【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及扭矩变化行星齿轮，并且具体地，涉及一种具有外螺纹滚子小齿轮的行星齿轮减速器。
技术介绍
1、将行星齿轮减速器用于工业机械手(下文中称为机械手)的关节旋转在本领域中是已知的。机械手的一个连杆附接至行星齿轮减速器的输出连杆，并且机械手的第二连杆附接至齿轮减速器壳体。当行星齿轮减速器的输入连杆由例如电动机旋转，而且该电动机的轴连接至齿轮减速器的输入连杆并且电动机的壳体固定至机械手的第二连杆时，输出连杆相对于行星齿轮减速器的壳体旋转。行星齿轮减速器的输出连杆转速和输出连杆处的扭矩不同于输入连杆转速和输入连杆处的扭矩。因此，实现了机械手连杆相对于彼此的移动。机械手可包括多个连杆，并且因此包括用于使连杆相对于彼此移动的多个关节。机械手用于使工艺流程自动化，诸如在组装期间移动车身面板，或者在分拣和包装期间移动货品。以上和类似的应用意味着24小时循环操作。循环操作意味着机械手关节中的齿轮减速器的旋转方向的改变。在每个移动循环中，机械手开始移动多次，并且停止移动多次。为了提高性能，移动的开始和结束应当以高加速度发生，而这在与机械手上的有效载荷配对时，导致各机械手关节上的显著扭矩过载。应当注意的是，在将机械手投入使用并设定其运动软件的过程中，机械手连杆可能会与生产线上的其他设备发生碰撞，这对机械手关节中的齿轮减速器造成冲击载荷。随着自动化的提高，可靠近机械手定位的工艺流程自动化设备的数量也增加。重要的是，在这种紧急情况下，齿轮减速器不发生故障，以便防止机械手长时间恢复。
2、为了确保高生产线性能，优选的是具有延长的机械手维
3、2019年7月16日公布的us10352400b2公开了一种行星齿轮变速器，其中输出连杆由两个带有开口的凸缘表示，其中布置有轴承支座。小齿轮安装于轴承支座中，其齿缘与形成变速器壳体的冠齿轮的齿缘配合。通过绕其轴线旋转并执行行星运动，小齿轮驱动输出连杆。在这种情况下，小齿轮的齿缘可以是直齿缘、斜齿缘或人字齿缘。
4、已公开的现有技术变速器中的齿轮使用的齿通常具有渐开线侧表面齿廓。齿轮上的扭矩形成周向力，该周向力施加于接触点处的齿的侧面并在齿的基部处的齿面上引起最大值的弯曲应力，这在变速器经历冲击载荷的长期运行期间以及当扭矩过载时，导致齿的毁坏和变速器的过早失效。当小齿轮旋转并在变速器壳体的齿缘上滚动时，即当小齿轮执行行星运动时，可由线表示的齿接触点沿着小齿轮的齿和变速器的齿缘从它们的基部移动至顶部并返回，以确保至少一对齿之间的常时接触，当接触线处于齿的顶部时，这导致齿基部中的显著弯曲应力。通常，使用具有低齿廓角(通常20度)的齿，由于齿在基部处的厚度小，这进一步增加了齿基部中的应力。由于在为了降低接触应力同时确保至少一对齿轮齿之间的常时接触的同时齿廓不能改变的事实，渐开线齿廓的使用对降低齿接触点处的接触应力施加了进一步的限制。为了降低弯曲应力，使用斜齿轮代替直齿轮。这允许将载荷分配在更大数量的齿之间以及增加齿厚。然而，斜齿轮中的接触类型仍然是线性的，从顶部移动至基部并返回。此外，斜齿轮布置成相对于齿轮轴线具有齿倾角，导致法向朝向齿的侧表面作用在每个齿上的载荷更大。从上面可以看出，现有技术变速器的显著缺点是对变速器的输出连杆的冲击载荷和扭矩过载的抵抗力降低。重要的是需要注意，齿啮合涉及齿轮相对于彼此旋转时，各个齿的脱离啮合和回到啮合，这增加了噪音并降低了机械手关节旋转的平滑性。
5、当在保持齿轮减速器的传动比的同时从直齿轮转换为斜齿轮时，必须增加齿轮直径以适应初始齿数，导致齿轮减速器的尺寸和重量增加。如果保持齿轮减速器的尺寸，则齿轮的齿数必须减少，这将导致传动比的改变以及输出连杆或输入连杆处扭矩的改变。因此，在保持齿轮减速器的传动比的同时，在不增加尺寸的情况下增加齿的弯曲强度是不可能的。
6、为了在改变机械手连杆的移动方向时确保齿轮减速器对由施加至齿轮减速器的输出连杆的扭矩引起的循环过载的抵抗力，必须增加齿对于不同作用方向的循环载荷的抵抗力。为此，齿厚应当增加。齿厚的增加导致齿轮模数的增加，这在保持齿轮减速器的传动比的同时，又要求小齿轮和壳体的直径的增加，因为如以下将说明的，在确保齿轮减速器对输出连杆处的冲击载荷和过载的抵抗力的同时，在小齿轮上布置少量的齿是不可能的。尺寸增加进一步导致齿轮减速器的重量增加，这增加了与安装有现有技术变速器的关节相比更靠近机械手的基部的所有机械手关节上的载荷。
