[发明专利]一种单级根切摆线活齿传动单元

说明书

本发明提供一种单级根切摆线活齿传动单元，包括根切摆线轮、活齿、活齿轮等。在摆线活齿传动的基础上，选用大尺寸的活齿，使其满足根切条件，进而得到具有单侧根切特征的摆线齿廓，称其为根切摆线滚道；具有根切摆线滚道的活齿传动单元即为根切摆线活齿传动单元；由于采用的根切摆线齿廓一侧根切而另一侧不根切，故不跟切齿廓保证了传动的精度，同时，根切齿廓非根切区域的齿廓同时参与啮合，可达到全齿同时啮合传力的效果；与同尺寸非根切的传统摆线活齿传动单元相比，本发明的传动比和承载能力均显著性增大；与同尺寸摆线针轮传动单元相比，本发明综合性能优异性更加明显。

技术领域

本发明涉及活齿传动技术领域，特别涉及一种单级根切摆线活齿传动单元。

背景技术

在传统的渐开线齿轮传动中，某些特殊情况下，设计出的齿轮会出现根切，虽不影响齿轮的传动精度，但是单个齿的根部由于根切厚度变薄，齿轮抗弯曲能力下降，重合度减少，影响传动的平稳性，故而在传统的设计思想中，渐开线齿轮的设计是尽量避免根切的。而在另一种传统的传动形式——摆线针轮传动技术中，摆线轮的实际齿廓是严格的不允许根切的，因为根切会使其传动失真。随着新型传动技术(具有代表性的即活齿传动技术)的发展，在摆线针轮传动思想的基础上，套用活齿传动理论，可将其针齿变为钢球活齿，将摆线轮变为带有摆线滚道的传动轮，即得到了摆线活齿传动机构，其相比于摆线针轮，在结构原理上实现了整周全齿啮合，大大提高了传动的承载能力和抗冲击能力，其设计思想也是避免摆线滚道实际啮合齿廓出现根切的，而且，在传统的三维实体建模软件中，如果选择的活齿尺寸过大，则摆线滚道实际啮合齿廓就会出现根切现象，在软件里的表现即为模型建立不起来，会报错，进而，广大相关从业人员及设计师的思维就此被限制住了。如专利号为CN201721031991.5提出了《一种摆线钢球减速装置及其机器人关节》，其说明书中就明确提出了避免根切及避免根切的条件。由以上情况而来的问题是，传统的摆线钢球活齿减速器，其功率密度不高，通俗的讲，就是体积大，传动比相对小，空间利用不够充分，缺乏市场竞争力。针对此问题，另辟蹊径，打破传统的设计思维，反其道而行之，即在摆线活齿传动的设计中，不仅不避免根切现象，而且还要利用根切现象，设计的摆线齿廓就要根切的，从而得到了根切摆线活齿传动技术。根切摆线活齿传动较传统摆线活齿传动而言，相同尺寸下，活齿数量更多，传动比更大，基本达到全齿整周啮合受力，其综合性能均优于传统的摆线活齿传动结构；与摆线针轮传动结构相比，根切摆线活齿传动具有制造更简单、零部件更少、装配简单、使用寿命更长、承载能力和抗冲击能力更大等优点。将根切摆线活齿传动技术应用在减速器当中，成了亟待解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种单级根切摆线活齿传动单元，在摆线活齿传动的基础上，选用大尺寸的活齿，使其满足根切条件，进而得到具有单侧根切特征的摆线齿廓，称其为根切摆线滚道；具有根切摆线滚道的活齿传动单元即为根切摆线活齿传动单元；由于采用的根切摆线齿廓一侧根切而另一侧不根切，故不跟切齿廓保证了传动的精度，同时，根切齿廓非根切区域的齿廓同时参与啮合，可达到全齿同时啮合传力的效果；与同尺寸非根切的传统摆线活齿传动单元相比，本发明的传动比和承载能力均显著性增大；与同尺寸摆线针轮传动单元相比，本发明综合性能优异性更加明显。

本发明所使用的技术方案是：一种单级根切摆线活齿传动单元，包括根切摆线轮、活齿、活齿轮，所述的根切摆线轮与活齿轮呈偏心布置，即根切摆线轮轴线与活齿轮轴线平行且两轴线之间的距离为偏心距；根切摆线轮与活齿轮之间有一圈关于活齿轮轴线均匀分布的活齿，每个活齿同时与根切摆线轮和活齿轮啮合。

进一步的，所述的根切摆线轮包括根切摆线滚道，根切摆线轮上的根切摆线滚道波数为Z_c个；根切摆线滚道的啮合曲线为内摆线或外摆线。

进一步的，活齿为旋转体，沿其轴线做任意切面，可得到平面内左右两条互相对称的母线，该母线为平面连续曲线；活齿的数量为Z_b。