工业机器人端面齿组合曲轴式RV减速器的制作方法

本发明涉及工业机器入减速器技术领域，采用国产机床，常规制造精度，包括弹性变形引起的的总回差不超过6arc min，一种工业机器人端面齿组合曲轴式RV减速器。

背景技术：

二十多年来，国家再而三下达863计划，希望我国机器人整机企业不再遭受昂贵的日本RV的羞辱，可喜的是《(2011.1-2012.12)863计划》两课题组经过努力取得了重大突破：

①《天津第一863课题组》2014.05.13发布：“百利天星传动公司、天津大学、天津职大、沈阳新松公司及娃哈哈集团五家联合的《国家863工业机器人高精度高效率减速器》课题组经过两年努力，于2013年12月通过了国家科技部专家组验收，达到了性能指标要求。”

②《温州第二863课题组》于2013.12.07发布：“2013年9月5日，经过国家科技部专家严格而缜密的审查，恒丰泰、温州大学、奇瑞装备、苏州博实、兰州爱赛特等申报的《国家863工业机器人高精度高效率减速器工程化研究》通过技术验收。标志着恒丰泰在创新能力、工艺及制造水平等进入了先进制造技术领域。”但是：

国家863机器人专家说：“因关键部件配套瓶颈而衍生的整机企业制造成本居高不下，已经成为中国工业机器人市场发展的严重掣肘。特别是高精度机器人关节减速器产品主要依赖进口，目前75％的市场被Nabtesco和Harmonic Drive公司垄断。”

中国工程院院士、哈工大蔡鹤皋教授说：“我们的减速器就达不到要求，可靠性和质量也不行。我们减速器噪音大，人家的很安静。”(《核心技术久攻不克…》经济参攷报2015-01-19)

《华创证劵》记者：“国产机器人核心部件减速器制造企业-秦川发展、山东帅克、南通振康及浙江恒丰泰与日本的差距是：精度差、寿命短、质量不稳定。”(2015-11-12)

“机器人用高精度RV传动有两项极严格技术指标：一为运动精度误差不超过1arc min；一为间隙回差，规定不超过1～1.5arc min，此外，在负载情况下，包括弹性变形引起的回差在内的总回差不能超过6arc min。”(朱孝录《齿轮传动设计手册》827页)

间隙回差又称几何回差，是指施加3％额定转矩、且各部件良好接触情况下，由行星和摆线针轮传动中齿的侧隙、轴承间隙等几何因素引起的输出转角值(1～1.5arc min)。

RV减速器中，曲柄轴二偏心段相位最为重要，因为相位决定二摆线轮的相互位置，就是说，曲柄轴偏心段相位偏差决定了减速器回差。据此认定背景技术存在下述问题：

背景技术曲柄轴二偏心段相位差的偏差≤30″，精度要求很高：

《RV减速器高精度双向等距小偏心曲柄轴加工技术研究》：“曲柄轴两偏心相对子工件中心的位置差180°土30″”(杨和天津职业技术学院学报1995.06)

RV减速器曲柄轴加工困难，必须进口曲柄磨床：

《天津第一863课题组》说：“在制造RV-320样机时发现，曲柄轴加工困难，误差较大，进口曲柄磨床价格几百万。”

技术实现要素：

本发明提供的工业机器人端面齿组合曲轴式RV减速器解决下述技术问题：

(一)曲柄轴二偏心段相位差的偏差要求很高，因而加工困难；

(二)二偏心套之间的相位差能实现微调。

本发明采用国产机床解决上述两技术问题，弹性变形引起的总回差不超过6arc min。

本发明所采取的具体技术方案：

所述行星轴上依次配合第一、第二偏心套构成双偏心组合曲轴，所述第一、第二双偏心套上分别设有用以支承第一、第二摆线轮的第一、第二转臂轴承，所述第一、第二转臂轴承为滑动轴承。

所述第一、第二偏心套为锌基合金，所述第一、第二转臂轴承为锌基合金滑动轴承，且分别与第一、第二偏心套融为一体。

所述第一、第二偏心套的轴向长度比摆线轮厚度多出5～10mm，所述第一、第二偏心套的外圆表面设有螺旋储油槽，其作用在于：润滑油或脂可从多出5～10mm处的螺旋储油槽渗入摩擦面。

所述第一偏心套与行星轴滑动配合，第一偏心套的一端与第一轴用弹性挡圈之间设有压缩弹簧，第一偏心套的另一端面与第二偏心套端面间用端面齿啮合连接，所述第二偏心套的另一端靠紧第二轴用弹性挡圈，所述第二偏心套与行星轴连接，二偏心套间用端面齿啮合连接的技术效果是具有相位差微调功能。

