串聯(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)明涉及一種串聯(lián)式擺線齒輪減速機(jī)，按其形狀特征可簡(jiǎn)稱管狀減速機(jī)。屬于 機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域。特別適合于低速、重載、而又要求反順旋轉(zhuǎn)的機(jī)械手機(jī)座，以及安裝在空間 狹窄的管道內(nèi)。 技術(shù)背景：
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于特殊條件下的減速機(jī)械，一般多采用漸開線齒輪減速機(jī)，或擺線 針輪減速機(jī)。但是，這些減速機(jī)難免都有以下幾個(gè)缺點(diǎn)：
[0003] 1，發(fā)熱：提高潤(rùn)滑劑的溫度，減少軸承的壽命，降低減速效率。
[0004] 2,噪音：影響操作者的安靜環(huán)境，增強(qiáng)疲勞感。
[0005] 3，體積較大：占用機(jī)械整體的空間。
[0006] 4,重量較重：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)的擺線齒輪嚙合副，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。
[0008] 擺線齒輪嚙合副的另一個(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)，采用小速比多級(jí)串聯(lián)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，可以設(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]串聯(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、第三級(jí)減速 組件構(gòu)成；其機(jī)殼由中座、左蓋、右蓋組成，并用螺釘聯(lián)結(jié)成剛性殼體；當(dāng)整個(gè)減速機(jī)立式 安裝使用時(shí)，第三級(jí)減速組件輸出軸的端部制成整體式法蘭；臥式安裝使用時(shí)，中座下方用 螺釘聯(lián)結(jié)底座。
[0012] 串聯(lián)式擺線齒輪減速機(jī)，有下列5個(gè)特點(diǎn)：
[0013] ①上述3個(gè)減速組件的輸入軸與輸出軸的中心距A相等，因此在機(jī)殼上形成兩個(gè) 相互平行的通孔；
[0014] ②上述3個(gè)減速組件的減速比相同，總減速比是一級(jí)減速比的三次方計(jì)算；
[0015] ③上述3個(gè)減速組件的擺線齒輪齒形曲線的幾何參數(shù)相同，嚙合副的徑向尺寸相 同，僅僅其軸向尺寸隨著減速級(jí)別的增加而增大，其具體尺寸按力學(xué)計(jì)算決定；
[0016] ④第一級(jí)減速組件的輸入軸，有一端伸入第二級(jí)減速組件的輸出軸中心的軸套 內(nèi)；第二級(jí)減速組件的輸入軸，有一端伸入第三級(jí)減速組件的輸出軸中心的軸套內(nèi)；相關(guān) 兩軸之間實(shí)現(xiàn)小差速的同軸線同方向旋轉(zhuǎn)。
[0017] ⑤第二級(jí)減速組件的輸入軸，有一端伸入第一級(jí)減速組件的輸出軸中心孔中，并 用鍵聯(lián)結(jié)；第三級(jí)減速組件的輸入軸，有一端伸入第土級(jí)減速組件的輸出軸中心孔中，并用 鍵聯(lián)結(jié)。
[0018] 在上述3個(gè)減速組件輸入軸的中段各有4個(gè)圓盤，其最中間的兩個(gè)圓盤的外徑上， 設(shè)有非完軸承，以增加輸入軸的剛度，并分擔(dān)其兩端軸承的應(yīng)力；第三級(jí)減速組件的墊圈外 徑上，也設(shè)有非完軸承，分擔(dān)其兩端軸承的應(yīng)力；全部非完軸承，其形狀均為瓦形，其材質(zhì)和 尺寸按設(shè)計(jì)計(jì)算決定。
【附圖說明】：
[0019] 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：
[0020] 圖1是串聯(lián)式擺線齒輪減速機(jī)的結(jié)構(gòu)總圖，也是圖2的A-A縱向剖面圖。
[0021] 圖2是圖1的B-B剖視圖。
[0022] 圖3是圖1的C-C剖視圖。
[0023] 圖4是機(jī)殼的主視圖。
[0024] 圖5是本發(fā)明在臥式安裝使用時(shí)的軸向主視圖。
[0025] 圖中：
[0026] 通用件標(biāo)準(zhǔn)件：7.軸承，8.軸套，9.鍵；A.中心距。
[0027] K.機(jī)殼，1，中座，2,左蓋，3,右蓋，4,螺釘，5,底座，6.軸承蓋；
[0028] J1. -級(jí)減速組件，11.輸入軸，12.輸出軸，13.擺線齒輪，14.墊圈，15.非完軸 承；
