一种机器人关节精密传动齿结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106402327A(43)申请公布日2017.02.15(21)申请号201611131661.3(22)申请日2016.12.09(71)申请人东华大学地址201620上海市松江区松江新城人民北路2999号(72)发明人吕宏展郑超尹光辉(74)专利代理机构上海泰能知识产权代理事务所31233代理人宋缨孙健(51)Int.Cl.F16H55/08(2006.01)F16H55/17(2006.01)B25J17/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种机器人关节精密传动齿结构(57)摘要本发明涉及一种机器人关节精密传动齿结构，包括外齿轮(1)和内齿轮(2)，所述的外齿轮(1)的齿形由对数螺线齿廓和过渡齿廓组成，内齿轮(2)的齿廓与外齿轮(1)齿廓形成共轭齿廓，通过共轭设计，形成一对内啮合的齿轮副。本发明在保证齿廓受力传力安全实现的前提下，对齿廓的齿形进行灵活的小压力角设计，减小径向受力分量，提高驱动力分量，实现精密、高效、长寿命的传动目的。CN106402327ACN106402327A权利要求书1/1页1.一种机器人关节精密传动齿结构，包括外齿轮(1)和内齿轮(2)，其特征在于：所述的外齿轮(1)的齿形由对数螺线齿廓和过渡齿廓组成，内齿轮(2)的齿廓与外齿轮(1)齿廓形成共轭齿廓，通过共轭设计，形成一对内啮合的齿轮副。2.根据权利要求1所述的一种机器人关节精密传动齿结构，其特征在于：所述的外齿轮(1)的齿廓由工作齿廓和过渡齿廓两部分组成，其中工作齿廓的齿形为对数螺旋线，过渡齿廓由圆弧曲线将两个工作齿廓的对数螺线切向连接起来。3.根据权利要求2所述的一种机器人关节精密传动齿结构，其特征在于：所述的外齿轮(1)的工作齿廓的对数螺旋线的螺旋角不低于10°且不高于60°。4.根据权利要求2所述的一种机器人关节精密传动齿结构，其特征在于：所述的内齿轮(2)的齿廓由工作齿廓和过渡齿廓两部分组成，其工作齿廓为外齿轮(1)的工作齿廓的共轭曲线，所述的内齿轮(2)的工作齿廓通过过渡齿廓为圆弧线的齿廓与两工作齿廓切向连接。5.根据权利要求2或4所述的一种机器人关节精密传动齿结构，其特征在于：所述的外齿轮(1)和内齿轮(2)的过渡齿廓采用非正圆弧连接。2CN106402327A说明书1/3页一种机器人关节精密传动齿结构技术领域[0001]本发明涉及机器人关节传动齿技术领域，特别是涉及一种机器人关节精密传动齿结构。背景技术[0002]精密减速器传动装置是机器人关节传动使用的核心部件，由于其传动的精密性及相关零件的加工精度要求较高，对齿形的设计要求较高，特别是对于谐波传动和活齿传动齿形的设计，齿廓的齿形会直接影响谐波传动效率、结构的疲劳特性，这些因素直接影响谐波传动的寿命，目前主要采用的齿形有渐开线齿形、直线齿形和抛物线齿形，但对于精密谐波传动的齿形设计核心技术还垄断在少数国外公司手中。活齿传动的齿形，是影响转臂轴承寿命的重要问题，当前采用的曲线齿形在活齿工作时，容易出现径向力过大问题，直接影响转臂轴承的寿命和减速器的使用寿命，一直以来没有新的进展。精密传动中齿形的设计和优化，对于精密传动的效率和寿命设计至关重要，对于整个精密传动产业的发展都具有重要的意义和深远的影响。[0003]目前，用于机器人关节精密传动的齿形主要有渐开线齿形、摆线齿形、抛物线齿形、圆弧齿形等。这些齿形的设计加工目前都已经比较成熟，但是对于精密传动而言，在受力、发热、寿命等问题上，尚存在一些问题，尤其是受力问题，齿廓的形状会直接影响精密传动的传动比、使用寿命等关键问题。渐开线齿形虽然容易获取，但是其压力角是随着齿廓的延申不断的增大，会使径向力过大；摆线齿廓对于大传动比的精密传动，在结构上受到空间的限制，不适宜于微型的精密传动装置设计；抛物线齿廓虽然实现了在谐波传动中的应用，但其核心的设计加工技术仍受制于国外技术的垄断。因此，对于小重量、大力矩、大速比、高效率、长寿命的精密传动而言，齿形的设计仍然是精密传动设计的关键基础性问题。发明内容[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种机器人关节精密传动齿结构，在保证齿廓受力传力安全实现的前提下，对齿廓的齿形进行灵活的小压力角设计，减小径向受力分量，提高驱动力分量，实现精密、高效、长寿命的传动目的。[0005]本发明所述的机器人关节精密传动齿形在啮合过程中齿轮的工作齿廓上各点压力角恒定，并在传动过程中具有小回差或零回差。[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种机器人关节精密传动齿结构，包括外齿轮和内齿轮，所述的外齿轮的齿形由对数螺线齿廓和过渡齿廓组成，内齿轮的齿廓与外齿轮齿廓形成共轭齿廓，通过共轭设计，形