摆线轮、啮合系统及RV减速机

技术领域

本发明涉及减速机技术领域，尤其是涉及一种摆线轮、啮合系统及RV减速机。

背景技术

RV减速器具有高传动精度、大传动比、高承载能力、效率高、低回差、寿命长等优点，因而广泛应用于工业机器人、航空航天、自动化设备等领域。RV减速器结构参数众多，约束条件复杂，为RV减速器结构设计造成了一定的困难，因此，研究RV减速器结构优化设计方法，对于提高RV减速器整机性能具有重要意义。

随着工业机器人的发展，对RV减速器的传动精度和使用寿命提出了越来越高的要求，现有的摆线轮作为RV减速器中的关键部件，不能保证RV减速器在实际运转过程中，摆线轮与针齿啮合时产生较为均匀的边缘应力。

因此，急需提供一种摆线轮、啮合系统及RV减速机以在一定程度上解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种摆线轮、啮合系统及RV减速机，以在一定程度上优化摆线轮的结构，使摆线轮与针齿啮合时的边缘应力更加均匀。

本发明提供的一种摆线轮，包括摆线轮主体、第一齿部及连接孔；所述连接孔沿所述摆线轮主体的轴向开设于所述摆线轮主体的中心；所述第一齿部的数量为多个，且多个所述第一齿部沿所述摆线轮主体的周向设置；所述第一齿部在第一方向上的中心区域凸出于所述第一齿部在第一方向上的两侧的边缘，以使所述第一齿部形成鼓状结构；所述第一方向为所述摆线轮主体的轴线方向。

其中，所述摆线轮主体上还开设有多个工艺孔，多个所述工艺孔沿所述连接孔的周向间隔设置。

相对于现有技术，本发明提供的摆线轮具有以下优势：

本发明提供的摆线轮，包括摆线轮主体、第一齿部及连接孔；连接孔沿摆线轮主体的轴向开设于摆线轮主体的中心；第一齿部的数量为多个，且多个第一齿部沿摆线轮主体的周向设置；第一齿部在第一方向上的中心区域凸出于第一齿部在第一方向上的两侧的边缘，以使第一齿部形成鼓状结构；第一方向为摆线轮主体的轴线方向。

由此分析可知，通过使摆线轮主体上的第一齿部在第一方向上的中心区域凸出于第一齿部在第一方向上的两侧的边缘，从而使第一齿部形成鼓状结构。

当摆线轮主体转动,且针齿与第一齿部相啮合时，由于第一齿部的中心区域凸出于两侧，因此，受到的应力大于两侧的应力，并且，由于本申请中第一齿部呈鼓状结构，因此，第一齿部受到的应力由最高处向边缘逐渐降低，从而使第一齿部受到的边缘应力更加均匀，进而能够在一定程度上提升整体装置转动的稳定性。

此外，本发明还提供一种啮合系统，包括上述的摆线轮以及针齿壳；所述摆线轮包括第一摆线轮和第二摆线轮，所述第一摆线轮的第一齿部和所述第二摆线轮的第一齿部相错开设置,且所述第一摆线轮和所述第二摆线轮沿所述第一方向并列设置；所述针齿壳内设有多个呈圆柱体结构的针齿，多个所述针齿沿所述第一方向延伸，且沿所述针齿壳的周向设置，以使所述第一摆线轮的第一齿部和第二摆线轮的第一齿部均与所述针齿相啮合。

其中，两个所述摆线轮的相位差为180°。

具体地，所述第一摆线轮的第一齿部与所述第二摆线轮的第一齿部相同，且所述针齿的数量大于所述第一摆线轮的第一齿部和所述第二摆线轮的第一齿部的数量。

采用本申请提供的摆线轮的啮合系统，能够使针齿壳内的针齿与第一齿部的啮合处的应力分布更加均匀，从而能够在一定程度上降低第一齿部啮合时受到的边缘应力，使针齿壳转动的更加平稳。

本申请还提供一种RV减速机，包括上述的啮合系统、输入轴、主齿轮、曲柄轴以及输出机构；所述输入轴的一端与所述主齿轮相啮合，所述主齿轮与所述曲柄轴相连接，所述第一摆线轮和所述第二摆线轮沿所述曲柄轴的轴向设置于所述曲柄轴上；所述输出机构与所述第一摆线轮和所述第二摆线轮相连接。

其中，所述输入轴的一端形成有第二齿部，所述主齿轮与所述输入轴的所述第二齿部相啮合；所述曲柄轴的一端与所述主齿轮相连接，所述曲柄轴上套设有滚针轴承，且所述滚针轴承与所述第一摆线轮和所述第二摆线轮对应设置。

