弹性滚柱、针齿摆线减速器和轴承的制作方法

文档序号:9413875阅读:462来源:国知局
弹性滚柱、针齿摆线减速器和轴承的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及减速器技术领域,尤其涉及一种兼具柔性和强度的弹性滚柱、具有该弹性滚柱的针齿摆线减速器和轴承。
【背景技术】
[0002]针齿摆线减速器目前已广泛作为工业机器人的传动装置进行应用。尤其以RV型减速器为代表的针齿摆线减速器以其结构紧凑、传动能力强,成为机器人系统最重要的部件。请参照图1所示,RV型针齿摆线减速器主要由针齿壳1、针齿2、摆线盘3、偏心轴4等所组成。偏心轴4旋转带动摆线盘3,使摆线盘3在针齿2上做摆线运动而推动摆线盘3前进。理论上可以有接近1/3齿数的针齿2同时与摆线盘3配合工作,也就是说有那么多的针齿2可以同时受力承载。而在渐开线型的齿轮系统中一般只有一到二个齿能同时工作,由此可知,相比于其他形式的传动,摆线传动中由于工作时有多个针齿参与承载,因此其传动能力显示出无可比拟的优越性。
[0003]但是,这种多齿同时承载的要求也为其加工制造带来了巨大的困难。针齿2与摆线盘3的接触可能会因加工、磨损及变形等各种原因产生的误差与理论相差甚远,所以针齿2及摆线盘3加工必须十分精确,允许误差极小,否则多齿同时承载的条件即遭到破坏,减速器将很快失效,甚至比其他方式还不如;这时出现的情况可从图2中看出。
[0004]图2中示出了针齿2与摆线盘3相接触的三种不同的情况。由于各种原因引起的偏差使针齿2仅在B处正好与摆线盘3相接触,能正好地推动摆线盘3前进。而在A处,二者之间的距离过近。针齿2受到强烈的压缩,产生很大的变形,尽管针齿2有可能仍能勉强地推动摆线盘3前进,但要是针齿2所受压力太大,针齿2可能会被压碎,或者被很快地磨损,摆线盘3也同样如此。所以这种情况是不能被允许的。在C处,二者之间距离变得过分地大,以至针齿2根本接触不到摆线盘3,这时针齿2不会推动摆线盘3前进。由此可见,各种原因引起的接触误差既可使同时承载的齿数降低,甚至还可使某些齿被“咬死”而破坏。
[0005]由于针齿2是一个实心的圆柱,刚度非常大,真正工作时产生的变形非常小;图2中所示的接触变化实际上是非常小的,一般仅为几个微米,肉眼是无法观察到的,图上所反映的变化实际上是极度地夸张放大了的。
[0006]为了保证有更多的针齿2同时参与承载,实际生产中往往选用过盈的配合,也就是使针齿2在受压状态下,但又不至于被压垮的情况下工作,但这种工作的范围是非常有限的。因为实心的滚柱可不被破坏地压缩的能力实在太有限。可能也正是因为这种过分严格的要求,使机器人使用的RV型针齿摆线减速器至今仍不能自主满足要求,主要仍需依靠进口。
[0007]为解决这种窘境,目前国内所采取的措施主要是进一步提高加工精度,全面向进口原装靠拢。而提高加工精度主要的措施是采购更高级、主要是进口的加工设备。但事实证明,单纯这样做并不能完全地达到目的,而由此带来的生产成本昂贵,也使人们怀疑将来能不能真正形成商品化,从而达到与国外产品竞争的能力。
[0008]因此,有必要提供一种改进的针齿摆线减速器以克服上述问题。

