封閉型擺線精密減速器的制造方法

封閉型擺線精密減速器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種封閉型擺線精密減速器，包括輸入部分、針齒殼、輸出部分和少齒差內(nèi)嚙合減速機(jī)構(gòu)，針齒殼內(nèi)圈周向排列有用于與所述少齒差內(nèi)嚙合減速機(jī)構(gòu)的擺線輪嚙合的針齒銷，針齒殼內(nèi)圈與針齒銷一一對應(yīng)的設(shè)有用于安裝針齒銷的包容槽；針齒銷與相應(yīng)包容槽內(nèi)壁雙線接觸；本實用新型的封閉型擺線精密減速器，針齒銷與針齒殼上的包容槽之間具有雙線接觸特性，針齒銷與包容槽在齒寬方向為雙線接觸，增大了彎曲強(qiáng)度，提高了承載能力，同時接觸線的增多，有利于發(fā)揮誤差均化效應(yīng)，提高傳動精度，從而可以降低對加工誤差和裝配誤差的要求；比現(xiàn)有RV減速器回差小、結(jié)構(gòu)緊湊、使用壽命長，同時加工工藝簡單、制造成本低。
【專利說明】封閉型擺線精密減速器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及擺線減速器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種封閉型擺線精密減速器。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前中國高精度機(jī)器人用RV減速器主要依賴進(jìn)口，由日本Nabtesco公司壟斷，該 公司生產(chǎn)的RV減速器傳動精度高、扭轉(zhuǎn)剛度大、回差小、抗沖擊能力強(qiáng)、效率高。但是加工 擺線輪齒廓及針齒殼銷孔需要先進(jìn)的專用設(shè)備，工藝系統(tǒng)復(fù)雜，且擺線齒廓及針齒殼銷孔 對加工誤差敏感，為了得到小回差和使載荷均勻分布，制造精度要求很高，正是由于RV 減速器現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的高精度加工要求，造成產(chǎn)品成本非常高，而我國現(xiàn)有加工水平也很難達(dá) 到這種精度要求。
[0003] 此外，RV減速器無針齒套半埋齒結(jié)構(gòu)是將針齒銷半埋在針齒殼的銷孔內(nèi)，雖然解 決了針齒銷彎曲變形的問題，但是現(xiàn)有加工精度不能完全保證銷孔內(nèi)徑與針齒銷外徑的一 致性，通常銷孔內(nèi)徑會略大于針齒銷外徑，針齒銷與針齒殼銷孔存在間隙并且產(chǎn)生單線接 觸，由此部分誤差造成的回差不易控制，且單線接觸不利于針齒銷繞其中心軸線旋轉(zhuǎn)，使針 齒銷與擺線輪間存在滑動摩擦，導(dǎo)致溫升增加，傳動效率降低。
[0004] 因此，為解決上述問題，需要對現(xiàn)有的擺線針輪減速器加以改進(jìn)，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計降 低高精度加工制造的要求，提出比現(xiàn)有RV減速器回差小、結(jié)構(gòu)緊湊、使用壽命長的一種擺 線針輪減速器，同時加工工藝簡單、制造成本低。 實用新型內(nèi)容
[0005] 有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種封閉型擺線精密減速器，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計 降低高精度加工制造的要求，比現(xiàn)有RV減速器回差小、結(jié)構(gòu)緊湊、使用壽命長，同時加工工 藝簡單、制造成本低。
[0006] 本實用新型的封閉型擺線精密減速器，包括輸入部分、針齒殼、輸出部分和少齒差 內(nèi)嚙合減速機(jī)構(gòu)，所述針齒殼內(nèi)圈周向排列有用于與所述少齒差內(nèi)嚙合減速機(jī)構(gòu)的擺線輪 嚙合的針齒銷，針齒殼內(nèi)圈與針齒銷一一對應(yīng)的設(shè)有用于安裝針齒銷的包容槽；所述針齒 銷與相應(yīng)包容槽內(nèi)壁雙線接觸；
[0007] 進(jìn)一步，所述包容槽由慢走絲線切割機(jī)線切割加工成型；
[0008] 進(jìn)一步，所述包容槽形狀為雙圓弧型間斷曲線，針齒銷安裝于針齒殼雙圓弧包容 槽中，軸截面上兩條圓弧線與針齒銷外圓在接觸角α處相切，則針齒銷與包容槽為雙線接 觸； Ιι-κ2
