一种多级摆线减速机

1.本发明涉及传动连接装置，特别涉及一种多级摆线减速机。


背景技术：

2.摆线针轮减速机，又称为摆线减速机，是一种应用行星式传动原理，采用摆线针齿啮合的新颖传动装置，可以作为驱动或减速装置广泛应用于石油、环保、化工、水泥、输送、纺织、制药、食品、印刷、起重、矿山、冶金、建筑、发电等行业。而通过叠加多级传动，摆线减速机可以达到极高的传动比，从而实现优秀的减速功能。
3.但是相对于行星减速机，现有技术中的摆线减速机生产成本高、结构复杂，而且实现多级减速的效果，往往需要额外配套设计多组减速结构，其中各组减速结构都需要配套设计相应的法兰结构和输入输出结构等，组件数量过多、整体结构冗余，即使这样也往往无法实现理论上的较高功率密度，导致摆线减速机的市场占有率低，应用范围窄。
4.因此，现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素：

5.鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单且生产成本低的多级摆线减速机。旨在解决现有多级摆线减速机结构复杂度高、功率密度低的问题。
6.本发明的技术方案如下：
7.一种多级摆线减速机，其中包括：
8.针齿壳，所述针齿壳的外轮廓为圆柱形并形成所述多级摆线减速机的壳体；
9.法兰组件，所述法兰组件套设在所述针齿壳内并相对所述针齿壳的轴线转动；
10.摆线轮组件，所述摆线轮组件套设在所述针齿壳内，并设置在所述法兰组件之间，所述摆线轮组件与所述针齿壳内设置的针齿销啮合；
11.第一减速组件，所述第一减速组件设置在所述针齿壳外并靠近所述法兰组件，所述第一减速组件与所述针齿壳同轴设置，接收需减速的转动运动并进行第一级减速；
12.第二减速组件，所述第二减速组件套设在所述摆线轮组件内，所述第二减速组件的一端穿过所述法兰组件并套设在所述第一减速组件内，所述第二减速组件接收经过第一级减速后的转动运动后与所述摆线轮组件配合进行第二级减速，并通过所述法兰组件输出两级减速后的转动运动。
13.在一种实施方式中，所述第一减速组件包括：
14.中心轴，所述中心轴与所述针齿壳同轴，所述中心轴的一端设有输入接口，以从所述外部设备接收需减速的转动运动，所述中心轴的另一端设有中心齿轮；
15.若干行星轮，所述行星轮环绕所述中心轴均匀设置并与所述中心齿轮啮合，且所述行星轮的齿数大于所述中心齿轮的齿数，以实现对需减速转动运动的第一级减速。
16.在一种实施方式中，所述第二减速组件包括若干偏心轴，所述偏心轴与所述行星轮一一对应并套设在所述行星轮内，以与所述行星轮同步转动并接收第一级减速后的转动
运动，所述偏心轴与所述摆线轮组件配合实现第二级减速。
17.在一种实施方式中，所述法兰组件包括：
18.第一法兰，套设在所述针齿壳朝向所述第一减速组件的一端内；
19.第二法兰，套设在所述针齿壳的另一端内，所述第一法兰与所述第二法兰固定连接形成所述法兰组件；
20.第一主轴承，所述第一主轴承套设在所述针齿壳与所述第一法兰之间，以支撑所述第一法兰并对所述第一法兰在所述针齿壳内的轴向限位；
21.第二主轴承，所述第二主轴承套设在所述针齿壳与所述第二法兰之间，以支撑所述第二法兰并对所述第二法兰在所述针齿壳内的轴向限位。
22.在一种实施方式中，所述针齿壳包括：
23.第一主轴承位，所述第一主轴承位设置在所述针齿壳朝向所述第一法兰的一端，以容纳所述第一主轴承；
24.第二主轴承位，所述第二主轴承位设置在所述针齿壳朝向所述第二法兰的一端，以容纳所述第二主轴承；
25.针齿销位，所述针齿销位设置在所述第一主轴承位与所述第二主轴承位之间并沿所述针齿壳的内壁均匀排布，以容纳所述针齿销，所述针齿销位与所述第一主轴承和所述第二主轴承配合对所述针齿销在所述针齿壳内的轴向限位。
26.在一种实施方式中，所述摆线轮组件包括：
27.第一摆线轮，所述第一摆线轮设置在所述第一法兰和所述第二法兰之间，且套设在所述偏心轴外，所述第一摆线轮包括第一基圆及绕所述第一基圆设置的第一摆线轮齿，所述第一摆线轮齿与所述针齿销啮合且所述第一摆线轮齿的齿数比所述针齿销的数量少1，以实现所述偏心轴旋转一周时所述第一摆线轮以相反方向转过一个齿；
