[发明专利]封闭型摆线精密减速器

权利要求书

1.一种封闭型摆线精密减速器，其特征在于：包括输入部分、针齿壳、输出部分和少齿差内啮合减速机构，所述针齿壳内圈周向排列有用于与所述少齿差内啮合减速机构的摆线轮啮合的针齿销，针齿壳内圈与针齿销一一对应的设有用于安装针齿销的包容槽；所述针齿销与相应包容槽内壁双线接触；所述包容槽形状为双圆弧型间断曲线，针齿销安装于针齿壳双圆弧包容槽中，轴截面上两条圆弧线与针齿销外圆在接触角α处相切，则针齿销与包容槽为双线接触。

2.根据权利要求1所述的封闭型摆线精密减速器，其特征在于：所述包容槽由慢走丝线切割机线切割加工成型。

3.根据权利要求1所述的封闭型摆线精密减速器，其特征在于：所述接触角α≥θ_max，K₁——摆线轮短幅系数，K₁＝ez_b/R_Z；e——偏心距；Z_b——针轮齿数，即针齿销个数；R_z——针轮半径；并且包容槽的双圆弧半径r_n与针齿销半径r_z满足λ＝r_n/r_z，λ＝1.04～1.1；针齿壳内孔直径D_n增大至D_z+(0.2～0.4)，D_z为针齿销分布圆直径；包容槽两侧尖角采用圆角过渡。

4.根据权利要求1所述的封闭型摆线精密减速器，其特征在于：所述包容槽形状为抛物线型连续光滑曲线。

5.根据权利要求1所述的封闭型摆线精密减速器，其特征在于：所述输出部分包括与摆线轮通过销孔传动配合输出并单自由度同轴转动连接于针齿壳的输出盘；所述输出盘包括分列于针齿壳轴向两端并固接在一起的左端盘和右端盘；所述左端盘与针齿壳之间以及右端盘与针齿壳之间均为轴向、径向双向支撑转动连接。

6.根据权利要求5所述的封闭型摆线精密减速器，其特征在于：所述左端盘与针齿壳之间以及右端盘与针齿壳之间均设有径向轴承滚子和轴向轴承滚子，针齿壳轴向两端对应径向轴承滚子和轴向轴承滚子分别设有具有一侧挡边的外滚道；左端盘及右端盘对应径向轴承滚子和轴向轴承滚子均分别设有具有另一侧挡边的内滚道；左端盘及右端盘上还对应径向轴承滚子固定设有保持架。

7.根据权利要求6所述的封闭型摆线精密减速器，其特征在于：所述左端盘与针齿壳之间以及右端盘与针齿壳之间可分别设置交叉滚子轴承、角接触轴承或圆锥滚子轴承实现轴向、径向双向支撑转动连接。

8.根据权利要求1-7任一权利要求所述的封闭型摆线精密减速器，其特征在于：所述输入部分包括输入齿轮轴；所述少齿差内啮合减速机构包括渐开线行星齿轮、摆线轮和曲柄轴；所述渐开线行星齿轮以输入齿轮轴为太阳轮传动连接形成第一级渐开线行星减速机构；所述曲柄轴与渐开线行星齿轮一一对应设置；曲柄轴的轮轴与相应渐开线行星齿轮同轴固定并单自由度转动连接于左端盘和右端盘；曲柄轴的偏心轮与摆线轮一一对应设置并作为摇臂与相应的摆线轮转动配合用于带动摆线轮沿针齿销构成的针轮的内圈滚动形成第二级摆线针轮行星减速机构；偏心轮与摆线轮之间通过以偏心轮为内圈、以摆线轮为外圈组成的满装圆柱滚子的集成式双偏心轴承转动配合，其中偏心轮外圆面设有具有单侧挡边的集成式双偏心轴承滚道，集成式双偏心轴承滚道中满装圆柱滚子，圆柱滚子另一边由挡圈采用热装工艺过盈安装在偏心轮上限制圆柱滚子轴向窜动；摆线轮与输出部分通过销孔传动配合形成简支销轴式输出机构；所述摆线轮的齿廓为给定啮合间隙摆线齿廓，其形成过程为：

a.获得初始间隙；选取摆线轮单侧齿廓为研究对象，将通过摆线轮标准齿廓方程获得的摆线轮标准齿廓通过改变针齿销半径r_z、针轮半径R_z或同时改变两者大小获得初始间隙，得到摆线轮单侧齿廓的曲线Ⅰ，曲线Ⅰ的齿廓方程如下：

b.旋转曲线Ⅰ；以曲线Ⅰ的拐点(x₀,y₀)为圆心，旋转一角度α，得到曲线Ⅱ；拐点坐标(x₀,y₀)：

曲线Ⅱ的齿廓方程：

x₂＝x₀+(x₁-x₀)cosα+(y₁-y₀)sinα

y₂＝y₀-(x₁-x₀)sinα+(y₁-y₀)cosα

c.偏转曲线Ⅱ；以摆线轮坐标系的原点为圆心，将曲线Ⅱ偏转一角度β，得到曲线Ⅲ，即为给定啮合间隙摆线轮的单侧齿廓曲线；曲线Ⅲ的齿廓方程：

x₃＝x₂cosβ+y₂sinβ

y₃＝-x₂sinβ+y₂cosβ

d.过渡圆弧(齿顶圆)

齿顶圆半径：

当时，的最大值即为过渡圆弧齿顶圆的半径；

过渡圆弧方程：

$\begin{array}{c}{x}_{\mathrm{\θ}}=R_{aMax}\cos \mathrm{\θ}\\ y_{\mathrm{\θ}}=R_{aMax}\sin \mathrm{\θ}\end{array},\mathrm{\θ}\∈({\mathrm{\θ}}_0,{\mathrm{\θ}}_t)$

在处，无隙啮合齿廓与过渡圆弧相交，联立方程即可解出θ_t

${\mathrm{\θ}}_0=\frac{\mathrm{\π}}{2}-\frac{\mathrm{\π}}{Z_g};$

其有啮合间隙摆线轮齿廓方程为：

x₂＝x₀+(x₁-x₀)cosα+(y₁-y₀)sinα

y₂＝y₀-(x₁-x₀)sinα+(y₁-y₀)cosα

x₃＝x₂cosβ+y₂sinβ

以上各式中，当时，可以求得即为的初始值；

——的末值；

——针齿销的啮合界限点；

K₁——摆线轮短幅系数，K₁＝ez_b/R_Z；

i^H——摆线轮和针轮的相对传动比，i^H＝z_b/z_g；

——转臂相对于某一针齿销中心矢径的转角，即啮合相位角；

r_z——针齿销外圆半径；

R_z——针轮半径；

ΔR_z——针轮半径变化量；

Δr_z——针齿销半径变化量；

α——曲线Ⅰ以拐点(x₀,y₀)为圆心的旋转角度；

β——曲线Ⅱ的偏转角度；

e——偏心距；

Z_b——针轮齿数，即针齿销个数；

Z_g——摆线轮齿数。