪殼（22)的筒體兩端，均有安裝特制軸承（26)的 環(huán)形滾道；筒體外部的法蘭盤上，鉆有與工作機(jī)構(gòu)聯(lián)結(jié)的螺釘孔。5. 按權(quán)利要求1所述的混聯(lián)式擺線齒輪減速機(jī)，其特征在于，由于擺線齒輪（12)和擺 線內(nèi)齒圈（24)，在其兩者的齒形曲線參量方程式中，采取的滾圓直徑相同，構(gòu)成兩個(gè)中心距 A相同，3個(gè)輸入軸（11、21)的徑向尺寸相同，5個(gè)軸承（14)相同，5個(gè)軸承蓋（7)相同；其 結(jié)構(gòu)原理造成：第二級(jí)減速比i2與第一級(jí)減速比i:的關(guān)系，恒等于： I2=2(i!+1)； 總減速比為： i總=2^(^+1); 當(dāng)?shù)谝患?jí)減速比為：4, 5,6, 7,8,9,10,11，12,13 時(shí)： 總減速比的系列值為：40,60,84,112,144,180, 220, 264, 312, 364。
【專利摘要】混聯(lián)式擺線齒輪減速機(jī)，由機(jī)殼(J)第一級(jí)減速組件(J1)第二級(jí)減速組件(J2)構(gòu)成；其整體形狀為直徑大于軸向長度的圓盤形，簡(jiǎn)稱盤形減速機(jī)；中段有低速轉(zhuǎn)動(dòng)的法蘭與工作機(jī)構(gòu)聯(lián)結(jié)而輸出動(dòng)力。一級(jí)減速為外嚙合，二級(jí)減速為內(nèi)嚙合；兩級(jí)的齒形曲線參量方程式，采用相同的滾圓直徑，使其內(nèi)、外兩個(gè)嚙合副的中心距A相等，則3個(gè)輸入軸的徑向尺寸相同，軸承、軸承蓋等多個(gè)零件尺寸也相同。其減速比系列為：40，60，84，112，144，180，220，264，312，364。具有速比大，體積小，重量輕，無噪音，不易發(fā)熱，工作可靠等特點(diǎn)，特別適合于機(jī)器人或機(jī)械手的肘部關(guān)節(jié)往復(fù)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，以及其它低速、重載的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
【IPC分類】F16H57/02, F16H1/28
【公開號(hào)】CN105202155
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510679460
【發(fā)明人】袁正敏
【申請(qǐng)人】袁正敏
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年10月21日