钢丝绳减速器制造技术

本实用新型专利技术提供一种实用性能优于传统减速器的钢丝绳减速器，该钢丝绳减速器由主动轴、输出轮、输出轮蒙皮、钢丝绳、紧绳器、钢丝绳固定端、碟形弹簧、锁紧螺母、输出轮铜套、主动轴铜套、输出轮侧板、减速器支架、支架连接板和减速器底板组成。与现有技术相比，本实用新型专利技术具有如下优点：减速效率高，更具优势的外形尺寸和整体重量，输出扭矩可调，零回差等优点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种减速器，特别涉及一种应用于末级传动的钢丝绳减速器。
技术介绍
高效率的减速器一直以来都是减速器设计者和使用者所追求的方向，提高减速器 效率会减轻驱动电机的负担，会减少发热等现象对减速器造成的损伤。传统减速器由于摩 擦、生热等现象，不可避免地产生了效率损失。常用的减速器效率均不是很高，如谐波减速 器效率为70% -90%，齿轮减速器效率为90% -99%，蜗轮蜗杆减速器效率为30% -80%, 行星轮减速器效率为90%-99%。同时，随着减速器转速的增加和输出扭矩的增加，减速器 的效率还会下降。传统减速器一般会随着输出扭矩的增加而放大减速器的机械设计尺寸，同时增加 减速器的重量，对于需要控制减速器整体尺寸和重量的应用环境，传统减速器经常会给设 计人员带来诸多不便。传统减速器的最大输出扭矩一般为恒定值，该值由减速器的机械设计尺寸校核而 来。对于同一款伺服机构而言，有可能由于用户的不同或使用环境的不同会要求不同的最 大输出扭矩，如果使用传统减速器只能根据实际最大输出扭矩要求更换减速器，对设计者 的设计、产品加工成本和产品一致性都产生很大影响。传统减速器如蜗轮蜗杆、齿轮、行星轮、谐波等多为齿形啮合传动，在理论上便不 可避免回差的存在，由于加工精度、装配精度等影响，经常会将理论回差放大，尤其作为末 级传动的减速器，减速器回差直接影响到整个伺服机构的传动精度和定位精度。对于需要 高精度定位的伺服机构，传统减速器很难满足。传统减速器在较长时间重载情况下工作可能会产生疲劳磨损，在过载情况下工作 甚至会造成齿形断裂等失效现象。疲劳磨损或齿形断裂等失效形式均为不可逆失效形式， 一旦发生会造成减速器的永久性损坏，甚至会造成整个伺服机构的损坏。传统减速器多为齿形啮合传动方式，在加工过程中一般需采用滚齿机、插齿机、磨 齿机、线切割等专业齿形加工机床，多数传统减速器在加工过程中的热处理环节还有比较 严格的要求，加工成本和加工周期都较长，对于非标的减速器，加工起来更为困难。传统减速器多采用开始或闭式齿形啮合，或涂抹润滑脂或填注润滑油，采用此种 润滑方式需要定期对润滑脂或润滑油采取更换，对减速器的维护造成了较大不便。基于上述状况，传统减速器在性能指标、加工过程、实际应用中有多个环节有待改 进。这就是本技术的技术背景。
技术实现思路
为了解决以上问题，本技术所要解决的问题是提供一种实用性能优于传统减 速器的钢丝绳减速器。为解决上述技术问题，实现上述目的，本技术所提供的技术方案为3该钢丝绳减速器由主动轴、输出轮、输出轮蒙皮、钢丝绳、紧绳器、钢丝绳固定端、 碟形弹簧、锁紧螺母、输出轮铜套、主动轴铜套、输出轮侧板、减速器支架、支架连接板、减速 器底板组成。输出轮和主动轴分别通过输出轮铜套和主动轴铜套固定在减速器支架上；输出轮 蒙皮固定在输出轮上；输出轮侧板固定在输出轮上；紧绳器固定在输出轮侧板上；钢丝绳 中间在主动轴上缠绕两整圈和一个多半圈，两端固定在紧绳器上；钢丝绳固定端固定在钢 丝绳两头，穿过紧绳器后通过碟形弹簧和锁紧螺母将钢丝绳与紧绳器固定；减速器支架通 过支架连接板与减速器底板固定。减速器运转时，主动轴转动带动钢丝绳随主动轴一起转动，从而通过紧绳器带动 输出轮转动。由于锁紧螺母的作用，钢丝绳被施加了一定的预紧力，使得钢丝绳在主动轴上 缠绕后对主动轴的摩擦扭矩大于输出轮需要的输出扭矩，从而保证钢丝绳与主动轴不发生 相对转动。主动轴在缠绕钢丝绳的部位加工螺纹槽，以保证钢丝绳在主动轴上的缠绕角度一 直保持螺纹槽的螺旋升角、。螺纹槽的螺距D大于钢丝绳直径d，以保证在主动轴上缠绕的相邻钢丝绳在运动 过程中不会产生相对摩擦损坏钢丝绳。钢丝绳在紧绳器上的固定位置与钢丝绳主动轴、输出轮直径以及主动轴和输出轮 的固定位置是通过精确计算确定的，用以保证钢丝绳在主动轴缠绕以外的部分与输出轮端 面也均为Y角，从而使减速器在正常运转过程中钢丝绳升角不变，钢丝绳总长度不变，随 输出轮转动钢丝绳在主动轴上呈现随主动轴转动而轴向移动现象。