交叉滚子轴承、谐波减速器以及具有其的机器人

文档序号:778070 发布日期:2021-04-09 浏览:25次 >En<

阅读说明:本技术 交叉滚子轴承、谐波减速器以及具有其的机器人 (Crossed roller bearing, harmonic reducer and robot with same ) 是由 肖凤才 程中甫 谷甲甲 袁成林 杨繁荣 吴婷婷 于 2020-12-07 设计创作,主要内容包括:本申请提供一种交叉滚子轴承、谐波减速器以及具有其的机器人,包括轴承外圈、轴承内圈和滚道;滚道设置于轴承内圈和轴承外圈之间;滚道的数量设置为至少两个;每个滚道内均设置有滚子。根据本申请的交叉滚子轴承、谐波减速器以及具有其的机器人,能提高轴承承载能力和传动平稳性。(The application provides a crossed roller bearing, a harmonic reducer and a robot with the same, wherein the robot comprises a bearing outer ring, a bearing inner ring and a roller path; the raceway is arranged between the bearing inner ring and the bearing outer ring; the number of the roller paths is at least two; a roller is arranged in each raceway. According to the crossed roller bearing, the harmonic reducer and the robot with the same, the bearing capacity and the transmission stability can be improved.)

交叉滚子轴承、谐波减速器以及具有其的机器人

技术领域

本申请属于机器人技术领域,具体涉及一种交叉滚子轴承、谐波减速器以及具有其的机器人。

背景技术

目前,谐波减速器是谐波传动装置的一种,谐波传动装置包括谐波加速器和谐波减速器。谐波减速器主要包括:刚轮、柔轮和波发生器三者,三者缺一不可。其中,波发生器由凸轮和柔性交叉滚子轴承组成,凸轮为椭圆形状,柔性交叉滚子轴承为圆形。因此较易实现小型化和轻量化,而且,因为啮合齿数多,所以能够产生更大转矩,并能实现更加精确的定位。

但是,由于目前的谐波减速器采用的都是单列滚子交叉滚子轴承,单列滚子交叉滚子轴承的缺点是:滚子交叉滚子轴承支撑点单一,造成承受载荷分布不均,容易造成滚道及滚子磨损严重,运转中伴有振动现象,平稳性差,承载力矩减小。

因此,如何提供一种能提高轴承承载能力和传动平稳性的交叉滚子轴承、谐波减速器以及具有其的机器人成为本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

因此,本申请要解决的技术问题在于提供一种交叉滚子轴承、谐波减速器以及具有其的机器人,能提高轴承承载能力和传动平稳性。

为了解决上述问题,本申请提供一种交叉滚子轴承,包括:

轴承外圈;

轴承内圈;

和滚道;滚道设置于轴承内圈和轴承外圈之间;滚道的数量设置为至少两个;每个滚道内均设置有滚子。

优选地,交叉滚子轴承还包括通油槽;通油槽连通至少两个滚道。

优选地,轴承外圈由高碳合金结构钢材料制成;

和/或,轴承内圈由高碳合金结构钢材料制成。

优选地,滚道内表面的粗糙度为Ra0.05~0.2;和/或,滚道的全跳动小于0.002mm;和/或,交叉滚子轴承的两端面平行度小于0.005mm。

优选地,交叉滚子轴承的轴向长度为51.5-79mm。

优选地,滚道的数量设置为两个;

和/或,至少两个的滚道在交叉滚子轴承的轴向上依次布置;

和/或,至少两个的滚道相互平行。

根据本申请的再一方面,提供了一种谐波减速器,包括交叉滚子轴承,交叉滚子轴承为上述的交叉滚子轴承。

优选地,谐波减速器还包括刚性齿轮;刚性齿轮的齿部硬度为H1;交叉滚子轴承的硬度为H2;其中,H1<H2。

优选地,谐波减速器还包括中轴;中轴设置有轴向通孔;轴向通孔为过线孔;