7、还应注意的是，为了增加这种变速器的输出连杆处的扭矩，需要增加传动比。增加传动比需要小齿轮和冠齿轮上的齿数差增加。如果要保持变速器的尺寸，则需要减少小齿轮上的齿数。在小齿轮或任何其他齿轮上切出少量的齿会导致其中齿廓的一部分被切除的根切，这导致端部重叠的减小并且导致在齿轮齿之间形成间隙。当齿轮的齿接触时，间隙造成齿轮碰撞，从而产生振动。重叠的减少由于降低了变速器对冲击载荷和过载的抵抗力，因此导致齿接触区域上的压力增加，从而导致过早失效。为了避免以上缺点并保持齿轮减速器的尺寸和重量，可以减少齿轮模数，这导致齿尺寸的降低并允许小齿轮上齿数的增加。然而，随着齿尺寸的减小，齿基部的厚度也减小，这导致其承受由输出连杆上的冲击载荷产生的弯曲载荷的能力减小，从而导致齿的毁坏和齿轮减速器的过早失效。在机械手关节中的齿轮减速器更换或修理期间，齿轮减速器故障造成生产线停工。因此，现有技术变速器的显著缺点是传动比的范围有限。
8、在现有技术的变速器中，小齿轮包括两个齿缘，其中一个与冠齿轮的齿缘啮合，而第二个与太阳齿轮啮合。具有齿啮合的齿轮减速器的另一个限定特征是以下事实，为了使减速器可组装，小齿轮的数量必须是冠齿轮上的齿数和太阳齿轮上的齿数的倍数，这限制了小齿轮的数量并且不允许在减速器中布置适合自由旋转的间隙的一定数量的小齿轮，从而降低了可施加至输出连杆的最大扭矩。
9、为了增加具有齿啮合的行星齿轮减速器对冲击载荷和扭矩过载的抵抗力，齿缘的宽度增加，但是同时，随着齿缘的宽度增加，该措施的有效性减小，并且在达到一定宽度时，由于因齿的线性接触和高刚度引起的沿其长度不均匀的齿上载荷，观察到相反的效果，这导致沿其长度在齿的一些部分载荷不足而在其他部分超过容许应力，从而导致齿的毁坏和齿轮减速器的故障。
10、应当注意的是，在现有技术的变速器设计中，输出连杆由托架形成，托架由彼此间隔开的两个凸缘形成，从而使小齿轮的齿缘置于其间。凸缘彼此连接以形成刚性结构，以避免在施加至输出连杆的扭矩作用下小齿轮轴线的不对准。显然，为了建立这种连接，有必要在凸缘之间设置元件，凸缘将借助于该元件而连接，例如邻近第二凸缘的端面的一个凸缘的端面上的突起。此外，可使用例如螺钉的紧固件压紧凸缘。突起占据凸缘与小齿轮之间的体积，其沿着圆周均匀地分布。
11、齿轮减速器通常部分地填充有例如油的润滑剂，其润滑齿轮齿和轴承。当输入连杆旋转时，当小齿轮相对于托架旋转时并且当托架相对于壳体旋转时，润滑剂在齿轮减速器的内部容积中混合和循环，输入连杆在现有技术变本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种齿轮减速器，包括：
2.根据权利要求1所述的齿轮减速器，其中所述壳体或不可旋转地连接至壳体的所述部件包括两个内螺纹部分，两个部分的螺纹方向相反，并且所述小齿轮包括两个外螺纹部分，两个部分的螺纹方向相反。
3.根据权利要求1所述的齿轮减速器，其中所述轴承支座构造成承受轴向载荷。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的齿轮减速器，其中所述太阳齿轮包括使所述太阳齿轮与所述至少一个小齿轮的螺纹部分啮合的至少一个外螺纹部分，其中所述螺纹的仰角相等且所述螺纹的方向相反。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的齿轮减速器，还包括至少一个齿轮，其中所述太阳齿轮与固定地连接至所述至少一个小齿轮的所述至少一个齿轮啮合。
6.根据权利要求5所述的齿轮减速器，其中所述至少一个小齿轮包括两个外螺纹部分，其中所述至少一个小齿轮使用花键连接固定地连接至所述至少一个齿轮。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的齿轮减速器，其中所述齿轮减速器包括电动机轴上带有齿轮的电动机，并且所述太阳齿轮包括与所述齿轮啮合的齿缘，其中电动机轴线偏离壳体轴线
