一种端面齿摆线针轮副和章动减速装置制造方法及图纸

提供一种端面齿摆线针轮副和章动减速装置，端面齿摆线针轮副包括具有摆线齿面的摆线齿轮和具有针轮齿面的针齿轮，针齿轮与摆线齿轮以章动传动方式啮合，针齿轮与摆线齿轮的分度面与相应的轴线之间的夹角均介于88°至91°之间且两夹角的和小于180°，其中针轮齿面与摆线齿面相互啮合的部分分别为针轮工作齿面和摆线齿轮工作齿面，并且针轮工作齿面和摆线齿轮工作齿面在啮合时的压力角满足45°‑β‑5°≤α≤45°‑β+5°，其中α为压力角且β为针轮工作齿面和摆线齿轮工作齿面之间的摩擦角。章动减速装置包括壳体，设置在所述壳体内的端面齿摆线针轮副，用于驱动摆线针轮副进行章动运动的输入机构，与所述摆线针轮副相连的输出机构，和用于传递摆线针轮副的扭矩的扭矩传递部件。

A Cycloidal Pinwheel Pair and Nutation Reduction Device with End Face Teeth

A cycloidal pinwheel pair with end teeth and a nutation deceleration device are provided. The cycloidal pinwheel pair with end teeth includes cycloidal gears with cycloidal teeth and needle gears with needle gear teeth. The needle gears and cycloidal gears mesh in nutation transmission mode. The angle between the dividing surface of the needle gear and cycloidal gear and the corresponding axis is between 88 and 91 and the sum of the two angles is less than 180. The meshing parts between the gear surface and the cycloidal tooth surface are respectively the working tooth surface of the pinwheel and the cycloidal gear, and the pressure angle of the working tooth surface of the pinwheel and the cycloidal gear meets 45 5 The nutation deceleration device comprises a shell, an end-tooth cycloidal pinwheel pair arranged in the shell, an input mechanism for driving the nutation motion of the cycloidal pinwheel pair, an output mechanism connected with the cycloidal pinwheel pair, and a torque transmission component for transmitting the torque of the cycloidal pinwheel pair.