28.第二摆线轮，所述第二摆线轮设置在所述第一摆线轮和所述第二法兰之间，且套设在所述偏心轴外，所述第二摆线轮包括第二基圆及绕所述第二基圆设置的第二摆线轮齿，所述第二摆线轮齿与所述针齿销啮合且所述第二摆线轮齿的齿数比所述针齿销的数量少1，以实现所述偏心轴旋转一周时所述第二摆线轮以相反方向转过一个齿；
29.所述第一摆线轮与所述第二摆线轮为偏心设置。
30.在一种实施方式中，所述第二减速组件还包括：
31.第一轴承，所述第一轴承的内圈套设在所述偏心轴上，所述第一轴承的外圈套设在所述第一法兰内，以实现所述第一法兰套设在所述偏心轴外；
32.第二轴承，所述第二轴承的内圈套设在所述偏心轴上，所述第二轴承的外圈套设在所述第一摆线轮内，以实现所述第一摆线轮套设在所述偏心轴外；
33.第三轴承，所述第三轴承的内圈套设在所述偏心轴上，所述第三轴承的外圈套设在所述第二摆线轮内，以实现所述第二摆线轮套设在所述偏心轴外；
34.第四轴承，所述第四轴承的内圈套设在所述偏心轴上，所述第四轴承的外圈套设在所述第二法兰内，以实现所述第二法兰套设在所述偏心轴外。
35.在一种实施方式中，所述偏心轴包括：
36.连接端，所述连接端位于所述偏心轴的一端，穿过所述第一法兰伸出所述针齿壳外与所述行星轮相连，所述偏心轴的另一端依次穿过所述第一摆线轮、所述第二摆线轮和
所述第二法兰；
37.第一轴承位，所述第一轴承位靠近所述连接端并对应所述第一法兰设置以安装所述第一轴承；
38.第二轴承位，所述第二轴承位靠近所述第一轴承位并对应所述第一摆线轮设置以安装所述第二轴承；
39.第三轴承位，所述第三轴承位靠近所述第二轴承位并对应所述第二摆线轮设置以安装所述第三轴承；
40.第四轴承位，所述第四轴承位靠近所述第三轴承位并对应所述第二法兰设置以安装所述第四轴承。
41.在一种实施方式中，所述第二轴承位和所述第三轴承位相对于所述偏心轴的中心轴对称错位180
°
，以形成所述偏心轴的偏心结构，且所述第二轴承位和所述第三轴承位之间的偏心距等于所述第一摆线轮与所述第二摆线轮之间的偏心距。
42.在一种实施方式中，所述偏心轴通过过盈配合、粘胶和螺纹紧固中的一种方式套设于所述行星轮内。
43.有益效果：本发明提供的多级摆线减速机，包括针齿壳，所述针齿壳的外轮廓为圆柱形并形成所述多级摆线减速机的壳体；法兰组件，所述法兰组件套设在所述针齿壳内并相对所述针齿壳的轴线转动；摆线轮组件，所述摆线轮组件套设在所述针齿壳内，并设置在所述法兰组件之间，所述摆线轮组件与所述针齿壳内设置的针齿销啮合；第一减速组件，所述第一减速组件设置在所述针齿壳外并靠近所述法兰组件，所述第一减速组件与所述针齿壳同轴设置，接收需减速的转动运动并进行第一级减速；第二减速组件，所述第二减速组件套设在所述摆线轮组件内，所述第二减速组件的一端穿过所述法兰组件套设于所述第一减速组件内，所述第二减速组件接收经过第一级减速后的转动运动后与所述摆线轮组件配合进行第二级减速，并通过所述法兰组件输出两级减速后的转动运动，无需额外增加法兰结构或输入输出结构，通过简单的结构和更少的部件就可以实现多级减速传动，整个装置功率密度高、结构复杂度低，减少了整体体积，从而达到降低生产成本、提高其在市场应用的占有率的效果，可以产生良好社会效益。
附图说明
44.图1为本发明所述多级摆线减速机的剖视图；
45.图2为本发明所述多级摆线减速机的爆炸图；
46.图3为本发明所述多级摆线减速机的针齿壳示意图；
47.图4为本发明所述多级摆线减速机的法兰组件爆炸图；
48.图5为本发明所述多级摆线减速机的摆线轮组件示意图。
49.图6为本发明所述多级摆线减速机的第一减速组件爆炸图。
50.图7为本发明所述多级摆线减速机的第一减速组件与第二减速组件连接状态示意图。
51.图8为本发明所述多级摆线减速机的第二减速组件爆炸图。
52.图9为本发明所述多级摆线减速机的第一减速组件、第二减速组件以及摆线轮组件的组合状态主视图。
53.图10为本发明所述多级摆线减速机的第一减速组件、第二减速组件以及摆线轮组件的组合状态立体图。
