專利名稱：章動活齒傳動減速機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種減速機，更具體地說，涉及一種活齒嚙合的行星傳動減速機。
背景技術：
在機械領域中，傳統(tǒng)的傳動方式采用齒輪傳動；而嚙合齒通常又采用固定齒的形式，此種方式必須為嚙合保留一定的間隙。由于間隙的存在，不能滿足現有技術中對于高承載能力、高精度、高可靠性、大速比、小體積機械傳動的要求。為了消除間隙，彌補了常規(guī)齒輪傳動的不足，現階段采用一種活動的嚙合齒傳動方式，該種方式能夠實現零間隙傳動。近年來，活齒傳動的應用主要集中在平面和圓柱面活齒傳動方式。
如專利號為CN97123214.8的中國專利公開了一種擺線鋼球行星減速器，包括裝在輸入軸上的偏心軸和偏心軸兩側的平衡塊，偏心軸外裝有擺線行星輪，有與輸出軸連成一體的鋼球輪，擺線行星輪兩端均開有短幅擺線圓弧齒面的外齒輪，分別與端蓋、鋼球輪上的鋼球內齒輪形成內嚙合傳動。該專利的擺線鋼球行星減速器以鋼球作為傳動中介件，并采用偏心結構以及一套等角速比機構實現傳動，其結構較為復雜。
而專利號為CN96241067.5的中國專利公開了一種高效擺動活齒減速器，包括輸入軸，輸入軸上固聯的偏心圓凸輪外裝有轉臂軸承，轉臂軸承外裝激波環(huán)。激波環(huán)外側與一組擺動活齒接觸。各擺動活齒與活齒銷軸鉸接在活齒架上。擺動活齒外側與中心輪接觸。傳動時，擺動活齒受激波器驅動，與中心輪嚙合，在繞活齒銷軸擺動的同時，帶動輸出軸低速轉動。該專利也采用偏心結構，省掉了輸出機構，但其不足之處在于活齒在嚙合過程中線接觸，并處于滑滾嚙合狀態(tài)，不適合精密傳動。
專利號為CN01108707.2的中國專利公開了一種空間凸輪活齒傳動裝置，涉及少齒差活齒行星傳動裝置，空間凸輪活齒嚙合副由端齒、活齒架、滾珠活齒、空間凸輪及調整墊片等組成。該嚙合副為精確的空間嚙合，設有調整墊片以調整嚙合的間隙，并利用活齒傳動多齒嚙合的誤差均化作用實現精密傳動。但該專利的傳動裝置屬于空間圓柱面活齒傳動，齒形推導較為復雜，僅能實現二齒差行星傳動。
在煤炭工業(yè)出版社1997年12月出版、胡來瑢編著的《行星傳動設計與計算》一書中，第306-317頁詳細闡述了偏擺錐差行星傳動的原理及結構，其利用章動的數學物理概念說明其傳動方式，通過采用帶有內錐齒的偏擺錐齒輪實現了低速、大扭矩場合的多齒嚙合傳動。但這種傳動理論及技術的相對不成熟，沒用廣泛應用，更不適用于精密傳動。

發(fā)明內容
本實用新型針對上述問題，提供了一種章動活齒傳動減速機，是一種新型行星傳動的減速機。解決了同類減速機結構復雜、體積大、傳動效率低、承載能力低的問題，適用于如機器人、精密機床、航空航天、精密測試儀器等精密伺服機構的精密傳動中。
為了解決上述問題，本實用新型構造了一種章動活齒傳動減速機，包括插裝于端蓋2與機座5由支撐軸承25支撐的輸入軸1，以及插裝于軸承端蓋17中的輸出軸16，所述輸入軸1的偏置軸段位置通過軸承連接有章動盤21；所述章動盤21朝向所述輸入軸1的端面在圓周方向上通過間隔布置的第一鋼球組11球面活齒嚙合于固定盤7，所述固定盤7固定連接于機座5上；所述章動盤21朝向所述輸出軸16的端面在圓周方向上通過間隔布置的第二鋼球組14球面活齒嚙合于轉動盤19，所述轉動盤19與所述機座5之間設置有軸承12，所述轉動盤19連接于所述輸出軸16。
本實用新型一種章動活齒傳動減速機的進一步改進在于，所述章動盤21的二個端面設置有預緊蓋8，所述預緊蓋8與所述鋼球組11、14之間設有嚙合面。
本實用新型一種章動活齒傳動減速機的進一步改進還在于，所述章動盤21與所述預緊蓋8之間通過預緊墊片以及預緊螺釘9實現連接；所述章動盤21以及所述預緊蓋8與所述鋼球嚙合溝槽的截面形式為直線式或單圓弧式或雙圓弧式。