[0009] 進(jìn)一步，所述接觸角α彡= arctanj_-^__+，&--擺線輪短幅系數(shù)，心 =ezb/Rz ；e-偏心距；Zb-針輪齒數(shù)，即針齒銷個數(shù)；RZ-針輪半徑；并且包容槽的雙 圓弧半徑rn與針齒銷半徑rz滿足λ =rn/rz，λ = 1. 04?1. 1 ;針齒殼內(nèi)孔直徑Dn增大至 Dz+(0. 2?0. 4)，Dz為針齒銷分布圓直徑；包容槽兩側(cè)尖角采用圓角過渡；
[0010] 進(jìn)一步，所述包容槽形狀為拋物線型連續(xù)光滑曲線；
[0011] 進(jìn)一步，所述輸出部分包括與擺線輪通過銷孔傳動配合輸出并單自由度同軸轉(zhuǎn)動 連接于針齒殼的輸出盤；所述輸出盤包括分列于針齒殼軸向兩端并固接在一起的左端盤和 右端盤；所述左端盤與針齒殼之間以及右端盤與針齒殼之間均為軸向、徑向雙向支撐轉(zhuǎn)動 連接；
[0012] 進(jìn)一步，所述左端盤與針齒殼之間以及右端盤與針齒殼之間均設(shè)有徑向軸承滾子 和軸向軸承滾子，針齒殼軸向兩端對應(yīng)徑向軸承滾子和軸向軸承滾子分別設(shè)有具有一側(cè)擋 邊的外滾道；左端盤及右端盤對應(yīng)徑向軸承滾子和軸向軸承滾子均分別設(shè)有具有另一側(cè)擋 邊的內(nèi)滾道；左端盤及右端盤上還對應(yīng)徑向軸承滾子固定設(shè)有保持架；
[0013] 進(jìn)一步，所述左端盤與針齒殼之間以及右端盤與針齒殼之間可分別設(shè)置交叉滾子 軸承、角接觸軸承或圓錐滾子軸承實現(xiàn)軸向、徑向雙向支撐轉(zhuǎn)動連接；
[0014] 進(jìn)一步，所述輸入部分包括輸入齒輪軸；所述少齒差內(nèi)嚙合減速機(jī)構(gòu)包括漸開線 行星齒輪、擺線輪和曲柄軸；所述漸開線行星齒輪以輸入齒輪軸為太陽輪傳動連接形成第 一級漸開線行星減速機(jī)構(gòu)；所述曲柄軸與漸開線行星齒輪一一對應(yīng)設(shè)置；曲柄軸的輪軸與 相應(yīng)漸開線行星齒輪同軸固定并單自由度轉(zhuǎn)動連接于左端盤和右端盤；曲柄軸的偏心輪與 擺線輪一一對應(yīng)設(shè)置并作為搖臂與相應(yīng)的擺線輪轉(zhuǎn)動配合用于帶動擺線輪沿針齒銷構(gòu)成 的針輪的內(nèi)圈滾動形成第二級擺線針輪行星減速機(jī)構(gòu)；偏心輪與擺線輪之間通過以偏心輪 為內(nèi)圈、以擺線輪為外圈組成的滿裝圓柱滾子的集成式雙偏心軸承轉(zhuǎn)動配合，其中偏心輪 外圓面設(shè)有具有單側(cè)擋邊的集成式雙偏心軸承滾道，集成式雙偏心軸承滾道中滿裝圓柱滾 子，圓柱滾子另一邊由擋圈采用熱裝工藝過盈安裝在偏心輪上限制圓柱滾子軸向竄動；擺 線輪與輸出部分通過銷孔傳動配合形成簡支銷軸式輸出機(jī)構(gòu)；所述擺線輪的齒廓為給定嚙 合間隙擺線齒廓，其形成過程為：
[0015] a.獲得初始間隙；選取擺線輪單側(cè)齒廓為研究對象，將通過擺線輪標(biāo)準(zhǔn)齒廓方程 獲得的擺線輪標(biāo)準(zhǔn)齒廓通過改變針齒銷半徑rz、針輪半徑R z或同時改變兩者大小獲得初始 間隙，得到擺線輪單側(cè)齒廓的曲線I，曲線I的齒廓方程如下：
[0016] =-[/? +Δ/?-(廠 +Δ/· )51 --- - 二 ~ - L 」況:+輯
[i?2 + (廠 + Δ廠)S 7]sin/"V 丄 v,=[/? +AR ~(r+Ar )S 2]cos| (1-//;)^?---- "1 - _ _ 」J L' R_+ARz
[/? +AR ~zh(r +Ar)S 7]οο$?"φ
[0017] b.旋轉(zhuǎn)曲線I ;以曲線I的拐點（X(l，y(l)為圓心，旋轉(zhuǎn)一角度d，得到曲線II ;拐點 坐標(biāo)（X。，yQ):
[0018] .v() = ~[R +AR -(/- +Δ.Γ )S 2 ]sin [(1 -i!, )φη?Μ ]-尺二
[R_ + Δ/?_, - zh{r_ + Ar )S 2 ]sin i" .vH =[/?_ +Δ/?_ -(/: +A/:)S 2]cos[(l-廣
[R +AR_-zh(i· +Ar)S 2]οο^?πφ^ -- - K；
[0019] 曲線II的齒廓方程：
[0020] x2 = x0+ (x「x0) cos α + (y「y〇) sin α
[0021 ] y2 = y0- (x「x0) sin a + (yi-y〇) cos a
[0022] c.偏轉(zhuǎn)曲線II ;以擺線輪坐標(biāo)系的原點為圓心，將曲線II偏轉(zhuǎn)一角度β，得到曲 線III，即為給定嚙合間隙擺線輪的單側(cè)齒廓曲線；曲線III的齒廓方程：
[0023] x3 = x2cos β +y2sin β
