多齿差环板级联减速器的制作方法

本实用新型属于减速器技术领域，特别涉及一种多齿差环板级联减速器。

背景技术：

工业机器人广泛使用RV减速器，具有体积小、重量轻、传动比范围大、寿命长、精度保持稳定、效率高、传动平稳等一系列优点，是在传统行星传动基础上发展起来的一种2K-V 型二级行星传动少齿差针摆减速器。RV减速器的第一级传动为渐开线齿啮合行星传动，第二级为少齿差摆线针轮传动，摆线轮齿与针轮齿一般相差1齿。常用的RV减速器包括针齿壳，该针齿壳上设有通过连接元件将两个单体连接而成的行星架，两单体之间设有两个摆线轮，两单体上均环形阵列且相对应设置有三个圆锥滚子轴承的轴承位，三组相对应设置的轴承位上均设有与动力装置相连的曲柄轴，每个曲柄轴均穿过两摆线轮上的圆孔。采用该结构的机器人RV减速器首先将动力装置(太阳轮)同时传至三个曲柄轴的(行星轮)上，曲柄轴带动两摆线轮运转，摆线轮将动力传至针齿壳实现二级减速输出。

RV减速器存在以下缺点：因为有三个曲柄轴(即动力输入轴)进行传动，三个曲柄轴均通过圆锥滚子轴承在行星架的圆锥滚子轴承的轴承位上进行支撑，因此曲柄轴上圆锥滚子轴承轴承位的轴向精度和径向精度要求都非常严格，曲柄轴上两个偏心轮分别与摆线轮相适配，对两偏心轮的圆度、圆柱度、相位差要求非常严格，曲柄轴的端部还要通过花键安装行星轮，对花键槽与偏心轮之间的相位差要求非常严格，这些尺寸链大大增加了曲柄轴的加工难度，制造成本高，而且对曲柄轴的装配精度也有很高的要求；在使用过程中，圆锥滚子轴承容易磨损，导致配合精度降低，可靠性变差，进而使用寿命降低。

多齿差摆线针齿行星减速机是为了解决少齿差摆线针轮传动齿面胶合问题研发的一种新型K-H-V行星传动减速器。多齿差摆线针齿行星传动近几年来在小速比减速机上，特别是在大功率、小速比减速器中得到广泛的应用。

工业机器人的关节运动一般为间歇式往返运动，要求传动比大、承载力大、回转精度高。单级多齿差摆线减速器减速比尚不能满足工业机器人关节运动的要求，因此有必要研究新型的传动机构克服上述不足。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种多齿差环板级联减速器，以实现小体积、大传动比、高承载能力和高效率传动的目的。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种多齿差环板级联减速器，包括中心轴、内齿轮以及至少两级串联的传动单元；每级所述传动单元包括轴承取力架以及通过偏心轴承结构套装在轴承取力架上的环板摆轮，各级传动单元的轴承取力架均套装在中心轴上，并能与中心轴相对转动，所述环板摆轮中心线相对于轴承取力架中心线偏置，每级所述环板摆轮具有外齿轮和多个用于传递动力的销轴，各级环板摆轮均与同一所述内齿轮啮合，啮合形式为多齿差摆线轮啮合；相邻两级传动单元之间，通过前一级传动单元环板摆轮上的销轴将动力传递到后一级传动单元的轴承取力架，本级轴承取力架从前一级传动单元获得旋转动力，并带动本级环板摆轮作偏心转动；最后一级传动单元的环板摆轮通过销轴将旋转运动传递到中心轴。

采用上述结构，结构简单、装配容易，可以先将环板摆轮与轴承取力架装配成组件后依次套到中心轴上成为整体，再装入内齿轮内。本实用新型结构刚性高，多级环板摆轮共用内齿轮，传递运动的精度更高。本实用新型兼顾了单级多齿差小减速比和多级串联获得大减速比，在结构布置上非常紧凑，比一般摆线针轮减速机刚性大，抗冲击性和过载能力均有很大提高。可以实现小体积、大传动比、高承载能力和高效率的传动。

进一步，位于第一级传动单元之后的各级传动单元的轴承取力架上设置有多个用于接收动力的取力孔，前一级传动单元的环板摆轮的销轴伸入后一级传动单元的取力孔中，传递旋转动力。

