本实用新型专利技术公开了一种摆线钢球行星传动机构及其机器人关节减速装置，属于减速传动装置领域。本实用新型专利技术公开了一种摆线钢球行星传动机构，包括行星盘、中心盘和钢球组，所述钢球组中各钢球之间留有间隙d，d＝Z0(h+Δ)/2π，所述中心盘的端面上具有齿形为修形内摆线的齿槽，所述行星盘的端面上具有齿形为修形外摆线的齿槽。十字钢球等速传动机构包括行星盘、钢球组、十字盘和端盖盘，所述行星盘、十字盘和端盖盘的端面上均具有结构优化的直线槽。本实用新型专利技术在保有小速比性能的基础上，可以有效提升机器人关节减速装置的实际承载能力与使用寿命，特别适用于高速搬运机器人的电动旋转型关节。
【技术实现步骤摘要】
一种摆线钢球行星传动机构及其机器人关节减速装置
本技术涉及减速传动装置
，更具体地说，涉及一种摆线钢球行星传动机构及其机器人关节减速装置。
技术介绍
目前，工业机器人关节减速装置种类繁多，包括RV减速器、谐波减速器和摆线钢球减速器等。其中RV减速器、谐波减速器虽然承载能力较强，但其速比通常大于30，不适宜高速搬运机器人的运转速度要求。摆线钢球减速器为二齿差行星减速装置，虽然其具备高速搬运机器人所需的小速比、零背隙的优点，但也存在啮合副润滑不良、齿形易根切、等速机构承载不佳等问题，导致该种减速器功率密度较低、负载能力较差、使用寿命较短，因此在工业机器人中应用较少。目前，亟需一种兼具零背隙、小速比等优点，且承载能力、强度与寿命较强的工业机器人关节减速装置。中国专利号99202368.8，公开日2000年9月27日，公开了一份名称为“密珠摆线钢球减速器”的专利文件，其包括在输入轴上有偏心轴与平衡块，偏心轴外安装开有内摆线滚道的偏心盘，偏心盘一侧与端盖内侧面间用防自转机构连接，与输出轴连成一体并在侧面开有外摆线滚道的输出盘，偏心盘与输出盘的两滚道间密集装有钢球组成的钢球齿轮，形成啮合传动。该专利所述减速器中，摆线滚道间的钢球采用密集安装，理论上提升了功率密度，但专利中给出的摆线滚道中心方程未含钢球规值及钢球间润滑脂厚度参数，即未考虑钢球直径误差的影响，也未预留各个钢球之间的润滑脂间隙，导致密集安装的各个钢球未经润滑脂隔开，钢球之间直接挤压磨损。因此该专利所述减速器在实际使用状态下容易出现润滑不良、磨损加剧等问题，承载能力与使用寿命依旧较差。中国专利号201410101989.5，公开日2014年6月25日，公开了一份名称为“单级硬齿面摆线钢球行星减速机”的专利文件，其包括机壳、输入轴、偏心套、钢球组、端盖、端盖盘、十字盘、行星盘、中心盘、输出轴、预紧螺母、支承轴承、轴承端盖。该减速机采用K-H-V型单级少齿差行星传动的基本结构，以中心盘和行星盘端面上的内、外摆线槽作为齿廓，以钢球作为中介体啮合传动，通过钢球与摆线槽的四点接触消除齿隙，同时配以无齿隙十字钢球等速传动机构，具有结构简单、体积小、零齿隙、传动精度高、效率高的优点。该专利所述减速机中，组成十字钢球等速传动机构的各组水平槽、垂直槽由于其不均匀性，容易造成各槽之间载荷分布不均，降低减速机运转平稳性，引发振动缩短使用寿命。
技术实现思路
1.技术要解决的技术问题本技术的目的在于克服现有技术中摆线钢球减速器速比较小但实际承载能力较差的不足，提供了一种摆线钢球行星传动机构，该机构在保有小速比性能的基础上，可以有效提升其实际承载能力与使用寿命；所提供的机器人关节减速装置更为适应工业机器人关节，特别适用于高速搬运机器人电动旋转型关节的使用要求。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种摆线钢球行星传动机构，包括行星盘、中心盘和钢球组，所述钢球组中各钢球之间留有间隙d，d＝Z0(h+Δ)/2π，其中Z0为钢球组的钢球数量；h为钢球间的润滑脂厚度；Δ为钢球规值。作为本专利技术更进一步的改进，所述行星盘端面上的齿槽采用含参数组合Z0(h+Δ)/2π的修形外摆线齿形，所述修形外摆线齿形方程式为：式中R0——钢球组分布圆半径；Z0——钢球组的钢球数量；h——钢球间的润滑脂厚度；Δ——钢球规值；K——摆线短幅系数；r0——摆线发生圆半径；θ1——外摆线生成角。作为本专利技术更进一步的改进，所述中心盘端面上的齿槽采用含参数组合Z0(h+Δ)/2π的修形内摆线齿形，所述修形内摆线齿形方程式为：式中R0——钢球组分布圆半径；Z0——钢球组的钢球数量；h——钢球间的润滑脂厚度；Δ——钢球规值；K——摆线短幅系数；r0——摆线发生圆半径；θ2——内摆线生成角。作为本专利技术更进一步的改进，所述修形外摆线齿形方程式和修形内摆线齿形方程式的参数受不根切条件约束，不根切条件为：式中r——钢球半径；R0——钢球组分布圆半径；Z0——钢球组的钢球数量；K——摆线短幅系数；Z1——行星盘端面上齿槽的齿数；β——齿槽的槽形角。