[0024] y3 = -x2sin β +y2cos β
[0025] d.過渡圓弧(齒頂圓）
[0026] 齒頂圓半徑：
[0027] Κα(φ) = ^χ：+ν：
[0028] 當(dāng)0 = ?時況⑷的最大值Ui3，），即為過渡圓弧齒頂圓的半徑；
[0029] 過渡圓弧方程： cosO
[0030] ；'/，n . , θ^{θ{),θ,) ye= Rsin〇
[0031] 在⑷，處，無隙嚙合齒廓與過渡圓弧相交，聯(lián)立方程即可解出θ t
[0032]
[0033] 叫=7 - 1; 乙g
[0034] 0t = arctcin(A3(扔）) R〇Max
[0035] 其有嚙合間隙擺線輪齒廓方程為：
[0036] 丄 Ιι~κ< -1 -^ο = _l.^- + - (r, + Δ/： )S 2 ] sin Γ(1 - in )φ I - --- L 」&+ΔΛζ 一 1
[R_ + AR_ - zh(r + Ar )S 1 ] sin i11 φ y0 = [Λ__ + Δ/?:-(廠:+ Δ/^2 ]cos[(1 - /" )p]-尺 +尬
[R + AR.. -zh(r + Arz)S 2]cosi'^o x, = ~{RZ + Mz -(/; + Δ/·; )5 ^ ]sin [(1 - i" )φ\ - r _\
[Rz + ARz - zb (r + Δγ )S ^ ] sin iHφ 7l =[/?_"+A/?"-(r2+Ar2)^]c〇s[(1 -，￥]_ 尺：M
[/?_ +AR_ ~zh(r_ +Ar)S 2]co^ih^o
[0037] x2 = x〇+ (χ「χ〇) cos a + (yfy。) sin a
[0038] y2 = y0_ (x「x0) sin a + (y「y〇) cos a
[0039] x3 = x2cos β +y2sin β
[0040] y3 = - x.sinP -l· y xosfi, φ g {φ{(diào)), φ!)
[0041] 以上各式中，當(dāng)χ3(%) = 〇時，可以求得％，即為p i的初始值；
[0042] (Pt--滬的末值；
[0043] φ·-針齒銷的嚙合界限點；
[0044] Ki--擺線輪短幅系數(shù)，Ki = ezb/Rz ;
[0045] iH-擺線輪和針輪的相對傳動比，iH = zb/zg ;
[0046] Ψ-轉(zhuǎn)臂相對于某一針齒銷中心矢徑的轉(zhuǎn)角，即嚙合相位角；
[0047] rz-針齒銷外圓半徑；
[0048] Rz--針輪半徑；
[0049] Δ Rz--針輪半徑變化量；
[0050] Δγζ--針齒銷半徑變化量；
[0051] a--曲線I以拐點（Xmyd為圓心的旋轉(zhuǎn)角度；
[0052] β--曲線II的偏轉(zhuǎn)角度；
[0053] 二 1 + - 2人 | cos p
[0054] e--偏心距；
[0055] Zb-針輪齒數(shù)，即針齒銷個數(shù)；
[0056] Zg--擺線輪齒數(shù)。
[0057] 本實用新型的有益效果是：本實用新型的封閉型擺線精密減速器，針齒銷與針齒 殼上的包容槽之間具有雙線接觸特性，針齒銷與包容槽在齒寬方向為雙線接觸，增大了彎 曲強(qiáng)度，提高了承載能力，同時接觸線的增多，有利于發(fā)揮誤差均化效應(yīng)，提高傳動精度，從 而可以降低對加工誤差和裝配誤差的要求；比現(xiàn)有RV減速器回差小、結(jié)構(gòu)緊湊、使用壽命 長，同時加工工藝簡單、制造成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0058] 圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0059] 圖2為圖1的左視圖；
[0060] 圖3為雙圓弧型包容槽結(jié)構(gòu)示意圖；
[0061] 圖4為拋物線型包容槽結(jié)構(gòu)示意圖；
[0062] 圖5為擺線輪標(biāo)準(zhǔn)齒廓與給定嚙合間隙擺線齒廓對比圖；
[0063] 圖6為軸向、徑向雙向支撐轉(zhuǎn)動連接結(jié)構(gòu)放大圖；
[0064] 圖7為集成式雙偏心軸承放大圖；
[0065] 圖8為本實用新型應(yīng)用徑向軸承滾子和軸向軸承滾子組合的裝配圖；
[0066] 圖9為本實用新型應(yīng)用交叉滾子軸承的裝配圖；
[0067] 圖10為本實用新型應(yīng)用角接觸軸承和圓錐滾子軸承的裝配圖。

【具體實施方式】
