一种滚动针轮RV减速器

技术领域

本发明涉及减速器技术领域，具体为一种滚动针轮RV减速器。

背景技术

关节减速器是机器人和其它复杂机械系统的关键元件，主要用于对电机输出的扭矩进行放大并为执行机构提供足够的扭矩并同时保证必要的位置精度。到目前为止，日本发明的RV减速器作为此前最理想的机器人大关节减速器在全球获得广泛应用，但这类减速器在制造精度较低、材料性能较差时很难具备足够的工作寿命和精度保持性，或者说这类减速器对制造精度要求极高、对材料的耐磨性要求也极高，这将显著拉高减速器的制造成本，无法让工业机器人和服务机器人技术获得更加广泛的应用。目前的RV减速器存在的主要问题就是精度保持性不足、工作寿命不足，其关键问题就是由于针齿与针齿壳之间存在滑动摩擦，并因此产生持续的磨损，而局部磨损后的减速器的均载性将进一步恶化，这导致整个减速器的精度很快降低，以至于无法正常工作，因此急需发展一种可实现滚动摩擦或消除滑动摩擦的新原理减速器来替代传统的RV减速器。

发明内容

本发明提供一种实现更高的传动效率和获得更长的工作寿命的滚动针轮RV减速器，来解决上述现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种滚动针轮RV减速器，包括输入齿轮轴、第一级行星齿轮、偏心轴组件、若干列摆线轮、针齿组件和针齿壳，所述输入齿轮轴通过与电机连接将动力传给第一级行星齿轮，所述第一级行星齿轮与偏心轴组件相连，实现第一次减速，所述针齿组件安装于针齿壳内圆周上均布的半圆孔中，其特征在于：所述针齿组件包括针齿和至少两组用于支撑针齿的滚针轴承，针齿与摆线轮啮合，其中，所述滚针轴承配置在摆线轮两侧，每组所述滚针轴承均包括针齿轴承外圈和针齿轴承滚动体，所述针齿通过针齿轴承滚动体在针齿轴承外圈中实现滚动。

优选的，所述针齿包括两列长度不同的针齿，且对应的两列针齿轴承外圈沿着轴向错开一个轴承宽度。

优选的，所述针齿采用简支或悬臂结构。

优选的，所述偏心轴组件为三组，且每组偏心轴组件均包括偏心轴、偏心轴承和偏心轴轴颈轴承和轴承挡圈，其中，所述第一级行星齿轮通过花键固定在偏心轴的端部，使偏心轴获得较低的转动速度。

优选的，所述摆线轮数量为三列，三列所述摆线轮同时由两根或三根偏心轴驱动，其中，所述针齿采用两端简支方式，中间同时与三列摆线轮保持啮合连接。

优选的，包括左行星架和右行星架，所述左行星架和右行星架通过若干轴向螺钉和销钉连接在一起，形成行星架组件，用于输出动力和运动并支撑三组偏心轴组件。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明中通过针齿可在针齿轴承中实现滚动，以滚动替代滑动有效消除了传统RV减速器的针齿和摆线轮之间以及针齿与针齿壳之间的滑动摩擦、使减速器的传动精度不随使用时间延长而降低，且可大幅度提高减速器传动效率，且采用滚动方式可显著提高减速器工作精度保持性和减少磨损，延长减速器工作寿命，还可以利用滚针轴承提高针齿的柔性以有效降低减速器关键零件的加工精度要求，针齿壳可以采用更廉价的灰铁铸造，可采用拉削方式加工针齿轴承孔，大幅度提高加工效率和降低制造成本；还通过将滚针轴承配置在摆线轮两侧以保持减速器轴向长度基本不变；

本发明中，针齿采用至少两组滚针轴承进行支撑，通过小幅度降低每个针齿的刚度来提高同时起作用的针齿的数量，最终达到提高实际传动刚度的目的，从而进一步降低对减速器的整体刚性要求，这样可以保证较低的加工精度下仍然能够保持多齿同时啮合，达到降低成本和延长减速器寿命的目的。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1是本发明现有的RV减速器的轴向剖视图；

图2是本发明滚动RV减速器的轴向剖视图；

图3是本发明滚动RV减速器的横截面剖视图；

图4是本发明具有3列摆线轮的针齿两端简支的滚动RV减速器的轴向剖视图；

图5是本发明具有3列摆线轮的针齿中间支撑的滚动RV减速器的轴向剖视图；

图中标号：1、输入齿轮轴；2、第一级行星齿轮；3、偏心轴；4、摆线轮；5、左行星架；6、主轴承滚动元件；7、主轴承外圈；8、输出端密封圈；9、针齿壳；10、针齿轴承外圈；11、针齿轴承滚动体；12、针齿；13、右行星架；14、摆线轮隔套；15、偏心轴轴颈轴承；16、偏心轴承；17、轴承挡圈。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