具体实施方式
54.本发明提供一种多级摆线减速机，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
55.需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构必须具有特定的方位或必须以特定的方位来构造，不能理解为对本发明的限制。
56.另外，除非文中对于冠词有特别限定，否则“一”与“所述”可泛指单一个或复数个。若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
57.本发明提供一种多级摆线减速机，如图1和图2所示，所述多级摆线减速机包括针齿壳100，设置在所述针齿壳100内并可以相对所述针齿壳100转动的法兰组件200，套设在所述针齿壳100内并设置在所述法兰组件200之间的摆线轮组件300，设置在所述针齿壳100外并靠近所述法兰组件200的第一减速组件400，以及套设在所述摆线轮组件300内并穿过所述法兰组件200与所述第一减速组件400相连的第二减速组件500。
58.具体地，所述第一减速组件400的一端连接需要减速的外部设备并接收需要减速的转动运动，另一端连接所述第二减速组件500输出经过第一级减速后的转动运动。可选地，所述外部设备为电机。所述第二减速组件500的一端套设于所述第一减速组件400内，接收经过第一级减速后的转动运动，与所述摆线轮组件300配合进行第二级减速，并通过所述法兰组件输出经过两级减速后的转动运动。其中，所述摆线轮组件300与所述针齿壳100内的针齿销131啮合，如此所述第二减速组件500与所述摆线轮组件300配合实现当所述第二减速组件500旋转一周时所述摆线轮组件300在相反方向转过一个齿的距离，从而完成对转动运动的第二级减速。本发明所述多级摆线减速机体积小、成本低，以更少的部件即可实现多级减速效果，功率密度高且结构复杂度低，更有利于多级摆线减速机的市场应用。
59.具体地，如图3所示，所述针齿壳100的外轮廓为圆柱形，且大体呈圆柱壳形状，并形成所述多级摆线减速机的壳体以容纳其他部件。进一步地，所述针齿壳100靠近所述第一减速组件400的一端内设有第一主轴承位110以容纳第一主轴承211，所述针齿壳100的另一端内设有第二主轴承位120以容纳第二主轴承221。所述针齿壳100通过所述第一主轴承211和所述第二主轴承221支撑并容纳所述法兰组件200，以供所述法兰组件200与所述针齿壳100同轴，且所述法兰组件200能相对所述针齿壳100自由转动，将两级减速后的转动运动输出给相应设备，实现减速需要的部件少，结构简单，更有利于市场推广。
60.进一步地，如图3所示，在所述第一主轴承位110和所述第二主轴承位120之间，所述针齿壳100的内壁上设有若干针齿销位130以容纳所述针齿销131。所述针齿销位130沿所述针齿壳100的内壁均匀排布，以使所述针齿销131与所述针齿壳100的轴向平行。进一步
地，所述针齿销位130的均布直径为所述摆线轮组件300的基圆直径，且所述针齿销位130的数量与所述摆线轮组件300的摆线轮齿的数量比例为(n+1):n，以保证所述针齿销131的数量比所述摆线轮组件300中摆线轮的摆线轮齿的数量多1，因此当所述第二减速组件500旋转一周时，所述摆线轮组件300以相反方向移动一个齿，完成对输入转动运动的第二级减速。
61.进一步地，如图1所示，所述针齿销位130与所述第一主轴承211和所述第二主轴承221相配合，以使所述针齿销131的两端分别与所述第一主轴承211和所述第二主轴承221相抵，从而对所述针齿销131在所述针齿壳100内的轴向上限位，防止所述针齿销131从所述针齿销位130内脱落。
62.进一步地，如图3所示，所述针齿壳100上还设有法兰位140。所述法兰位140以凸筋的形式设置在所述针齿壳100的外壁上，并沿所述针齿壳100的周向设置，以将所述多级摆线减速机与目标设备固定连接，从而保证所述多级摆线减速机可以稳定接收需要减速的转动运动，并向特定设备稳定输出两级减速后的转动运动，有利于多级摆线减速机的市场推广。