【技术实现步骤摘要】
一种端面齿摆线针轮副和章动减速装置
本技术涉及减速装置，具体而言，本技术涉及一种用于章动减速装置的端面齿摆线针轮副和使用该端面齿摆线针轮副的章动减速装置。
技术介绍
章动减速装置是一种运用章动传动的减速装置。一般来说，用于章动减速装置中的齿轮副多采用渐开线齿形或摆线齿形传动，但渐开线齿廓传动效率低，同时在章动结构中容易出现齿廓重叠干涉、径向干涉等问题；摆线齿形易出现齿廓过切、针齿相碰等问题；具有较大速比的行星减速器结构复杂、制造和安装难度较大、质量较重。然而，齿轮副的常规齿形设计使得在章动传动过程中的任意时刻仅有很小一部分的齿彼此啮合，例如，对于有45齿的齿轮而言，在章动传动过程中的任意时刻，仅有1-2齿彼此啮合以参与章动传动。因此，传统的章动减速装置具有承载能力小，传动不平稳的缺点。为了解决上述问题，中国技术专利申请CN106246812A公开了一种双侧双级内啮合双圆弧锥齿轮章动减速装置，其使用了通过章动套与输入轴相连的两个双圆弧锥齿轮与另外两个双圆弧锥齿轮的传动啮合来实现将输入轴的转动减速。其中双级齿轮经布置使得在章动传动过程中的任意时刻，其中一级齿轮中啮合的齿与另一级齿轮中啮合的齿彼此相对。该方案通过使用双级齿轮使得在章动传动过程中的任意时刻相互啮合的齿数增加了一倍，同时通过将双级齿轮配置成使得双级齿轮中啮合的齿彼此相对来增加传动的稳定性。然而，上述方案只是将章动传动过程中啮合的齿数仅仅增加了一倍，这对于改善承载能力，传动平稳性而言可能是远远不够的。同时，在上述方案中，双级齿轮仍然采用了内锥齿轮，然而，内锥齿轮在传统的机械加工中很难实现，采用数控机床加工，成本高。而采用替代齿形的方法加工，生产工艺虽然简单，但精度低。这些缺陷成为了制约章动减速装置发展的主要因素。因此，需要一种具有传动比大、传动平稳、承载能力大的特点，又能够解决齿廓干涉问题的改良的齿轮副以及使用该齿轮副的章动减速装置。
技术实现思路
本技术的目的在于解决章动减速装置存在的上述缺陷，并提供了一种新型的章动减速装置，该减速装置章动角小、传动比大、传动平稳、承载能力大，又解决了齿廓干涉的问题，并具有结构紧凑、制造安装方便等特点。为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供一种用于章动减速装置的端面齿摆线针轮副，包括：摆线齿轮，所述摆线齿轮具有摆线齿面，所述摆线齿轮的分度面和所述摆线齿轮的轴线呈第一夹角；和针齿轮，所述针齿轮与所述摆线齿轮以章动传动方式啮合，所述针齿轮具有针轮齿面，所述针齿轮的分度面和所述针齿轮的轴线呈第二夹角；其中所述第一夹角和所述第二夹角均介于88°至91°之间，且所述第一夹角和所述第二夹角的和小于180°；并且其中所述针轮齿面与所述摆线齿面相互啮合的部分分别为针轮工作齿面和摆线齿轮工作齿面；所述针轮工作齿面和所述摆线齿轮工作齿面在啮合时的压力角满足以下关系式：45°-β-5°≤α≤45°-β+5°，其中α为所述压力角且β为所述针轮工作齿面和所述摆线齿轮工作齿面之间的摩擦角。根据本技术的一个或多个实施方式的端面齿摆线针轮副，其中所述针轮工作齿面为圆锥面，且所述针轮工作齿面的锥顶位于所述针轮齿面的所述分度面的中心点，并且所述针轮工作齿面的轴线在所述针轮齿面的所述分度面上。根据本技术的一个或多个实施方式的端面齿摆线针轮副，其中所述摆线齿轮工作齿面是所述针轮工作齿面的包络。根据本技术的一个或多个实施方式的端面齿摆线针轮副，其中所述针轮齿面进一步包含针轮非工作齿面，所述针轮非工作齿面由平面和圆锥面构成，并且所述针轮非工作齿面与所述针轮工作齿面相切；和/或所述摆线齿面进一步包含摆线齿轮非工作齿面，所述摆线齿轮非工作齿面由平面和圆锥面构成，并且所述摆线齿轮非工作齿面与所述摆线齿轮工作齿面相切。根据本技术的另一个方面，提供一种章动减速装置，包括壳体；端面齿摆线针轮副，设置在所述壳体内，所述端面齿摆线针轮副是根据本文所述实施方式的端面齿摆线针轮副；输入机构，其用于驱动所述端面齿摆线针轮副以使所述端面齿摆线针轮副进行章动运动；输出机构，所述输出机构与所述端面齿摆线针轮副相连；和扭矩传递部件，所述扭矩传递部件用于将所述端面齿摆线针轮副的扭矩传递至所述壳体。根据本技术的一个或多个实施方式的章动减速装置，其中所述输入机构驱动所述端面齿摆线针轮副中的章动齿轮，所述输入机构的旋转轴线与所述章动齿轮的轴线之间呈一夹角；所述扭矩传递部件连接在所述章动齿轮与所述壳体之间，以约束所述章动齿轮围绕自身的轴线旋转；并且所述输出机构与所述非章动齿轮连接。根据本技术的又一个方面，提供一种章动减速装置，包括壳体；端面齿摆线针轮副，设置在所述壳体内，所述端面齿摆线针轮副是根据本文所述实施方式的端面齿摆线针轮副；输入机构，其用于驱动所述端面齿摆线针轮副以使所述端面齿摆线针轮副进行章动运动；输出机构，所述输出机构与所述端面齿摆线针轮副相连；和扭矩传递部件，所述扭矩传递部件用于将所述端面齿摆线针轮副的扭矩传递至所述输出机构。根据本技术的一个或多个实施方式的章动减速装置，其中所述输入机构驱动所述端面齿摆线针轮副中的章动齿轮，所述输入机构的旋转轴线与所述章动齿轮的轴线之间呈一夹角；所述端面齿摆线针轮副中的非章动齿轮固定至所述壳体；并且所述输出机构通过所述扭矩传递部件连接至所述章动齿轮。根据本技术的一个或多个实施方式的章动减速装置，其中所述输入机构具有凹入所述输入机构的侧壁而形成的章动台阶，其中所述章动台阶位于所述输入轴通过轴承与所述章动齿轮连接的位置处，并且所述章动台阶的台阶面与所述输入机构的所述旋转轴线之间呈所述夹角。根据本技术的一个或多个实施方式的章动减速装置，其中所述输入机构的输入轴的侧壁设有径向向外延伸的凸缘，所述凸缘在所述输入机构的所述旋转轴线的方向上具有厚度；其中所述厚度沿着所述输入轴的圆周方向在0°到180°之间从第一厚度线性减小至小于所述第一厚度的第二厚度；并且所述厚度沿着所述输入轴的所述圆周方向在180°到360°之间从所述第二厚度线性增加至所述第一厚度；并且所述章动齿轮的、远离齿面的一侧抵靠在所述凸缘的端面上。根据本技术的一个或多个实施方式的章动减速装置，其中所述的扭矩传递部件是柔性部件。鉴于上述，本技术的有益效果在于：通过使用具有摆线齿形的摆线齿轮，克服了常用的渐开线齿形在传动时易产生各种干涉(包括渐开线干涉、节点对面齿顶干涉、齿廓重叠干涉、径向干涉等)的问题。通过将摆线齿轮和针轮的分度面构造为使其与相应齿轮的轴线之间的夹角均介于88°至91°之间且两个夹角的和小于180°。分度面的上述特点使得摆线齿轮和针轮的分度面大致为平面，来代替分度面通常为内锥面的内锥齿轮，使得本技术所提供的端面齿摆线针轮副机械加工简单，制造成本低。通过将摆线齿轮和针轮的分度面强制设定为大致为平面，使得端面齿摆线针轮副在章动传动的任意时刻相互啮合的齿数是传统齿轮副的4-5倍，甚至是8-10倍，显著改善了承载能力和传动稳定性。通过将摆线齿轮和针轮相互啮合的工作齿面之间的夹角构造为满足上述关系式，使得端面齿摆线针轮副的章动传动具有更高的传动效率。附图说明图1为根据本技术的实施方式的摆线针轮副的示意立体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于章动减速装置的端面齿摆线针轮副，其特征在于，包括：摆线齿轮，所述摆线齿轮具有摆线齿面，所述摆线齿轮的分度面和所述摆线齿轮的轴线呈第一夹角；和针齿轮，所述针齿轮与所述摆线齿轮以章动传动方式啮合，所述针齿轮具有针轮齿面，所述针齿轮的分度面和所述针齿轮的轴线呈第二夹角；其中所述第一夹角和所述第二夹角均介于88°至91°之间，且所述第一夹角和所述第二夹角的和小于180°；并且其中所述针轮齿面与所述摆线齿面相互啮合的部分分别为针轮工作齿面和摆线齿轮工作齿面；所述针轮工作齿面和所述摆线齿轮工作齿面在啮合时的压力角满足以下关系式：45°‑β‑5°≤α≤45°‑β+5°；其中α为所述压力角且β为所述针轮工作齿面和所述摆线齿轮工作齿面之间的摩擦角。