[0068] 圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的左視圖；圖3為雙圓弧型包容槽結(jié) 構(gòu)示意圖；圖4為拋物線型包容槽結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為擺線輪標(biāo)準(zhǔn)齒廓與給定嚙合間隙擺 線齒廓對比圖；圖6為軸向、徑向雙向支撐轉(zhuǎn)動連接結(jié)構(gòu)放大圖；圖7為集成式雙偏心軸承 放大圖；圖8為本實用新型應(yīng)用徑向軸承滾子和軸向軸承滾子組合的裝配圖；圖9為本實 用新型應(yīng)用交叉滾子軸承的裝配圖；圖10為本實用新型應(yīng)用角接觸軸承和圓錐滾子軸承 的裝配圖；如圖所示：本實施例的封閉型擺線精密減速器，包括輸入部分、針齒殼1、輸出部 分和少齒差內(nèi)嚙合減速機(jī)構(gòu)，所述針齒殼1內(nèi)圈周向排列有用于與所述少齒差內(nèi)嚙合減速 機(jī)構(gòu)的擺線輪2嚙合的針齒銷3,針齒銷3沿針齒殼1內(nèi)圈排列并固定形成針輪，針齒殼1 內(nèi)圈與針齒銷3-一對應(yīng)的設(shè)有用于安裝針齒銷3的包容槽4 ;所述針齒銷3與相應(yīng)包容槽 4內(nèi)壁雙線接觸；雙線接觸是指針齒銷3在齒寬方向通過其兩條母線與包容槽4接觸；增大 了彎曲強(qiáng)度，提高了承載能力，接觸線的增多，有利于發(fā)揮誤差均化效應(yīng)，提高傳動精度，從 而可以降低對加工誤差和裝配誤差的要求；同時針齒銷3定位可靠，回差小，傳動精度高， 其繞自身軸線的旋轉(zhuǎn)靈活，不易形成死點，針齒銷3齒面的磨損比較均勻，有利于提高傳動 效率；包容槽4底部不與針齒銷3接觸，可容存一部分的潤滑油脂和臟物，減小磨損，提高針 齒銷3轉(zhuǎn)動的流暢性。
[0069] 本實施例中，所述包容槽4由慢走絲線切割機(jī)線切割加工成型；當(dāng)加工針齒銷3直 徑較小的減速器時，包容槽4的表面粗糙度好，加工精度高，制造成本低。
[0070] 本實施例中，所述包容槽4形狀為雙圓弧型間斷曲線，針齒銷3安裝于針齒殼1雙 圓弧包容槽4中，軸截面上兩條圓弧線與針齒銷3外圓在接觸角α處相切，則針齒銷3與 包容槽4為雙線接觸；包容槽4形狀為雙圓弧型間斷曲線是指包容槽4橫斷面曲線由兩段 圓弧曲線對接形成，如圖3所示，與兩段圓弧曲線相對應(yīng)的兩個圓柱面與針齒銷3之間產(chǎn)生 雙線接觸。
[0071] 本實施例中，所述接觸角α彡Θ _，= arctanf^L，&--擺線輪2短幅 系數(shù)，& = ezb/Rz ;e--偏心距；Zb--針輪齒數(shù)，即針齒銷3個數(shù)；RZ--針輪半徑，針輪 半徑為針齒銷分布圓半徑；并且包容槽4的雙圓弧半徑rn與針齒銷3半徑rz滿足λ =rn/ rz，λ = 1. 04?1. 1 ;針齒殼1內(nèi)孔直徑Dn增大至Dz+(0. 2?0. 4)，Dz為針齒銷3分布圓 直徑；包容槽4兩側(cè)尖角采用圓角過渡，包容槽4兩側(cè)尖角進(jìn)行圓角處理，能防止應(yīng)力集中， 有利于進(jìn)油和潤滑油膜的形成，改善了潤滑特性，從而提高傳動效率。
[0072] 本實施例中，所述包容槽4形狀為拋物線型連續(xù)光滑曲線；包容槽4形狀為拋物線 型連續(xù)光滑曲線是指包容槽4橫斷面曲線為拋物線型連續(xù)光滑曲線，如圖4所示，拋物線頂 點兩側(cè)的兩部分曲面與針齒銷3之間產(chǎn)生雙線接觸；包容槽4內(nèi)表面為連續(xù)光滑曲面，利于 加工和潤滑。
[0073] 本實施例中，所述輸出部分包括與擺線輪2通過銷孔傳動配合輸出并單自由度同 軸轉(zhuǎn)動連接于針齒殼1的輸出盤；所述輸出盤包括分列于針齒殼1軸向兩端并固接在一起 的左端盤5和右端盤6 ;所述左端盤5與針齒殼1之間以及右端盤6與針齒殼1之間均為 軸向、徑向雙向支撐轉(zhuǎn)動連接；形成簡支銷軸式輸出機(jī)構(gòu)，簡支銷軸式輸出機(jī)構(gòu)的雙支撐結(jié) 構(gòu)使得減速器剛性大、功能對稱，可以實現(xiàn)同軸雙向輸出，相比于現(xiàn)有技術(shù)中的懸臂軸式輸 出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定；軸向、徑向雙向支撐轉(zhuǎn)動連接結(jié)構(gòu)使減速器在很小的空間內(nèi)可以同時 承受徑向載荷和較大的軸向載荷。
