一种小分度圆直径的斜齿内齿轮电解加工运动装置，属于机器人精密减速器制备技术领域，结构上由直线运动机构和旋转运动机构构成，其中旋转运动机构为两级行星减速运动机构，通过伺服电机驱动完成，直线运动机构为液压运动机构，通过进出液压油实现，装置结构新颖，通过给定直线进给速度和旋转的角速度来实现加工，其中直线进给速度在0.5mm/min～5mm/min范围内可调，周向旋转角度：0°～45°可调，旋转角速度则可在0弧度/秒～0.0011弧度/秒～0.00022弧度/秒范围内可调，加工精度高，产生振动小、减少了附加动载荷、承载能力高、增加了可靠性及寿命，能满足精确传动要求需求，特别是能解决小分度圆直径内斜齿圆柱齿轮的精密切削加工。
A kind of movement device for electrochemical machining of internal helical gear with small pitch circle diameter
【技术实现步骤摘要】
一种小分度圆直径的斜齿内齿轮电解加工运动装置
本技术属于机器人精密减速器制备
，涉及一种精密齿轮加工的装置，具体的说是涉及一种用于结构小型化或机器人关节减速器的小分度圆直径斜齿内齿轮电解加工运动的装置。
技术介绍
智能制造是我国装备制造业发展的重要方向，在这一发展过程中需要大量的以工业机器人为代表的高端智能制造装备。构成工业机器人的零部件众多，其中精密减速器是工业机器人中的核心零部件同时也是成本占比较高的零部件。精密减速器是工业机器人的关键零部件，占成本比重30%以上，工业机器人用精密减速器主要分为谐波齿轮减速、RV减速器、摆线针轮行星减速器和精密行星减速器等。其中精密行星减速器主要是由行星轮、太阳轮和外齿圈所组成，它具有较高的刚性和精度以及高传动效率和扭矩。其中谐波减速器和RV减速器是主流产品。根据测算2020年国内机器人减速器需求量约115万台，市场规模约42亿元。从竞争格局来看，全球精密减速器长期被日系企业垄断，国产品牌目前开始量产并小范围销售。由于材料、技术、精密加工能力等因素的限制，我国的精密减速器多数依靠进口，致使我国工业机器人的发展受到了极大的限制。当前，我国的工业机器人三大核心零部件控制器、伺服电机、减速器是制约中国机器人产业的主要瓶颈，占到机器人成本的70%。而这三者中，减速器被国外厂商高度垄断，现阶段尚处于普及期的国产减速器无法实现全面进口替代。国产机器人精密减速器领域目前亟需解决的瓶颈问题主要有：一是批量化制造、检测技术需提升，包括高效、高精度制造工艺与装备，零件与整机的批量化高精度快检等；二是精度寿命待验证，包括失效机理及规律、高性能材料优选等；三是系列化优化设计体系待完善，包括系列化设计体系与摆线轮修形优化等；四是工程应用数据反馈与优化缺失，包括工程应用数据库建设与性能跟踪反馈优化等。中国专利申请号CN2017114827687技术专利公开了一种内齿轮轮齿的加工方法，该加工方法使用加工精度较高的范成法磨齿加工工艺制造内轮齿，但一直未能在内齿轮轮齿加工中成功实施，而现有技术中，内齿轮加工通常采用插齿、拉齿、成型铣削等成型法加工方法，但使用以上方法加工的内齿圈轮齿制造精度较低，一般不超过7级，导致齿轮在内啮合传动中产生振动、噪声、附加动载荷等，降低了齿轮的承载能力、寿命和可靠性，不能满足中高端设备对精确传动的要求。中国专利申请号CN2012103815240技术专利公开了一种难切削材料、小模数内齿轮的电解加工方法及装置，该专利的最主要优点是采用电解加工手段解决了淬硬内表面无法采用常规手段通过拉削、铣削等手段加工的直齿圆柱齿轮进行了改进，但对于斜齿圆柱齿轮的加工问题并未得到解决。随着技术的发展，工业机器人整体趋于小型化已经是必然，高效、高精度制造工艺与装备制造迫在眉睫，小分度圆直径的内斜齿圆柱齿轮的加工是精密行星齿轮减速器的关键问题。目前，针对斜齿内圆柱齿轮的制造手段常采用传统的滚、插、磨、剃、刨等方法，但对于小分度圆直径的内斜齿圆柱齿轮的加工，目前还缺少高精度的切削方法，制造是困难的。而利用传统的加工方法精度较低、传动中产生振动、附加动载荷增加、承载能力低、寿命低、可靠性差，不能满足精确传动要求，因此有必要设计出一种小分度圆直径的斜齿内齿轮电解加工运动装置。