8.根据权利要求5至6中任一项所述的齿轮减速器，包括电动机轴上带有齿轮的电动机，所述电动机布置成使得所述电动机的齿轮与所述至少一个齿轮所啮合的所述太阳齿轮上的齿缘啮合。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的齿轮减速器，其中所述壳体由同轴串联布置并被防止相对移动的两个部件构成，每个部件包括一个内螺纹部分，其中每个部分的螺纹方向相反，并且/或者所述至少一个小齿轮由同轴串联布置并被防止相对移动的两个部件构成，每个部件包括一个外螺纹部分，其中每个部分的螺纹方向相反。
10.根据权利要求1所述的齿轮减速器，其中所述太阳齿轮包括与所述至少一个小齿轮啮合的至少两个相反方向的外螺纹部分，并且所述壳体由同轴串联布置并被防止相对移动的两个部件构成，每个部件包括一个内螺纹部分，其中每个部分的螺纹方向相反，并且/或者所述至少一个小齿轮由同轴串联布置并被防止相对移动的两个部件构成，每个部件包括一个外螺纹部分，其中每个部分的螺纹方向相反，并且/或者所述太阳齿轮由同轴串联布置并被防止相对移动的两个部件构成，每个部件包括一个外螺纹部分，其中每个部分的螺纹方向相反。
11.根据权利要求5至8中任一项所述的齿轮减速器，其中所述太阳齿轮和所述至少一个齿轮包括彼此啮合的螺纹部分。
12.根据权利要求11所述的齿轮减速器，包括至少两个齿轮，其中所述齿轮包括两个相反方向的螺纹部分，并且所述太阳齿轮包括两个相反方向的螺纹部分，其中啮合的部分具有相等的仰角和相反的螺纹方向。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的齿轮减速器，其中所述太阳齿轮安装在带有轴向开口的轴上。
14.根据权利要求1至12中任一项所述的齿轮减速器，其中所述太阳齿轮安装在中空轴上，所述中空轴包围直接或借助于凸缘固定地连接至所述齿轮减速器的壳体的中空圆柱体。
15.一种关节，包括根据权利要求1至14中任一项所述的齿轮减速器；第一关节部分，紧固在所述齿轮减速器的壳体上，以被防止相对移动；以及第二关节部分，紧固在所述齿轮减速器的托架上，以被防止相对移动。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种齿轮减速器，包括：
2.根据权利要求1所述的齿轮减速器，其中所述壳体或不可旋转地连接至壳体的所述部件包括两个内螺纹部分，两个部分的螺纹方向相反，并且所述小齿轮包括两个外螺纹部分，两个部分的螺纹方向相反。
3.根据权利要求1所述的齿轮减速器，其中所述轴承支座构造成承受轴向载荷。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的齿轮减速器，其中所述太阳齿轮包括使所述太阳齿轮与所述至少一个小齿轮的螺纹部分啮合的至少一个外螺纹部分，其中所述螺纹的仰角相等且所述螺纹的方向相反。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的齿轮减速器，还包括至少一个齿轮，其中所述太阳齿轮与固定地连接至所述至少一个小齿轮的所述至少一个齿轮啮合。
6.根据权利要求5所述的齿轮减速器，其中所述至少一个小齿轮包括两个外螺纹部分，其中所述至少一个小齿轮使用花键连接固定地连接至所述至少一个齿轮。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的齿轮减速器，其中所述齿轮减速器包括电动机轴上带有齿轮的电动机，并且所述太阳齿轮包括与所述齿轮啮合的齿缘，其中电动机轴线偏离壳体轴线。
8.根据权利要求5至6中任一项所述的齿轮减速器，包括电动机轴上带有齿轮的电动机，所述电动机布置成使得所述电动机的齿轮与所述至少一个齿轮所啮合的所述太阳齿轮上的齿缘啮合。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的齿轮减速器，其中所述壳体由同轴串联布置并被防止相对移动的两个部件构成，每个部件包括一个内螺纹部分，其中每个部分的螺纹方向相反，并且/或者所述至少一个小齿轮由同轴串联布置并...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·E·费多索夫斯基，R·V·戈杜诺夫，
申请(专利权)人：戴克特有限公司，
类型：发明
国别省市：
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