[0074] 本實施例中，所述左端盤5與針齒殼1之間以及右端盤6與針齒殼1之間均設(shè)有 徑向軸承滾子7和軸向軸承滾子8,針齒殼1軸向兩端對應(yīng)徑向軸承滾子7和軸向軸承滾 子8分別設(shè)有具有一側(cè)擋邊的外滾道；左端盤5及右端盤6對應(yīng)徑向軸承滾子7和軸向軸 承滾子8均分別設(shè)有具有另一側(cè)擋邊的內(nèi)滾道；左端盤5及右端盤6上還對應(yīng)徑向軸承滾 子7固定設(shè)有保持架9 ;如圖8所示，徑向軸承滾子7是指軸線沿針齒殼1徑向設(shè)置的軸承 滾子；軸向軸承滾子8是指軸線沿針齒殼1軸向設(shè)置的軸承滾子，一側(cè)擋邊和另一側(cè)擋邊是 設(shè)于徑向軸承滾子7和軸向軸承滾子8軸向兩端的臺肩擋面用于對相應(yīng)的徑向軸承滾子7 或軸向軸承滾子8進(jìn)行軸向定位；徑向軸承滾子7布置于軸向軸承滾子8的內(nèi)側(cè)，即軸向軸 承滾子8指向針齒殼1內(nèi)部的一側(cè)；軸向軸承滾子8布置于徑向軸承滾子7的外側(cè)，即徑向 軸承滾子7沿針齒殼1徑向指向外的一側(cè)，徑向軸承滾子7與軸向軸承滾子8呈90 °夾角， 內(nèi)滾道是位于徑向軸承滾子7與軸向軸承滾子8之間90°夾角內(nèi)側(cè)的滾道，外滾道是位于 徑向軸承滾子7與軸向軸承滾子8之間90°夾角外側(cè)的滾道；各擋邊以便于左端盤5、右端 盤6和針齒殼1的加工及裝配進(jìn)行合理設(shè)計。
[0075] 本實施例中，所述左端盤5與針齒殼1之間以及右端盤6與針齒殼1之間可分別設(shè) 置交叉滾子軸承10、角接觸軸承11或圓錐滾子軸承12實現(xiàn)軸向、徑向雙向支撐轉(zhuǎn)動連接； 圖9為本實用新型應(yīng)用交叉滾子軸承10的裝配圖；圖10為本實用新型應(yīng)用角接觸軸承11 和圓錐滾子軸承12的裝配圖，應(yīng)用交叉滾子軸承10、角接觸軸承11或圓錐滾子軸承12能 充分利用已有資源，降低制造成本，同時便于裝配和維護(hù)。
[0076] 本實施例中，所述輸入部分包括輸入齒輪軸13 ;所述少齒差內(nèi)嚙合減速機(jī)構(gòu)包括 漸開線行星齒輪14、擺線輪2和曲柄軸15 ;所述漸開線行星齒輪14以輸入齒輪軸13為太 陽輪傳動連接形成第一級漸開線行星減速機(jī)構(gòu)；所述曲柄軸15與漸開線行星齒輪14 一一 對應(yīng)設(shè)置；曲柄軸15的輪軸15a與相應(yīng)漸開線行星齒輪14同軸固定并單自由度轉(zhuǎn)動連接 于左端盤5和右端盤6 ;曲柄軸15的偏心輪15b與擺線輪2--對應(yīng)設(shè)置并作為搖臂與相 應(yīng)的擺線輪2轉(zhuǎn)動配合用于帶動擺線輪2沿針齒銷3構(gòu)成的針輪的內(nèi)圈滾動形成第二級擺 線針輪行星減速機(jī)構(gòu)；偏心輪15b與擺線輪2之間通過以偏心輪15b為內(nèi)圈、以擺線輪2為 外圈組成的滿裝圓柱滾子的集成式雙偏心軸承16轉(zhuǎn)動配合，其中偏心輪15b外圓面設(shè)有具 有單側(cè)擋邊的集成式雙偏心軸承滾道，集成式雙偏心軸承滾道中滿裝圓柱滾子，圓柱滾子 另一邊由擋圈17采用熱裝工藝過盈安裝在偏心輪15b上限制圓柱滾子軸向竄動；擺線輪2 與輸出部分通過銷孔傳動配合形成簡支銷軸式輸出機(jī)構(gòu)；輸入齒輪軸13、針齒殼1、左端盤 5和右端盤6同軸設(shè)置，漸開線行星齒輪14、擺線輪2、曲柄軸15三者的軸線與輸入齒輪軸 13、針齒殼1、左端盤5和右端盤6的軸線平行；集成式雙偏心軸承16采用滿裝滾子軸承的 結(jié)構(gòu)設(shè)計，具有尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大，使用壽命長等優(yōu)點；所述擺線輪2的齒廓為 給定嚙合間隙擺線齒廓，其形成過程為：
[0077] a.獲得初始間隙；選取擺線輪2單側(cè)齒廓為研究對象，單側(cè)齒廓為擺線輪2 -個 輪齒齒頂?shù)阶罱囊粋€齒槽槽底之間的齒廓；將通過擺線輪標(biāo)準(zhǔn)齒廓方程獲得的擺線輪標(biāo) 準(zhǔn)齒廓18通過改變針齒銷3半徑rz、針輪半徑R z或同時改變兩者大小獲得初始間隙，其中 針輪半徑Rz是指針齒銷3分布圓半徑；得到擺線輪2單側(cè)齒廓的曲線I，曲線I的齒廓方 程如下：
[0078] -1 A =-[/?.. +Δ/?.. -(r. 2]sin「(l-/〃）滬 |---- ' L 」+ Mz
[R -\-AR ~zh(r +Ar)S 2]?η?!/φ j_ V, =[/? +Δ/? -(/* +Δ/:)5* 2]cos「(l -/")爐]---- -I - 」J L' 'Y」 ?