本专利技术的一种机器人关节减速装置，包括十字钢球等速传动机构和权利要求1～4中任一项所述摆线钢球行星传动机构，所述十字钢球等速传动机构主要由行星盘、十字盘、端盖盘和钢球组组成。作为本专利技术更进一步的改进，所述行星盘、十字盘、端盖盘相配合的端面上的直线槽在其分布圆上均匀等距分布。作为本专利技术更进一步的改进，直线槽的数量n由参数式确定：式中l——直线槽的长度；r——钢球半径；R1——直线槽的分布圆半径。作为本专利技术更进一步的改进，直线槽的长度l由参数式确定：l>2r+e；式中r——钢球半径；e——输入轴偏心距。3.有益效果采用本技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：(1)本技术的一种摆线钢球行星传动机构，在其所述的增强型摆线钢球传动机构中，钢球组的各个钢球之间并非紧密排列，而是在各个钢球之间留有参数组合Z0(h+Δ)/2π所确定的微小间隙d，并根据该参数组合得到摆线齿槽对应的修形内摆线齿形方程式与修形外摆线齿形方程；通过参数组合Z0(h+Δ)/2π确定的微小间隙既能提供钢球实际直径大于公称直径时误差量的所需空间，避免了钢球间的过度挤压；又能提供润滑脂的所需空间，确保了钢球间的润滑环境，从而有效提升减速装置的实际使用寿命。(2)本技术的一种摆线钢球行星传动机构，摆线钢球传动机构中，修形外摆线齿形方程式和修形内摆线齿形方程式的参数受不根切条件约束，以确保齿槽齿根处的曲率半径始终大于钢球半径，避免行星盘和中心盘端面上的齿槽发生根切，从而减小钢球与齿槽间的接触应力，降低钢球与齿槽的磨损。经计算，未经不根切条件设计出的齿槽，钢球与齿槽之间的最大接触应力约为6×104MPa；经过不根切条件设计出的齿槽，钢球与齿槽之间的最大接触应力小于3000MPa，二者相比接触应力降低了20倍。因此，具备上述技术方案的所述增强型机器人关节减速装置，可以有效降低了钢球与齿槽啮合时的接触应力，增强减速装置的承载能力与使用寿命。(3)本技术的一种机器人关节减速装置，增强型十字钢球等速传动机构中，行星盘、十字盘和端盖盘的端面上的各直线槽在其分布圆上均匀等距分布，且对直线槽的个数与长度有结构尺寸限制，以防止直线槽干涉和钢球卡死。通过各直线槽的均匀等距分布，提升了各直线槽之间载荷分布的均匀性和减速装置的运转平稳性，降低了振动；通过各直线槽的均匀等距分布，充分利用了直线槽的分布圆空间，大大增加了直线槽的数量，降低了单个直线槽上的载荷，因此，具备上述技术方案的所述增强型机器人关节减速装置，强化了十字钢球等速传动机构这一薄弱环节，增强了减速装置的承载能力。(4)本技术的一种机器人关节减速装置，全部技术方案均围绕提升承载能力与使用寿命而实施，并未改变现有的摆线钢球减速器二齿差的齿数配比，因此，该机器人关节减速装置在提升承载能力与使用寿命的同时，保留了小速比的特性，适用于高速搬运机器人电动旋转型关节的运转速度要求。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为图1中的A-A向剖视图；图3为图1中的B-B向剖面图；图4为图1中的C-C向剖面图；图5为图1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种摆线钢球行星传动机构，其特征在于：包括行星盘(9)、中心盘(7)和钢球组(8)，所述钢球组中各钢球之间留有间隙d，d＝Z0(h+Δ)/2π，其中Z0为钢球组的钢球数量；h为钢球间的润滑脂厚度；Δ为钢球规值。
【技术特征摘要】
1.一种摆线钢球行星传动机构，其特征在于：包括行星盘(9)、中心盘(7)和钢球组(8)，所述钢球组中各钢球之间留有间隙d，d＝Z0(h+Δ)/2π，其中Z0为钢球组的钢球数量；h为钢球间的润滑脂厚度；Δ为钢球规值。2.根据权利要求1所述的一种摆线钢球行星传动机构，其特征在于：所述行星盘(9)端面上的齿槽采用含参数组合Z0(h+Δ)/2π的修形外摆线齿形，所述修形外摆线齿形方程式为：式中R0——钢球组分布圆半径；Z0——钢球组的钢球数量；h——钢球间的润滑脂厚度；Δ——钢球规值；K——摆线短幅系数；r0——摆线发生圆半径；θ1——外摆线生成角。3.根据权利要求2所述的一种摆线钢球行星传动机构，其特征在于：所述中心盘(7)端面上的齿槽采用含参数组合Z0(h+Δ)/2π的修形内摆线齿形，所述修形内摆线齿形方程式为：
【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，鲍兵兵，雷标，许可，吴赛，
申请(专利权)人：安徽捷线传动科技有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34
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