钢丝绳减速器速比决定于输出轮直径、主动轴直径及钢丝绳直径，减速器速比~ 输出轮直径+钢丝绳直径主动轴螺纹槽底直径+钢丝绳直径°钢丝绳减速器的输出扭矩与钢丝绳在主动轴上产生的摩擦扭矩有关，该摩擦扭矩 的大小主要取决于钢丝绳根数，在主动轴上的缠绕圈数，主动轴直径以及对钢丝绳施加预 紧力的大小。碟形弹簧的作用主要有两个方面，一方面可以通过读取预紧过程中碟形弹簧的变 形量确定钢丝绳受预紧力的大小，一方面即使钢丝绳在长时间使用后发生弹性变形或塑性 变形碟形弹簧仍然可以保证钢丝绳被拉紧。与现有技术相比，本技术具有如下优点1.减速效率高钢丝绳减速器在运转过程中不发生打滑失效时，钢丝绳与主动轴及从动轮间接触 部分与主动轴和从动轮几乎不发生相对位移，只存在静摩擦力，减速器基本不会产生发热 等效率损失。只有在微观上钢丝绳受力后出现极小的弹性变形，该变形会使钢丝绳与主动 轴和从动轮间发生细微的相对摩擦，损失极少的效率。从钢丝绳通过静摩擦传动扭矩的角 度来看，该减速器并不会随输出扭矩的增加而产生效率下降的问题。通过测试，钢丝绳减速 器的效率大于98%。2.更具优势的外形尺寸和整体重量4传统减速器一般会随着输出扭矩的增加而放大减速器的机械设计尺寸，同时增加 减速器的重量。钢丝绳减速器的输出扭矩与钢丝绳在主动轴上产生的摩擦扭矩有关，该摩 擦扭矩的大小主要取决于钢丝绳根数，在主动轴上的缠绕圈数，主动轴直径以及对钢丝绳 施加预紧力的大小。钢丝绳减速器的输出扭矩与减速器总体尺寸并不存在明显的关系。对 于承载要求较大的减速器来说，钢丝绳减速器在外形尺寸和整体重量上具有更大的优势。3.输出扭矩可调钢丝绳减速器的输出扭矩获得于钢丝绳与主动轴之间的摩擦。可以通过改变钢丝 绳的预紧力来调整钢丝绳与主动轴之间摩擦力的大小。通一款钢丝绳减速器可以根据实际 应用环境不同来调整钢丝绳的预紧程度，实现不同的扭矩输出效果。通过此种方式可极大 地减少设计人员的工作量并使该减速器具有更为广泛的应用范围。4.零回差传统减速器多采用齿形啮合方式传递运动和扭矩，此种传动原理不可避免回差的 存在。通过调整主动和从动啮合齿形结构间距可以缩小回差，但同时会增加齿间摩擦，降低 力矩传输效率。钢丝绳减速器由于钢丝绳与输出轮和主动轮之间几乎不存在相对位移，其回差为零。无回差的减速器使得整个伺服机构在交变载荷的作用下传动精度及定位精度得 到了很好的保障。5.有效的失效形式传统减速器的失效形式多为疲劳磨损或齿形断裂等，一旦发生会造成减速器的永 久性损坏，甚至会造成整个伺服机构的损坏。钢丝绳减速器的失效形式有两种，一种为钢丝 绳在主动轴上发生打滑，另一种为钢丝绳断裂。在将钢丝绳减速器应用到末级减速的伺服机构时，通过调整钢丝绳的预紧力，将 钢丝绳减速器的失效形式设计为打滑失效。该种失效形式一般出现在减速器受到瞬间或短 时间受到过载冲击的情况下。一旦发生打滑失效，减速器在失效时间内会呈现停止运动输 出的现象，但不会对减速器造成损坏，也不会对前级减速器和后端设备造成损坏。6.加工难度低钢丝绳减速器不需要专业减速器加工厂所需的制齿设备等专用加工机床，其结构 简单，一般的机械本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢丝绳减速器，该钢丝绳减速器由主动轴（７）、输出轮（１）、钢丝绳（９）、紧绳器（３）、钢丝绳固定端（１３）、碟形弹簧（１４）、锁紧螺母（１５）、输出轮铜套（１１）、主动轴铜套（１２）、输出轮侧板（４）、减速器支架（５）、支架连接板（６）和减速器底板（１０）组成，其特征在于：输出轮（１）和主动轴（７）分别通过输出轮铜套（１１）和主动轴铜套（１２）固定在减速器支架（５）上；输出轮侧板（４）固定在输出轮（１）上；紧绳器（３）固定在输出轮侧板（４）上；钢丝绳（９）中间在主动轴（７）上缠绕大于两圈半，两端固定在紧绳器（３）上；钢丝绳固定端（１３）固定在钢丝绳（９）两头，钢丝绳（９）穿过紧绳器（３）后通过碟形弹簧（１４），锁紧螺母（１５）将钢丝绳（９）与紧绳器（３）固定；减速器支架（５）通过支架连接板（６）与减速器底板（１０）固定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张萌，汪小将，谢伟，李速，高卫军，麻汀汀，王海涛，宋雅琳，
申请(专利权)人：北京航天科工世纪卫星科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]