技术实现思路
本技术的目的是针对目前小分度圆直径的内斜齿圆柱齿轮的加工方法精度较低、传动中产生振动、附加动载荷增加、承载能力低、寿命低、可靠性差，不能满足精确传动要求等不足，提出一种小分度圆直径的斜齿内齿轮电解加工运动装置，通过该装置可实现对小分度圆直径内斜齿圆柱齿轮进行精密切削加工。本技术的技术方案是：一种小分度圆直径的斜齿内齿轮电解加工运动装置，包括伺服电机，其特征在于：所述加工运动装置由旋转运动装置和直线运动装置组成；所述旋转运动装置由一级行星齿轮减速器和二级行星齿轮减速器构成；所述一级行星齿轮减速器由上壳体、桥架、第二级行星齿轮、滚针轴承、齿轮架、空心齿轮轴、少齿数轴、上端盖、第一级行星齿轮、第一级双联齿轮和中间连接壳体连接构成；所述上端盖设置在所述上壳体的顶部，少齿数轴的顶端通过平键与伺服电机的转轴相连接，所述少齿数轴设置在所述上壳体的内部，所述上壳体内壁的上端和下端均设有内齿，多个所述第一级行星齿轮分别与所述少齿数轴的外齿及上壳体内壁上端的内齿啮合相连接，所述齿轮架设置在所述第一级行星齿轮的端面外部，每个所述第一级行星齿轮均通过空心齿轮轴与齿轮架形成轴向固定连接，所述第一级双联齿轮的上联齿轮与所述齿轮架的下方啮合连接，多个所述第二级行星齿轮分别与所述第一级双联齿轮的下联齿轮、上壳体内壁下方的内齿啮合相连接，所述第二级行星齿轮的端面外部设有桥架，每个所述第二级行星齿轮中心均设有轴套，所述桥架通过轴套与每个第二级行星齿轮形成轴向固定连接，所述桥架的底部旋转连接在所述中间连接壳体的中心，所述少齿数轴的上端连接设置在端盖的中心孔中，所述少齿数轴的下端连接设置在桥架上方的中心孔中；所述二级行星齿轮减速器由中间壳体、行星架输出轴、行星架、第三级齿轮轴、齿轮轴、圆柱定位销、第二级双联齿轮、中间连接壳体连接构成；所述中间壳体连接设置在中间连接壳体的下方，所述中间连接壳体的内壁上设有内齿轮，所述内齿轮通过圆柱定位销与中间连接壳体连接固定，所述行星架输出轴设置在所述中间壳体的中心，所述第三级齿轮轴旋转设置在行星架输出轴上端中心与中间连接壳体下端中心之间，所述第三级齿轮轴的上端与所述桥架的下端卡合连接，所述第二级双联齿轮的上联齿轮分别与所述第三级齿轮轴和内齿轮啮合连接，所述第二级双联齿轮的端面外侧设有行星架，所述第二级双联齿轮的中心设有齿轮轴，所述齿轮轴通过圆柱定位销与第二级双联齿轮连接固定，所述行星架输出轴的顶部内侧设有内齿，所述第二级双联齿轮的下联齿轮与行星架顶部的内齿啮合连接，在所述第二级双联齿轮的带动下使行星架输出轴完成高减速比的旋转运动；所述直线运动装置由电解运动驱动轴、导向盖、下端盖、推力球轴承、定位圆柱销、密封环、密封圈、导向套、导向锁紧螺母、导向复位弹簧、中间壳体、行星架输出轴连接构成；所述行星架输出轴旋转设置在所述中间壳体的内部，所述行星架输出轴外壁与中间壳体内壁之间设有导向套，所述导向套底部设有导向盖，所述导向盖通过螺栓与导向套连接固定，所述导向套通过导向锁紧螺母与行星架输出轴连接固定，所述下端盖设置在导向盖的外围，所述下端盖通过螺栓与中间壳体的底面紧固连接，所述行星架输出轴内部设有空腔，所述空腔壁上设有进出压力油口，所述电解运动驱动轴滑动设置在所述行星架输出轴内的空腔中，所述电解运动驱动轴与行星架输出轴之间设有密封环、密封圈和导向复位弹簧，进油时油压克服导向复位弹簧压力并在导向盖的导向下使电解运动驱动轴向下移动，排油时在导向复位弹簧的作用下使电解运动驱动轴向上移动，所述电解运动驱动轴的底部轴头上连接安装电解刀具，通过直线运动与旋转运动的共同作用完成小分度圆直径斜齿内齿轮的电解加工。