一种径向串联双级圆柱活齿减速器制造技术

本发明专利技术提供一种径向串联双级圆柱活齿减速器，涉及机械传动领域，包括主轴、主轴密封圈、主轴轴承端盖、主轴轴承Ⅰ、保持架Ⅰ、左壳体、中心轮Ⅱ、圆柱活齿系Ⅱ、激波器Ⅱ、保持架Ⅱ、右壳体、保持架轴承Ⅱ、组合轴承、保持架轴承Ⅰ、圆柱活齿系Ⅰ、主轴轴承Ⅱ、激波器Ⅰ和中心轮Ⅰ。本发明专利技术汲取了平面钢球活齿减速器优点，在同等外径下，具有更小的轴向尺寸、更轻的重量；一级与二级减速系统采用径向串联的方式，进一步提升了空间利用率和结构刚度，同时具有更高的传动精度、更高的传动效率；齿间啮合方式为线接触，克服了钢球活齿减速器承载能力小的缺点，提高了减速器使用寿命；主要传动部件容易加工，可应用于诸多领域。

【技术实现步骤摘要】
一种径向串联双级圆柱活齿减速器
本专利技术涉及机械传动
，具体而言，尤其涉及一种径向串联双级圆柱活齿减速器。
技术介绍
随着不断深入推进，精密减速器的应用领域和场景不断丰富。现在市场上应用最多的减速器类型有行星减速器、RV减速器、谐波减速器，通过同一性分析可以发现，上述三种减速器组成的零部件数目多，制造要求的技术条件高，且国内精密减速器市场长期以来一直被国外厂商垄断。近年来，活齿传动作为新的传动形式逐渐地被应用于实际生产活动中，该传动形式兼具传动平稳、传动比范围广、传动精度高、效率高等优点。如现有技术中，一种空心活齿架耦合的双级平面活齿减速器，其第一级减速系统与第二级减速系统耦合零件采用空心设计，可减小轴向尺寸，圆弧滚道较梯形滚道可传递更大的载荷，但是第一级减速系统与第二级减速系统轴向串联，导致轴向尺寸过大，不能应用空间尺寸受限的场合，且采用钢球作为活齿，导致承载能力受限，容易将主要传动零部件压溃变形，进而影响减速器寿命。因此，开发一种兼具轴向尺寸小，承载能力大，同时又能保证实现活齿传动本身具备的优点的双级活齿减速器更符合当前发展需求。
技术实现思路
根据上述提出的现有活齿减速器轴向尺寸过大，不能应用空间尺寸受限的场合，且采用钢球作为活齿，导致承载能力受限，容易将主要传动零部件压溃变形，进而影响减速器寿命的技术问题，而提供一种径向串联双级圆柱活齿减速器。本专利技术主要利用第一级减速系统与第二级减速系统采用径向方式串联，使整机具有更小的轴向尺寸，更大的空间利用率和结构刚度，更轻的重量；同时也兼具传动平稳、传动比范围广、传动精度高、效率高；克服了钢球活齿减速器承载能力小的缺点，提高了减速器使用寿命；主要传动部件容易加工，且可以实现设计参数化和系列化，可应用于诸多领域。