工業機器人內斜齒組合曲軸式之RV減速器的制作方法

【技術領域】

本發明涉及工業機器人減速器技術領域，采用國產機床，常規制造精度，包括彈性變形引起的的總回差不超過6arcmin，一種工業機器人內斜齒組合曲軸式之rv減速器。

背景技術：

“機器人用高精度rv傳動有兩項極嚴格技術指標：一為運動精度誤差不超過1arcmin；一為間隙回差，規定不超過1～1.5arcmin，此外，在負載情況下，包括彈性變形引起的回差在內的總回差不能超過6arcmin。”(朱孝錄《齒輪傳動設計手冊》827頁)

間隙回差又稱幾何回差，是指施加3％額定轉矩、且各部件良好接觸情況下，由行星和擺線針輪傳動中齒的側隙、軸承間隙等幾何因素引起的輸出轉角值(1～1.5arcmin)。

背景技術存在下述兩個問題：

(一)背景技術曲柄軸二偏心段相位差的偏差≤30″，加工困難：

《rv減速器高精度雙向等距小偏心曲柄軸加工技術研究》：“曲柄軸兩偏心相對于工件中心的位置差180°土30″”(楊和天津職業技術學院學報1995.06)

rv減速器曲柄軸加工困難，必須進口曲柄磨床：

《天津第一863課題組》說：“在制造rv-320樣機時發現，曲柄軸加工困難，誤差較大，進口曲柄磨床價格幾百萬。”

(二)中國專利局于2013年7月17日公開的發明《取代rv-e型的工業機器人減速器》201310154680.8，其特征在于：“所述第一、二偏心套內孔為漸開線斜內齒，與輸入軸上漸開線斜外齒滑配”。

但，發明人在實施該技術時咨詢了國內蘇州幾家著名公司，都說線切割機床根本不具備割斜內齒圈功能，就是說割不了斜內齒圈，后來了一家北京著名公司，該公司割的斜內齒圈實物(z＝24、m＝1.25、β＝5°及b＝15mm)呈兩頭大中間小的“束腰型”，外斜齒輪通不過。所說的“加工工藝簡單，生產效率高、成本低，內、外齒配合精度也高”是一句空話。理論專著說，插齒機可以加工斜內齒圈，其實也不切實際：插齒機裝置專用靠模裝置，設計制造靠模裝置費用高；需定制專用、昂貴的插齒刀具；插齒效率低，因而成本高。

理論專著說插齒機可以加工斜內齒圈，其實也不切實際：插齒機裝置專用靠模裝置，設計制造靠模裝置費用高；需定制專用、昂貴的插齒刀具；插齒效率低，因而成本高。

技術實現要素：

本發明提供的工業機器人內斜齒組合曲軸式之rv減速器解決背景技術中的下述問題：

(一)曲柄軸二偏心段相位差的偏差要求很高，因而加工困難；

(二)偏心套與圓軸內斜齒副連結可微調偏心段相位差，線切割內斜齒實施技術難度大。

本發明采用國產機床、常規制造精度解決上述兩技術問題，保證在負載情況下，包括彈性變形引起的總回差不超過6arcmin。

內擺線傳動是一種內擺線齒圈與擺線輪嚙合的傳動，因而也屬于擺線傳動技術領域。

本發明解決所述兩大技術問題所采取的具體技術方案：

所述行星軸上連接二偏心套，構成了雙偏心曲軸，雙偏心曲軸上設有用以支承二擺線輪的轉臂滑動軸承。

所述轉臂軸承為鋅基合金滑動軸承。

所述第一、第二轉臂鋅基合金滑動軸承外圓表面設有螺旋儲油槽，而其軸向長度比擺線輪厚度多出5～10mm，作用在于：潤滑油或脂可從多出5～10mm處的螺旋儲油槽滲入摩擦面。

所述第一、第二偏心套內孔與行星軸內斜齒副連接，其中：第一偏心套一側端面靠緊第二軸用彈性擋圈，另一側端面與第三軸用彈性擋圈之間有壓縮彈簧，可微調相位差；第二偏心套置于行星軸上第一軸用彈性擋圈與第二軸用彈性擋圈之間，本發明內斜齒圈塑性精密成形優于常規的機械切屑加工。