[/?. +Δ/?. -+Ar)?S 2]cos/"滬
[0079] b.旋轉(zhuǎn)曲線I ;以曲線I的拐點（X(l，y(l)為圓心，旋轉(zhuǎn)一角度a，得到曲線II ;拐點 坐標(biāo)（X。，yQ):
[0080] xt)^-[R_+AR -(r +Ar )S 2]sin[(1 ~/;/)^niax]- ^
[/? + Δ/?, -zh(r_ + Ar )S 2 ]sin ?πφη?ΛΧ r^iR+AR-ir+AOS 2]cos[(l-//7)^"]-- L 」& +從2
[R +AR -zh(r_ +Ar )S 2]〇ο^!Π φη^ h-Kl
[0081] 曲線II的齒廓方程：
[0082] x2 = x0+ (χ「χ0) cos α + (5^-yo) sin α
[0083] y2 = y0- (x^Xq) sin a + (yi-y〇) cos a
[0084] c.偏轉(zhuǎn)曲線II ;以擺線輪2坐標(biāo)系的原點為圓心，擺線輪2坐標(biāo)系的原點是擺線 輪2的幾何中心，即擺線輪2的圓心，將曲線II偏轉(zhuǎn)一角度β，得到曲線III，即為給定嚙合間 隙擺線齒廓19 ;曲線III的齒廓方程：
[0085] x3 = x2cos β +y2sin β
[0086] y3 = _x2sin β +y2cos β
[0087] d.過渡圓弧(齒頂圓）
[0088] 齒頂圓半徑：
[0089]
[0090] 當(dāng)識時，及(妒）的最大值足她,0;)，即為過渡圓弧齒頂圓的半徑；
[0091] 過渡圓弧方程：
[0092] Κβ，) y〇 = R,,\!,,'sme
[0093] 在⑷，U處，無隙嚙合齒廓與過渡圓弧相交，聯(lián)立方程即可解出Θ t
[0094] η _π _π
[0095] °〇 _Τ_Ζ~ *
[0096] θ. = arctan(A-:'(奶）)
[0097] 其有嚙合間隙擺線輪2齒廓方程為：
[0098] 丄 1-^Γ V κ? ι x0 = -[R: + Δ/?_ -(/; + Δ/;)S ]sin[(1 -i" )^]----
[R +Δ/? -z；)(r +Δγ )5 2]sin = [i?z + AR: -(r +Ar:)S 2]cos[(1 -?Η)φ\-尺二 [Rz + AR: -zb(r +Ar)S 2]οο<,ιπφ = ~[Rz + AR_ -(r h-Δγ )5 --6- 丄
[Rz + ARz - zh (/; + Δγ )S T] sin //;φ Λ = [R, + AR - (;； + Δ/; )S 2 ] cos [(1 - f )φ\ -尺:減 2 二 」
[R_ + AR_ - zh (r_ + Δγ )S 2 ] cos /'11 φ
[0099] x2 = x〇+ (XfX。）cos a + (yfy。）sin a
[0100] y2 = yo-UfxJsina+(y「y0)cosa
[0101] x3 = x2cos β +y2sin β
[0102] y3 = -x.sinP + vs ms/Λ φ g {φ{(diào)), φ.)
[0103] 以上各式中，當(dāng)x3(%) = 〇時，可以求得％，即為的初始值；
[0104] 9t--滬的末值；
[0105] φ卿--針齒銷3的嚙合界限點，即擺線輪2齒與針齒銷3嚙合時，嚙合點(接觸 點）在針齒銷3齒廓上的嚙合界限點；
[0106] Ki--擺線輪2短幅系數(shù)，Ki = ezb/Rz ;
[0107] iH-擺線輪2和針輪的相對傳動比，iH = zb/zg ;
[0108] φ-轉(zhuǎn)臂相對于某一針齒銷3中心矢徑的轉(zhuǎn)角，即嚙合相位角；
[0109] rz-針齒銷3外圓半徑；
[0110] Rz--針輪半徑；
[0111] Δ Rz--針輪半徑變化量；
[0112] Δγζ--針齒銷3半徑變化量；
[0113] a--曲線I以拐點（xQ，yQ)為圓心的旋轉(zhuǎn)角度；
[0114] β -曲線II的偏轉(zhuǎn)角度；
[0115] 5 = 1+欠丨：-2人'cos滬.
