专利名称：工业机器人三片式单级摆线减速器的制作方法
工业机器人三片式单级摆线减速器
技术领域：
本发明涉及工业机器人减速器技术领域，一种工业机器人三片式单级摆线减速器背景技术：
本发明是在“工业机器人微回差减速机”(01102848.3)样机取得成功 的基础上将二级减速改为单级减速，日本住友FA减速器就是单级减速，输入转速为1500r/ min0FA三片式减速器，是当今界上最新发展的摆线传动装置，我国大连交通大学关天 民教授等学者对此作了长期的理论研究，发表了许多论文。三片式是指在传统两片摆线轮 中增加了一片摆线轮，三片轮的相位角为120°，并且采用半埋齿结构。比之传统的二片式， 三片式的优点在于(1)体积小、重量轻；(2)因没有针齿套，最大减速比可达119(《三片摆 线轮针摆传动减速机摆线轮强度计算》机械设计2007. 10) ； (3)转臂轴承薄弱环节得以改 善；(4)针齿与柱销受力均衡，传动平稳；(5)理论上承载能力增加50% ； (6)半埋齿结构， 刚度大、抗冲击能力强。FA三片式减速器除普通传动中高承载应用外，在工业机器人传动中 正得到越来越多的应用。FA三片式减速器许用输入转速为1500-1800r/min。FA机器人减速器主要问题是啮合面磨损后回差不能自动补偿、制造精度要求很 尚ο我国863计划、国家自然科学基金一再重复列项，希望国内名牌大学的齿轮专家、 教授和一流制造厂能在RV、FA的基础上自主创新，研制出比日本RV、FA更先进、中国人自己 的工业机器人减速器。然而，至今国产机器人仍然必需从日本进口 RV配套。
发明内容本发明目的在于提出一种磨损后回差能自动补偿、工艺难度小、毋需高精度机 床、制造成本仅仅为RV、CORT的75-85%的工业机器人三片式单级摆线减速器。工业机器人减速器采用摆线是因为，摆线轮齿和半埋针齿结构具有很高抗冲击 力，这一特征是任何齿型所不具备。具体技术方案如下(a)为消除回差，偏心轴承a与b之间的相位角等于120°，而a与c及b与c之间 的相位角不等于120°，其内孔与输入轴(3)用同旋向多头螺纹联结，输入轴上依次装置弹 性挡圈、偏心轴承a与b、碟形弹簧、偏心轴承c及弹性挡圈，螺纹升角为λ =22° -30°， 其初始状态是，摆线轮A与摆线轮B轮齿沿顺时针方向与内摆线齿圈(8)的2/3区轮齿靠 紧，而摆线轮C轮齿沿逆时针方向与内摆线齿圈(8)的另外1/3区轮齿靠紧。当右旋输入轴顺时针转时摆线轮A与B作功，由于右旋螺纹的作用下，偏心套c 在轴向移动同时转动，而使摆线轮C与针齿另一侧靠紧，因而三摆线轮A、B与C同时作功； 停电时，在碟形弹簧的作用下，摆线轮C回到初始位置。同理，当输入轴逆时针转动时摆线 轮C作功，由于右旋螺纹的作用下，偏心套a与b在轴向移动同时转动，而使摆线轮A、B与 针齿另一侧靠紧，因而三摆线轮A、B与C同时作功。
(b)《齿轮传动设计手册》839页指出“影响RV减速器回差主要因素是针齿销孔周向位置误差、针齿销半径误差、等距及移距修形误差。”实践证明，针齿壳上针销孔用中慢 走丝线切割机床割出一连续、光滑曲线。线切割最佳表面粗糙度为RaO. 5-0. 8μπι(相当于 磨削)，切割精度为士0.005mm。比之“钻孔-铰孔或镗孔再车内孔”工艺，针销直径越小， 线切割工艺的优点越显突出，针齿壳采用中慢走丝线切割加工时，减速比可达到119。有益效果本发明对照背景技术中FA高精度减速器，其新颖性、创造性及实用性 体现在①啮合面磨损后回差能自动补偿；②工艺难度小、毋需高精度机床；③制造成本仅 仅为FA减速器的75-85% ；④均载环可提高柱销刚度与弯曲强度。