63.如图4所示，所述法兰组件200包括第一法兰210、第二法兰220、所述第一主轴承211和所述第二主轴承221，所述第一法兰210和所述第二法兰220通过螺钉230与螺孔240配合固定，形成所述法兰组件200，并将所述摆线轮组件300夹持在所述第一法兰210和所述第二法兰220之间。进一步地，所述第一法兰210上对应所述第二减速组件500设有第一通孔212，所述第二法兰220上对应所述第二减速组件500设有第二通孔222，以供所述第二减速组件500穿过。
64.进一步地，所述第一主轴承211的内圈套设在所述第一法兰210上，所述第一主轴承211的外圈套设在所述针齿壳100内。通过所述第一主轴承211支撑所述第一法兰210并对所述第一法兰210在所述针齿壳100内的轴向限位，防止所述第一法兰210脱落。并且所述第一主轴承211能够保证所述第一法兰210与所述针齿壳100同轴，且所述第一法兰210能相对所述针齿壳100自由转动，从而将两级减速后的转动运动输出给相应设备，结构简单，方便装卸。
65.进一步地，所述第二主轴承221的内圈套设在所述第二法兰220上，所述第二主轴承221的外圈套设在所述针齿壳100内。通过所述第二主轴承221支撑所述第二法兰220并对所述第二法兰220在所述针齿壳100内的轴向限位，防止所述第二法兰220脱落。并且所述第二主轴承221能够保证所述第二法兰220与所述针齿壳100同轴，且所述第二法兰220能相对所述针齿壳100自由转动，从而所述第二法兰220与所述第一法兰210配合将两级减速后的转动运动输出给相应设备，结构简单，方便装卸。
66.进一步地，如图5所示，所述摆线轮组件300包括第一摆线轮310和第二摆线轮320。其中所述第一摆线轮310与所述第二摆线轮320的结构完全相同，但所述第一摆线轮310与所述第二摆线轮320为偏心设置，如图9和图10所示，以保证转动过程中所述第一摆线轮310与所述第二摆线轮320存在一相位差。可选地，所述相位差为180
°
。
67.进一步地，如图5所示，所述第一摆线轮310包括：第一基圆311；设置在所述第一基圆311外沿，并沿所述第一基圆311轴向设置的第一摆线轮齿312；设置在所述第一基圆311内，并对应所述第二减速组件500设置的第一偏心轴位313；以及设置在所述第一基圆311内
并绕轴心均匀设置的第一减重孔314。通过设计所述第一减重孔314，可以减少所述第一摆线轮310的重量。所述第二摆线轮320与所述第一摆线轮310的结构相同，包括对应设置的第二基圆321、第二摆线轮齿322、第二偏心轴位323以及第二减重孔324，所述第二摆线轮320与所述第一摆线轮310仅在装配时以偏心的形式设置，其他结构完全相同，因此所述第二摆线轮320的结构在此不再重复描述。
68.进一步地，如图1所示，所述第一摆线轮310设置在所述第一法兰210和所述第二法兰220之间，所述第二摆线轮320设置在所述第一摆线轮310和所述第二法兰220之间，以实现所述摆线轮组件300设置在所述法兰组件之间。具体地，所述第一摆线轮310上的所述第一偏心轴位313、所述第二摆线轮320上的所述第二偏心轴位323、所述第一法兰210上的所述第一通孔212以及所述第二法兰220上的所述第二通孔222对应设置，以供所述第二减速组件500穿过。
69.进一步地，如图9和图10所示，所述第一摆线轮310的所述第一摆线轮齿312和所述第二摆线轮320的所述第二摆线轮齿322分别与所述针齿销131啮合，且所述第一摆线轮齿312及所述第二摆线轮齿322的齿数都比所述针齿销131的数量少1。这样通过所述第一摆线轮310和所述第二摆线轮320上齿廓曲线的特点，以及所述针齿销131的限制，所述第一摆线轮310和所述第二摆线轮320的转动运动成为既有公转又有自转的平面运动。当所述第二减速组件500旋转一周时，所述第一摆线轮310和所述第二摆线轮320以与所述第二减速组件500相反的方向转过一个齿，从而将所述第二减速组件500的自转运动减速为速度更低的所述第一摆线轮310和所述第二摆线轮320的转动运动，完成第二级减速，通过所述法兰组件200输出转动运动后得到较低的输出速度，以简单的结构即可实现多级减速的效果，功率密度高、结构复杂度低，更有利于提高所述多级摆线减速机的市场占有率。
