混联式摆线齿轮减速机的制作方法
【技术领域】：
[0001] 本发明设及一种混联式摆线齿轮减速机，按其形状特征可简称盘形减速机。属于 机械传动领域。特别适合于小于180度反复旋转的机器人或机械手的肘部关节机构；也适 合于低速、重载而又要求安装空间特别窄狭的特殊环境条件。 技术背景：
[0002] 现有技术中，对于特殊条件下的的传动机械，一般多采用渐开线齿轮传动，或摆线 针轮传动。但是，运些传动难免都有W下几个缺点：
[000引1，发热：提高润滑剂的溫度，减少轴承的寿命，降低传动效率。
[0004] 2,噪音：影响操作者的安静环境，增强疲劳感而影响工人健康。 阳0化]3，体积较大：佔用机床较多的整体空间。
[0006] 4,重量较大：多耗金属材料。
[0007] 针对上述缺点，本发明采用相向滚动的摆线齿轮晒合副，经理论分析和计算，其齿 面滑移速度很低，只有渐开线齿轮的1/10,克服噪声和发热问题。
[000引摆线齿轮晒合副的另一个显著特点，是高速轴相当于"只有一个齿的齿轴"，发挥 "速比小则尺寸小"的结构原理优势，采用既有并联又有串联、既要外晒合又要内晒合的二 级混联结构，实现"小尺寸大传比"的目标。
[0009] 加之本发明的齿形特征：粗短肥厚，不存在拉、压、弯、剪等強度问题，可W设计出 体积小，重量轻的特殊减速机，不仅节省大量金属，降低成本，而且效率很高，工作可靠。
【发明内容】
：
[0010] 为了解决上述问题，本申请的
【发明内容】
如下：
[0011] 混联式摆线齿轮减速机，由机壳、第一级减速组件、第二级减速组件构成；其整体 形状为直径大于轴向长度的圆盘形；外部中段具有能够转动的法兰盘上，有一圈螺钉孔与 工作机构联结而输出动力。
[0012] 机壳由圆形座、左隔板、轴瓦、右隔板、紧固圈、圆形盖、轴承盖组成，并用螺钉联结 成刚性壳体；左隔板、右隔板都是相同尺寸的半圆形零件，用紧固圈和螺钉使其成为完整的 圆形隔板，将两级减速组件隔开。
[0013] 第一级减速组件为外晒合式摆线齿轮减速装置；由1个输入轴、两个摆线齿轮、轴 套和轴承组成；输入轴由轴承、轴瓦和轴套支承，从圆形座的中屯、孔伸入；输入轴内部加工 有轴孔和键槽，便于输入原动力；摆线齿轮的输出端延伸到隔板之外，成为第二级减速组件 的输入轴。
[0014] 第二级减速组件为内晒合式摆线齿轮减速装置；由两相同的个输入轴，一个摆线 内齿轮壳，两个垫圈，两个摆线内齿圈，螺钉，特制轴承和非完轴承组成；摆线内齿轮壳为筒 形圆环，在其内部凸出于筒体的法兰盘上，钻有一圈螺钉孔，用螺钉固定摆线内齿圈和垫圈 (23);内部法兰盘边缘也有摆线内齿轮的齿形曲线，是与摆线内齿圈完全相同的的齿形曲 线；摆线内齿轮壳的筒体两端，均有安装特制轴承的环形滚道；筒体外部的法兰盘上，钻有 与工作机构联结的螺钉孔。
[0015] 由于摆线齿轮和摆线内齿圈，在其两者的齿形曲线参量方程式中，采取的滚圆直 径相同，构成两个中屯、距相同，3个输入轴的径向尺寸相同，5个轴承相同，5个轴承盖相同； 其结构原理造成：第二级比i2与第一级减速比i1的关系，恒等于：
[0016] i,=2(i 1+1)；
[0017] 总减速比为： 阳01引 i总=2ii(ii+l);
【附图说明】：
[0019] 图1是混联式摆线齿轮减速机的结构总图，也是图2的E-E纵向剖面。
[0020] 图2是图1的A-B-C-D剖视图。 阳02U 图3是图2的F-F纵向剖视图。
[0022] 图中字母和数字所示的组件和零件： 阳〇2引J.机壳，1.圆形座，2,左隔板，3.轴瓦，4.右隔板，5.紧固圈，6.圆形盖，7.轴承 盖，8.螺钉；
[0024] Jl.一级减速组件，11.输入轴，12.摆线齿轮，13.轴套，13.轴套，14.轴承； 阳0巧]J2.二级减速组件，21.输入轴，22.摆线内齿壳，23.垫圈，24.摆线内齿圈，25.螺 栓，26.专用轴承，27.非完轴承，A.中屯、距。