和/或,轴向通孔的横截面直径为14mm-46mm。

根据本申请的再一方面,提供了一种机器人,包括谐波减速器,谐波减速器为上述的谐波减速器。

本申请提供的交叉滚子轴承、谐波减速器以及具有其的机器人,使得轴承的受力支撑点变为至少两处,使得受力均匀、平稳。由于分布受力均匀,使轴承滚道单位面积上承受的压力相对减小,进而能提高轴承承载能力和传动平稳性。

附图说明

图1为本申请实施例的交叉滚子轴承的结构示意图;

图2为本申请实施例的轴承外圈的结构示意图;

图3为本申请实施例的轴承内圈的结构示意图;

图4为本申请实施例的谐波减速器的结构示意图。

附图标记表示为:

11、轴承外圈;12、轴承内圈;13、滚道;131、储油槽;132、通油槽;2、刚性齿轮齿部;3、中轴;31、轴向通孔;4、骨架油封;51、柔性齿轮;52、滚动支撑轴承;61、内六角平圆头螺钉;62、内六角圆柱头螺钉;63、螺纹孔;64、轴用卡簧;65、孔用卡簧;66、输入法兰;67、输出法兰;68、柔性滚动轴承;7、密封圈。

具体实施方式

结合参见图1-3所示,根据本申请的实施例,一种交叉滚子轴承,包括轴承外圈11、轴承内圈12和滚道13;滚道13设置于轴承内圈12和轴承外圈11之间;滚道13的数量设置为至少两个;每个滚道13内均设置有滚子。本申请在不改变现有交叉滚子轴承的外形尺寸与安装连接孔位,在内部空间结构部分进行设计创新,将单列滚道13设计变更为两列滚道13,滚道13的尺寸比原来的减小,圆柱滚子的直径比原来稍微减小,滚道13从一列设计为至少两列滚道13。可以改善轴承受力点位置,使得轴承的受力支撑点变为至少两处,使得受力均匀、平稳。且因为增加单位接触受力面积,也提供了承载能力。由于分布受力均匀,使轴承滚道13单位面积上承受的压力相对减小,进而能提高轴承承载能力和传动平稳性。可以解决轴承的受力点单一,传动平稳性不足,输出有振动、抖动现象,输出扭矩不足的问题。本申请交叉滚子轴承既承受径向力又承受轴向推力。有效的解决了现有技术中谐波减速器单列交叉滚子轴承运转过程中的受载不均匀性,振动、平稳性差问题。

滚道的横截面为正方形,这样交叉滚柱的面与滚道才能完整的贴合、支撑受力。

本申请还公开了一些实施例,交叉滚子轴承还包括通油槽132;通油槽132连通至少两个滚道13。每个滚道内还设置有储油槽131。

本申请还公开了一些实施例,轴承外圈11由高碳合金结构钢材料制成;

轴承内圈12由高碳合金结构钢材料制成,提高了整个减速器的刚性,降低了振动频率的发生。

本申请还公开了一些实施例,滚道13内表面的粗糙度为Ra0.05~0.2;当滚道13内表面的粗糙度为Ra0.2时,效果最好。滚道13的全跳动小于0.002mm;交叉滚子轴承的两端面平行度小于0.005mm;即交叉滚子轴承外圈11采用高碳合金结构钢材料,整体高硬度,双列交叉轴承的滚道13采用超精磨削加工。位于轴承外圈11的滚道13内表面粗糙度Ra0.05~0.2,当滚道13内表面的粗糙度为Ra0.2时,效果最好。两滚道13的全跳动小于0.002mm,两端面平行度小于0.005mm。

且交叉滚子轴承内圈12也采用高碳合金结构钢材料,轴承内圈12上的滚道13部分也为高硬度,双列交叉轴承的滚道13采用超精磨削加工,使得轴承内圈12上的滚道13的内表面粗糙度Ra0.05~0.2;当滚道13内表面的粗糙度为Ra0.2时,效果最好。全跳动小于0.002mm,两端面平行度小于0.005mm。

