專利名稱：滾道諧波減速機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳動(dòng)裝置?？捎糜诖笈ぞ亍⒏呔?、高速度、高可靠度和零側(cè)隙的機(jī)械傳動(dòng)，並且還能以微型化的結(jié)構(gòu)廣泛用作現(xiàn)代化微型儀表、醫(yī)用裝備、計(jì)算機(jī)外部設(shè)備，以及用作數(shù)控、伺服系統(tǒng)的基礎(chǔ)件。
傳統(tǒng)的諧波減速機(jī)因柔輪結(jié)構(gòu)的剛度不足不能用于高速，且易疲勞破壞引起早期失效。中國(guó)專利86200768提供的滾道減速機(jī)雖解決了這個(gè)問題，但在傳動(dòng)的高精度、高速度、高可靠度、零側(cè)隙，以及大扭矩下的結(jié)構(gòu)微型化方面還不夠理想。
本發(fā)明的目的是提供一種傳送大扭矩、高精度、高速度、高可靠度、零側(cè)隙運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置，使它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，且成本低、壽命長(zhǎng)之特點(diǎn)。
本發(fā)明的滾道諧波減速機(jī)具有一套能使輸入的動(dòng)力在軸上形成多列分流、使各列分流運(yùn)動(dòng)得到減速，以及將各列減速運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力匯集到輸出軸上的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包括沿輸入軸的軸向均布的兩列或兩列以上的驅(qū)動(dòng)環(huán)組和滾動(dòng)嚙合差動(dòng)減速機(jī)構(gòu)，以及一個(gè)剛性框架式輸出機(jī)構(gòu)。
滾道諧波減速機(jī)的輸入軸與輸出軸共線，且輸入軸上帶有與動(dòng)力分流數(shù)相同的偏心軸頸。各偏心軸頸在軸上的周向空間位置應(yīng)均勻交錯(cuò)配置，每個(gè)軸頸上安裝了一個(gè)帶徑向軸承的驅(qū)動(dòng)環(huán)組，並且在徑向軸承與軸頸之間安裝了一個(gè)能按設(shè)定要求調(diào)整好徑向間隙的予補(bǔ)償環(huán)。
每一列滾動(dòng)嚙合差動(dòng)減速機(jī)構(gòu)包括一組在驅(qū)動(dòng)環(huán)組外圓柱上呈周向均布的槽孔內(nèi)安裝的滾針和與該組滾針?biāo)诘妮S向位置相一致的且安裝在殼體上的齒環(huán)。滾針中段的圓柱面同位于齒環(huán)內(nèi)環(huán)面上的齒組成滾動(dòng)嚙合副。當(dāng)驅(qū)動(dòng)環(huán)組在輸入軸上偏心回轉(zhuǎn)時(shí)，滾針受到驅(qū)動(dòng)而依次地同齒環(huán)的內(nèi)齒嚙合，並且嚙合點(diǎn)沿著齒環(huán)的周向不斷地推進(jìn)，完成運(yùn)動(dòng)的差動(dòng)減速。
框架式輸出機(jī)構(gòu)包含一組輸出圓環(huán)，它們可空套在輸入軸上。該圓環(huán)的端面帶有周向均布的一組徑向槽，其槽數(shù)與每組滾針數(shù)相同，並且與各滾針的一側(cè)端部構(gòu)成嚙合副，使輸出圓環(huán)能直接從滾針上得到減速后的等速比運(yùn)動(dòng)。各輸出圓環(huán)由一組剛性軸銷從軸向把它們串成一體，該軸銷的一端緊固在輸出軸的端法蘭上，另端側(cè)可緊固到一個(gè)空套在輸入軸上的內(nèi)環(huán)上面。這樣，在驅(qū)動(dòng)環(huán)組和滾動(dòng)嚙合差動(dòng)減速機(jī)構(gòu)所在的空間內(nèi)交錯(cuò)布置了一個(gè)剛性框架式的輸出機(jī)構(gòu)，為減速機(jī)的結(jié)構(gòu)微型化打下基礎(chǔ)。