所述端面齿为三角齿、或梯形齿、或波浪状圆弧齿。

所述的压缩弹簧为碟形弹簧，碟形弹簧压缩力大，轴向尺寸短。

【有益效果】

(1)组装式双偏心曲轴辅以二偏心套间端面齿啮合连接，具有相位差微调功能，确保了相位差加工精度；

(2)转臂滑动轴承的刚性比圆柱滚子轴承高，结构简单、制造方便、承载力大；

(3)锌基合金铸造性能好，摩擦因数小，表面粗糙度好；成本比锡青铜低40％以上；使用寿命为锡青铜2～3倍，具有自润滑性能及减震功能，适用于中低速重载场合；

(4)国产机床，常规制造精度，工艺简单，成本低60-75％；

【附图说明】

图1本发明实施例的结构示意图

图2行星轴偏心套用滑动轴承支承摆线轮的示意图(Z₁、Z₂分别为第一、第二滑动轴承)

图3本发明端面齿组合曲轴式的结构示意图

【具体实施方式】

如图1-3所示，一种工业机器人端面齿组合曲轴式RV减速器，包括摆线部件及行星部件，所述摆线部件包括针齿壳1、针销23、左、右刚性盘2、22及第一、第二摆线轮11、13，所述左刚性盘2上的凸缘穿过二摆线轮与右刚性盘22连接成一刚性体，所述左、右刚性盘2、22用第一、第二轴承9、14分别支承在针齿壳1两侧内孔，油封18用以防止第一轴承9漏油，所述行星部件包括输入轴19、设在输入轴19上的太阳轮3、行星轮6及行星轴16，所述输入轴19用第三、四轴承4、20分别支承在左、右刚性盘2、22中心孔，所述行星轴16两端用第五、第六轴承5、15分别支承在左、右刚性盘2、22周边孔中，其特征在于：

所述行星轴16上依次配合第一、第二偏心套10、12构成具有双偏心的组合曲轴，其技术效果：利用专用工装夹具调节相位差方便，比之专用偏心轴磨床其制造成本低很多，所述第一、第二偏心套10、12上的第一、第二转臂滑动轴承Z₁、Z₂分别用以支承第一、第二摆线轮11、13，滑动轴承的优点见于下述专著：

(一)王文斌《机械设计手册》(卷3.21-4页)：滑动轴承结构简单、制造方便、承载力大；

(二)卜炎《实用轴承技术手册》492页：在正常状态下，滑动轴承磨损率是很低的，形成的磨屑颗粒尺寸很小，数量也少；

(三)卜炎《实用轴承技术手册》349页：航空发动机主轴承采用一般滑动轴承。

所述工业机器人端面齿组合曲轴式RV减速器，其特征在于：所述第一、第二偏心套10、12为锌基合金，所述第一、第二转臂轴承为锌基合金滑动轴承，且分别与第一、第二偏心套10、12融为一体，技术效果：

(a)锌基合金摩擦因数小，切削性能良好，表面粗糙度好Ra1.6μm；具有自润滑性能；

(b)简化了结构，此外因偏心套与滑动轴承融为一体，可加大圆轴轴径，一方面使圆轴具有足够大的刚性，减小弹性变形回差；另则，锌基合金摩擦因数小，机加工性能好。

成大先《机械设计手册》轴承6页：锌基合金适用于中、低速(≤7-10m/s)、重载(25-30MPa)及接触应力σ＝550MPa的条件下工作的轴承。

所述工业机器人端面齿组合曲轴式RV减速器，其特征在于：所述第一、第二偏心套10、12外圆表面设有螺旋储油槽，所述第一、第二偏心套10、12的轴向长度比摆线轮厚度多出5～10mm，螺旋储油槽的作用在于：箱体内的润滑油或润滑脂可从多出5～10mm处的螺旋储油槽，随着慢慢转动而渗入，从而润滑摩擦面。

所述工业机器人端面齿组合曲轴式RV减速器，其特征在于：所述第一偏心套10与行星轴16滑动配合，第一偏心套10的一端与第一轴用弹性挡圈7之间设有压缩弹簧8，第一偏心套10的另一端面与第二偏心套12端面间用端面齿啮合连接，所述第二偏心套12的另一端靠紧第二轴用弹性挡圈17，所述第二偏心套12与行星轴16连接，二偏心套间用端面齿啮合连接的技术效果是具有相位差微调功能。

组合式双偏心曲轴辅以偏心套间端面齿啮合连接的，因而确保了相位差精度。

所述工业机器人端面齿组合曲轴式RV减速器，其特征在于：所述端面齿为三角齿、或梯形齿、或波浪状圆弧齿。

所述工业机器人组合曲轴式RV减速器的特征在于：所述的压缩弹簧8为碟形弹簧，碟形弹簧压缩力大，轴向尺寸短。

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。