[发明专利]一种端面齿摆线针轮副和章动减速装置

说明书

提供一种端面齿摆线针轮副和章动减速装置，端面齿摆线针轮副包括具有摆线齿面的摆线齿轮和具有针轮齿面的针齿轮，针齿轮与摆线齿轮以章动传动方式啮合，针齿轮与摆线齿轮的分度面与相应的轴线之间的夹角均介于88°至91°之间且两夹角的和小于180°，其中针轮齿面与摆线齿面相互啮合的部分分别为针轮工作齿面和摆线齿轮工作齿面，并且针轮工作齿面和摆线齿轮工作齿面在啮合时的压力角满足45°‑β‑5°≤α≤45°‑β+5°，其中α为压力角且β为针轮工作齿面和摆线齿轮工作齿面之间的摩擦角。章动减速装置包括壳体，设置在所述壳体内的端面齿摆线针轮副，用于驱动摆线针轮副进行章动运动的输入机构，与所述摆线针轮副相连的输出机构，和用于传递摆线针轮副的扭矩的扭矩传递部件。

技术领域

本发明涉及减速装置，具体而言，本发明涉及一种用于章动减速装置的端面齿摆线针轮副和使用该端面齿摆线针轮副的章动减速装置。

背景技术

章动减速装置是一种运用章动传动的减速装置。一般来说，用于章动减速装置中的齿轮副多采用渐开线齿形或摆线齿形传动，但渐开线齿廓传动效率低，同时在章动结构中容易出现齿廓重叠干涉、径向干涉等问题；摆线齿形易出现齿廓过切、针齿相碰等问题；具有较大速比的行星减速器结构复杂、制造和安装难度较大、质量较重。然而，齿轮副的常规齿形设计使得在章动传动过程中的任意时刻仅有很小一部分的齿彼此啮合，例如，对于有45齿的齿轮而言，在章动传动过程中的任意时刻，仅有1-2齿彼此啮合以参与章动传动。因此，传统的章动减速装置具有承载能力小，传动不平稳的缺点。

为了解决上述问题，中国发明专利申请CN106246812A公开了一种双侧双级内啮合双圆弧锥齿轮章动减速装置，其使用了通过章动套与输入轴相连的两个双圆弧锥齿轮与另外两个双圆弧锥齿轮的传动啮合来实现将输入轴的转动减速。其中双级齿轮经布置使得在章动传动过程中的任意时刻，其中一级齿轮中啮合的齿与另一级齿轮中啮合的齿彼此相对。该方案通过使用双级齿轮使得在章动传动过程中的任意时刻相互啮合的齿数增加了一倍，同时通过将双级齿轮配置成使得双级齿轮中啮合的齿彼此相对来增加传动的稳定性。

然而，上述方案只是将章动传动过程中啮合的齿数仅仅增加了一倍，这对于改善承载能力，传动平稳性而言可能是远远不够的。同时，在上述方案中，双级齿轮仍然采用了内锥齿轮，然而，内锥齿轮在传统的机械加工中很难实现，采用数控机床加工，成本高。而采用替代齿形的方法加工，生产工艺虽然简单，但精度低。这些缺陷成为了制约章动减速装置发展的主要因素。

因此，需要一种具有传动比大、传动平稳、承载能力大的特点，又能够解决齿廓干涉问题的改良的齿轮副以及使用该齿轮副的章动减速装置。

发明内容

本发明的目的在于解决章动减速装置存在的上述缺陷，并提供了一种新型的章动减速装置，该减速装置章动角小、传动比大、传动平稳、承载能力大，又解决了齿廓干涉的问题，并具有结构紧凑、制造安装方便等特点。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种用于章动减速装置的端面齿摆线针轮副，包括：摆线齿轮，所述摆线齿轮具有摆线齿面，所述摆线齿轮的分度面和所述摆线齿轮的轴线呈第一夹角；和针齿轮，所述针齿轮与所述摆线齿轮以章动传动方式啮合，所述针齿轮具有针轮齿面，所述针齿轮的分度面和所述针齿轮的轴线呈第二夹角；其中所述第一夹角和所述第二夹角均介于88°至91°之间，且所述第一夹角和所述第二夹角的和小于180°；并且其中所述针轮齿面与所述摆线齿面相互啮合的部分分别为针轮工作齿面和摆线齿轮工作齿面；所述针轮工作齿面和所述摆线齿轮工作齿面在啮合时的压力角满足以下关系式：45°-β-5°≤α≤45°-β+5°，其中α为所述压力角且β为所述针轮工作齿面和所述摆线齿轮工作齿面之间的摩擦角。

根据本发明的一个或多个实施方式的端面齿摆线针轮副，其中所述针轮工作齿面为圆锥面，且所述针轮工作齿面的锥顶位于所述针轮齿面的所述分度面的中心点，并且所述针轮工作齿面的轴线在所述针轮齿面的所述分度面上。

根据本发明的一个或多个实施方式的端面齿摆线针轮副，其中所述摆线齿轮工作齿面是所述针轮工作齿面的包络。