进一步，所述取力孔沿取力架周向均布，所述销轴沿环板摆轮周向均布。

进一步，所述轴承取力架包括环状的取力架以及偏心设置于取力架上的轴承内辊道，所述环板摆轮上设置有与轴承内辊道对应的轴承外辊道；所述轴承外辊道与轴承内辊道之间设置有轴承辊子，形成所述偏心轴承结构。

进一步，所述轴承取力架为L形断面的回转体，所述取力架与轴承内辊道为一体结构，所述轴承内辊道的中心线与取力架中心孔的中心线偏置并平行，所述取力孔的中心线与中心孔的中心线平行。

进一步，所述中心轴为一端设有圆盘的空心轴，所述圆盘上均布有传力孔，所述最后一级传动单元的环板摆轮的销轴伸入该传力孔内，传递旋转动力。

进一步，所述内齿轮的两端分别通过支撑轴承套装在第一级传动单元的轴承取力架上和中心轴上。

进一步，所述内齿轮两端设置有用于定位支撑轴承的轴承压板，所述轴承压板与内齿轮通过螺钉连接，所述中心轴上设置有用于对第一级传动单元的轴承取力架轴向限位的卡圈。

进一步，每个所述传动单元的轴承取力架直接套在所述中心轴外，或者通过滚动轴承套在所述中心轴外。

进一步，所述环板摆轮与内齿轮之间为多齿差摆线齿啮合。

本实用新型的有益效果是：本实用新型装配容易，可以先将环板摆轮与轴承取力架装配成组件后依次套到中心轴上成为整体，再装入内齿轮内。本实用新型结构刚性高，多级环板摆轮共用内齿轮，传递运动的精度更高。本实用新型兼顾了单级多齿差小减速比和多级串联获得大减速比，在结构布置上非常紧凑，比一般摆线针轮减速机刚性大，抗冲击性和过载能力均有很大提高。

单级多齿差摆线轮传动相比一齿差标准啮合摆线轮传动减小了齿面最大接触应力，可以有效地增加齿面的承载能力，将相对速度大的齿不参加传力，从而也提高了整机的抗胶合能力，提高了强度；多级串联多齿差摆线减速传动，可以在较小的单级传动比情况下获得更大的级联传动比，从而满足工业机器人对减速器结构紧凑、传动比大、重量轻、寿命长、振动噪音低、价格低廉等要求。

附图说明

图1为本实用新型多齿差环板级联减速器结构示意图；

图2为本实用新型多齿差环板级联减速器三维剖视图；

图3为本实用新型多齿差环板级联减速器轴承取力架三维示意图；

图4为本实用新型多齿差环板级联减速器环板摆轮三维示意图；

图5为本实用新型实施例单级传动单元与内齿轮的三维剖视图；

图6为本实用新型实施例单级传动单元与内齿轮的传动结构示意图。

零件标号说明

1-内齿轮；2-中心轴；21-圆盘；22-传力孔；3-轴承取力架；31-取力孔；32-轴承内辊道；33-中心孔；4-环板摆轮；41-销轴；42-外齿轮；43-轴承外辊道；5-轴承压板；6-支撑轴承；7-轴承辊子；8-滚动轴承。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1至图4所示，一种多齿差环板级联减速器，包括中心轴2、内齿轮1以及至少两级串联的传动单元；其中内齿轮1为带有内齿的外壳结构，各级传动单元套在中心轴2外，内齿轮1位于各级传动单元外围，并与传动单元传动配合。具体地，每级传动单元包括轴承取力架3和环板摆轮4，各级传动单元的轴承取力架3沿轴向依次套装在中心轴2上，并能与中心轴2相对转动；各级传动单元的环板摆轮4通过偏心轴承结构套装在本级的轴承取力架3上，所述环板摆轮4中心线相对于轴承取力架3中心线偏置，且能够相对于轴承取力架 3偏心转动；每级环板摆轮4具有外齿轮42和多个用于传递动力的销轴41，各级环板摆轮4 通过其外齿轮42与同一所述内齿轮1啮合，且环板摆轮4与内齿轮1之间为多齿差摆线齿啮合；相邻两级传动单元之间，通过前一级传动单元的销轴41将动力传递到后一级传动单元的轴承取力架3，本级轴承取力架3从前一级传动单元获得旋转动力，并带动本级环板摆轮4 作偏心转动；第一级传动单元的的轴承取力架3为高速输入端，高速输入端与电机连接，最后一级传动单元的环板摆轮4通过销轴41将旋转运动传递到中心轴2，中心轴2为低速输出端。