具体地，所述主齿轮包括第一主齿轮和第二主齿轮，所述第一主齿轮和所述第二主齿轮设置于所述第二齿部的侧部；所述曲柄轴与所述主齿轮一一对应设置。

进一步地，所述输出机构包括输出轴、法兰和轴承；所述轴承与所述输出轴和所述法兰一一对应设置，所述法兰通过所述轴承盖设于所述第一摆线轮背离所述针齿壳的一侧，所述输出轴通过所述轴承盖设于所述第二摆线轮背离所述针齿壳的一侧。

更进一步地，本发明提供的RV减速机，还包括油封，所述油封设置于所述输出轴与所述针齿壳之间。

采用本申请提供的啮合系统的RV减速机，由于啮合系统内的摆线轮受到的边缘应力更加均匀，因此，使整体的啮合系统能够更加平稳，从而使RV减速机能够更加平稳地运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的摆线轮第一视角的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的摆线轮第二视角的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的摆线轮主体的第一齿部受到的应力曲线示意图；

图4为本发明实施例提供的RV减速机的分解图。

图中：1-摆线轮主体；101-第一齿部；102-连接孔；103-工艺孔；2-第一摆线轮；3-第二摆线轮；4-针齿壳；401-针齿；5-输入轴；501-第二齿部；6-第一主齿轮；7-第二主齿轮；8-曲柄轴；801-滚针轴承；9-法兰；10-输出轴；11-角接触球轴承；12-油封；13-孔用弹性挡圈；

S1-第一方向。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如在此所使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项中的任何一项和任何两项或更多项的任何组合。

为了易于描述，在这里可使用诸如“在……之上”、“上部”、“在……之下”和“下部”的空间关系术语，以描述如附图所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间关系术语意图除了包含在附图中所描绘的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。

在此使用的术语仅用于描述各种示例，并非用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数的形式也意图包括复数的形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在的所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。

由于制造技术和/或公差，可出现附图中所示的形状的变化。因此，这里所描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括在制造期间出现的形状上的改变。

这里所描述的示例的特征可按照在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的各种方式进行组合。此外，尽管这里所描述的示例具有各种各样的构造，但是如在理解本申请的公开内容之后将显而易见的，其他构造是可能。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

图1为本发明实施例提供的摆线轮第一视角的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的摆线轮第二视角的结构示意图；图3为本发明实施例提供的摆线轮主体的第一齿部受到的应力曲线示意图。

如图1-图3所示，本发明提供一种摆线轮，包括摆线轮主体1、第一齿部101及连接孔102；连接孔102沿摆线轮主体1的轴向开设于摆线轮主体1的中心；第一齿部101的数量为多个，且多个第一齿部101沿摆线轮主体1的周向设置；第一齿部101在第一方向S1上的中心区域凸出于第一齿部101在第一方向S1上的两侧的边缘，以使第一齿部101形成鼓状结构。

相对于现有技术，本发明提供的摆线轮具有以下优势：

本发明提供的摆线轮，通过使摆线轮主体1上的第一齿部101在第一方向S1上的中心区域凸出于第一齿部101在第一方向S1上的两侧的边缘，从而使第一齿部101形成鼓状结构。

当摆线轮主体1转动,且针齿401与第一齿部101相啮合时，由于第一齿部101的中心区域凸出于两侧，因此，受到的应力大于两侧的应力，并且，由于本申请中第一齿部101呈鼓状结构，因此，第一齿部101受到的应力由最高处向边缘逐渐降低，从而使第一齿部101受到的边缘应力更加均匀，进而能够在一定程度上提升整体装置转动的稳定性。

本申请中的第一方向S1为摆线轮的轴线方向，即摆线轮主体1的轴线方向上的中间区域凸出于摆线轮主体1的轴线方向上的两侧的边缘，从而使整体的第一齿部101形成鼓形结构。如图3所示，第一齿部101的边缘至最高处受到的应力大小分布呈均匀的弧形曲线，即针齿401与第一齿部101相啮合时，第一齿部101的边缘所受到的应力较小，第一齿部101整体受到的应力能够较为均匀地变化，从而保证了整体RV减速机运行的平稳性。