70.进一步地，可以在所述第一法兰210和所述第一摆线轮310之间设置垫片，在所述第二法兰220和所述第二摆线轮320之间设置垫片，以分别对所述第一摆线轮310和所述第二摆线轮320在所述针齿壳100的轴向上进行限位，同时提供润滑的作用。
71.进一步地，如图6和图7所示，所述第一减速组件400包括中心轴410和若干行星轮420。其中所述中心轴410与所述针齿壳100同轴，且所述行星轮420环绕所述中心轴410均匀设置，以使所述行星轮420环绕所述多级摆线减速机的中心轴线均匀设置。可选地，所述第一减速组件400包括三个所述行星轮420，且所述行星轮420环绕所述中心轴410依次间隔120
°
设置。
72.进一步地，如图6所示，所述中心轴410的一端设有输入接口411，所述中心轴410通过所述输入接口411与需要减速的外部设备相连并接收需要减速的转动运动；所述中心轴410的另一端设有中心齿轮412，且所述中心齿轮412与所述法兰组件200(第一法兰210)之间留有一间隙，以让所述中心轴410可以自由转动。进一步地，所述行星轮420均与所述中心齿轮412啮合，且所述行星轮420的齿数大于所述中心齿轮412的齿数，则所述中心轴410接收需要减速的转动运动后，所述中心齿轮412带动所述行星轮420转动，且此转动运动通过所述行星轮420与所述中心齿轮412的齿数比进行第一级减速，所述第一级减速的减速比即为所述行星轮420与所述中心齿轮412的齿数比，将所述中心轴410的自转运动减速为速度更低的所述行星轮420的自转运动。进一步地，所述行星轮420与所述第二减速组件500相连，所述第二减速组件500的一端套设于所述行星轮420内，则所述行星轮420带动所述第二
减速组件500转动以向所述第二减速组件500输出经过第一级减速后的转动运动。
73.进一步地，如图7所示，所述第二减速组件500包括若干偏心轴510，所述偏心轴510与所述行星轮420一一对应并套设于所述行星轮420内，以与所述行星轮420同步转动并接收第一级减速后的转动运动。此时，所述偏心轴510环绕所述针齿壳100的中心轴线均匀设置。可选地，所述第二减速组件500包括三个所述偏心轴510且所述偏心轴510环绕所述针齿壳100的中心轴线相互间隔120
°
设置。
74.如图7和图8所示，所述偏心轴510的一端为连接端515，所述连接端515为扁平设置且所述偏心轴510通过所述连接端515与所述行星轮420相连，以接收经过第一级减速后的转动运动。可选地，所述偏心轴510的所述连接端515通过过盈配合、粘胶和螺纹紧固等方式与所述行星轮420对应连接。
75.进一步地，如图8所示，所述偏心轴510从所述连接端515的一端向另一端依次设有第一轴承位511、第二轴承位512、第三轴承位513和第四轴承位514。通过所述第一法兰210的所述第一通孔212、所述第一摆线轮310的所述第一偏心轴位313、所述第二摆线轮320上的所述第二偏心轴位323和所述第二法兰220的所述第二通孔222，所述偏心轴510依次穿过所述第一法兰210、所述第一摆线轮310、所述第二摆线轮320和所述第二法兰220，且所述第一轴承位511对应所述第一法兰210的位置，所述第二轴承位512对应所述第一摆线轮310的位置，所述第三轴承位513对应所述第二摆线轮320的位置，所述第四轴承位514对应所述第二法兰220的位置。
76.进一步地，所述第二轴承位512和所述第三轴承位513相对于所述偏心轴510的中心轴线对称并错位180
°
，形成所述偏心轴510的偏心结构，且所述第二轴承位512与所述第三轴承位513之间的偏心距等于所述第一摆线轮310与所述第二摆线轮320之间的偏心距。这样当所述偏心轴510旋转时可以带动所述第一摆线轮310和所述第二摆线轮320转动，且满足所述偏心轴510旋转一圈时所述第一摆线轮310和所述第二摆线轮320逆向转动一个齿。
