精密球减速机的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明为精密减速机设备领域，涉及新方法低成本实现高精度减速技术。
【背景技术】
[0002]目前公知的减速机，因受到齿轮加工设备精度、多种零部件加工精度、装配精度、热处理工艺、齿轮材料的影响，产品生产存在一些问题，具体:
1.产品存在回差(背隙)，直接影响了控制精度。
2.配件多加工和装配难度大。
[0003]3.想提高精度等级，设备投资大。
[0004]4.摩擦系数大，功率转换效率低.。
[0005]4.齿合数少，单齿受力程度高，易崩断。
[0006]5.齿面磨损后，O配件修复回高精度的可能性为零。
[0007]6.因存在回差，让多级大速比精度更是降低，输出精度误差叠加。
[0008]如何有效解决上述问题，正是本发明所涉及内容。
【发明内容】
[0009]发明一种新型精密球减速机，该球减速机最核心的地方在以精密滚珠替代齿轮，采用差齿速变原理(齿为传统叫法)，让滚珠在预先设定的谐波槽内差齿滚动，从而实现高精度速变，轻易实现O背隙高精度。本发明采用滚珠滚动摩擦力小，功率转换效率高。所有滚珠同时在谐波槽内滚动，齿合数为100%，提高输出扭矩。因采用新设计谐波槽结构，在减速机使用日久后，谐波槽凹陷(传统为齿面磨损)可旋紧减速机顶端的预紧块，实现O配件高精度修复。本设计减速机单级输出为O背隙，在多级大速比输出上，同样实现O背隙高精度。
【附图说明】
[0010]图1为该发明减速机结构
1.输出轴2.预紧块3.轴承4.输出盘5.波动盘6.止转盘7.滚珠8.后盖9.输入轴
图2为减速机谐波齿机构1.输出盘谐波2.波动盘谐波3.滚珠图3为波动盘
以下根据附图做进一步减速原理说明 (方案实施例1)
电机带动输入轴9转动，输入轴9设计有动平衡结构，由输入轴I中间的偏心部分(偏心值P)带动波动盘5转动，在波动盘5和输入轴I的偏心部之间是通过轴承连接，输入轴I转动时波动盘产生两个运动，一个运动为跟随输入轴圆周跟转，另一个运动为随着输入轴的偏心部波动，止转盘6限制住波动盘5的圆周跟转，让波动盘5按偏心值P做平移十字波动(见图
3)。这时波动盘5上的任意一个点(取点D)就会有该点D自身位置和平移波动而叠加产生的谐波(见图2中I)，假设滚珠放置在点D之上固定，根据相对移动，滚珠在波动盘上即可走出一个根据输入轴转动角度而产生的谐波，假设该谐波整圆周波段数为Cl(一个波段当做一个齿，波段数按差齿减速原理，根据所需的速比进行取值)，滚珠在这个加工出来的谐波槽上滚动(相对运动原理，波动盘5波动，滚珠滚动)，输出盘4，压在滚珠之上，必须也有一个谐波槽(见图2中2 )，当滚珠滚动时，可以设想为滚珠是静止的，这样滚珠在输出盘4上将画出另外一个谐波，滚珠滚动，波动盘5和输出盘4做相反运动，他们的轨迹相位差180°，根据波动盘的谐波可算出输出盘4的谐波，据试验所得，波动盘上5的谐波波段数和输出盘4上的波段数存在差异，这样根据差齿减速原理，减速比S=输出盘波段数八输出盘波段数-波动盘波段数)，实际操作可以据这个原理，对于想要的速比设定波动盘5的波段数Cl，算出谐波轨迹，再根据180°相位差计算出输出盘4谐波轨迹，波段数为C2。速比S=C2/(C2-C1)当两个谐波轨迹完成并加工成谐波槽，放上滚珠，一个由输入轴带动波动盘，再带动滚珠，滚珠勾动输出盘的精密球减速减速过程实现。
[0011](方案实施例2)止转盘6在限制波动盘5圆周跟转的结构上可做进一步改进，在后盖上直接加工出支持波动盘5平移的结构，满足波动盘5平移波动的同时，阻止波动盘5跟转。这样在结构上将省去止转盘6，结构更加简化，提高减速机稳定性和降低装配难度。(方案实施例3)因波动盘5、滚珠和输出盘4是通过预紧块2压紧在一起，输出轴3和输出盘4是连接一体，这样结构拥有止推和止拉功能，在输出轴上可以不用安装锥面轴承而采用深沟球轴承，这样可以根据需要修改滚珠大小，把减速机设计为超薄型，中负荷型，高负荷型。
[0012](方案实施例4)可以在输出盘4的中心位置加一根偏心轴，作为下一级减速结构的输入轴，这样可实现高速比，低厚度，高精度减速。以80_外径减速机举例，单级减速比做到30:1两级总减速比900:1，减速机总厚度52mm，输出精度O背隙。
[0013]本发明的有益效果:
1.降低生产设备要求:传统高精度减速机需要上百万设备才能生产出高精度齿轮，而该发明只需要一台重复定位精度在0.0lmm-0.02mm之内的二手加工中心和一台普通数控车床即能生产出O背隙高精度减速机。
[0014]2.提高输出精度，增大输出扭矩:以30:1速比算，有60个滚珠同时契合在谐波槽内，每个滚珠接触点为一周圆，这样的原理在输出精度和输出扭矩上拥有绝对优势。
[0015]3.减少摩擦系数:滚珠原理加上结构简单让功率转换有近95%效果，如按0.005-
0.008mm配合间隙装配轴承甚至可以上升到98%转换效率，超轻负荷即可带动。
[0016]4.简化内部结构，降低配件生产难度和装配难度:该发明核心为两个谐波盘片，新手安装工人只要培训I个小时，按装配顺序叠上配件锁紧即可完成，精度直接O回差。
[0017]5.让减速机实现O配件修复:有别于传统减速机齿面磨损后不能修复，该发明可以直接旋紧预紧块2，瞬间消除因谐波槽凹陷而产生的间隙，让减速机寿命更长久。
[0018]所公开的实施例原理说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明，针对这些实施例的多种修改对于本领域技术人员来说将不是困难的，本文所定义的减速原理在不脱离本发明的精神或范围下可以在其它实施例上实现，因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽范围。
【主权项】
1.一种基于滚珠的减速设备，其特征在于，用滚珠替代齿轮，滚珠在波动盘、输出盘预先加工好的谐波槽之间做差齿运动，从而产生精密速变。2.如权利要求1所述，基于滚珠的减速设备，其特征在于减速机的速度转换是通过波动盘和输出盘之间的滚珠谐波差齿滚动，而产生速变。3.如权利要求1所述，波动盘、输出盘预先加工好的谐波槽之间做差齿运动，其特征在于谐波槽，该谐波槽为滚珠所在盘面的圆周位置和波动盘平移，叠加而产生的轨迹，用加工设备把该轨迹雕刻在盘面上。
【专利摘要】发明一种精密球减速机，以精密滚珠替代齿轮，让所有滚珠在预先加工好的两条谐波槽内做差齿运动，从而产生精密速变，该发明让减速机输出精度为上升为0背隙，同时提升多级大速度比减速机精度，降低摩擦系数，提高输出扭矩，降低加工设备成本。
【IPC分类】F16H49/00
【公开号】CN105587839
【申请号】CN201510983884
【发明人】吴泽胜
【申请人】吴泽胜
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年12月24日