图1和图2所示为三级传动单元串联的结构示意图，当第一级轴承取力架3作为高速输入、内齿轮1固定、中心轴2作为输出时，本实施列的传动比为：

式中，Z1、Z2分别为内齿轮1与环板摆轮4的轮齿齿数，本例中以Z1＝16和Z2＝14进行示例，i3为多齿差环板级联减速器减速比，本实施列二齿差环板级联减速器的减速比为 i3＝8³＝512。

本实用新型，结构简单、装配容易，可以先将环板摆轮4与轴承取力架3装配成组件后依次套到中心轴2上成为整体，再装入内齿轮1内。本实用新型结构刚性高，多级环板摆轮 4共用内齿轮1，传递运动的精度更高。本实用新型兼顾了单级多齿差小减速比和多级串联获得大减速比，在结构布置上非常紧凑，比一般摆线针轮减速机刚性大，抗冲击性和过载能力均有很大提高。可以实现小体积、大传动比、高承载能力和高效率的传动。

在一个实施方式中，位于第一级传动单元之后的各级传动单元的轴承取力架3上设置有多个用于接收动力的取力孔31，前一级传动单元的环板摆轮4的销轴41伸入后一级传动单元的取力孔31内，传递旋转动力，实现各级传动单元之间的动力传递，所述取力孔31沿取力架周向均布，所述销轴41沿环板摆轮4周向均布。销轴41的直径小于所述取力孔31的直径，设偏心轴承结构中心相对于取力架中心的偏心距为e，销轴41的直径小于取力孔31的直径，且与取力孔31的直径相差2e。

在一个实施方式中，轴承取力架3包括环状的取力架以及偏心设置于取力架上的轴承内辊道32，具体地，取力架上设置有偏心环台，该偏心环台的外圆柱面构成所述轴承内辊道 32，所述环板摆轮4呈环形结构，环板摆轮4的内圆面设置有与轴承内辊道32对应的轴承外辊道43；环板摆轮4套在所述偏心环台外围，所述轴承外辊道43与轴承内辊道32之间设置有轴承辊子7，形成所述偏心轴承结构。

具体参见图3所示，所述轴承取力架3为L形断面的回转体，取力架与偏心环台为一体结构，所述轴承内辊道32的中心线与取力架中心孔33的中心线偏置并平行，所有取力孔31 的中心线与中心孔33的中心线平行。

在一个实施方式中，所述中心轴2为一端设有圆盘21的空心轴，圆盘21上均布有传力孔22，最后一级传动单元的环板摆轮4的销轴41伸入对应的传力孔22内，实现动力传动。

在一个实施方式中，所述内齿轮1的两端分别通过支撑轴承6套装在第一级传动单元的轴承取力架3上和中心轴2上，具体是套在中心轴2的圆盘21上。且，内齿轮1两端设置有用于定位支撑轴承6的轴承压板5，轴承压板5与内齿轮1通过螺钉连接，中心轴2上设置有用于对第一级传动单元的轴承取力架3轴向限位的卡圈。

在一个实施方式中，每个所述传动单元的轴承取力架3直接套在所述中心轴2外，与中心轴2滑动配合。在另一实施方式中，每个所述传动单元的轴承取力架3通过滚动轴承8套在中心轴2外，如图5和图6所示，图5和图6示出了单级传动单元与内齿轮1的配合示意图。

本实用新型前一级的环板摆轮4通过销轴41将旋转运动传递到后一级的轴承取力架3，驱动后一级的环板摆轮4反向摆动，形成级联减速，多齿差摆线轮降低了单级的传动比，增大了抗胶合性，最终可以实现小体积、大传动比、高承载能力和高效率、高精度传动。

单级多齿差摆线轮传动相比一齿差标准啮合摆线轮传动减小了齿面最大接触应力，可以有效地增加齿面的承载能力，将相对速度大的齿不参加传力，从而也提高了整机的抗胶合能力，提高了强度；多级串联多齿差摆线减速传动，可以在较小的单级传动比情况下获得更大的级联传动比，从而满足工业机器人对减速器结构紧凑、传动比大、重量轻、寿命长、振动噪音低、价格低廉等要求。

本实用新型多齿差环板级联减速器用于高精度的工业机器人、精密传动和机电控制装置上，采用高精度加工制造的环板摆轮4，可以实现无侧隙啮合，能得到很高的回转精度，所以有广阔的发展前景。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。