【发明内容】

[0009]本发明的目的在于提供一种兼具柔性和强度的弹性滚柱、具有该弹性滚柱的针齿摆线减速器和轴承。
[0010]为实现上述发明目的,本发明提供了一种弹性滚柱,其包括空心滚柱以及设置于空心滚柱内侧的实心滚柱,所述空心滚柱的内壁面与实心滚柱的外壁面之间设置有供空心滚柱发生弹性形变的浮动间隙。
[0011]作为本发明的进一步改进,所述空心滚柱的壁厚为空心滚柱外径的0.12-0.18倍。
[0012]作为本发明的进一步改进,在所述实心滚柱位于空心滚柱的轴心位置处时,所述浮动间隙均匀形成在实心滚柱的周围,并且浮动间隙沿空心滚柱径向的大小为空心滚柱外径的 0.002-0.007 倍。
[0013]作为本发明的进一步改进,所述浮动间隙内填充有软胶。
[0014]作为本发明的进一步改进,所述浮动间隙内设置有弹性元件。
[0015]作为本发明的进一步改进,所述弹性元件为套设于实心滚柱外围的弹簧,所述浮动间隙包括设置于空心滚柱与弹簧之间的第一间隙和设置于弹簧与实心滚柱之间的第二间隙。
[0016]作为本发明的进一步改进,在所述实心滚柱、弹簧、空心滚柱的轴线位于同一直线时,所述第一间隙和第二间隙沿径向的大小为空心滚柱外径的0.003-0.007倍。
[0017]作为本发明的进一步改进,所述弹性元件为环绕设置在实心滚柱外侧的波浪形金属管,所述浮动间隙沿与空心滚柱内壁面或与实心滚柱外壁面之间的大小为空心滚柱外径的 0.003-0.007 倍。
[0018]本发明还提供了一种针齿摆线减速器,其包括摆线盘、环绕于摆线盘外侧的针齿壳和夹持在摆线盘和针齿壳之间的针齿组件,所述针齿组件包括若干沿针齿壳内侧圆周方向均匀分布的弹性滚柱,所述弹性滚柱如前述设置。
[0019]本发明还提供了一种轴承,其包括间隔设置的外轴承环和内轴承环、设置于外轴承环和内轴承环之间且均匀设置的若干滚柱,所述滚柱如前述弹性滚柱设置。
[0020]本发明的有益效果是:本发明通过将弹性滚柱采用空实结合的方式进行制造,即空心滚柱位于外侧,实心滚柱填充在空心滚柱内侧,并在空心滚柱和实心滚柱之间设置可供空心滚柱发生形变的浮动间隙,由此可通过浮动间隙提供空心滚柱一定的弹性变形空间,进而在选用过盈配合时能够实现充分的弹性补偿能力,同时,又可通过内侧的实心滚柱提供一定的支撑力,防止空心滚柱因过大的载荷而被压扁破坏,使得弹性滚柱具有抵抗强大的超载冲击,强度较高,不会损坏,从而达到可靠的弹性补偿目的,并进一步提高本发明弹性滚柱、针齿摆线减速器和轴承的使用寿命;此外,结合上述可知,本发明中弹性滚柱的设置,还可降低现有技术中滚柱、摆线盘和针齿壳的制造精度,方便制造,同时该种结构设置较为简单,方便制造且成本较低。
【附图说明】
[0021]图1是现有技术中针齿摆线减速器的剖视示意图;
图2是图1中圈出部位的放大图;
图3是本发明针齿摆线减速器第一较佳实施例的剖视示意图;
图4是图3中圈出部位的放大图;
图5是图4中A处弹性滚柱在空心滚柱被挤压至贴靠实心滚柱的使用状态图;
图6是本发明中弹性滚柱的第二较佳实施例的横向剖视图;
图7是图6中弹性滚柱的纵向剖视图;
图8是本发明中弹性滚柱的第三较佳实施例的纵向剖视示意图;
图9是本发明中轴承的剖视示意图。
【具体实施方式】
[0022]以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明,本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
[0023]请参照图3至图7所示为本发明中针齿摆线减速器100的较佳实施方式。所述针齿摆线减速器100包括位于中间以连接伺服电动机(未图示)的输入轴(未图示)、一体形成在输入轴末端的输入齿轮(未图示)、啮合设置在输入齿轮周围的行星齿轮(未图示)、与行星齿轮相固定的曲柄轴1、与曲柄轴I配合设置的摆线盘2、配合设置在曲柄轴I和摆线盘2之间的轴承3、针齿壳4、夹持在摆线盘2和针齿壳4之间的针齿组件5以及与摆线盘2相配合设置的输出元件6。所述摆线盘2上设置有收容所述曲柄轴I和轴承3的穿孔21。
[0024]其中,请参照图3和图4所示,所述针齿组件5包括若干沿针齿壳4内侧圆周方向均匀分布的弹性滚柱51。作为本发明的第一较佳实施例,所述弹性滚柱51包括空心滚柱52以及设置于空心滚柱52内侧的实心滚柱53。所述空心滚柱52的内壁面与实心滚柱53的外壁面之间设置有供空心滚柱52发生弹性形变的浮动间隙54。
[0025]图4为图3中圈出部分的放大图,为了能说明清楚,本图以及本发明中有关弹性滚柱51的形变部分都是夸大示意地表示出来的。其中,图4中B处的弹性滚柱51中浮动间隙54为正常状态,空心滚柱52正常工作;A处空心滚柱52受到挤压后在浮动间隙54处进行弹性变形。在正常工作状态下,弹性滚柱51受到一个合理的来自针齿壳4和摆线盘2的压力,无论是A处或B处的空心滚柱52均可以正常地工作。
[0026]而当外界有强大的超载冲击时,该压力会极大地增加,譬如说达到正常值的五倍以上时,可能会使空心滚柱52过分变形;而此时,如图5所示,在空心滚柱52被挤压而压到直接贴靠实心滚柱53时,可通过实心滚柱53的有效支撑抵抗强大的超载冲击,有效地避免空心滚柱52被过分挤压变形而损坏。即,在外界施加非常强大的冲击载荷时,只要实心滚柱53能够支撑得住,空心滚柱52便不会被破坏,整个弹性滚柱51也就可以安全无恙。
[0027]优选地,本发明中空心滚柱52和实心滚柱53采用耐磨且具有高强度的轴承钢或高分子碳纤维材料制成,所述空心滚柱52的壁厚设置为空心滚柱52外径的0.12-0.18倍,优选为0.13至0.16倍;即外径大一些的空心滚柱52壁厚可厚一些,外径较小的空心滚柱52壁厚可薄一些。该种壁厚的设置可使得空心滚柱52本身就具有一定的抗冲击强度,同时又在受到较大的外力挤压时,又
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1