【技术特征摘要】
1.一种用于章动减速装置的端面齿摆线针轮副，其特征在于，包括：摆线齿轮，所述摆线齿轮具有摆线齿面，所述摆线齿轮的分度面和所述摆线齿轮的轴线呈第一夹角；和针齿轮，所述针齿轮与所述摆线齿轮以章动传动方式啮合，所述针齿轮具有针轮齿面，所述针齿轮的分度面和所述针齿轮的轴线呈第二夹角；其中所述第一夹角和所述第二夹角均介于88°至91°之间，且所述第一夹角和所述第二夹角的和小于180°；并且其中所述针轮齿面与所述摆线齿面相互啮合的部分分别为针轮工作齿面和摆线齿轮工作齿面；所述针轮工作齿面和所述摆线齿轮工作齿面在啮合时的压力角满足以下关系式：45°-β-5°≤α≤45°-β+5°；其中α为所述压力角且β为所述针轮工作齿面和所述摆线齿轮工作齿面之间的摩擦角。2.根据权利要求1所述的端面齿摆线针轮副，其特征在于，所述针轮工作齿面为圆锥面，且所述针轮工作齿面的锥顶位于所述针轮齿面的所述分度面的中心点，并且所述针轮工作齿面的轴线在所述针轮齿面的所述分度面上。3.根据权利要求2所述的端面齿摆线针轮副，其特征在于，所述摆线齿轮工作齿面是所述针轮工作齿面的包络。4.根据权利要求1所述的端面齿摆线针轮副，其特征在于，所述针轮齿面进一步包含针轮非工作齿面，所述针轮非工作齿面由平面和圆锥面构成，并且所述针轮非工作齿面与所述针轮工作齿面相切；和/或所述摆线齿面进一步包含摆线齿轮非工作齿面，所述摆线齿轮非工作齿面由平面和圆锥面构成，并且所述摆线齿轮非工作齿面与所述摆线齿轮工作齿面相切。5.一种章动减速装置，其特征在于，包括壳体；端面齿摆线针轮副，设置在所述壳体内，所述端面齿摆线针轮副是根据权利要求1-4任一项所述的端面齿摆线针轮副；输入机构，其用于驱动所述端面齿摆线针轮副以使所述端面齿摆线针轮副进行章动运动；输出机构，所述输出机构与所述端面齿摆线针轮副相连；和扭矩传递部件，所述扭矩传递部件用于将所述端面齿摆线针轮副的扭矩传递至所述壳体。6.根据权利要求5所述的章...

【专利技术属性】
技术研发人员：帅梅，王小椿，李瑜，
申请(专利权)人：北京智能大艾机器人科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11