本申请还公开了一些实施例,交叉滚子轴承的轴向长度可以为51.5-79mm;根据不同的轴承型号选择79mm、51.5mm、52.5mm、55.5mm、56.5mm、65.5mm的轴向长度,不同的轴承型号对应的轴向长度尺寸不同。

,在输出转矩一定的条件下,采用上述尺寸,即超短型结构设计,这样减少谐波减速器的体积,减少了需要的安装空间,适用于对安装有特殊要求的场所使用,扩大运用范围,可以解决完整组合型谐波减速器安装空间问题。本申请仅仅采用双列交叉滚子轴承,而不改变减速器整机外形结构,但是标准外形结构减速器无法满足狭小空间等应用场所使用,相比于现有技术,本申请的重量减小,在轻量化要求更高的场合使用效果更好。即本申请减小了轴承体积,减少了需要的安装空间,可以运用到更加紧密场所。

本申请还公开了一些实施例,滚道13的数量设置为两个,采用双列滚子结构设计,提高了交叉滚子轴承刚性、载荷分布的稳定性,提升减速器的刚性,降低了减速器振动,提高了谐波减速器的承载能力,实现了高扭矩。

至少两个的滚道13在交叉滚子轴承的轴向上依次布置;

至少两个的滚道13相互平行,本申请双列滚子十字交叉排列组合方式,加强了轴承径向载荷及轴向载荷分布的均匀性,减少轴承滚道13单位面积上的磨损。同时单位面积上承受的应力降低,滑动摩擦系数降低。当包括两个滚道13,且两个滚道13相互平行,使得运转承载能力大约比单列交叉滚子轴承提高35%左右,所以提升谐波减速器的承载能力即为高扭矩。

结合参见图4所示,根据本申请实施例,提供了一种谐波减速器,包括交叉滚子轴承,交叉滚子轴承为上述的交叉滚子轴承。使得轴承的受力支撑点变为至少两处,受力均匀、平稳,由于分布受力均匀,使轴承滚道13单位面积上承受的压力相对减小,加上两滚道13面相互平行排列,所以在运转过程中滚道13面的磨损减小。采用双列轴承,能够提高减速器的运转平稳性,解决机器人运行过程中因减速器平稳性差而引起的异常振动及抖动问题,从而延长减速器和机器人的使用寿命,并实现承受更大轴向推力(弯矩)的效果。

并且,采用双列滚子结构设计,使原来的单列滚子变为了双列滚子转动,提高了交叉滚子轴承刚性、增加载荷分布的稳定性,降低了减速器振动现象,提升减速器的承载能力,提升了减速器的输出力矩,该新型谐波减速器可以运用在不同的场所,如:数控加工中心刀库转架,高端数控机床运动控制的刀头,高精密转台,高精密分度台,工业机器人等。

本申请还公开了一些实施例,谐波减速器还包括刚性齿轮;刚性齿轮的齿部硬度为H1;交叉滚子轴承的硬度为H2;其中,H1<H2,即刚性齿轮齿部2采用较低硬度,便于齿形加工,有利于延长刀具使用寿命。

本申请还公开了一些实施例,谐波减速器还包括中轴3;中轴3设置有轴向通孔31;轴向通孔31为过线孔;

轴向通孔31的孔径为的横截面直径为14mm-46mm,根据不同的轴承型号,孔径可以为等,不同的型号对应的孔径不同。

相对于现有技术,本申请采用加大中空过孔设计,使电缆线均可以在孔内通过,避免了电缆线外露问题,避免外露线的摩擦损坏,这样就美观大方,给人简洁清爽的感觉。可以防止机器人及谐波减速器编码线及电力线外露问题。

谐波减速器还包括骨架油封4、柔性齿轮51、滚动支撑轴承52、内六角平圆头螺钉61、内六角圆柱头螺钉62、螺纹孔63、轴用卡簧64、孔用卡簧65、输入法兰66、输出法兰67、柔性滚动轴承68和密封圈7等。

根据本申请实施例,提供了一种机器人,包括谐波减速器,谐波减速器为上述的谐波减速器。

本领域的技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

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