由于本申请中针齿401的长度大于摆线轮主体1的厚度，因此，在针齿401和摆线轮主体1相啮合时，针齿401的未与摆线轮主体1相接处的端部的位置会产生一定的凹陷，从而导致整体的针齿401处于拉伸状态，进而使摆线轮主体1沿齿向的两端的压应力高于接触中心的应力，导致摆线轮主体1的边缘受载。为了抵消这种状态，使本申请中的摆线轮主体1的第一齿部101呈鼓形，从而使得啮合处的应力分布变得更加均匀。

此处需要补充说明的是，本申请中第一齿部101在轴线方向的中间位置凸出于边缘通过对第一齿部101的修形得到，优选地，本申请的第一齿部101在第一方向S1上的修行量为0～0.1mm，能够避免产生摆线轮主体1与针齿401啮合时接触面过小，接触点易产生应力集中的问题，从而能够在一定程度上保证摆线轮主体1的运动精度，提高整体RV减速机的运动平稳性。

其中，如图1结合图3所示，摆线轮主体1上还开设有多个工艺孔103，多个工艺孔103沿连接孔102的周向间隔设置。

在摆线轮主体1上开设多个工艺孔103，且多个工艺孔103沿连接孔102的周向间隔设置，一方面能够降低整体摆线轮主体1的重量，并且，开设的工艺孔103能够使摆线轮主体1在转动时能够更加平稳，另一方面，也能够便于RV减速机中结构的安装。

此处需要补充说明的是，优选地，本申请中的工艺孔103的数量为八个，且沿摆线轮主体1的周向间隔设置。

如图1-图3所示，本申请还提供一种啮合系统，包括上述的摆线轮以及针齿壳4；摆线轮包括第一摆线轮2和第二摆线轮3，第一摆线轮2的第一齿部101和第二摆线轮3的第一齿部101相错开设置；针齿壳4内设有多个呈圆柱体结构的针齿401，多个针齿401沿第一方向S1延伸，且沿针齿壳4的周向设置，以使摆线轮的第一齿部101与针齿401相啮合。

采用本申请提供的摆线轮的啮合系统，能够使针齿壳4内的针齿401与第一齿部101的啮合处的应力分布更加均匀，从而能够在一定程度上降低第一齿部101啮合时受到的边缘应力，使针齿壳4转动的更加平稳。

优选地，本申请中的针齿401呈圆柱体结构，从而使针齿401与第一摆线轮2的第一齿部101和第二摆线轮3的第一齿部101啮合时的接触面积相同，进而能够在一定程度上提升针齿壳4的稳定性。

其中，如图1-图3所示，两个摆线轮的相位差为180°。

优选地，本申请中两个摆线轮的相位差为180°，一方面，能够可以使摆线轮能够得到静平衡，提高整机的稳定性，另一方面，能够还提高承载能力。

具体地，如图1-图3所示，针齿401的数量大于第一齿部101的数量。

优选地，本申请中第一摆线轮2和第二摆线轮3的齿数为39，针齿壳4内设置的针齿401的数量为40。

图4为本发明实施例提供的RV减速机的分解图。

如图1-图4所示，本发明还提供一种RV减速机，包括上述的啮合系统以及输入轴5、主齿轮和曲柄轴8以及输出机构；输入轴5的一端与主齿轮相啮合，主齿轮与曲柄轴8相连接，第一摆线轮2和第二摆线轮3沿曲柄轴8的轴向设置于曲柄轴8上；输出机构与第一摆线轮2和第二摆线轮3相连接。

安装时，输入轴5的一端依次穿过输出机构、第一摆线轮2、针齿壳4和第二摆线轮3与主齿轮相啮合，曲柄轴8的一端与主齿轮的中心孔相连接，当输入轴5转动时，能够带动主齿轮转动，从而能够使曲柄轴8转动，进而带动曲柄轴8上设置的第一摆线轮2和第二摆线轮3。

由于第一摆线轮2和第二摆线轮3均与针齿壳4内的针齿401相啮合，因此，当针齿壳4固定时，第一摆线轮2和第二摆线轮3能够进行旋转，由于输出机构与第一摆线轮2和第二摆线轮3相连接，因此，能够跟随第一摆线轮2和第二摆线轮3相对针齿壳4旋转。

当针齿壳4跟随第一摆线轮2和第二摆线轮3的转动旋转时，输出机构跟随第一摆线轮2和第二摆线轮3做圆周运动，且不产生旋转动作。

其中，如图1-图4所示，输入轴5的一端形成有第二齿部501，主齿轮与输入轴5的第二齿部501相啮合；曲柄轴8的一端与主齿轮相连接，曲柄轴8上套设有滚针轴承801，且滚针轴承801与第一摆线轮2和第二摆线轮3对应设置。

