一种机器人用渐开线少齿差内啮合行星减速器论文和设计-林牧

全文摘要

一种机器人用渐开线少齿差内啮合行星减速器，属于机械传动装置技术领域，包括固定齿圈（1）、双联行星齿轮（3）、输出齿圈（14），双联行星大齿轮（3‑1）与固定内齿（1‑1）啮合，双联行星小齿轮（3‑2）与输出内齿（14‑1）啮合，输出齿圈（14）端面有输出螺栓孔（10）；其特征是，输出齿圈（14）外径与后端盖（16）内径之间安装有滚针（15），第三轴承（11）右侧外圆用轴承挡板（4）固定，第一轴承（7）、第二轴承（12）和第三轴承（11）均为滚子轴承。本实用新型的有益效果是：结构紧凑、部件少、传动平稳、可靠性高、传动效率高、传动比大、传递扭矩大、扭转刚度大、使用寿命长，便于实现高精度传动，可以满足机器人所使用减速器的要求。

主设计要求

1.一种机器人用渐开线少齿差内啮合行星减速器，包括固定齿圈（1）、双联行星齿轮（3）、输出齿圈（14）、安装在固定齿圈（1）两端面上的前端盖（2）和后端盖（16），前端盖（2）中心安装有第一轴承（7），输出齿圈（14）中心装有第二轴承（12），输入轴（5）安装在第一轴承（7）和第二轴承（12）上，输入轴（5）的偏心轴颈上装有第三轴承（11），第三轴承（11）外圆套设双联行星齿轮（3），固定齿圈（1）上设有固定内齿（1-1），双联行星齿轮（3）上设有双联行星大齿轮（3-1）和双联行星小齿轮（3-2），输出齿圈（14）上设有输出内齿（14-1），双联行星大齿轮（3-1）与固定内齿（1-1）啮合，双联行星小齿轮（3-2）与输出内齿（14-1）啮合，第三轴承（11）左侧内圆由弹性挡圈（13）固定在输入轴（5）的偏心轴颈上，平衡铁（8）通过键（6）固定在输入轴（5）的偏心轴颈上的同时固定第三轴承（11）右侧内圆，后端盖（16）与输出齿圈（14）之间装有密封圈（9），输出齿圈（14）端面有输出螺栓孔（10）；其特征是，输出齿圈（14）外径与后端盖（16）内径之间安装有滚针（15），第三轴承（11）右侧外圆用轴承挡板（4）固定，第一轴承（7）、第二轴承（12）和第三轴承（11）均为滚子轴承。

设计方案

设计说明书

技术领域

本实用新型属于机械传动装置技术领域，特别涉及一种机器人用渐开线少齿差内啮合行星减速器。

背景技术

在机器人领域，多采用动力机通过减速装置增加扭矩后将动力传递到目标执行机构的传动方式，现有的机器人用减速器尽管有多种结构形式，但是每种结构从体积、可靠性、传动精度、传递扭矩、扭转刚度、传动比、传动效率、使用寿命、制造成本等，都存在着不同程度的不足，难以满足精确传递动力和高性价比的要求。

国家知识产权局授权的专利太阳能跟踪减速机（专利号：ZL200920012027.7）系渐开线少齿差双内啮合行星减速机构，虽然传动效率高、传动比大、传递扭矩大、扭转刚度大、使用寿命长，但存在问题是：输出轴用输出轴承安装在固定齿圈中，输出轴右段外径与固定齿圈的内径为滑动配合，结构不够紧凑，固定齿圈外部受力变形会直接影响传动平稳性，传动效率也会受到滑动副润滑程度的影响，在双联齿轮内使用弹性挡圈固定轴承增加了减速机的轴向尺寸，不利于安装在空间有限的场合为机器人实现高可靠性传动。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种结构紧凑，采用双联行星齿轮分别与固定内齿和输出内齿双啮合，输出齿圈与前端盖之间安装滚针，利用滚子轴承提高传递扭矩，实现体积小、传动效率高、传动比大、传递扭矩大、扭转刚度大、可靠性高、使用寿命长、传动精度高、制造成本低的一种机器人用渐开线少齿差内啮合行星减速器。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：一种机器人用渐开线少齿差内啮合行星减速器，包括固定齿圈、双联行星齿轮、输出齿圈、安装在固定齿圈两端面上的前端盖和后端盖，前端盖中心安装有第一轴承，输出齿圈中心装有第二轴承，输入轴安装在第一轴承和第二轴承上，输入轴的偏心轴颈上装有第三轴承，第三轴承外圆套设双联行星齿轮，固定齿圈上设有固定内齿，双联行星齿轮上设有双联行星大齿轮和双联行星小齿轮，输出齿圈上设有输出内齿，双联行星大齿轮与固定内齿啮合，双联行星小齿轮与输出内齿啮合，第三轴承左侧内圆由弹性挡圈固定在输入轴的偏心轴颈上，平衡铁通过键固定在输入轴的偏心轴颈上的同时固定第三轴承右侧内圆，后端盖与输出齿圈之间装有密封圈，输出齿圈端面有输出螺栓孔；其特征是，输出齿圈外径与后端盖内径之间安装有滚针，第三轴承右侧外圆用轴承挡板固定，第一轴承、第二轴承和第三轴承均为滚子轴承。