77.进一步地，如图7和图8所示，所述第二减速组件500还包括第一轴承521、第二轴承522、第三轴承523和第四轴承524。其中，所述第一轴承位511上安装所述第一轴承521，所述第二轴承位512上安装所述第二轴承522，所述第三轴承位513上安装所述第三轴承523，所述第四轴承位514上安装所述第四轴承524。具体地，所述第一轴承521的内圈套设在所述第一轴承位511上，所述第一轴承521的外圈套设在所述第一法兰210的通孔内，以实现所述第一法兰210套设在所述偏心轴510外；所述第二轴承522的内圈套设在所述第二轴承位512上，所述第二轴承522的外圈套设在所述第一摆线轮310的第一偏心轴位313内，以实现所述第一摆线轮310套设在所述偏心轴510外；所述第三轴承523的内圈套设在所述第三轴承位513上，所述第三轴承523的外圈套设在所述第二摆线轮320的偏心轴位内，以实现所述第二摆线轮320套设在所述偏心轴510外；所述第四轴承524的内圈套设在所述第四轴承位514上，所述第四轴承524的外圈套设在所述第二法兰220的通孔内，以实现所述第二法兰220套设在所述偏心轴510外。
78.进一步地，由于所述第二轴承位512和所述第三轴承位513为偏心轴设置且与所述第一摆线轮310和所述第二摆线轮320的偏心距相同，当所述偏心轴510通过所述连接端515接收经过第一级减速后的转动运动时，所述第二轴承522和所述第三轴承523同步转动且之
间的相位差为180
°
，同步带动所述第一摆线轮310和所述第二摆线轮320转动，从而保证所述偏心轴510旋转一周所述第一摆线轮310和所述第二摆线轮320逆向移动一个齿，实现对转动运动的第二级减速，再通过所述法兰组件200将转动运动输出，获得更低的输出速度。本发明所述多级摆线轮减速机利用简单的结构即可实现多级减速传动效果，功率密度大、结构复杂度低，可以有效提高市场占有率，从而产生良好的社会效益。
79.进一步地，在所述第一轴承521和所述第二轴承522之间、所述第二轴承522和所述第三轴承523以及所述第三轴承523和所述第四轴承524之间可以设置衬套，以对所述第一轴承521、所述第二轴承522、所述第三轴承523以及所述第四轴承524在所述针齿壳100的轴向上进行限位，防止工作过程中各部件发生相对位移，影响传动效果。
80.以下具体说明本发明所述多级摆线减速机的工作流程：
81.将所述多级摆线减速机装配好后，针齿壳100将其他部件稳定容纳，而第一减速组件400设置在所述针齿壳100外并与需要减速的外部设备(如电机)相连。第二减速组件500中的偏心轴510的一端穿过第一法兰210与所述第一减速组件400中的行星轮420相连，另一端依次穿过第一摆线轮310、第二摆线轮320和第二法兰220，其中所述第一法兰210与所述第二法兰220固定连接形成法兰组件200并将所述第一摆线轮310和所述第二摆线轮320夹持在中间。此时所述第一摆线轮310和所述第二摆线轮320与所述针齿壳100中设置的针齿销131啮合，如图9和图10所示，且所述第一摆线轮310与所述第二摆线轮320之间具有180
°
的相位差，所述针齿销131的数量比所述第一摆线轮310和所述第二摆线轮320的摆线轮齿数量多1。
82.所述第一减速组件400中的中心轴410一端通过输入接口411与需要减速的外部设备相连并接收需要减速的转动运动，此时所述中心轴410另一端的中心齿轮412同步转动，并带动与所述中心齿轮412啮合的所述行星轮420转动。所述行星轮420的齿数大于所述中心齿轮412的齿数，则通过所述行星轮420与所述中心齿轮412的齿数比，所述中心轴410的自转运动减速为速度更低的所述行星轮的自转运动，完成对转动运动的第一级减速。