[0116] e--偏心距；
[0117] Zb--針輪齒數(shù)，即針齒銷3個數(shù)；
[0118] Zg--擺線輪2齒數(shù)；
[0119] 擺線輪標(biāo)準(zhǔn)齒廓方程為：
[0120] x = -(Rz-r.S 2)sin[(l-///)y;j--- 及z -1
[/? -^；/S 2~\?χ\?Ι!φ 1 ! =[Rz-rS ：]cos[(l-^)^]-^
[R ~zhrS -Jcos/^V
[0121] 采用給定嚙合間隙擺線齒廓，該新型齒廓是基于傳動精度保持和承載能力優(yōu)化的 齒廓修形，與擺線輪標(biāo)準(zhǔn)齒廓相比，經(jīng)濟(jì)加工精度低、傳動精度易保證，可直接獲得齒頂間 隙和齒底間隙。
[0122] 最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參 照較佳實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本 實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的宗旨和范 圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1. 一種封閉型擺線精密減速器，其特征在于：包括輸入部分、針齒殼、輸出部分和少齒 差內(nèi)嚙合減速機(jī)構(gòu)，所述針齒殼內(nèi)圈周向排列有用于與所述少齒差內(nèi)嚙合減速機(jī)構(gòu)的擺線 輪嚙合的針齒銷，針齒殼內(nèi)圈與針齒銷一一對應(yīng)的設(shè)有用于安裝針齒銷的包容槽；所述針 齒銷與相應(yīng)包容槽內(nèi)壁雙線接觸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉型擺線精密減速器，其特征在于：所述包容槽由慢走絲 線切割機(jī)線切割加工成型。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉型擺線精密減速器，其特征在于：所述包容槽形狀為雙 圓弧型間斷曲線，針齒銷安裝于針齒殼雙圓弧包容槽中，軸截面上兩條圓弧線與針齒銷外 圓在接觸角α處相切，則針齒銷與包容槽為雙線接觸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的封閉型擺線精密減速器，其特征在于：所述接觸角 \\-Κ2 α彡θ _，沒眶=arctan\|-^，I--擺線輪短幅系數(shù)，& = ezb/Rz ;e--偏心距； Zb--針輪齒數(shù)，即針齒銷個數(shù)；RZ--針輪半徑；并且包容槽的雙圓弧半徑rn與針齒銷半 徑1\滿足入=4/1>入=1.04?1.1;針齒殼內(nèi)孔直徑011增大至0 2+(0.2?0.4)以為 針齒銷分布圓直徑；包容槽兩側(cè)尖角采用圓角過渡。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉型擺線精密減速器，其特征在于：所述包容槽形狀為拋 物線型連續(xù)光滑曲線。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉型擺線精密減速器，其特征在于：所述輸出部分包括與 擺線輪通過銷孔傳動配合輸出并單自由度同軸轉(zhuǎn)動連接于針齒殼的輸出盤；所述輸出盤包 括分列于針齒殼軸向兩端并固接在一起的左端盤和右端盤；所述左端盤與針齒殼之間以及 右端盤與針齒殼之間均為軸向、徑向雙向支撐轉(zhuǎn)動連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的封閉型擺線精密減速器，其特征在于：所述左端盤與針齒殼 之間以及右端盤與針齒殼之間均設(shè)有徑向軸承滾子和軸向軸承滾子，針齒殼軸向兩端對應(yīng) 徑向軸承滾子和軸向軸承滾子分別設(shè)有具有一側(cè)擋邊的外滾道；左端盤及右端盤對應(yīng)徑 向軸承滾子和軸向軸承滾子均分別設(shè)有具有另一側(cè)擋邊的內(nèi)滾道；左端盤及右端盤上還對 應(yīng)徑向軸承滾子固定設(shè)有保持架。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的封閉型擺線精密減速器，其特征在于：所述左端盤與針齒殼 之間以及右端盤與針齒殼之間可分別設(shè)置交叉滾子軸承、角接觸軸承或圓錐滾子軸承實現(xiàn) 軸向、徑向雙向支撐轉(zhuǎn)動連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8任一權(quán)利要求所述的封閉型擺線精密減速器，其特征在于：所述 輸入部分包括輸入齒輪軸；所述少齒差內(nèi)嚙合減速機(jī)構(gòu)包括漸開線行星齒輪、擺線輪和曲 柄軸；所述漸開線行星齒輪以輸入齒輪軸為太陽輪傳動連接形成第一級漸開線行星減速機(jī) 構(gòu)；所述曲柄軸與漸開線行星齒輪一一對應(yīng)設(shè)置；曲柄軸的輪軸與相應(yīng)漸開線行星齒輪同 軸固定并單自由度轉(zhuǎn)動連接于左端盤和右端盤；曲柄軸的偏心輪與擺線輪一一對應(yīng)設(shè)置并 作為搖臂與相應(yīng)的擺線輪轉(zhuǎn)動配合用于帶動擺線輪沿針齒銷構(gòu)成的針輪的內(nèi)圈滾動形成 第二級擺線針輪行星減速機(jī)構(gòu)；偏心輪與擺線輪之間通過以偏心輪為內(nèi)圈、以擺線輪為外 圈組成的滿裝圓柱滾子的集成式雙偏心軸承轉(zhuǎn)動配合，其中偏心輪外圓面設(shè)有具有單側(cè)擋 邊的集成式雙偏心軸承滾道，集成式雙偏心軸承滾道中滿裝圓柱滾子，圓柱滾子另一邊由 擋圈采用熱裝工藝過盈安裝在偏心輪上限制圓柱滾子軸向竄動；擺線輪與輸出部分通過銷 孔傳動配合形成簡支銷軸式輸出機(jī)構(gòu)；所述擺線輪的齒廓為給定嚙合間隙擺線齒廓，其形 成過程為： a. 