所述行星架输出轴下端的内孔与电解运动本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种小分度圆直径的斜齿内齿轮电解加工运动装置，包括伺服电机，其特征在于：所述加工运动装置由旋转运动装置和直线运动装置组成；/n所述旋转运动装置由一级行星齿轮减速器和二级行星齿轮减速器构成；/n所述一级行星齿轮减速器由上壳体(26)、桥架(27)、第二级行星齿轮(28)、滚针轴承(35)、齿轮架(36)、空心齿轮轴(37)、少齿数轴(41)、上端盖(45)、第一级行星齿轮(34)、第一级双联齿轮(72)和中间连接壳体(74)连接构成；所述上端盖(45)设置在所述上壳体(26)的顶部，少齿数轴(41)的顶端通过平键(42)与伺服电机的转轴相连接，所述少齿数轴(41)设置在所述上壳体(26)的内部，所述上壳体(26)内壁的上端和下端均设有内齿，多个所述第一级行星齿轮(34)分别与所述少齿数轴(41)的外齿及上壳体(26)内壁上端的内齿啮合相连接，所述齿轮架(36)设置在所述第一级行星齿轮(34)的端面外部，每个所述第一级行星齿轮(34)均通过空心齿轮轴(37)与齿轮架(36)形成轴向固定连接，所述第一级双联齿轮(72)的上联齿轮与所述齿轮架(36)的下方啮合连接，多个所述第二级行星齿轮(28)分别与所述第一级双联齿轮(72)的下联齿轮、上壳体(26)内壁下方的内齿啮合相连接，所述第二级行星齿轮(28)的端面外部设有桥架(27)，每个所述第二级行星齿轮(28)中心均设有轴套(30)，所述桥架(27)通过轴套(30)与每个第二级行星齿轮(28)形成轴向固定连接，所述桥架(27)的底部旋转连接在所述中间连接壳体(74)的中心，所述少齿数轴(41)的上端连接设置在上端盖(45)的中心孔中，所述少齿数轴(41)的下端连接设置在桥架(27)上方的中心孔中；/n所述二级行星齿轮减速器由中间壳体(17)、行星架输出轴(18)、行星架(20)、第三级齿轮轴(52)、齿轮轴(53)、第三圆柱定位销(54)、第二级双联齿轮(59)、中间连接壳体(74)连接构成；所述中间壳体(17)连接设置在中间连接壳体(74)的下方，所述中间连接壳体(74)的内壁上设有内齿轮(23)，所述内齿轮(23)通过第一圆柱定位销(22)与中间连接壳体(74)连接固定，所述行星架输出轴(18)设置在所述中间壳体(17)的中心，所述第三级齿轮轴(52)旋转设置在行星架输出轴(18)上端中心与中间连接壳体(74)下端中心之间，所述第三级齿轮轴(52)的上端与所述桥架(27)的下端卡合连接，所述第二级双联齿轮(59)的上联齿轮分别与所述第三级齿轮轴(52)和内齿轮(23)啮合连接，所述第二级双联齿轮(59)的端面外侧设有行星架(20)，所述第二级双联齿轮(59)的中心设有齿轮轴(53)，所述齿轮轴(53)通过圆柱定位销与第二级双联齿轮(59)连接固定，所述行星架输出轴(18)的顶部内侧设有内齿，所述第二级双联齿轮(59)的下联齿轮与行星架输出轴(18)顶部的内齿啮合连接，在所述第二级双联齿轮(59)的带动下使行星架输出轴(18)完成高减速比的旋转运动；/n所述直线运动装置由电解运动驱动轴(1)、导向盖(2)、下端盖(6)、第一推力球轴承(7)、定位圆柱销(8)、密封环(9)、密封圈(10)、导向套(13)、导向锁紧螺母(14)、导向复位弹簧(15)、中间壳体(17)、行星架输出轴(18)连接构成；/n所述行星架输出轴(18)旋转设置在所述中间壳体(17)的内部，所述行星架输出轴(18)外壁与中间壳体(17)内壁之间设有导向套(13)，所述导向套(13)底部设有导向盖(2)，所述导向盖(2)通过螺栓与导向套(13)连接固定，所述导向套(13)通过导向锁紧螺母(14)与行星架输出轴(18)连接固定，所述下端盖(6)设置在导向盖(2)的外围，所述下端盖(6)通过螺栓与中间壳体(17)的底面紧固连接，所述行星架输出轴(18)内部设有空腔，所述空腔壁上设有进出压力油口(64)，所述电解运动驱动轴(1)滑动设置在所述行星架输出轴(18)内的空腔中，所述电解运动驱动轴(1)与行星架输出轴(18)之间设有密封环(9)、密封圈(10)和导向复位弹簧(15)，进油时油压克服导向复位弹簧(15)压力并在导向盖(2)的导向下使电解运动驱动轴(1)向下移动，排油时在导向复位弹簧(15)的作用下使电解运动驱动轴(1)向上移动，所述电解运动驱动轴(1)的底部轴头上连接安装电解刀具，通过直线运动与旋转运动的共同作用完成小分度圆直径斜齿内齿轮的电解加工。/n...