本發(fā)明的減速機(jī)還帶有能調(diào)整運(yùn)動(dòng)的周向間隙以便實(shí)現(xiàn)零側(cè)隙的微調(diào)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)包含一組在殼體上安裝的能對(duì)齒環(huán)進(jìn)行頂推使其達(dá)到回轉(zhuǎn)補(bǔ)償?shù)臈U件。
下面將通過實(shí)施例并對(duì)照附圖，對(duì)本發(fā)明的滾道諧波減速機(jī)作進(jìn)一步的敘述。附圖內(nèi)容如下

圖1是滾道諧波減速機(jī)的立體剖視圖;
圖2是滾道諧波減速機(jī)的正剖視圖;
圖3是滾道諧波減速機(jī)局部橫斷面圖;
圖4是予補(bǔ)償環(huán)的正剖視圖和側(cè)視圖。
圖1、圖2、圖3三個(gè)圖分別表示出帶兩列、四列、四列動(dòng)力分流的滾道諧波減速機(jī)，它們各列的結(jié)構(gòu)均相同，但是各偏心軸頸在輸入軸上的布局位置不同。在兩列的結(jié)構(gòu)中，兩軸頸偏心的方位在周向空間呈π角交錯(cuò)、在四列的結(jié)構(gòu)中，四軸頸偏心的方位應(yīng)在周向空間呈 (π)/2 角交錯(cuò)，這樣就可以使各列滾動(dòng)嚙合運(yùn)動(dòng)作用到軸上的嚙合力達(dá)到平衡。
從圖1和圖2、圖3上看到輸出軸11和輸入軸1共線。輸入軸上帶有與動(dòng)力分流列數(shù)相同的驅(qū)動(dòng)環(huán)組6和滾動(dòng)嚙合差動(dòng)減速機(jī)構(gòu)，圖1中的兩列以Ⅰ、Ⅱ表示、圖2中的四列以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示、圖3也以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示。每一列機(jī)構(gòu)均在輸入軸的一個(gè)偏心軸頸3上安裝。驅(qū)動(dòng)環(huán)組6的內(nèi)孔帶徑向軸承16，徑向軸承與偏心軸頸之間則帶有予補(bǔ)償環(huán)8。予補(bǔ)償環(huán)的結(jié)構(gòu)可以從圖4上看到，它的周向呈波形，從而在徑向富有彈性。它能在安裝中使驅(qū)動(dòng)環(huán)組與軸之間的徑向間隙達(dá)到設(shè)定的要求。
驅(qū)動(dòng)環(huán)組6的外圓柱上有周向均布的一組槽孔，槽孔數(shù)為四十，每個(gè)槽孔均有一個(gè)滾針12。與輸入軸共軸線的齒環(huán)5裝在殼體9上，它的內(nèi)環(huán)面上帶有周向均布的七十九個(gè)齒。各列滾動(dòng)嚙合差動(dòng)機(jī)構(gòu)中，滾針與齒之間嚙合的位置也隨軸頸偏心方位在周向空間的均勻交錯(cuò)而均勻分布。
輸出圓環(huán)15的端面有周向均布的四十個(gè)徑向槽15′，該槽與滾針12的一側(cè)端部組成嚙合副，從而使輸出圓環(huán)直接從滾針組上傳入等速比的減速運(yùn)動(dòng)。
六根剛性軸銷4從軸向把輸出圓環(huán)串連在一起，它們從各驅(qū)動(dòng)環(huán)組的端面空隙中穿過，並且一端緊固在輸出軸11所帶的端法蘭11′上，另端則緊固在一個(gè)空套在輸入軸上的內(nèi)環(huán)7上。這樣，在各列驅(qū)動(dòng)環(huán)組和滾動(dòng)嚙合差動(dòng)減速機(jī)構(gòu)所在的空間內(nèi)交錯(cuò)布置了一個(gè)剛性框架式的輸出機(jī)構(gòu)，它既能從輸出圓環(huán)上匯集各分流運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力并輸出大扭矩，又不增加機(jī)構(gòu)所占的空間體積。
在不與輸出圓環(huán)端面嚙合的滾針另側(cè)端面受到擋環(huán)18的阻擋，以防止?jié)L針的軸向竄動(dòng)。擋環(huán)的內(nèi)環(huán)面嵌入驅(qū)動(dòng)環(huán)組的外圓柱面上。
