本發(fā)明涉及工業(yè)機器入減速器技術(shù)領(lǐng)域,采用國產(chǎn)機床,常規(guī)制造精度,包括彈性變形引起的的總回差不超過6arc min,一種工業(yè)機器人端面齒組合曲軸式RV減速器。
背景技術(shù):
二十多年來,國家再而三下達863計劃,希望我國機器人整機企業(yè)不再遭受昂貴的日本RV的羞辱,可喜的是《(2011.1-2012.12)863計劃》兩課題組經(jīng)過努力取得了重大突破:
①《天津第一863課題組》2014.05.13發(fā)布:“百利天星傳動公司、天津大學、天津職大、沈陽新松公司及娃哈哈集團五家聯(lián)合的《國家863工業(yè)機器人高精度高效率減速器》課題組經(jīng)過兩年努力,于2013年12月通過了國家科技部專家組驗收,達到了性能指標要求?!?/p>
②《溫州第二863課題組》于2013.12.07發(fā)布:“2013年9月5日,經(jīng)過國家科技部專家嚴格而縝密的審查,恒豐泰、溫州大學、奇瑞裝備、蘇州博實、蘭州愛賽特等申報的《國家863工業(yè)機器人高精度高效率減速器工程化研究》通過技術(shù)驗收。標志著恒豐泰在創(chuàng)新能力、工藝及制造水平等進入了先進制造技術(shù)領(lǐng)域。”但是:
國家863機器人專家說:“因關(guān)鍵部件配套瓶頸而衍生的整機企業(yè)制造成本居高不下,已經(jīng)成為中國工業(yè)機器人市場發(fā)展的嚴重掣肘。特別是高精度機器人關(guān)節(jié)減速器產(chǎn)品主要依賴進口,目前75%的市場被Nabtesco和Harmonic Drive公司壟斷?!?/p>
中國工程院院士、哈工大蔡鶴皋教授說:“我們的減速器就達不到要求,可靠性和質(zhì)量也不行。我們減速器噪音大,人家的很安靜?!?《核心技術(shù)久攻不克…》經(jīng)濟參攷報2015-01-19)
《華創(chuàng)證劵》記者:“國產(chǎn)機器人核心部件減速器制造企業(yè)-秦川發(fā)展、山東帥克、南通振康及浙江恒豐泰與日本的差距是:精度差、壽命短、質(zhì)量不穩(wěn)定?!?2015-11-12)
“機器人用高精度RV傳動有兩項極嚴格技術(shù)指標:一為運動精度誤差不超過1arc min;一為間隙回差,規(guī)定不超過1~1.5arc min,此外,在負載情況下,包括彈性變形引起的回差在內(nèi)的總回差不能超過6arc min?!?朱孝錄《齒輪傳動設(shè)計手冊》827頁)
間隙回差又稱幾何回差,是指施加3%額定轉(zhuǎn)矩、且各部件良好接觸情況下,由行星和擺線針輪傳動中齒的側(cè)隙、軸承間隙等幾何因素引起的輸出轉(zhuǎn)角值(1~1.5arc min)。
RV減速器中,曲柄軸二偏心段相位最為重要,因為相位決定二擺線輪的相互位置,就是說,曲柄軸偏心段相位偏差決定了減速器回差。據(jù)此認定背景技術(shù)存在下述問題:
背景技術(shù)曲柄軸二偏心段相位差的偏差≤30″,精度要求很高:
《RV減速器高精度雙向等距小偏心曲柄軸加工技術(shù)研究》:“曲柄軸兩偏心相對子工件中心的位置差180°土30″”(楊和天津職業(yè)技術(shù)學院學報1995.06)
RV減速器曲柄軸加工困難,必須進口曲柄磨床:
《天津第一863課題組》說:“在制造RV-320樣機時發(fā)現(xiàn),曲柄軸加工困難,誤差較大,進口曲柄磨床價格幾百萬?!?/p>
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供的工業(yè)機器人端面齒組合曲軸式RV減速器解決下述技術(shù)問題:
(一)曲柄軸二偏心段相位差的偏差要求很高,因而加工困難;
(二)二偏心套之間的相位差能實現(xiàn)微調(diào)。
本發(fā)明采用國產(chǎn)機床解決上述兩技術(shù)問題,彈性變形引起的總回差不超過6arc min。
本發(fā)明所采取的具體技術(shù)方案:
所述行星軸上依次配合第一、第二偏心套構(gòu)成雙偏心組合曲軸,所述第一、第二雙偏心套上分別設(shè)有用以支承第一、第二擺線輪的第一、第二轉(zhuǎn)臂軸承,所述第一、第二轉(zhuǎn)臂軸承為滑動軸承。
所述第一、第二偏心套為鋅基合金,所述第一、第二轉(zhuǎn)臂軸承為鋅基合金滑動軸承,且分別與第一、第二偏心套融為一體。
所述第一、第二偏心套的軸向長度比擺線輪厚度多出5~10mm,所述第一、第二偏心套的外圓表面設(shè)有螺旋儲油槽,其作用在于:潤滑油或脂可從多出5~10mm處的螺旋儲油槽滲入摩擦面。
所述第一偏心套與行星軸滑動配合,第一偏心套的一端與第一軸用彈性擋圈之間設(shè)有壓縮彈簧,第一偏心套的另一端面與第二偏心套端面間用端面齒嚙合連接,所述第二偏心套的另一端靠緊第二軸用彈性擋圈,所述第二偏心套與行星軸連接,二偏心套間用端面齒嚙合連接的技術(shù)效果是具有相位差微調(diào)功能。