本實用新型一種章動活齒傳動減速機的進一步改進還在于，所述輸入軸1與所述偏置軸段位置成一體連接，或者所述輸入軸1通過鍵連接設置有偏置軸段套筒30。
通過上述技術方案，本實用新型一種章動活齒傳動減速機利用章動的數學物理概念，在偏擺錐差行星傳動減速器的基礎上創(chuàng)新設計的一種新型行星傳動減速機。利用滾動副鋼球為中介體，通過裝在輸入軸上的章動盤分別與固定盤之間、輸出軸上的行星盤之間活齒的滾動嚙合，實現恒速比的嚙合傳動。本實用新型減速機的優(yōu)點為與少齒差行星減速器相比，節(jié)省了一套等角速比機構，同樣也減少了零件數量，縮小了機構體積。調整章動盤上預緊蓋的位置，可以消除嚙合間隙，并利用活齒傳動多齒嚙合的誤差均化作用，使本減速機獲得很高的傳動精度；激波器分別與固定盤、轉動盤在嚙合過程中形成精確的空間嚙合傳動，并且齒廓曲線是連續(xù)的，消除了因齒廓不連續(xù)造成的嚙合沖擊；其同時嚙合齒數為所有鋼球的個數，承載能力高，可傳遞運動和動力。本實用新型的減速機適合應用于機器人、精密機床、航空航天、精密測試儀器等精密伺服機構的傳動裝置中；具有傳動精度高、傳動剛度高、傳動效率高、零件數量少、體積小、重量輕、傳動比大、壽命長、承載能力大以及無需輸出機構的特點。


圖1是本實用新型章動活齒傳動減速機結構示意圖；圖2是本實用新型章動活齒傳動減速機固定盤的齒槽結構示意圖；圖3是本實用新型章動活齒傳動減速機轉動盤的齒槽結構示意圖；圖4是相對圖3中轉動盤反向旋轉的齒槽結構示意圖；圖5是本實用新型章動活齒傳動減速機章動盤與鋼球嚙合副的直線式溝槽截面示意圖；圖6是本實用新型章動活齒傳動減速機章動盤與鋼球嚙合副的單圓弧式溝槽截面示意圖；圖7是本實用新型章動活齒傳動減速機章動盤與鋼球嚙合副的雙圓弧式溝槽截面示意圖；圖8是本實用新型章動活齒傳動減速機輸入軸設置偏置軸段套筒的結構示意圖。
圖1中1輸入軸、2軸承端蓋、5機座、7固定盤、8預緊蓋、9預緊蓋螺釘、10預緊蓋墊片、11第一鋼球組、12軸承、13套筒、14第二鋼球組、15墊片、16輸出軸、17軸承端蓋、19轉動盤、20轉動盤齒槽、21章動盤、22固定盤齒槽、23套筒、24軸承、25支撐軸承、26密封圈具體實施方式
如圖1所示本實用新型章動活齒傳動減速機結構，其中，章動活齒傳動減速機，包括插裝于端蓋2與機座5由支撐軸承25支撐的輸入軸1，以及插裝于軸承端蓋17中的輸出軸16；端蓋2以及軸承端蓋17通過螺釘固定于機座5上，端蓋與機座的連接部位設置有墊片15，端蓋2與輸入軸1的連接位置由密封圈26密封。輸入軸1的偏置軸段位置通過軸承連接有章動盤21。輸入軸偏置軸段位置，在大批量生產時，為了降低成本、保證加工效率，可以將其與輸入軸制為一體；也可以采用輸入軸上設置偏置軸段套筒30實現，如圖8示，套筒30再與章動盤通過軸承連接，此種方式可以保證裝置的靈活更換并提高零件的使用壽命。此外，章動盤21朝向輸入軸1的端面在其圓周方向上通過間隔布置的第一鋼球組11球面活齒嚙合于固定盤7，固定盤7固定連接于機座5上；章動盤21朝向輸出軸16的端面在圓周方向上通過間隔布置的第二鋼球組14球面活齒嚙合于轉動盤19，轉動盤19與機座5之間設置有軸承12，轉動盤19與輸出軸16連接。
章動盤21的端面通過預緊墊片10以及預緊螺釘9設置有預緊蓋8，預緊蓋8與鋼球組11、14之間設有嚙合面。如圖5所示，章動盤21以及預緊蓋8與鋼球嚙合溝槽的截面形式為直線式，也可采用圖6所示的單圓弧式或圖7所示的雙圓弧式。