【具体实施方式】：
[00%] 为了更清楚地理解本发明，将通过实施例，同时参照附图，来描述本发明，其中：
[0027] 图1是混联式摆线齿轮减速机的结构总图，也是图2的E-E纵向剖视图。是本发 明内部空隙最小的剖面，本发明的零件几乎全部暴露无遗。
[0028] 机壳（J)第一级减速组件（Ji)第二级减速组件CL)构成；其整体形状为直径大于 轴向长度的圆盘形；外部中段具有能够转动的法兰盘上，有一圈螺钉孔与工作机构联结而 输出动力。
[0029] 机壳（J)由圆形座（1)左隔板似轴瓦（3)右隔板（4)紧固圈（5)圆形盖（6)轴 承盖（7)组成，并用螺钉（8)联结成刚性壳体；左隔板（2)右隔板（4)都是相同尺寸的半圆 形零件，用紧固圈（5)和螺钉（8)使其成为完整的圆形隔板，将（Ji、J2)两级减速组件隔开。
[0030] 图2是图1的A-B-C-D剖视图。左半部是第一级减速组件结构；右半部是机壳隔 板结构。
[0031] 第一级减速组件（Ji)为外晒合的摆线齿轮减速装置；由1个输入轴（11)两个摆 线齿轮轴套（蝴轴承（14)组成；输入轴（11)由轴承（14)轴瓦（3)和轴套（蝴支 承，从圆形座（1)的中屯、孔伸入；输入轴（11)内部加工有轴孔和键槽，便于输入原动力；摆 线齿轮的输出端延伸到隔板（2、：3)之外，成为第二级减速组件（Jz)的输入轴（21)。
[0032] 图3是图2的F-F纵向剖视图。是本发明内部空隙最大的剖面。
[0033] 第二级减速组件CL)为内晒合的摆线齿轮减速装置；由两相同的个输入轴（21) 一个摆线内齿轮壳（22)两个垫圈（23)两个摆线内齿圈（24)螺钉（25)特制轴承（26)非 完轴承（27)组成；摆线内齿轮壳（22)为筒形圆环，在其内部凸出于筒体的法兰盘上，钻有 一圈螺钉孔，用螺钉（25)固定摆线内齿圈（24)和垫圈（23);内部法兰盘边缘也有摆线内 齿轮的齿形曲线，是与摆线内齿圈（24)完全相同的的齿形曲线；摆线内齿轮壳（22)的筒体 两端，均有安装特制轴承（26)的环形滚道；筒体外部的法兰盘上，钻有与工作机构联结的 螺钉孔。
[0034] 由于摆线齿轮（12)和摆线内齿圈（24)，在其两者的齿形曲线参量方程式中，采取 的滚圆直径相同，构成两个中屯、距（A)相同，3个输入轴的径向尺寸相同，5个轴承 (14)相同，5个轴承盖（7)相同；其结构原理造成：第二级比i2与第一级减速比i1的关系， 恒等于：
[0035] i2= 2(i1+1)；
[0036] 总减速比为：
[0037] i总=2ii(ii+l);
[0038] 当第一级减速比为：4~13时：总减速比的系列值为：40~364。（详见附表）
[0039] 从理论上说，是没有上限的，但实际上受加工条件和使用条件限制。目前可W确 定，能够实现上述常用减速比。
[0040]由于本发明的结构紧凑，空间很小，无法安装体积较大的完整轴承，好在摆线齿轮 晒合副的受力特征，不是全方位的，运为安装非完滑动轴承，提供了允许条件；当然对其材 质和尺寸的选择，必须通过设计计算来决定。
[0041] 关于摆线齿轮的数学方程式及其参数和参数间关系等细节问题，已在摆线齿轮传 动的其它几个专利申请中公开，此处不再寶述。
[0042] 特别还应当指出的是，如果通过微机自动程序优化设计零件尺寸，并采用先进的 3D打印技术工艺实施生产产品，将是未来各型机械手肘部关节旋转机构的最佳选择。
[0043] 加之摆线齿轮的齿形特征：粗短肥厚，根本不存在強度问题，可W设计出体积小， 重量轻的减速机，不仅节省大量金属，降低成本，效率很高，而且工作可靠。
