[发明专利]一种多级同轴面接触活齿精密减速器

说明书

本发明公开了一种多级同轴面接触活齿精密减速器，主要包括中心齿轮，三个周向均布的行星齿轮，曲柄轴，偏心盘，激波器，壳体，活齿，面齿圈，输出盘。壳体固定，高速转动由与壳体同轴的中心齿轮输入，中心齿轮与三个行星齿轮啮合，每个行星齿轮和一个曲柄轴固联，三个同向偏置的曲柄轴与偏心盘组成转动副，偏心盘放置在激波器上，推动激波器自转，驱动活齿做轴向移动，活齿与面齿圈啮合，使面齿圈产生低速转动，面齿圈和输出盘固联，输出盘输出低速转动。本发明减速器具有大速比、匀速输出等优点，并且与一般减速器相比，承载能力大，结构紧凑，能够满足大速比高承载低回差场合下减速器的需求。

技术领域

本发明涉及传动机构领域，具体涉及活齿传动领域和精密传动领域，尤其涉及一种多级同轴面接触活齿精密减速器。

背景技术

随着科学技术的向极端工况领域不断推进，尤其是机器人、航空等领域对精密减速器提出了零隙精密、大速比、高承载、长寿命的要求。现有市场上的精密减速器以RV减速器和谐波减速器为主。

其中，RV减速器是上世纪80年代由日本帝人公司开发的一款基于少齿差原理的二级减速器，具有速比大、精度高、传动平稳等优点，但是它低速级的对加工误差敏感，加工难度较高，同时最重要的是在提高承载能力需求面前，基于RV减速器的改进方案已经不能达到期望的要求。

谐波减速器也是基于少齿差的原理的一种精密减速器，它可实现较大传动比输出，然而，它通过激波器周期性挤压柔轮变形实现少齿差的方式，使其不但在运行过程中效率、精度和寿命受到影响，并且在复杂动力学工况下容易失灵。

发明内容

本发明目的是实现一种满足背景技术部分所述需求的精密减速器。该减速器消除了已有的精密减速器的上述缺点，其中，该减速器在力传递过程中扭矩较大的环节通过面接触啮合的方式，在同等尺寸下较现有精密减速器更高的力矩传递能力。此外，在较高力矩传递能力情况下，本发明加速器可以选择的传动比范围较大，可以在i＝10至i＝150之间任意选择。在较高力矩传递能力和较高的传动比情况下，本发明减速器可以承载至少10000转/分钟的输入转速。

为使得满足上述要求的减速器得以实现，本发明提供了一种多级同轴面接触活齿精密减速器，该减速器由高速输入构件、低速输出构件和壳体组成，所述高速输入构件包括输入轴、与输入轴固联的中心齿轮、三个周向均布的行星齿轮和分别三个行星齿轮固联的曲柄轴，三个曲柄轴上套装有一个偏心盘和激波器；所述低速输出构件由活齿，面齿圈和输出盘组成；所述输入轴、中心齿轮、激波器、壳体、面齿圈和输出盘为同轴设置；所述高速输入构件为一个行星轮系，所述低速输出构件为一个活齿减速装置；所述高速输入构件和所述低速输出构件共同组成一个K-H-V型周转轮系；所述输入轴承接高速输入运动，三个周向均布的行星齿轮与中心齿轮同时啮合，三个曲柄轴的曲拐方向一致、并位于所述偏心盘上的三个周向均布的阶梯孔内，所述偏心盘放置于所述激波器上；所述壳体上设有N个导向槽，所述激波器的下端有周向布置的面凸轮，有N个活齿均布在面凸轮上，每个活齿分别安装在壳体的一个导向槽内，每个活齿均可沿所在的导向槽上下移动，所述活齿的下端与所述面齿圈啮合，所述面齿圈的齿盘上包括有2N+2个相同的齿，所述面齿圈与所述输出盘固联。

进一步讲，本发明所述的多级同轴面接触活齿精密减速器，其中，所述面齿圈齿盘上的齿周向均布在面齿圈端面上，所述齿的工作曲线形状包括对称的、旋向相反的圆柱螺旋线，为避免顶切，两段圆柱螺旋线之间由一段过度曲线连接，即在齿顶部切去一部分；所述活齿的齿形与所述面齿圈齿盘上齿的齿形相同；所述激波器的面凸轮理论廓线由两段上升工作曲线、两段下降工作曲线和四段过渡曲线依次连接而成，其中上升工作曲线和下降工作曲线为与面齿圈的齿廓升程相等的导程更小的圆柱螺旋线，每段过渡曲线与前后两段工作曲线相切，并且平滑，该过渡曲线的曲线函数任取，但是该过渡曲线任意一点均有导数，各曲线在周向的排布为上升曲线到过渡曲线到下降曲线到过度曲线的顺序循环，过渡曲线的作用是使活齿的上下移动平滑过渡，防止出现冲击。