[发明专利]一种类摆线齿轮减速器

说明书

本发明公开了一种类摆线齿轮减速器，该类摆线齿轮减速器采用两个做偏心运动的类摆线齿轮组成2K‑H型组合轮系来实现减速，所采用类摆线齿轮齿廓由摆线与渐开线复合拼接形成，该齿轮结合了渐开线齿轮和摆线齿轮的有点，可解决内啮合传动过程中齿轮强度与传动平稳性问题；两个类摆线齿轮分别内啮合于外壳和活动盘，通过活动盘实现减速输出，并结合齿数分配实现大传动比；本发明避免了现有RV减速器行星传动结构中三根曲柄轴共同作用于摆线轮的过定位问题及少齿差传动过程中的干涉难题，采用类摆线齿轮作为减速器的传动齿实现无齿针结构，使得减速器整体加工与装配难度大大降低，进一步提升大速比减速器的传动性能和传动特性。

技术领域

本发明涉及减速器工业配件技术领域，尤其涉及一种采用具有复合齿廓的类摆线齿轮并适用于机器人转向或大减速比、大扭矩输出工况的类摆线齿轮减速器。

背景技术

我国在精密减速器领域的发展速度正越来越快，从出货量到产品质量，都在不断迅速提高。但以RV、谐波为代表的市场主流减速器目前多源自日本，虽然一些技术人员经过逆向工程等一系列技术手段逐步实现了上述减速器的国产化，但逆向工程最大的问题在于“知其然，不知其所以然”，因而无法从根本上吸收日系减速器在设计过程中的精髓，进而导致了我国RV、谐波生产厂家在市场竞争中长期扮演追赶者的角色，一直未有一款从新结构、新原理角度出发具备自主创新的精密减速器。

RV减速器是用于机器人中较为常见的一种高精度减速器，其被广泛应用于机械臂控制，现有的RV减速器结构复杂，一般内部都有行星结构，三根曲柄轴共同作用于两组摆线齿轮，属于过定位结构，以致对各部件的加工和装配精度要求较高，例如CN201210547276.2所公开的一种RV减速器。目前常见的RV减速器多采用二级减速，其中第一级采用渐开线齿轮通过内部构建行星结构来实现，一级减速机构一般由齿轮轴(含中心轮)和行星轮组成，多个行星轮上的曲柄轴作用于摆线齿轮，使曲柄轴与摆线齿轮之间构成过定位问题，在减速器实践装配中发现其对安装误差的敏感性非常强，致使齿轮传动过程中极易产生啮入冲击和啮出冲击，进而导致传动不稳。同时，对参与的渐开线齿轮、曲柄轴和摆线针轮的制造精度和装配精度提出了非常高的要求，即对齿轮制造的加工精度要求极高(目前国内齿轮加工精度一般为7级，而上述渐开线齿轮和摆线针轮的制造精度要求达5-6级)。进一步，第二级减速机构为多针齿与摆线轮啮合结构，若装配精度达不到要求则会引起不同针齿的磨损情况不同，从而影响RV减速器整机的传动精度。

另一方面，齿轮传动结构、传动形式和齿数配比决定了RV减速器传动比的范围，而增大减速比的方法主要有：一是采用少齿差的行星结构，因为行星减速器的传动比会随齿差数的增多而成倍减少，但是少齿差渐开线行星传动极易干涉，需要通过齿轮变位来解决，设计较为复杂；二是采用多级减速串联方式，串联以后减速比相乘，但轴向尺寸会变大；三是增加多齿数来增加传动比，但这样会使齿轮模数减少、减速器径向尺寸变大。而现有减速器大多采用针齿和摆线齿轮的少齿差结构(1～3个)，若在大减速比情况下，往往存在体积过大、传动效率低等不易克服的问题，且多机构配合增加了制造和装配的难度。

此外，大传动比、大扭矩工况下，对减速器内部的传动齿提出更为苛刻的要求，要求传动齿具有更好的传动率及承载能力，噪音小等特点，目前常见的减速器虽有采用拼接齿廓，以不同的设计参数、变位系数等进行设计，但大部分均为同种单一齿廓的拼接，渐开线减速器承载能力强，但噪音较大，而摆线针齿减速器传动连续，噪音小，但齿轮的互换性较差。这些理论与技术问题一直未能得到有效地解决，导致国产高品质摆线针轮减速器始终是空白，我国智能制造业的落后局面，很大程度上源于相关基础部件，尤其是精密减速器的落后质量。

可见，减速器的结构和齿形限制了现有减速器的传动性能，而我国精密减速器想实现全面赶超，只能对结构、传动原理等方面进行全面创新，如何从一种新结构和新传动原理的角度来实现大传动比、大扭矩的精密减速器的设计是本领域技术人员目前亟需解决的技术问题。

发明内容