所述的壓縮彈簧為碟形彈簧，碟形彈簧壓縮力大，軸向尺寸短。

【有益效果】

(1)組裝式雙偏心曲軸輔以內斜齒嚙合副相位差微調，確保了相位差加工精度；

(2)滑動轉臂軸承的剛性比圓柱滾子軸承高，結構簡單、制造方便、承載力大；

(3)鋅基合金鑄造性能好，摩擦因數小，表面粗糙度好；成本比錫青銅低40％以上；使用壽命為錫青銅2～3倍，具有自潤滑性能及減震功能，適用于中低速重載場合；

(4)國產機床，常規制造精度，工藝簡單，成本低60-75％；

【附圖說明】

圖1本發明實施例的結構示意圖

圖2螺旋內花鍵組合曲軸支承擺線輪結構示意圖

【具體實施方式】

如圖1-2所示，一種工業機器人內斜齒組合曲軸式之rv減速器，包括擺線部件及行星部件，所述擺線部件包括內擺線齒圈1、左、右剛性盤2、22及第一、第二擺線輪11、13，所述左剛性盤2上均布的凸緣穿過二擺線輪與右剛性盤22連接成剛性體，所述左、右剛性盤2、22用第一、第二軸承9、14分別支承在內擺線齒圈1兩側內孔，所述行星部件包括輸入軸19、設在輸入軸19上的太陽輪3、行星輪6及行星軸16，所述輸入軸19用第三、四軸承4、20分別支承在左、右剛性盤2、22中心孔，所述行星軸16兩端用第五、第六軸承5、15分別支承在左、右剛性盤2、22周邊孔中，其特征在于：

所述行星軸16上依次連接第一、第二偏心套10、12，構成了具有雙偏心的組合曲軸，其技術效果：利用專用工裝夾具調節相位差方便，比之專用偏心軸磨床其制造成本低很多，所述第一、第二雙偏心套10、12分別設有用以支承第一、第二擺線輪11、13的第一、第二轉臂滑動軸承z1、z2，采用滑動軸承的有益效果是，可顯著增大圓軸直徑而提高了圓軸的剛性，從而減小了彈性變形回差，此外，滑動軸承的優點還見于下述專著：

(一)王文斌《機械設計手冊》(卷3.21-4頁)：滑動軸承結構簡單、制造方便、承載力大；

(二)卜炎《實用軸承技術手冊》492頁：在正常狀態下，滑動軸承磨損率是很低的，形成的磨屑顆粒尺寸很小，數量也少；

(三)卜炎《實用軸承技術手冊》349頁：航空發動機主軸承采用一般滑動軸承。

所述工業機器人內斜齒組合曲軸式之rv減速器的特征在于：所述第一、第二轉臂滑動軸承z1、z2為鋅基合金，鋅基合金優點：表面粗糙度可達ra1.6μm；自潤滑性好，適用于中低速重載場合；比銅輕40％，成本比錫青銅低40％以上；使用壽命為錫青銅2～3倍。

成大先《機械設計手冊》軸承6頁：鋅基合金適用于中、低速(≤7-10m/s)、重載(25-30mpa)及接觸應力σ＝550mpa的條件下工作的軸承。

所述工業機器人內斜齒組合曲軸式之rv減速器的特征在于：第一、第二轉臂鋅基合金滑動軸承z1、z2外圓表面設有螺旋儲油槽，而其軸向長度比擺線輪厚度多出5～10mm，箱體內的潤滑油或潤滑脂可從多出5～10mm處的螺旋儲油槽，隨著滑動軸承z1、z2轉動而慢慢滲入，從而潤滑摩擦面，摩擦面的潤滑很重要。

所述工業機器人內斜齒組合曲軸式之rv減速器的特征在于：所述第一、第二偏心套10、12內孔與行星軸16內斜齒副連接，所述內斜齒圈采用塑性精密成形，其中：第一偏心套10一側端面靠緊第二軸用彈性擋圈18，另一側端面與第三軸用彈性擋圈7之間有壓縮彈簧8；第二偏心套12置于行星軸16上第一軸用彈性擋圈與第二軸用彈性擋圈18之間，從而形成相位微調機構。

本發明內斜齒圈采用塑性精密成形，塑性精密成形時，其徑向力與摩擦阻力平衡。塑性精密成形優于常規的插齒切屑加工，插齒切屑的缺點：產品的尺寸同一性不好，生產效率低，刀具昂貴、壽命低及成本高等問題，組合式雙偏心曲軸輔以內斜齒副相位差微調，因而確保了相位差精度。

所述工業機器人內斜齒組合曲軸式之rv減速器的特征在于：所述的壓縮彈簧8為碟形彈簧，碟形彈簧壓縮力大，軸向尺寸短。

內擺線齒圈取代通用擺線的針輪，優點是結構簡單、另件少，減速比159時毋須抽齒。

“由于內擺線齒圈與擺線輪為純滾動嚙合且潤滑狀態良好，因此在輸入功率相同情況下，雙擺線嚙合副比之通用擺線，承載力約提高50％。”(沈培基等《擺線等距線齒輪傳動副及其裝置》)

上述實施例是對本發明的說明，不是對本發明的限定，任何對本發明簡單變換后的方案均屬于本發明的保護范圍。