[0044]W上所述的仅是本发明混联式摆线齿轮减速机的优选实施例，应当指出，对于本 领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，作出的若干变形和改进，也应视 为属于本发明专利权的保护范围。 W45] 附表：混联式摆线齿轮减速机的减速比系列谱[0046]
【主权项】
1. 混联式摆线齿轮减速机，其特征在于，由机壳（J)第一级减速组件（J1)第二级减速 组件（J2)构成；其整体形状为直径大于轴向长度的圆盘形；外部中段具有能够转动的法兰 盘，有一圈螺钉孔与工作机构联结而输出扭矩。2. 按权利要求1所述的混联式摆线齿轮减速机，其特征在于，机壳（J)由圆形座（1)左 隔板⑵轴瓦（3)右隔板⑷紧固圈（5)圆形盖（6)轴承盖（7)组成，并用螺钉⑶联结 成刚性壳体；左隔板（2)右隔板（4)都是相同尺寸的半圆形零件，用紧固圈（5)和螺钉（8) 使其成为完整的圆形隔板，将CL、J2)两级减速组件隔开。3. 按权利要求1所述的混联式摆线齿轮减速机，其特征在于，第一级减速组件（J1)为 外啮合的摆线齿轮减速装置；由1个输入轴（11)两个摆线齿轮（12)轴套（13)轴承（14) 组成；输入轴（11)由轴承（14)轴瓦⑶和轴套（13)支承，从圆形座⑴的中心孔伸入； 输入轴（11)内部加工有轴孔和键槽，便于输入原动力；摆线齿轮（12)的输出端延伸到隔板 (2、4)之外，成为第二级减速组件（J2)的输入轴（21)。4. 按权利要求1所述的混联式摆线齿轮减速机，其特征在于，第二级减速组件（J2)为 内啮合的摆线齿轮减速装置；由两个相同的输入轴（21) -个摆线内齿轮壳（22)两个垫圈 (23) 两个摆线内齿圈（24)螺钉（25)特制轴承（26)非完轴承（27)组成；摆线内齿轮壳 (22)为筒形圆环，在其内部凸出于筒体的法兰盘上，钻有一圈螺钉孔，用螺钉（25)固定摆 线内齿圈（24)和垫圈（23);内部法兰盘边缘也有摆线内齿轮的齿形曲线，是与摆线内齿圈 (24) 完全相同的的齿形曲线；摆线内齿轮壳（22)的筒体两端，均有安装特制轴承（26)的 环形滚道；筒体外部的法兰盘上，钻有与工作机构联结的螺钉孔。5. 按权利要求1所述的混联式摆线齿轮减速机，其特征在于，由于摆线齿轮（12)和摆 线内齿圈（24)，在其两者的齿形曲线参量方程式中，采取的滚圆直径相同，构成两个中心距 A相同，3个输入轴（11、21)的径向尺寸相同，5个轴承（14)相同，5个轴承盖（7)相同；其 结构原理造成：第二级减速比i2与第一级减速比i:的关系，恒等于： I2=2(i!+1)； 总减速比为： i总=2^(^+1); 当第一级减速比为：4, 5,6, 7,8,9,10,11，12,13 时： 总减速比的系列值为：40,60,84,112,144,180, 220, 264, 312, 364。
【专利摘要】混联式摆线齿轮减速机，由机壳(J)第一级减速组件(J1)第二级减速组件(J2)构成；其整体形状为直径大于轴向长度的圆盘形，简称盘形减速机；中段有低速转动的法兰与工作机构联结而输出动力。一级减速为外啮合，二级减速为内啮合；两级的齿形曲线参量方程式，采用相同的滚圆直径，使其内、外两个啮合副的中心距A相等，则3个输入轴的径向尺寸相同，轴承、轴承盖等多个零件尺寸也相同。其减速比系列为：40，60，84，112，144，180，220，264，312，364。具有速比大，体积小，重量轻，无噪音，不易发热，工作可靠等特点，特别适合于机器人或机械手的肘部关节往复旋转机构，以及其它低速、重载的旋转机构。
【IPC分类】F16H57/02, F16H1/28
【公开号】CN105202155
【申请号】CN201510679460
【发明人】袁正敏
【申请人】袁正敏
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月21日