[0029] J2.二級(jí)減速組件，21.輸入軸，22.輸出軸，23.擺線齒輪，24.墊圈，25.非完軸 承，28.軸套；
[0030] J3.三級(jí)減速組件，31.輸入軸，32.輸出軸，33.擺線齒輪，34.墊圈，35.非完軸 承，36.非完軸承，38.軸套。
【具體實(shí)施方式】：
[0031] 圖1是串聯(lián)式擺線齒輪減速機(jī)的結(jié)構(gòu)總圖，也是圖2的A-A縱向剖面圖。是本發(fā) 明的零件全部展示。
[0032] 圖2是圖1的B-B剖視圖。
[0033] 圖3是圖1的C-C剖視圖。
[0034] 圖4是機(jī)殼（K)的主視圖。
[0035] 圖5是圖1的D-D向視圖。也是在臥式安裝使用時(shí)的軸向主視圖。
[0036] 串聯(lián)式圖的B-B剖視圖。擺線齒輪減速機(jī)，由機(jī)殼（K)第一級(jí)減速組件CL)第二 級(jí)減速組件（J2)第三級(jí)減速組件（J3)構(gòu)成；其機(jī)殼（K)由中座（1)左蓋（2)右蓋（3)組成， 并用螺釘（4)聯(lián)結(jié)成剛性殼體；當(dāng)整個(gè)減速機(jī)立式安裝使用時(shí)，第三級(jí)減速組件（J3)輸出 軸（32)的端部制成整體式法蘭；臥式安裝使用時(shí)，中座（1)下方用螺釘（4)聯(lián)結(jié)底座（5)。
[0037] 串聯(lián)式擺線齒輪減速機(jī)，其特征在于有下列5個(gè)特點(diǎn)：
[0038] ①上述3個(gè)減速組件的輸入軸與輸出軸的中心距A相等，因此在機(jī)殼（K)上形成 兩個(gè)相互平行的通孔；
[0039] ②上述3個(gè)減速組件的減速比相同，總減速比是一級(jí)減速比的三次方計(jì)算；
[0040] ③上述3個(gè)減速組件的擺線齒輪齒形曲線的幾何參數(shù)相同，嚙合副的徑向尺寸相 同，僅僅其軸向尺寸，隨著減速級(jí)別的增加而增大，其具體尺寸按力學(xué)計(jì)算決定；
[0041] ④第一級(jí)減速組件CL)的輸入軸（11)，有一端伸入第二級(jí)減速組件（J2)的輸出 軸（22)中心的軸套（28)內(nèi)；第二級(jí)減速組件（J2)的輸入軸（21)，有一端伸入第三級(jí)減速 組件（J3)的輸出軸（32)中心的軸套（38)內(nèi)；相關(guān)兩軸之間實(shí)現(xiàn)小差速的同軸線同方向旋 轉(zhuǎn)。
[0042] ⑤第二級(jí)減速組件（J2)的輸入軸（21)，有一端伸入第一級(jí)減速組件CL)的輸出 軸（12)中心孔中，并用鍵（9)聯(lián)結(jié)；第三級(jí)減速組件（J3)的輸入軸（31)，有一端伸入第土 級(jí)減速組件（J2)的輸出軸（22)中心孔中，并用鍵（9)聯(lián)結(jié)。
[0043] 在上述3個(gè)減速組件輸入軸（11、21、31)的中段各有4個(gè)相同的圓盤（13、23、33)， 其最中間的兩個(gè)圓盤的外徑上，設(shè)有非完軸承（15、25、35)，以增加輸入軸的剛度，并分擔(dān)其 兩端軸承的應(yīng)力；第三級(jí)減速組件（J3)的墊圈（34)外徑上，也設(shè)有非完軸承（36)，分擔(dān)其 兩端軸承的應(yīng)力；全部非完軸承，其形狀均為瓦形，其材質(zhì)和尺寸按設(shè)計(jì)計(jì)算決定。
[0044] 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 嚙合副的受力特征，不是全方位的，而且隨著減速級(jí)數(shù)的增加而轉(zhuǎn)速減小，這為安裝非完滑 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。
[0045] 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)械手機(jī)座的最佳選擇。
[0046] 目前可以確定，能夠?qū)崿F(xiàn)下列減速比，見附表：
[0047] 與目前市售產(chǎn)品對(duì)比：
[0048] 查市場(chǎng)的產(chǎn)品手冊(cè)：江蘇省泰興市《泰之星減速機(jī)》P24 :"漸開線圓柱齒輪三級(jí)減 速機(jī)ZS系列，型號(hào)ZS50,速比125,電機(jī)功率2. 05KW，電機(jī)轉(zhuǎn)速1500rpm，連續(xù)載荷：其箱體 (不含軸伸）尺寸為：高588,長(zhǎng)910,寬346,體積185138Cm3,參考重量325Kg。"
[0049] 按上述相同工作條件，電機(jī)功率3Kw，初步設(shè)計(jì)的樣機(jī)尺寸，僅為Φ200Χ360,體 積僅為11310Cm3,估計(jì)重量~70Kg。
[0050] 相比之下，僅為ZS50體積的1/16。就算再提高3倍的安全系數(shù)，只配置lKw電機(jī) 使用，也有十分優(yōu)異的性價(jià)比！