参考图1所示，为现有的RV减速器的轴向剖视图，其中，包括摆线轮A、针齿B和针齿壳C；为了获得大的减速器比，针齿的数量就会达到40-50个以上，这样就必须减小每个针齿的直径（在减速器外径确定时）；在动力传动中，为了提高传动效率则是在针齿的中部增加一层针齿套，使针齿套与摆线轮接触，这样使针齿和针齿套之间具有较大的接触面积，而针齿套和摆线轮之间形成滚动摩擦，这样可以提高减速器的传动效率和使用寿命，但是滑动副的存在增加了针轮的半径，此时最大偏心距的增大会出现齿顶干涉，因此偏心距一般不能设计得太大，这将导致摆线轮的压力角变大，有使整个装置得传动能力下降得趋势。这类设计没有考虑到在两端采用轴承支撑针齿的方法，无法实现较大得传动比和较小的压力角

实施例：如图2-3所示，一种滚动针轮RV减速器，包括输入齿轮轴1、第一级行星齿轮2、偏心轴组件（3、15、16、17）、若干列摆线轮4、针齿组件（10、11、12）、主轴承滚动元件6、主轴承外圈7、输出端密封圈8和针齿壳9，以及摆线轮隔套14，摆线轮隔套14与摆线轮4共同组成摆线轮组件，左行星架5和右行星架13，左行星架5和右行星架13通过若干轴向螺钉和销钉连接在一起，形成行星架组件，用于输出动力和运动并支撑三组偏心轴组件（3、15、16、17），输入齿轮轴1通过与电机连接将动力传给第一级行星齿轮2，第一级行星齿轮2与偏心轴组件（3、15、16、17）相连，实现第一次减速，针齿组件（10、11、12）安装于针齿壳9内圆周上均布的半圆孔中，针齿组件（10、11、12）包括针齿12和至少两组用于支撑针齿的滚针轴承，针齿12与摆线轮4啮合，其直径较小，可以保证减速器的减速器比不减小（具有与常规RV减速器同样的大小），滚针轴承配置在摆线轮4两侧，不与摆线轮4共截面，可具有较大的直径，以便获得较大的承载能力，且针齿采用简支或悬臂结构，因此具有一定的弹性，可通过调整滚针轴承的间距来适当降低针齿组件的刚性，这样可以保证较低的加工精度下仍然能够保持多齿同时啮合，达到降低成本和延长减速器寿命的目的，每组滚针轴承均包括针齿轴承外圈10和针齿轴承滚动体11，其中，针齿12通过针齿滚动体11在针齿轴承外圈10中实现滚动；不改变针齿12的直径，同时不改变原有减速器的传动比；当针齿12较密时，可设计长短不同的两种针齿12，使两列针齿轴承外圈10沿着轴向错开一个轴承宽度；当针齿12较长时，可在两个摆线轮4之间再增加一列针齿轴承，进一步提高其刚性；从原理上，这种方法将使减速器长度增加，但同时偏心轴承16可与针齿轴承再轴向重叠一部分，因此整个减速器的长度几乎无明显增加。

其中，偏心轴组件（3、15、16、17）为三组，且每组偏心轴组件（3、15、16、17）均包括偏心轴3、偏心轴承16和偏心轴轴颈轴承15和轴承挡圈17，其中，第一级行星齿轮2通过花键固定在偏心轴3的端部，使偏心轴3获得较低的转动速度；

摆线轮4数量为三列，三列摆线轮4同时由两根或三根偏心轴3驱动，其中，针齿采用两端简支方式，中间同时与三列摆线轮保持啮合连接

参考图4所示，为具有3列摆线轮的针齿两端简支的滚动RV减速器的轴向剖视图，其中，针齿12仍然采用两端简支方式，中间同时与三列摆线轮4接触3，如图4所示，有三个摆线轮04A，同时由两根或三根偏心轴03A驱动，针齿12A支撑在由针齿轴承外圈10A、针齿轴承滚动体11A组成的小直径滚针轴承上，同时与三列摆线轮04A保持啮合关系。

参考图5所示，也有三个摆线轮04B,它们同时由两根或三根偏心轴03B驱动，针齿12B支撑在由针齿轴承外圈10B和针齿轴承滚动体11B组成的小直径滚针轴承上，同时与三列摆线轮04A保持啮合关系。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。