本實用新型的章動活齒傳動減速裝置的工作原理為首先主體內裝有輸入軸、章動盤、鋼球、固定盤、轉動盤，以及它們組成的空間球面活齒嚙合副；利用滾動副鋼球為中介體，通過裝在輸入軸上的章動盤分別與固定盤之間、輸出軸上的行星盤之間活齒的滾動嚙合，實現恒速比的嚙合傳動。滾動副鋼球為中介體，通過調整章動盤上的預緊蓋，可以調整鋼球的嚙合狀態(tài)，實現傳動過程的無回差嚙合?？臻g球面活齒嚙合副包括固定盤齒廓為鋼球沿球面上發(fā)生偏擺運動而形成的空間曲面。減速裝置傳動比的大小取決于章動盤軸線與輸入軸的軸線之間的夾角α和章動盤上裝載鋼球球心與章動盤軸線的夾角β。綜合考慮減速裝置的性能，α角的取值范圍最優(yōu)取值在8-20度。通過改變該角度可以獲得不同的傳動比；當然，根據章動運動的原理，改變章動盤上通過預緊蓋預緊的鋼球中心與章動盤軸線的夾角β的大小，也可以獲得不同的傳動比；轉動盤，其齒廓為鋼球沿球面上發(fā)生偏擺運動并與轉動盤產生相對運動而形成的空間曲面。輸入軸、章動盤組成空間球面活齒傳動的激波器，激波器使固定盤齒廓產生的波數與激波器使轉動盤齒廓產生的波數相差1，即產生一齒差行星傳動。
圖2和圖3中是本實用新型章動活齒傳動減速機在傳動比為18情況下的齒廓曲線圖，圖2為固定盤齒槽22的齒廓曲線形狀結構；圖3是轉動盤齒槽20的齒廓曲線形狀結構；圖4是相對圖3中轉動盤反向旋轉的齒槽結構曲線圖。
以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，根據本實用新型的技術方案及其實用新型構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種章動活齒傳動減速機，包括插裝于端蓋(2)與機座(5)由支撐軸承(25)支撐的輸入軸(1)，以及插裝于軸承端蓋(17)中的輸出軸(16)，其特征在于，所述輸入軸(1)的偏置軸段位置通過軸承連接有章動盤(21)；所述章動盤(21)朝向所述輸入軸(1)的端面在圓周方向上通過間隔布置的第一鋼球組(11)球面活齒嚙合于固定盤(7)，所述固定盤(7)固定連接于機座(5)上；所述章動盤(21)朝向所述輸出軸(16)的端面在圓周方向上通過間隔布置的第二鋼球組(14)球面活齒嚙合于轉動盤(19)，所述轉動盤(19)與所述機座(5)之間設置有軸承(12)，所述轉動盤(19)連接于所述輸出軸(16)。
2.根據權利要求1所述章動活齒傳動減速機，其特征在于，所述章動盤(21)的二個端面設置有預緊蓋(8)，所述預緊蓋(8)與所述鋼球組(11、14)之間設有嚙合面。
3.根據權利要求2所述章動活齒傳動減速機，其特征在于，所述章動盤(21)與所述預緊蓋(8)之間通過預緊墊片以及預緊螺釘(9)實現連接。
4.根據權利要求1或2或3所述章動活齒傳動減速機，其特征在于，所述章動盤(21)以及所述預緊蓋(8)與所述鋼球嚙合溝槽的截面形式為直線式或單圓弧式或雙圓弧式。
5.根據權利要求1或2或3所述章動活齒傳動減速機，其特征在于，所述輸入軸(1)與所述偏置軸段位置成一體連接。
6.根據權利要求1或2或3所述章動活齒傳動減速機，其特征在于，所述輸入軸(1)通過鍵連接設置有偏置軸段套筒(30)。
專利摘要本實用新型公開了一種章動活齒傳動減速機，包括輸入軸、輸出軸；輸入軸的偏置軸段位置通過軸承連接有章動盤；章動盤朝向輸入軸的端面在圓周方向上通過間隔布置的第一鋼球組球面活齒嚙合于固定盤，固定盤固定連接于機座上；章動盤朝向輸出軸的端面在圓周方向上通過間隔布置的第二鋼球組球面活齒嚙合于轉動盤，轉動盤與機座之間設置有軸承。利用滾動副鋼球為中介體，通過章動盤分別與固定盤之間、輸出軸上的行星轉動盤之間活齒的滾動嚙合，實現恒速比的嚙合傳動。本減速機適用于精密傳動裝置中；具有傳動精度高、傳動剛度高、傳動效率高、零件數量少、體積小、重量輕、傳動比大、壽命長、承載能力大以及無需輸出機構的特點。
文檔編號F16H13/08GK2802198SQ200520109460
公開日2006年8月2日 申請日期2005年6月7日 優(yōu)先權日2005年6月7日
發(fā)明者王廣欣, 朱莉莉 申請人:大連交通大學