本专利技术采用的技术手段如下：一种径向串联双级圆柱活齿减速器，包括：主轴、主轴密封圈、主轴轴承端盖、主轴轴承Ⅰ、保持架Ⅰ、左壳体、中心轮Ⅱ、圆柱活齿系Ⅱ、激波器Ⅱ、保持架Ⅱ、右壳体、保持架轴承Ⅱ、组合轴承、保持架轴承Ⅰ、圆柱活齿系Ⅰ、主轴轴承Ⅱ、激波器Ⅰ和中心轮Ⅰ；所述主轴从左至右依次分为小径段、左段、偏心段和右段；所述激波器Ⅰ由两个标准轴承组成，安装于所述主轴的偏心段上；所述主轴轴承Ⅰ安装于所述主轴的左段，通过所述主轴轴承端盖进行左侧轴向限制，通过所述主轴左段右侧的轴肩进行右侧轴向限制，所述主轴轴承Ⅰ为整机的左支撑；所述主轴轴承Ⅱ安装于所述主轴的右段，通过所述保持架Ⅰ右侧内孔壁进行右侧轴向限制，通过所述主轴右段左侧的轴肩进行左侧轴向限制；所述激波器Ⅱ安装于所述组合轴承的外端，所述组合轴承安装于所述中心轮Ⅰ的外端；所述激波器Ⅱ通过其内偏心圆孔壁与所述组合轴承配合连接实现轴向定位，所述中心轮Ⅰ通过其外端轴肩与所述组合轴承配合连接实现轴向定位，所述组合轴承左侧及右侧分别与所述保持架Ⅰ、所述保持架Ⅱ间存在游隙实现轴向定位；所述主轴轴承端盖置于所述主轴的小径段，通过至少4个螺栓依次固定连接所述左壳体的小径端和所述保持架Ⅰ的大径段，所述左壳体的大径端通过至少4个螺栓在轴向方向上依次固定连接有所述中心轮Ⅱ和所述右壳体；所述保持架轴承Ⅰ安装于所述保持架Ⅰ的右侧外圆上，通过所述保持架Ⅰ左侧轴肩限制所述保持架轴承Ⅰ向左轴向窜动，同时通过所述保持架Ⅱ右侧的内孔壁限制所述保持架轴承Ⅰ向右轴向窜动；所述保持架轴承Ⅱ安装于所述保持架Ⅱ的右侧外圆上，通过所述保持架Ⅱ左侧轴肩限制所述保持架轴承Ⅱ向左轴向窜动，同时通过所述右壳体的内孔壁限制所述保持架轴承Ⅱ向右轴向窜动；所述保持架轴承Ⅰ和保持架轴承Ⅱ为整机的右支撑；所述中心轮Ⅰ的内部啮合连接有所述圆柱活齿系Ⅰ，所述圆柱活齿系Ⅰ与所述激波器Ⅰ啮合连接，同时所述中心轮Ⅰ与所述激波器Ⅰ共轭啮合连接；所述激波器Ⅰ、圆柱活齿系Ⅰ、中心轮Ⅰ组成第一级减速系统；所述中心轮Ⅱ的内部啮合连接有所述圆柱活齿系Ⅱ，所述圆柱活齿系Ⅱ与所述激波器Ⅱ啮合连接，同时所述中心轮Ⅱ与所述激波器Ⅱ共轭啮合连接；所述激波器Ⅱ、圆柱活齿系Ⅱ、中心轮Ⅱ组成第二级减速系统；所述第一级减速系统和第二级减速系统采用径向串联，所述第一级减速系统的动力由所述中心轮Ⅰ输出，通过所述组合轴承作为中间件，与所述激波器Ⅱ径向串联耦合，将动力输入第二级减速系统，最后由所述保持架Ⅱ输出。进一步地，所述保持架Ⅰ的小径圆柱面上周向开有Z1个均匀分布的活齿槽Ⅰ，且Z1的数值取决于圆柱活齿系Ⅰ中包含活齿单元的数目，所述圆柱活齿系Ⅰ中的每一个活齿单元置于所述活齿槽Ⅰ内，可径向小范围运动。进一步地，所述中心轮Ⅰ内端为异形凸轮，其内端异形凸轮正弦轮廓Ⅱ与所述激波器Ⅰ外圈轮廓共轭啮合，所述圆柱活齿系Ⅰ中的每一个活齿单元同时与所述中心轮Ⅰ的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅱ及所述激波器Ⅰ外圈轮廓啮合。进一步地，所述保持架Ⅱ的大径圆柱面上周向开有Z3个均匀分布的活齿槽Ⅱ，且Z3的数值取决于圆柱活齿系Ⅱ中包含活齿单元的数目，所述圆柱活齿系Ⅱ中的每一个活齿单元置于所述活齿槽Ⅱ内，可径向小范围运动。