【技术特征摘要】
1.一种小分度圆直径的斜齿内齿轮电解加工运动装置，包括伺服电机，其特征在于：所述加工运动装置由旋转运动装置和直线运动装置组成；
所述旋转运动装置由一级行星齿轮减速器和二级行星齿轮减速器构成；
所述一级行星齿轮减速器由上壳体(26)、桥架(27)、第二级行星齿轮(28)、滚针轴承(35)、齿轮架(36)、空心齿轮轴(37)、少齿数轴(41)、上端盖(45)、第一级行星齿轮(34)、第一级双联齿轮(72)和中间连接壳体(74)连接构成；所述上端盖(45)设置在所述上壳体(26)的顶部，少齿数轴(41)的顶端通过平键(42)与伺服电机的转轴相连接，所述少齿数轴(41)设置在所述上壳体(26)的内部，所述上壳体(26)内壁的上端和下端均设有内齿，多个所述第一级行星齿轮(34)分别与所述少齿数轴(41)的外齿及上壳体(26)内壁上端的内齿啮合相连接，所述齿轮架(36)设置在所述第一级行星齿轮(34)的端面外部，每个所述第一级行星齿轮(34)均通过空心齿轮轴(37)与齿轮架(36)形成轴向固定连接，所述第一级双联齿轮(72)的上联齿轮与所述齿轮架(36)的下方啮合连接，多个所述第二级行星齿轮(28)分别与所述第一级双联齿轮(72)的下联齿轮、上壳体(26)内壁下方的内齿啮合相连接，所述第二级行星齿轮(28)的端面外部设有桥架(27)，每个所述第二级行星齿轮(28)中心均设有轴套(30)，所述桥架(27)通过轴套(30)与每个第二级行星齿轮(28)形成轴向固定连接，所述桥架(27)的底部旋转连接在所述中间连接壳体(74)的中心，所述少齿数轴(41)的上端连接设置在上端盖(45)的中心孔中，所述少齿数轴(41)的下端连接设置在桥架(27)上方的中心孔中；
所述二级行星齿轮减速器由中间壳体(17)、行星架输出轴(18)、行星架(20)、第三级齿轮轴(52)、齿轮轴(53)、第三圆柱定位销(54)、第二级双联齿轮(59)、中间连接壳体(74)连接构成；所述中间壳体(17)连接设置在中间连接壳体(74)的下方，所述中间连接壳体(74)的内壁上设有内齿轮(23)，所述内齿轮(23)通过第一圆柱定位销(22)与中间连接壳体(74)连接固定，所述行星架输出轴(18)设置在所述中间壳体(17)的中心，所述第三级齿轮轴(52)旋转设置在行星架输出轴(18)上端中心与中间连接壳体(74)下端中心之间，所述第三级齿轮轴(52)的上端与所述桥架(27)的下端卡合连接，所述第二级双联齿轮(59)的上联齿轮分别与所述第三级齿轮轴(52)和内齿轮(23)啮合连接，所述第二级双联齿轮(59)的端面外侧设有行星架(20)，所述第二级双联齿轮(59)的中心设有齿轮轴(53)，所述齿轮轴(53)通过圆柱定位销与第二级双联齿轮(59)连接固定，所述行星架输出轴(18)的顶部内侧设有内齿，所述第二级双联齿轮(59)的下联齿轮与行星架输出轴(18)顶部的内齿啮合连接，在所述第二级双联齿轮(59)的带动下使行星架输出轴(18)完成高减速比的旋转运动；
所述直线运动装置由电解运动驱动轴(1)、导向盖(2)、下端盖(6)、第一推力球轴承(7)、定位圆柱销(8)、密封环(9)、密封圈(10)、导向套(13)、导向锁紧螺母(14)、导向复位弹簧(15)、中间壳体(17)、行星架输出轴(18)连接构成；
所述行星架输出轴(18)旋转设置在所述中间壳体(17)的内部，所述行星架输出轴(18)外壁与中间壳体(17)内壁之间设有导向套(13)，所述导向套(13)底部设有导向盖(2)，所述导向盖(2)通过螺栓与导向套(13)连接固定，所述导向套(13)通过导向锁紧螺母(14)与行星架输出轴(18)连接固定，所述下端盖(6)设置在导向盖(2)的外围，所述下端盖(6)通过螺栓与中间壳体(17)的底面紧固连接，所述行星架输出轴(18)内部设有空腔，所述空腔壁上设有进出压力油口(64)，所述电解运动驱动轴(1)滑动设置在所述行星架输出轴(18)内的空腔中，所述电解运动驱动轴(1)与行星架输出轴(18)之间设有密封环...
【专利技术属性】
技术研发人员：柳青松，孙武装，柳絮，许晓东，陶涛，田万英，冯辰，高梦星，
申请(专利权)人：扬州工业职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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