本实用新型的有益效果是：结构紧凑、部件少、传动平稳、可靠性高、传动效率高、传动比大、传递扭矩大、扭转刚度大、使用寿命长，便于实现高精度传动，可以满足机器人所使用减速器的要求。

附图说明

以下结合附图以实施例具体说明。

图1是一种机器人用渐开线少齿差内啮合行星减速器结构主视图。

图2是一种机器人用渐开线少齿差内啮合行星减速器左视图。

图中：1-固定齿圈；1-1-固定内齿；2-前端盖；3-双联行星齿轮；3-1-双联行星大齿轮；3-2-双联行星小齿轮；4-轴承挡板；5-输入轴；6-键；7-第一轴承；8-平衡铁；9-密封圈；10-输出螺栓孔；11-第三轴承；12-第二轴承；13-弹性挡圈；14-输出齿圈；14-1-输出内齿；15-滚针；16-后端盖。

具体实施方式

实施例，参照附图，一种机器人用渐开线少齿差内啮合行星减速器，包括固定齿圈1、双联行星齿轮3、输出齿圈14、安装在固定齿圈1两端面上的前端盖2和后端盖16，前端盖2中心安装有第一轴承7，输出齿圈14中心装有第二轴承12，输入轴5安装在第一轴承7和第二轴承12上，输入轴5的偏心轴颈上装有第三轴承11，第三轴承11外圆套设双联行星齿轮3，固定齿圈1上设有固定内齿1-1，双联行星齿轮3上设有双联行星大齿轮3-1和双联行星小齿轮3-2，输出齿圈14上设有输出内齿14-1，双联行星大齿轮3-1与固定内齿1-1啮合，双联行星小齿轮3-2与输出内齿14-1啮合，第三轴承11左侧内圆由弹性挡圈13固定在输入轴5的偏心轴颈上，平衡铁8通过键6固定在输入轴5的偏心轴颈上的同时固定第三轴承11右侧内圆，后端盖16与输出齿圈14之间装有密封圈9，输出齿圈14端面有输出螺栓孔10；其特征是，输出齿圈14外径与后端盖16内径之间安装有滚针15，第三轴承11右侧外圆用轴承挡板4固定，第一轴承7、第二轴承12和第三轴承11均为滚子轴承。

本实用新型的原理是：输入轴5中段的偏心轴颈上的双联行星齿轮3围绕固定齿圈1中心公转，双联行星大齿轮3-1与固定内齿1-1啮合，使双联行星齿轮3产生自转，从而形成既有公转又有自转的行星运动；双联行星小齿轮3-2将此运动传递给输出齿圈14右端的输出内齿14-1，将公转运动过滤掉，而将减速后的自转运动由输出齿圈14输出，同时将扭矩按减速比放大，实现减速传动的目的；两对内啮合齿轮为差动传动，可以选用不同的齿数差和不同的齿数，不仅传动比大，还可实现任意速比；内啮合渐开线齿轮两啮合面的曲率半径圆心是处于同一个方向，两曲率半径的长度非常接近，啮合时接近整个齿面相接触，所产生的接触应力比较小，传递扭矩大、扭转刚度大、可靠性高；此结构选择不同设计参数的因子较多，速比误差低，便于实现高精度传动；平衡铁8用以平衡双联行星齿轮3的离心力；使用滚子轴承利于提高减速器的寿命；输出齿圈14外径与前端盖16内径之间安装直径较小的滚针15形成的薄壁轴承结构减小了径向尺寸，同时与输出齿圈14内径的第二轴承12共同形成了内外两套输出齿圈14的承载体，输出齿圈14端面有法兰螺栓孔10与负载连接，输出齿圈14既是齿轮系统的一部分，同时又是输出机构，保证了输出齿圈14传动的平稳性和高效率；第三轴承11外圆用轴承挡板4固定在双联行星齿轮3内最大程度减小了减速器的轴向尺寸；固定齿圈1同时又是减速器外壳，前端盖2为电机机座，一个部件多种用途的积分式结构，部件数量少，便于加工，不仅能满足机器人对减速器小体积、高可靠性和高效率的要求，也可以广泛应用于所有安装空间有限的场合并对减速器性能要求高的领域。

设计图

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