进一步地，所述激波器Ⅱ为内偏心圆凸轮，所述中心轮Ⅱ内端为异形凸轮，所述中心轮Ⅱ的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅰ与所述激波器Ⅱ外圆轮廓共轭啮合，所述圆柱活齿系Ⅱ中的每一个活齿单元同时与所述中心轮Ⅱ的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅰ及所述激波器Ⅱ外圆轮廓啮合；所述激波器Ⅱ通过所述中心轮Ⅰ上所述组合轴承和其外端的环形槽实现轴向定位。进一步地，所述圆柱活齿系Ⅰ的活齿单元为圆柱滚子轴承用标准圆柱滚针，用于与所述激波器Ⅰ外圈轮廓及所述中心轮Ⅰ的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅱ高副线接触啮合。进一步地，所述圆柱活齿系Ⅱ的活齿单元为圆柱滚子轴承用标准圆柱滚针；用于与所述激波器Ⅱ外圆轮廓及所述中心轮Ⅱ的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅰ高副线接触啮合。进一步地，所述中心轮Ⅰ的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅱ的理论轮廓曲线为平面正弦曲线，且参数方程为：式中，a1为主轴偏心段的偏心距；λ1为激波系数，与激波器Ⅰ外圈轮廓半径有关；Z2为中心轮Ⅰ的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅱ的理论轮廓波动周期数；θ2为中心轮Ⅰ的转角。进一步地，所述中心轮Ⅱ的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅰ的理论轮廓曲线为平面正弦曲线，且参数方程为：式中，a2为激波器Ⅱ内偏心圆凸轮的偏心距；λ2为激波系数，与激波器Ⅱ外圆轮廓半径有关；Z4为中心轮Ⅱ的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅰ的理论轮廓波动周期数；θ4为保持架Ⅱ的转角。进一步地，所述主轴可采用法兰盘或空心轴结构，以提供不同的动力输入连接方式，适用更多场合。较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术提供的径向串联双级圆柱活齿减速器，相比平面钢球活齿减速器，在同等径向尺寸情况下，本专利技术具有更小的轴向尺寸，轴向尺寸约为平面钢球活齿减速器的一半，且较平面钢球活齿减速器的承载能力大幅提升，使用寿命更长。2、本专利技术提供的径向串联双级圆柱活齿减速器，第一级减速系统与第二级减速系统间采用径向方式串联，使整机具有更小的轴向尺寸，更大的空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种径向串联双级圆柱活齿减速器，其特征在于，包括：主轴(1)、主轴密封圈(2)、主轴轴承端盖(3)、主轴轴承Ⅰ(4)、保持架Ⅰ(5)、左壳体(6)、中心轮Ⅱ(7)、圆柱活齿系Ⅱ(8)、激波器Ⅱ(9)、保