83.此时所述第二减速组件500中的所述偏心轴510通过连接端515以过盈配合、粘胶、螺纹紧固等方式与所述行星轮420相连，并跟随所述行星轮420同步转动，从而接收经过第一级减速后的转动运动。所述偏心轴510带动摆线轮组件300中的所述第一摆线轮310和所述第二摆线轮320转动，此时所述第一摆线轮310和所述第二摆线轮320由于齿廓曲线的特点以及所述针齿销131的限制，转动运动是既有公转又有自转的平面运动。在此限定下，随着所述偏心轴510转动一圈，所述第一摆线轮310和所述第二摆线轮320向所述偏心轴510转动的反方向转过一个齿，所述偏心轴510的自转运动减速为速度更低的所述第一摆线轮310和所述第二摆线轮320的转动运动，从而获得两级减速后的转动运动。最终所述多级摆线减速机通过所述法兰组件200中的所述第一法兰210和所述第二法兰220将所述摆线轮组件300的转动输出，从而获得低速度的转动运动。本发明所述多级摆线减速机通过齿轮减速的第一级减速以及摆线减速的第二级减速，通过更少的部件即可实现对转动运动的多级减速，结构复杂度低、功率密度大，能够有效拓展多级摆线减速机的应用范围，提高市场占有率。
84.综上所述，本发明提供的多级摆线减速机，包括针齿壳，所述针齿壳的外轮廓为圆柱形并形成所述多级摆线减速机的壳体；法兰组件，所述法兰组件套设在所述针齿壳内并
相对所述针齿壳转动，以输出减速后的转动运动；摆线轮组件，所述摆线轮组件套设在所述针齿壳内，并设置在所述法兰组件之间，所述摆线轮组件与所述针齿壳内设置的针齿销啮合；第一减速组件，所述第一减速组件设置在所述针齿壳外并靠近所述法兰组件，接收需减速的转动运动并进行第一级减速；第二减速组件，所述第二减速组件套设在所述摆线轮组件内，并穿过所述法兰组件与所述第一减速组件连接，所述第二减速组件接收经过第一级减速后的转动运动后与所述摆线轮组件配合进行第二级减速，并通过所述法兰组件输出两级减速后的转动运动，无需额外增加法兰结构或输入输出结构，通过简单的结构和更少的部件就可以实现多级减速传动，整个装置功率密度高、结构复杂度低，减少了整体体积，从而达到降低生产成本、提高其在市场应用的占有率的效果，可以产生良好社会效益。
85.应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

技术特征：
1.一种多级摆线减速机，其特征在于，包括：针齿壳，所述针齿壳的外轮廓为圆柱形并形成所述多级摆线减速机的壳体；法兰组件，所述法兰组件套设在所述针齿壳内并相对所述针齿壳的轴线转动；摆线轮组件，所述摆线轮组件套设在所述针齿壳内，并设置在所述法兰组件之间，所述摆线轮组件与所述针齿壳内设置的针齿销啮合；第一减速组件，所述第一减速组件设置在所述针齿壳外并靠近所述法兰组件，所述第一减速组件与所述针齿壳同轴设置，从外部设备接收需减速的转动运动并进行第一级减速；第二减速组件，所述第二减速组件套设在所述摆线轮组件内，所述第二减速组件的一端穿过所述法兰组件并套设在所述第一减速组件内，所述第二减速组件接收经过第一级减速后的转动运动后与所述摆线轮组件配合进行第二级减速，并通过所述法兰组件输出两级减速后的转动运动。2.根据权利要求1所述的多级摆线减速机，其特征在于，所述第一减速组件包括：中心轴，所述中心轴与所述针齿壳同轴，所述中心轴的一端设有输入接口，以从所述外部设备接收需减速的转动运动，所述中心轴的另一端设有中心齿轮；若干行星轮，所述行星轮环绕所述中心轴均匀设置并与所述中心齿轮啮合，且所述行星轮的齿数大于所述中心齿轮的齿数，以实现对需减速转动运动的第一级减速。3.根据权利要求2所述的多级摆线减速机，其特征在于，所述第二减速组件包括若干偏心轴，所述偏心轴与所述行星轮一一对应且套设在所述行星轮内，以与所述行星轮同步转动并接收第一级减速后的转动运动，所述偏心轴与所述摆线轮组件配合实现第二级减速。4.根据权利要求3所述的多级摆线减速机，其特征在于，所述法兰组件包括：第一法兰，套设在所述针齿壳朝向所述第一减速组件的一端内；第二法兰，套设在所述针齿壳的另一端内，所述第一法兰与所述第二法兰固定连接形成所述法兰组件；第一主轴承，所述第一主轴承套设在所述针齿壳与所述第一法兰之间，以支撑所述第一法兰并对所述第一法兰在所述针齿壳内的轴向限位；第二主轴承，所述第二主轴承套设在所述针齿壳与所述第二法兰之间，以支撑所述第二法兰并对所述第二法兰在所述针齿壳内的轴向限位。