獲得初始間隙；選取擺線輪單側(cè)齒廓為研究對象，將通過擺線輪標(biāo)準(zhǔn)齒廓方程獲得 的擺線輪標(biāo)準(zhǔn)齒廓通過改變針齒銷半徑rz、針輪半徑R z或同時改變兩者大小獲得初始間 隙，得到擺線輪單側(cè)齒廓的曲線I，曲線I的齒廓方程如下： 丄 X, = -- (> + Δ，2 ]sin「(1 - )設(shè)]---- 1 L ^ 2 - L 'V」/?.+Δ/? [R +AR -zh(r +Δγ)5 2]sin/；/^ ^ +ARl -(/; +Ar)S 2 ]cos [(1 -i" )φ\- ^ [R +AR -z.(r +Ar )S 2]cos/"> b. 旋轉(zhuǎn)曲線I ;以曲線I的拐點（X(l，y(l)為圓心，旋轉(zhuǎn)一角度a，得到曲線II ;拐點坐 標(biāo)（χ〇, y〇): = -\Α +Δ/? -(r +Δ/- )S 2 ]sin [(1 -iu )^niux ]、二 [R +ARZ-zh{r + Ar )S 2 ]sin f v(! - [R +ARz- (r + Ar )S 2 ] cos [(1 - i" )φ?Κ? ] - r :故 [λ5 +AR -Zh(r_ +Ar)S ~]cosi"(pmiK ll-Kf V)·=切 曲線II的齒廓方程： x2 = x0+ (x「x0) cos a + (y「y〇) sin a 又2 = y〇_ (χι_χ〇)sin a + (y「y〇)c〇s a C.偏轉(zhuǎn)曲線II ;以擺線輪坐標(biāo)系的原點為圓心，將曲線II偏轉(zhuǎn)一角度β，得到曲線III， 即為給定嚙合間隙擺線輪的單側(cè)齒廓曲線；曲線III的齒廓方程： x3 = x2c〇s β +y2sin β y3 = -x2sin β +y2cos β d.過渡圓弧（齒頂圓） 齒頂圓半徑： 當(dāng)口=仍時，尺⑷的最大值i?aMn.(仍），即為過渡圓弧齒頂圓的半徑； 過渡圓弧方程： ,、，Θ&(ΘΜ y〇 = Rs 祕 ' 在⑷，乂Λ/",)處，無隙嚙合齒廓與過渡圓弧相交，聯(lián)立方程即可解出Θ t '?,(^)--v,v?9,) = /?"Uucos^ 2 Zg Θ = arctan(----) 其有嚙合間隙擺線輪齒廓方程為： h-κ： 仍?、= 土饑rtan^-^ x〇 = ΛΚ + - (r2 + Δ/; )S 2 ]sin [(1 - iH)^] - R + _J_ [R_ + Δ/?_ - z, (/; + Δ/; )S 7] sin /uφ 一 1 = [R: + - (/: + Δ/; )5^] cos [(1 - f )φ\ -尺：減 [R_ -\-AR:: -zb(rz -l· Ar_)S ^]cosiHφ 一 1 ^ =-[R. +Δ/?_ - (r_ + Δγ_)5 2 ]sin [(1 -/r//)^]-- ~~ (X + - ζΛ(/; + Ar:)S 2 ]sin /'V 一 1 yt = + AR_ - (/; + Δ/; )5 3 ] cos [(1 - i11 )φ\ - 乂從 [i?z + AR_ - zh (/-. + Δ/; )S 2 ] οο$?Ηφ x2 = x0+ (x「x0) cos a + (y「y〇) sin a 又2 = y〇_ (χι_χ〇)sin a + (y「y〇)c〇s a x3 = x2cos β +y2sin β y3 = -x2sin^ +y2cos β , φ^{φ0,φ,) 以上各式中，當(dāng)6(明,）=〇時，可以求得％，即為0的初始值； 奶 供的末值； Ψ狐--針齒銷的嚙合界限點； Ki-擺線輪短幅系數(shù)，& = ezb/Rz ; iH--擺線輪和針輪的相對傳動比，iH = Zb/Zg ; ψ-轉(zhuǎn)臂相對于某一針齒銷中心矢徑的轉(zhuǎn)角，即嚙合相位角； rz-針齒銷外圓半徑； Rz--針輪半徑； Δ Rz--針輪半徑變化量； Δγζ--針齒銷半徑變化量； α--曲線I以拐點（&，％)為圓心的旋轉(zhuǎn)角度； β--曲線II的偏轉(zhuǎn)角度； 5* = 1 + Κ\ - 2 Α | cos φ e-偏心距； Zb--針輪齒數(shù)，即針齒銷個數(shù)； Zg--擺線輪齒數(shù)。
【文檔編號】F16H1/32GK203892472SQ201420140453
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】陳兵奎, 李軒, 李朝陽, 彭昌琰, 譚儒龍 申請人:重慶大學(xué)