持架Ⅱ(10)、右壳体(11)、保持架轴承Ⅱ(12)、组合轴承(13)、保持架轴承Ⅰ(14)、圆柱活齿系Ⅰ(15)、主轴轴承Ⅱ(16)、激波器Ⅰ(17)和中心轮Ⅰ(18)；所述主轴(1)从左至右依次分为小径段、左段、偏心段(101)和右段；/n所述激波器Ⅰ(17)由两个标准轴承组成，安装于所述主轴(1)的偏心段(101)上；所述主轴轴承Ⅰ(4)安装于所述主轴(1)的左段，通过所述主轴轴承端盖(3)进行左侧轴向限制，通过所述主轴(1)左段右侧的轴肩进行右侧轴向限制，所述主轴轴承Ⅰ(4)为整机的左支撑；所述主轴轴承Ⅱ(16)安装于所述主轴(1)的右段，通过所述保持架Ⅰ(5)右侧内孔壁进行右侧轴向限制，通过所述主轴(1)右段左侧的轴肩进行左侧轴向限制；/n所述激波器Ⅱ(9)安装于所述组合轴承(13)的外端，所述组合轴承(13)安装于所述中心轮Ⅰ(18)的外端；所述激波器Ⅱ(9)通过其内偏心圆孔壁与所述组合轴承(13)配合连接实现轴向定位，所述中心轮Ⅰ(18)通过其外端轴肩与所述组合轴承(13)配合连接实现轴向定位，所述组合轴承(13)左侧及右侧分别与所述保持架Ⅰ(5)、所述保持架Ⅱ(10)间存在游隙实现轴向定位；/n所述主轴轴承端盖(3)置于所述主轴(1)的小径段，通过至少4个螺栓依次固定连接所述左壳体(6)的小径端和所述保持架Ⅰ(5)的大径段，所述左壳体(6)的大径端通过至少4个螺栓在轴向方向上依次固定连接有所述中心轮Ⅱ(7)和所述右壳体(11)；/n所述保持架轴承Ⅰ(14)安装于所述保持架Ⅰ(5)的右侧外圆上，通过所述保持架Ⅰ(5)左侧轴肩限制所述保持架轴承Ⅰ(14)向左轴向窜动，同时通过所述保持架Ⅱ(10)右侧的内孔壁限制所述保持架轴承Ⅰ(14)向右轴向窜动；所述保持架轴承Ⅱ(12)安装于所述保持架Ⅱ(10)的右侧外圆上，通过所述保持架Ⅱ(10)左侧轴肩限制所述保持架轴承Ⅱ(12)向左轴向窜动，同时通过所述右壳体(11)的内孔壁限制所述保持架轴承Ⅱ(12)向右轴向窜动；所述保持架轴承Ⅰ(14)和保持架轴承Ⅱ(12)为整机的右支撑；/n所述中心轮Ⅰ(18)的内部啮合连接有所述圆柱活齿系Ⅰ(15)，所述圆柱活齿系Ⅰ(15)与所述激波器Ⅰ(17)啮合连接，同时所述中心轮Ⅰ(18)与所述激波器Ⅰ(17)共轭啮合连接；/n所述激波器Ⅰ(17)、圆柱活齿系Ⅰ(15)、中心轮Ⅰ(18)组成第一级减速系统；/n所述中心轮Ⅱ(7)的内部啮合连接有所述圆柱活齿系Ⅱ(8)，所述圆柱活齿系Ⅱ(8)与所述激波器Ⅱ(9)啮合连接，同时所述中心轮Ⅱ(7)与所述激波器Ⅱ(9)共轭啮合连接；/n所述激波器Ⅱ(9)、圆柱活齿系Ⅱ(8)、中心轮Ⅱ(7)组成第二级减速系统；/n所述第一级减速系统和第二级减速系统采用径向串联，所述第一级减速系统的动力由所述中心轮Ⅰ(18)输出，通过所述组合轴承(13)作为中间件，与所述激波器Ⅱ(9)径向串联耦合，将动力输入第二级减速系统，最后由所述保持架Ⅱ(10)输出。/n...