5.根据权利要求4所述的多级摆线减速机，其特征在于，所述针齿壳包括：第一主轴承位，所述第一主轴承位设置在所述针齿壳朝向所述第一法兰的一端，以容纳所述第一主轴承；第二主轴承位，所述第二主轴承位设置在所述针齿壳朝向所述第二法兰的一端，以容纳所述第二主轴承；针齿销位，所述针齿销位设置在所述第一主轴承位与所述第二主轴承位之间并沿所述针齿壳的内壁均匀排布，以容纳所述针齿销，所述针齿销位与所述第一主轴承和所述第二主轴承配合对所述针齿销在所述针齿壳内的轴向限位。6.根据权利要求4所述的多级摆线减速机，其特征在于，所述摆线轮组件包括：第一摆线轮，所述第一摆线轮设置在所述第一法兰和所述第二法兰之间，且套设在所述偏心轴外，所述第一摆线轮包括第一基圆及绕所述第一基圆设置的第一摆线轮齿，所述
第一摆线轮齿与所述针齿销啮合且所述第一摆线轮齿的齿数比所述针齿销的数量少1，以实现所述偏心轴旋转一周时所述第一摆线轮以相反方向转过一个齿；第二摆线轮，所述第二摆线轮设置在所述第一摆线轮和所述第二法兰之间，且套设在所述偏心轴外，所述第二摆线轮包括第二基圆及绕所述第二基圆设置的第二摆线轮齿，所述第二摆线轮齿与所述针齿销啮合且所述第二摆线轮齿的齿数比所述针齿销的数量少1，以实现所述偏心轴旋转一周时所述第二摆线轮以相反方向转过一个齿；所述第一摆线轮与所述第二摆线轮为偏心设置。7.根据权利要求6所述的多级摆线减速机，其特征在于，所述第二减速组件还包括：第一轴承，所述第一轴承的内圈套设在所述偏心轴上，所述第一轴承的外圈套设在所述第一法兰内，以实现所述第一法兰套设在所述偏心轴外；第二轴承，所述第二轴承的内圈套设在所述偏心轴上，所述第二轴承的外圈套设在所述第一摆线轮内，以实现所述第一摆线轮套设在所述偏心轴外；第三轴承，所述第三轴承的内圈套设在所述偏心轴上，所述第三轴承的外圈套设在所述第二摆线轮内，以实现所述第二摆线轮套设在所述偏心轴外；第四轴承，所述第四轴承的内圈套设在所述偏心轴上，所述第四轴承的外圈套设在所述第二法兰内，以实现所述第二法兰套设在所述偏心轴外。8.根据权利要求7所述的多级摆线减速机，其特征在于，所述偏心轴包括：连接端，所述连接端位于所述偏心轴的一端，穿过所述第一法兰伸出所述针齿壳外并套设于所述行星轮内，所述偏心轴的另一端依次穿过所述第一摆线轮、所述第二摆线轮和所述第二法兰；第一轴承位，所述第一轴承位靠近所述连接端并对应所述第一法兰设置，以安装所述第一轴承；第二轴承位，所述第二轴承位靠近所述第一轴承位并对应所述第一摆线轮设置，以安装所述第二轴承；第三轴承位，所述第三轴承位靠近所述第二轴承位并对应所述第二摆线轮设置，以安装所述第三轴承；第四轴承位，所述第四轴承位靠近所述第三轴承位并对应所述第二法兰设置，以安装所述第四轴承。9.根据权利要求8所述的多级摆线减速机，其特征在于，所述第二轴承位和所述第三轴承位相对于所述偏心轴的中心轴对称错位180
°
，以形成所述偏心轴的偏心结构，且所述第二轴承位和所述第三轴承位之间的偏心距等于所述第一摆线轮与所述第二摆线轮之间的偏心距。10.根据权利要求3所述的多级摆线减速机，其特征在于，所述偏心轴通过过盈配合、粘胶和螺纹紧固中的一种方式套设于所述行星轮内。

技术总结
本发明公开了一种多级摆线减速机，包括针齿壳、法兰组件、摆线轮组件、第一减速组件以及第二减速组件。其中所述第一减速组件设置在所述针齿壳外并靠近所述法兰组件，接收需减速的转动运动并进行第一级减速；所述第二减速组件穿过所述法兰组件与所述第一减速组件连接，以接收经过第一级减速后的转动运动后与所述摆线轮组件配合进行第二级减速；最后通过所述法兰组件输出两级减速后的转动运动，无需额外增加法兰结构或输入输出结构，通过简单的结构和更少的部件就可以实现多级减速传动，整个装置功率密度高、结构复杂度低，减少了整体体积，从而达到降低生产成本、提高其在市场应用的占有率的效果，可以产生良好社会效益。可以产生良好社会效益。可以产生良好社会效益。


技术研发人员：余杰先 潘阳
受保护的技术使用者：南方科技大学
技术研发日：2022.07.14
技术公布日：2022/11/1