[0051] 加之?dāng)[線齒輪的齒形特征：粗短肥厚，不存在拉、壓、彎、剪等強(qiáng)度問題，可以設(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，而且效率很高，工作可靠。
[0052] 關(guān)于擺線齒輪齒形曲線的參量方程式具體數(shù)學(xué)問題，已在本申請(qǐng)人近年來申請(qǐng)的 其它專利項(xiàng)目文件中公開，此文不再贅述。
[0053] 以上所述的僅是本發(fā)明串聯(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。
[0054] 附表：串聯(lián)式擺線齒輪減速機(jī)減速比系列譜
[0055]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 串聯(lián)式擺線齒輪減速機(jī)，其特征在于，由機(jī)殼（K)第一級(jí)減速組件（Ji)第二級(jí)減速 組件（J2)第三級(jí)減速組件（J3)構(gòu)成；其機(jī)殼（K)由中座（1)左蓋（2)右蓋（3)組成，并用螺 釘（4)聯(lián)結(jié)成剛性殼體；當(dāng)整個(gè)減速機(jī)立式安裝使用時(shí)，第三級(jí)減速組件（J3)輸出軸（32) 的端部制成整體式法蘭；臥式安裝使用時(shí)，中座（1)下方用螺釘（4)聯(lián)結(jié)底座（5)。2. 按權(quán)利要求1所述的串聯(lián)式擺線齒輪減速機(jī)，其特征在于有下列5個(gè)特點(diǎn)： ① 上述3個(gè)減速組件的輸入軸與輸出軸的中心距A相等，因此在機(jī)殼（K)上形成兩個(gè) 相互平行的通孔； ② 上述3個(gè)減速組件的減速比相同，總減速比是一級(jí)減速比的三次方計(jì)算； ③ 上述3個(gè)減速組件的擺線齒輪齒形曲線的幾何參數(shù)相同，嚙合副的徑向尺寸相同， 僅僅軸向尺寸隨著減速級(jí)別的增加而增大，其具體尺寸按力學(xué)計(jì)算決定； ④ 第一級(jí)減速組件CL)的輸入軸（11)，有一端伸入第二級(jí)減速組件（J2)的輸出軸 (22)中心的軸套（28)內(nèi)；第二級(jí)減速組件（J2)的輸入軸（21)，有一端伸入第三級(jí)減速組 件（J3)的輸出軸（32)中心的軸套（38)內(nèi)；相關(guān)兩軸之間為小差速的同軸線同方向旋轉(zhuǎn)。 ⑤ 第二級(jí)減速組件（J2)的輸入軸（21)，有一端伸入第一級(jí)減速組件CL)的輸出軸 (12)中心孔中，并用鍵（9)聯(lián)結(jié)；第三級(jí)減速組件（J3)的輸入軸（31)，有一端伸入第二級(jí) 減速組件（J2)的輸出軸（22)中心孔中，并用鍵（9)聯(lián)結(jié)。3. 按權(quán)利要求1所述的串聯(lián)式擺線齒輪減速機(jī)，其特征在于，在上述3個(gè)減速組件輸入 軸（11、21、31)的中段各有4個(gè)相同的圓盤（13、23、33)，其最中間的兩個(gè)圓盤的外徑上，設(shè) 有非完軸承（15、25、35)，以增加輸入軸的剛度，并分擔(dān)其兩端軸承的應(yīng)力；第三級(jí)減速組 件（J3)的墊圈（34)的外徑上，也設(shè)有非完軸承（36)，分擔(dān)其兩端軸承的應(yīng)力；全部非完軸 承，其形狀均為瓦形，其材質(zhì)和尺寸按設(shè)計(jì)計(jì)算決定；在左蓋（2)和右蓋（3)設(shè)置有非完軸 承的外圍，均有徑向筋板，以滿足零件剛度和散熱條件。
【專利摘要】串聯(lián)式擺線齒輪減速機(jī)，簡(jiǎn)稱管狀減速機(jī)。充分發(fā)揮擺線齒輪嚙合副的優(yōu)勢(shì)：高速軸轉(zhuǎn)1周，低速軸轉(zhuǎn)1齒，速比小則機(jī)體小，將3個(gè)速比小的嚙合副串聯(lián)起來，總速比按3次方計(jì)，則獲得速比大而體積小的優(yōu)良效果。其機(jī)殼(K)由中座(1)左蓋(2)右蓋(3)組成，并用螺釘(4)聯(lián)結(jié)成剛性殼體；第一級(jí)傳動(dòng)組件(J1)第二級(jí)傳動(dòng)組件(J2)第三級(jí)傳動(dòng)組件(J3)；其三級(jí)嚙合副的齒形參數(shù)完全相同，則徑向尺寸和中心距A都相同，只是軸向尺寸按受力條件而增長(zhǎng)，全部零件安裝在管狀機(jī)殼(K)內(nèi)。傳比大，體積小，重量輕，無噪音，不易發(fā)熱，而且效率很高，工作可靠。適合于機(jī)器人和機(jī)械手等安裝空間狹窄的特殊條件下使用。
【IPC分類】F16H57/023, F16H57/028
【公開號(hào)】CN105276144
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510670404
【發(fā)明人】袁正敏
【申請(qǐng)人】袁正敏
【公開日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年10月19日