【技术特征摘要】
1.一种径向串联双级圆柱活齿减速器，其特征在于，包括：主轴(1)、主轴密封圈(2)、主轴轴承端盖(3)、主轴轴承Ⅰ(4)、保持架Ⅰ(5)、左壳体(6)、中心轮Ⅱ(7)、圆柱活齿系Ⅱ(8)、激波器Ⅱ(9)、保持架Ⅱ(10)、右壳体(11)、保持架轴承Ⅱ(12)、组合轴承(13)、保持架轴承Ⅰ(14)、圆柱活齿系Ⅰ(15)、主轴轴承Ⅱ(16)、激波器Ⅰ(17)和中心轮Ⅰ(18)；所述主轴(1)从左至右依次分为小径段、左段、偏心段(101)和右段；
所述激波器Ⅰ(17)由两个标准轴承组成，安装于所述主轴(1)的偏心段(101)上；所述主轴轴承Ⅰ(4)安装于所述主轴(1)的左段，通过所述主轴轴承端盖(3)进行左侧轴向限制，通过所述主轴(1)左段右侧的轴肩进行右侧轴向限制，所述主轴轴承Ⅰ(4)为整机的左支撑；所述主轴轴承Ⅱ(16)安装于所述主轴(1)的右段，通过所述保持架Ⅰ(5)右侧内孔壁进行右侧轴向限制，通过所述主轴(1)右段左侧的轴肩进行左侧轴向限制；
所述激波器Ⅱ(9)安装于所述组合轴承(13)的外端，所述组合轴承(13)安装于所述中心轮Ⅰ(18)的外端；所述激波器Ⅱ(9)通过其内偏心圆孔壁与所述组合轴承(13)配合连接实现轴向定位，所述中心轮Ⅰ(18)通过其外端轴肩与所述组合轴承(13)配合连接实现轴向定位，所述组合轴承(13)左侧及右侧分别与所述保持架Ⅰ(5)、所述保持架Ⅱ(10)间存在游隙实现轴向定位；
所述主轴轴承端盖(3)置于所述主轴(1)的小径段，通过至少4个螺栓依次固定连接所述左壳体(6)的小径端和所述保持架Ⅰ(5)的大径段，所述左壳体(6)的大径端通过至少4个螺栓在轴向方向上依次固定连接有所述中心轮Ⅱ(7)和所述右壳体(11)；
所述保持架轴承Ⅰ(14)安装于所述保持架Ⅰ(5)的右侧外圆上，通过所述保持架Ⅰ(5)左侧轴肩限制所述保持架轴承Ⅰ(14)向左轴向窜动，同时通过所述保持架Ⅱ(10)右侧的内孔壁限制所述保持架轴承Ⅰ(14)向右轴向窜动；所述保持架轴承Ⅱ(12)安装于所述保持架Ⅱ(10)的右侧外圆上，通过所述保持架Ⅱ(10)左侧轴肩限制所述保持架轴承Ⅱ(12)向左轴向窜动，同时通过所述右壳体(11)的内孔壁限制所述保持架轴承Ⅱ(12)向右轴向窜动；所述保持架轴承Ⅰ(14)和保持架轴承Ⅱ(12)为整机的右支撑；
所述中心轮Ⅰ(18)的内部啮合连接有所述圆柱活齿系Ⅰ(15)，所述圆柱活齿系Ⅰ(15)与所述激波器Ⅰ(17)啮合连接，同时所述中心轮Ⅰ(18)与所述激波器Ⅰ(17)共轭啮合连接；
所述激波器Ⅰ(17)、圆柱活齿系Ⅰ(15)、中心轮Ⅰ(18)组成第一级减速系统；
所述中心轮Ⅱ(7)的内部啮合连接有所述圆柱活齿系Ⅱ(8)，所述圆柱活齿系Ⅱ(8)与所述激波器Ⅱ(9)啮合连接，同时所述中心轮Ⅱ(7)与所述激波器Ⅱ(9)共轭啮合连接；
所述激波器Ⅱ(9)、圆柱活齿系Ⅱ(8)、中心轮Ⅱ(7)组成第二级减速系统；
所述第一级减速系统和第二级减速系统采用径向串联，所述第一级减速系统的动力由所述中心轮Ⅰ(18)输出，通过所述组合轴承(13)作为中间件，与所述激波器Ⅱ(9)径向串联耦合，将动力输入第二级减速系统，最后由所述保持架Ⅱ(10)输出。


2.根据权利要求1所述的径向串联双级圆柱活齿减速器，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：许立忠，孙宇军，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13