安装时，输入轴5的第二齿部501的一端穿过摆线轮的连接孔102，与主齿轮相啮合，曲柄轴8的一端与主齿轮的中心孔相连接，当输入轴5旋转时，能够带动主齿轮旋转，从而使与主齿轮相连接的曲柄轴8旋转。

曲柄轴8穿过第一摆线轮2和第二摆线轮3的工艺孔103，使第一摆线轮2和第二摆线轮3设置在曲柄轴8上，当曲柄轴8旋转时，带动第一摆线轮2和第二摆线轮3做圆周运动，当针齿壳4固定时，第一摆线轮2和第二摆线轮3的圆周运动在针齿壳4的作用下产生旋转，从而带动输出机构进行旋转。

此处需要补充说明的是，本申请中的曲柄轴8具有两个偏心的连接轴部，滚针轴承801套设在连接轴部上，第一摆线轮2和第二摆线轮3通过滚针轴承801分别安装在对应的连接轴部上。

优选地，本申请中输入轴5的齿数为12齿，主齿轮的数量为42齿，从而当输入轴5转3.5圈时，主齿轮转一圈，由于本申请中的第一摆线轮2和第二摆线轮3的齿数为39，针齿401数为40，因此，当主齿轮转一圈时，曲柄轴8旋转一圈，从而带动第一摆线轮2或第二摆线轮3做一圈完整的圆周运动，从而使与第一摆线轮2和第二摆线轮3相啮合的针齿壳4转动一个齿，实现减速的目的。

上述方案仅为本申请的其中一种实施方式，输入轴5、主齿轮、摆线轮以及针齿401也可采用其他能够实现减速目的的齿数。

具体地，如图1-图4所示，主齿轮包括第一主齿轮6和第二主齿轮7，第一主齿轮6和第二主齿轮7设置于第二齿部501的侧部；曲柄轴8与主齿轮一一对应设置。

本申请中包括两个主齿轮，因此，对应地具有两个曲柄轴8，由于曲柄轴8与第一摆线轮2和第二摆线轮3相连接，因此，设置两个曲柄轴8能够更加稳定地使第一摆线轮2和第二摆线轮3进行圆周运动。

进一步地，如图1-图4所示，本申请提供的RV减速机，输出机构包括输出轴10、法兰9和轴承；轴承与输出轴10和法兰9一一对应设置，法兰9通过轴承盖设于第一摆线轮2背离针齿壳4的一侧，输出轴10通过轴承盖设于第二摆线轮3背离针齿壳4的一侧。

由于本申请中摆线轮主体1上的工艺孔103的数量为8个，且曲柄轴8穿过其中两个相对的工艺孔103，因此，本申请中的法兰9上开设有与摆线轮主体1上的工艺孔103一一对应的第一插接孔，输出轴10上形成有两个与曲柄轴8相对应的第二插接孔和与其余6个工艺孔103相对应的插接部，且法兰9和输出轴10的中心均开设有与连接孔102位于同一轴线上的定位孔。

安装时，输入轴5的第二齿部501依次穿过法兰9的定位孔、第一摆线轮2的连接孔102、第二摆线轮3的连接孔102以及输出轴10的定位孔，与第一主齿轮6和第二主齿轮7相啮合。

曲柄轴8依次穿过法兰9的其中两个相对的第一插接孔、第一摆线轮2的工艺孔103、第二摆线轮3的工艺孔103以及输出轴10上的第二插接孔，与主齿轮的中心孔相连接。

输出轴10的插接部依次穿过第二摆线轮3的工艺孔103、第一摆线轮2的工艺孔103以及法兰9的第一插接孔，从而完成对整体机构的组装。

此处需要补充说明的是，本申请中的轴承为角接触球轴承11，法兰9和输出轴10通过角接触球轴承11盖设于针齿壳4的两侧，从而能够使第一主齿轮6、第二主齿轮7、第一摆线轮2、第二摆线轮3以及曲柄轴8能够稳定地转动，当针齿壳4固定时，法兰9和输出轴10能够相对针齿壳4转动。

更进一步地，如图1-图4所示，本发明提供的RV减速机，还包括油封12，油封12设置于输出轴10与针齿壳4之间。

通过在输出轴10与针齿壳4之间套设的油封12，能够在一定程度上保证整体RV减速机内部的密封效果，避免润滑油的渗漏。

此处需要补充说明的是，本申请中，曲柄轴8位于法兰9的一端上套设有孔用弹性挡圈13，能够进一步地保证安装的稳定性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。