微調(diào)機(jī)構(gòu)17包含一個(gè)安裝在殼體螺孔內(nèi)的帶圓錐形端部的微調(diào)整桿13和一個(gè)其一端與微調(diào)整桿相接觸而另端與齒環(huán)接觸，並在微調(diào)整桿的頂推下使齒環(huán)作周向回轉(zhuǎn)以達(dá)到回轉(zhuǎn)補(bǔ)償?shù)臋M桿14。
整個(gè)機(jī)構(gòu)安裝在殼體9內(nèi)，由前端蓋2和后端蓋10加以封閉，輸出軸和輸入軸的一端分別外露。各運(yùn)動(dòng)部件可采用固相或特種高溫型潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑。已試制成的整機(jī)外型直徑D110mm;長(zhǎng)度L104mm;輸出軸直徑d25mm;輸出轉(zhuǎn)矩Tm500NM;傳動(dòng)比I80;輸入轉(zhuǎn)速為3000～6000r/min。
滾道諧波減速機(jī)可以制成不同速比、不同大小的結(jié)構(gòu)，也可制成微型結(jié)構(gòu)。軸上動(dòng)力分流的最佳列數(shù)可為二至四。
滾道諧波減速機(jī)具有的優(yōu)點(diǎn)是(1)它取消了柔輪結(jié)構(gòu)，並且采用了空間嚙合的高副傳動(dòng)，使其傳動(dòng)效率高、壽命長(zhǎng)、成本低，在相同的負(fù)載下，整機(jī)壽命可提高到8000～10000小時(shí)。(2)在采用對(duì)輸入的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分流減速並由剛性框架式的機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力的匯集和輸出，而且后者在前者所占的空間中交錯(cuò)布置，其結(jié)果是各分流的負(fù)載低、機(jī)構(gòu)受力情況均衡、且傳動(dòng)的扭矩大、結(jié)構(gòu)緊湊。實(shí)現(xiàn)了以小體積的減速機(jī)傳大扭矩的運(yùn)動(dòng)。與同等機(jī)座號(hào)的傳統(tǒng)減速機(jī)相比較，承載能力提高了兩倍以上，而且它能構(gòu)成微型化的直徑為毫米級(jí)的特種傳動(dòng)部件。(3)由于整機(jī)結(jié)構(gòu)布置較為均勻?qū)ΨQ、各分流減速運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的嚙合力在軸上達(dá)到平衡，因此本發(fā)明的減速機(jī)具有優(yōu)良的自穩(wěn)定性和動(dòng)平衡性，能實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的高精度、高速度和高可靠度。它的速度突破了傳統(tǒng)的3000r/min的限制，且提高了2～3倍，最高可達(dá)25000r/min。(4)由于軸上的徑向間隙能達(dá)設(shè)定的要求、周向間隙可以調(diào)整，以至消失。因此本發(fā)明的減速機(jī)能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的零側(cè)隙。在自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中可以自動(dòng)復(fù)位到零位。在大扭矩重載的傳動(dòng)中，它的傳動(dòng)精度仍比傳統(tǒng)的諧波結(jié)構(gòu)提高兩倍。(5)它的單級(jí)速比突破了傳統(tǒng)諧波減速機(jī)的速比范圍，可以從5到500，並維持相同的精度和高負(fù)載能力。
權(quán)利要求