图1.本发明实施例的结构示意2.本发明偏心轴承内圈与空心输入轴多头螺纹联接的结构示意3.本发明偏心轴承内孔二螺旋槽或斜槽与输入轴带销的结构示意4.标准轴承K内圈紧配偏心套内孔二螺旋槽或斜槽与输入轴带销的结构示意 图
具体实施方式参照图1、2与3. —种工业机器人三片式单级摆线减速器，包括输入轴(3)、摆线轮 A、B与C及内孔中的偏心轴承a、b与C、针齿销(7)、针齿壳⑶及W输出机构，其中W机构 由左机架(1)、右机架(12)、柱销(7)及柱套(4)组成，左、右机架依靠与柱销紧配而联接一 体，左、右机架分别用轴承(6)、(10)支承在针齿壳(8)两侧内孔，其特征在于(a)从输入轴(3)到W输出机构输出，输入与输出同轴系单级减速，根据RV减速器 输出转速为15-60r/min，而当针齿壳采用中慢走丝线切割加工时，减速比可达到119，FA高 精度减速器输入为1500r/min，因此本发明可完全满足工业机器人的使用要求；(b)摆线轮A与B之间有一套在柱销(5)上的均载环(9)，摆线轮B与C之间有一 套在柱销(5)上的均载环(9a)，柱套(4)与摆线轮等宽。均载环可提高柱销的刚度与弯曲 强度；长套改短可改善润滑与受力更合理。(c)偏心轴承a与b之间的相位角等于120°，而a与c及b与c之间的相位角不 等于120°，其内孔与输入轴(3)用同旋向多头螺纹联结，输入轴上依次装置弹性挡圈、偏 心轴承a与b、碟形弹簧、偏心轴承c及弹性挡圈，螺纹升角为λ =22° -30°，其初始状态 是，摆线轮A与摆线轮B轮齿沿顺时针方向与内摆线齿圈(8)的2/3区轮齿靠紧，而摆线轮 C轮齿沿逆时针方向与内摆线齿圈(8)的另外1/3区轮齿靠紧。当右旋输入轴顺时针转时摆线轮A与B作功，由于右旋螺纹的作用下，偏心套c 在轴向移动同时转动，而使摆线轮C与针齿另一侧靠紧，因而三摆线轮A、B与C同时作功； 停电时，在碟形弹簧的作用下，摆线轮C回到初始位置。同理，当输入轴逆时针转动时摆线 轮C作功，由于右旋螺纹的作用下，偏心套a与b在轴向移动同时转动，而使摆线轮A、B与 针齿另一侧靠紧，因而三摆线轮A、B与C同时作功。所述工业机器人三片式单级摆线减速器，其特征在于三偏心轴承由标准轴承K 内孔紧配偏心套(14)而成，偏心套内孔为升角λ =22° -30°同旋向多头螺纹。偏心轴承由标准轴承内孔紧配偏心套目的在于降低偏心轴承的机加工难度，同时还由于标准轴承价廉物美。所述工业机器人三片式单级摆线减速器，其特征在于三偏心轴承由标准轴承K 内孔紧配偏心套(14)而成，偏心套内孔有二条同旋向螺旋槽(或斜槽)，二槽相位角为 180°，螺旋槽升角(或斜角)λ =22° -30°，输入轴(3)径向装配两只圆柱销(13)，圆柱 销两端伸出部分各自置于二偏心轴承内孔螺旋槽内。螺旋槽、斜槽机加工艺比多头螺纹简单。所述工业机器人三片式单级摆线减速器，其特征在于左机架(1)有一中心孔，输入轴(3)为空心轴，输入轴的输入端联接一从动齿轮(未画出)。输入端从动齿轮用 以与伺服电机主动齿轮啮合，形成中空结构，便可取代RV-C、RD-C中空机型。