所述端面齒為三角齒、或梯形齒、或波浪狀圓弧齒。
所述的壓縮彈簧為碟形彈簧,碟形彈簧壓縮力大,軸向尺寸短。
【有益效果】
(1)組裝式雙偏心曲軸輔以二偏心套間端面齒嚙合連接,具有相位差微調(diào)功能,確保了相位差加工精度;
(2)轉(zhuǎn)臂滑動軸承的剛性比圓柱滾子軸承高,結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、承載力大;
(3)鋅基合金鑄造性能好,摩擦因數(shù)小,表面粗糙度好;成本比錫青銅低40%以上;使用壽命為錫青銅2~3倍,具有自潤滑性能及減震功能,適用于中低速重載場合;
(4)國產(chǎn)機床,常規(guī)制造精度,工藝簡單,成本低60-75%;
【附圖說明】
圖1本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2行星軸偏心套用滑動軸承支承擺線輪的示意圖(Z1、Z2分別為第一、第二滑動軸承)
圖3本發(fā)明端面齒組合曲軸式的結(jié)構(gòu)示意圖
【具體實施方式】
如圖1-3所示,一種工業(yè)機器人端面齒組合曲軸式RV減速器,包括擺線部件及行星部件,所述擺線部件包括針齒殼1、針銷23、左、右剛性盤2、22及第一、第二擺線輪11、13,所述左剛性盤2上的凸緣穿過二擺線輪與右剛性盤22連接成一剛性體,所述左、右剛性盤2、22用第一、第二軸承9、14分別支承在針齒殼1兩側(cè)內(nèi)孔,油封18用以防止第一軸承9漏油,所述行星部件包括輸入軸19、設(shè)在輸入軸19上的太陽輪3、行星輪6及行星軸16,所述輸入軸19用第三、四軸承4、20分別支承在左、右剛性盤2、22中心孔,所述行星軸16兩端用第五、第六軸承5、15分別支承在左、右剛性盤2、22周邊孔中,其特征在于:
所述行星軸16上依次配合第一、第二偏心套10、12構(gòu)成具有雙偏心的組合曲軸,其技術(shù)效果:利用專用工裝夾具調(diào)節(jié)相位差方便,比之專用偏心軸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、第二轉(zhuǎn)臂滑動軸承Z1、Z2分別用以支承第一、第二擺線輪11、13,滑動軸承的優(yōu)點見于下述專著:
(一)王文斌《機械設(shè)計手冊》(卷3.21-4頁):滑動軸承結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、承載力大;
(二)卜炎《實用軸承技術(shù)手冊》492頁:在正常狀態(tài)下,滑動軸承磨損率是很低的,形成的磨屑顆粒尺寸很小,數(shù)量也少;
(三)卜炎《實用軸承技術(shù)手冊》349頁:航空發(fā)動機主軸承采用一般滑動軸承。
所述工業(yè)機器人端面齒組合曲軸式RV減速器,其特征在于:所述第一、第二偏心套10、12為鋅基合金,所述第一、第二轉(zhuǎn)臂軸承為鋅基合金滑動軸承,且分別與第一、第二偏心套10、12融為一體,技術(shù)效果:
(a)鋅基合金摩擦因數(shù)小,切削性能良好,表面粗糙度好Ra1.6μm;具有自潤滑性能;
(b)簡化了結(jié)構(gòu),此外因偏心套與滑動軸承融為一體,可加大圓軸軸徑,一方面使圓軸具有足夠大的剛性,減小彈性變形回差;另則,鋅基合金摩擦因數(shù)小,機加工性能好。
成大先《機械設(shè)計手冊》軸承6頁:鋅基合金適用于中、低速(≤7-10m/s)、重載(25-30MPa)及接觸應(yīng)力σ=550MPa的條件下工作的軸承。
所述工業(yè)機器人端面齒組合曲軸式RV減速器,其特征在于:所述第一、第二偏心套10、12外圓表面設(shè)有螺旋儲油槽,所述第一、第二偏心套10、12的軸向長度比擺線輪厚度多出5~10mm,螺旋儲油槽的作用在于:箱體內(nèi)的潤滑油或潤滑脂可從多出5~10mm處的螺旋儲油槽,隨著慢慢轉(zhuǎn)動而滲入,從而潤滑摩擦面。
所述工業(yè)機器人端面齒組合曲軸式RV減速器,其特征在于:所述第一偏心套10與行星軸16滑動配合,第一偏心套10的一端與第一軸用彈性擋圈7之間設(shè)有壓縮彈簧8,第一偏心套10的另一端面與第二偏心套12端面間用端面齒嚙合連接,所述第二偏心套12的另一端靠緊第二軸用彈性擋圈17,所述第二偏心套12與行星軸16連接,二偏心套間用端面齒嚙合連接的技術(shù)效果是具有相位差微調(diào)功能。
組合式雙偏心曲軸輔以偏心套間端面齒嚙合連接的,因而確保了相位差精度。
所述工業(yè)機器人端面齒組合曲軸式RV減速器,其特征在于:所述端面齒為三角齒、或梯形齒、或波浪狀圓弧齒。
所述工業(yè)機器人組合曲軸式RV減速器的特征在于:所述的壓縮彈簧8為碟形彈簧,碟形彈簧壓縮力大,軸向尺寸短。
上述實施例是對本發(fā)明的說明,不是對本發(fā)明的限定,任何對本發(fā)明簡單變換后的方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。