1.一種滾道諧波減速機(jī)包含有以下的結(jié)構(gòu)組成(1)在輸入軸1的偏心軸頸3上安裝了帶徑向軸承16的驅(qū)動(dòng)環(huán)組6；(2)在驅(qū)動(dòng)環(huán)組的外圓柱面上帶有一組周向均布的槽孔；(3)在驅(qū)動(dòng)環(huán)組的每一個(gè)槽孔內(nèi)裝有滾針12；(4)在殼體9上固定的與輸入軸共軸線且其內(nèi)環(huán)面上帶有能與滾針12的中段表面形成滾動(dòng)嚙合副以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)差動(dòng)減速的齒的齒環(huán)5；(5)與輸入軸共線的輸出軸11；(6)與輸入軸共軸線的輸出圓環(huán)15；輸出圓環(huán)的端面上帶有一組周向均布的徑向槽15，該槽應(yīng)與滾針12的一側(cè)端構(gòu)成嚙合副；本發(fā)明的特征是(1)沿輸入軸1的軸向均布了兩個(gè)或兩個(gè)以上的偏心軸頸3，各偏心軸頸的偏心方位在軸的周向空間均勻交錯(cuò)地配置，並且每一個(gè)偏心軸頸上安裝了帶徑向軸承16的驅(qū)動(dòng)環(huán)組6，驅(qū)動(dòng)環(huán)組外圓柱面槽孔內(nèi)的滾針12與殼體9上的齒環(huán)5之間構(gòu)成一列能對(duì)分流后的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)進(jìn)行差動(dòng)減速的滾動(dòng)嚙合機(jī)構(gòu)；(2)在偏心軸頸和徑向軸承之間裝有一個(gè)能使它們之間的徑向間隙在安裝中達(dá)到設(shè)定要求的予補(bǔ)償環(huán)8；(3)與各列滾動(dòng)嚙合差動(dòng)減速機(jī)構(gòu)中的滾針一端相嚙合的輸出圓環(huán)15可空套在輸入軸1上，它們由一組周向均布的剛性軸銷4從軸向把它們串連在一起，軸銷從各驅(qū)動(dòng)環(huán)組的端面空隙中穿過，它的一端緊固在輸出軸11的端法蘭11′上，另一端緊固在一個(gè)空套安裝在輸入軸上的內(nèi)環(huán)7上面，這樣就在各驅(qū)動(dòng)環(huán)組和滾動(dòng)嚙合差動(dòng)減速機(jī)構(gòu)所在的空間內(nèi)形成了一個(gè)包含著輸出圓環(huán)、軸銷、輸出軸的端法蘭和內(nèi)環(huán)在內(nèi)的剛性框架式輸出機(jī)構(gòu)；(4)在殼體9和齒環(huán)5之間安裝了一個(gè)能補(bǔ)償周向間隙的微調(diào)機(jī)構(gòu)17。
2.如權(quán)利要求1所述的滾道諧波減速機(jī)，其特征是所說的微調(diào)機(jī)構(gòu)17包含了一個(gè)在殼體9上安裝的帶圓錐頭的微調(diào)整桿13和一個(gè)在齒環(huán)5上安裝的在桿13頂推下能從內(nèi)齒的切向推動(dòng)齒環(huán)作回轉(zhuǎn)補(bǔ)償?shù)臋M桿14。
3.如權(quán)利要求1或2所述的滾道諧波減速機(jī)，其特征是所說的予補(bǔ)償環(huán)8是一個(gè)周向呈波形從而使其徑向產(chǎn)生彈性的環(huán)。
全文摘要
一種用于動(dòng)力傳遞的減速機(jī)。它帶有使輸入動(dòng)力分流減速和使減速后的動(dòng)力匯于輸出軸的交錯(cuò)布置在同一空間的機(jī)構(gòu)，還有能使徑向間隙達(dá)設(shè)定值及可調(diào)周向間隙的機(jī)構(gòu)。從而使減速機(jī)體積小。成本低、壽命長(zhǎng)，且傳遞扭矩大、精度高、速度大。與同負(fù)載或同機(jī)座號(hào)的減速機(jī)相比，壽命提高8千至1萬小時(shí)，承載能力提高兩倍以上、速度能高達(dá)25000轉(zhuǎn)/分、單級(jí)傳動(dòng)比可達(dá)500。它也可以微型結(jié)構(gòu)用于自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)且能自動(dòng)復(fù)位到零位。
文檔編號(hào)F16H1/34GK1066913SQ9210299
公開日1992年12月9日 申請(qǐng)日期1992年4月21日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月21日
發(fā)明者高靖中, 趙純 申請(qǐng)人:高靖中, 趙純