背景技术：
如日本纳博特斯克株式会社的发明专利“附接到工业机器人的关节联接部分上的减速 器”(200580027453. 2)实施例二、三与四为二级减速之外附加一对减速齿轮。上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后 的方案均属于本发明的保护范围。
权利要求
一种工业机器人三片式单级摆线减速器，包括输入轴(3)、摆线轮A、B与C及内孔的偏心轴承a、b与c、针齿销(7)、针齿壳(8)及W输出机构，其中W机构由左机架(1)、右机架(12)、柱销(7)及柱套(4)组成，左、右机架依靠与柱销紧配而联接一体，左、右机架分别依靠轴承(6)、(10)支承在针齿壳(8)两侧内孔，其特征在于(a)输入轴(3)与W输出机构同轴，单级减速；(b)摆线轮A与B之间有一套在柱销(5)上的均载环(9)，摆线轮B与C之间有一套在柱销(5)上的均载环(9a)，柱套(4)宽度等于摆线轮宽度。(c)偏心轴承a与b之间的相位角等于120°，而a与c及b与c之间的相位角不等于120°，三偏心轴承内孔与输入轴(3)用同旋向多头螺纹联接，输入轴上依次装置弹性挡圈、偏心轴承a与b、碟形弹簧、偏心轴承c及弹性挡圈，螺纹升角λ＝22°-30°，其初始状态是，摆线轮A与摆线轮B轮齿沿顺时针方向与内摆线齿圈(8)的2/3区轮齿靠紧，而摆线轮C轮齿沿逆时针方向与内摆线齿圈(8)的另外1/3区轮齿靠紧。
2.根据权利要求1所述工业机器人三片式单级摆线减速器，其特征在于三偏心轴承 由标准轴承K内孔紧配偏心套(14)而成，偏心套内孔为升角λ =22° -30°同旋向多头 螺纹。
3.根据权利要求1所述工业机器人三片式单级摆线减速器，其特征在于三偏心轴承 由标准轴承K内孔紧配偏心套(14)而成，偏心套内孔有二条同旋向螺旋槽(或斜槽)，二槽 相位角为180°，螺旋槽升角(或斜角)λ = 22° -30°，输入轴(3)径向装配两只圆柱销 (13)，圆柱销两端伸出部分各自置于二偏心轴承内孔螺旋槽内。 根据权利要求1或2所述工业机器人三片式单级摆线减速器，其特征在于左机架 (1)有一中心孔，输入轴(3)为空心轴，输入轴的输入端联接一从动齿轮(未画出)。
全文摘要
本发明涉及工业机器人减速器技术领域，一种工业机器人三片式单级摆线减速器。其特征在于(a)输入与输出同轴，单级减速；(b)三单偏心轴承a、b与c相位角不等于120°，其内孔与输入轴用同旋向多头螺纹联结，输入轴上依次装置弹性挡圈、偏心轴承a与b、碟形弹簧、偏心轴承c及弹性挡圈，螺纹升角为λ＝22°-30°。其初始状态是，摆线轮A与摆线轮B轮齿沿顺时针方向与针齿壳2/3区针齿销靠紧，而摆线轮C轮齿沿逆时针方向与针齿壳(8)1/3区针齿销靠紧。本发明的有益效果①啮合面磨损后，回差能自动补偿；②工艺难度小、毋需高精度机床；③设备投资少；④制造成本仅仅为RV、CORT的75-85％；⑤生产周期短；⑥单级减速比之RV二级减速结构简单，另件少，散热性能好。
文档编号B25J11/00GK101806335SQ20101016990
公开日2010年8月18日 申请日期2010年4月17日 优先权日2010年4月17日
发明者吴声震 申请人:吴声震