本实用新型涉及一种减速器，具体涉及一种纯滚动多摆线差动减速器，属于机械传动技术领域。
背景技术：
减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在机器人技术、航空技术、自动化等领域应用极为广泛。可分为：摆线减速器、行星减速器和谐波减速器，其中，摆线减速器在运行过程中，理论上所有的齿都在啮合，因此其刚度、强度远远超过行星减速器和谐波减速器，在工业自动化和航空航天等领域被大量的应用。但是，现有的摆线减速器由于结构复杂，零件、轴承多，难以做到小体积大减速比，目前工业上只有斯洛伐克的spinea公司能够将摆线减速器做到谐波减速器级别的体积，但是依旧难以做到60mm以下。并且，现有的摆线减速器要实现高精度、长使用寿命，除了对加工精度要求高以外，对减速器的材料要求也非常高，因此其成本非常高。
申请号为2007100785967的中国发明专利公开了一种纯滚动减速器，包括偏心减速器、少齿差减速器和少齿差输出机构，内齿轮、双联齿轮和输出齿轮具有标准齿型压力角且槽宽为齿厚的2~6倍，在内齿轮与双联齿轮之间以及输出齿轮与双联齿轮之间通过齿轮滚柱连接，使得内齿轮与双联齿轮之间以及输出齿轮与双联齿轮的啮合过程为滚动摩擦，齿轮滚柱两端分别通过弹性隔离套连接，吸收啮合过程中齿轮滚柱产生的位移量由弹性隔离套进行补偿。该发明的优点是内齿轮与外齿轮通过纯滚动进行啮合，摩擦损失小，而且各个齿轮齿型压力角为标准压力角，克服了活齿减速器压力角过大，圆周分力过小，效率低的缺点。但是，随着技术的不断更新与发展，上述发明专利的技术已无法满足现如今的技术需求，需要进行进一步改进和创新。
随着自动化技术、机器人技术不断发展，对高刚度、小体积、大减速比、长使用寿命的减速器需求日益增长，对减速器性能也提出了更高的要求，如高精度、高刚性、长使用寿命、高效率、低输入阻力、高反向驱动能力等。但是，在设计时为了保证传动精度和减速器强度与刚度，每个齿或大部分齿都在与针齿啮合接触，因此在运行时，会产生一定的摩擦，负载越大，摩擦越大，这降低了传动效率。
技术实现要素：
本实用新型的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种新型的纯滚动多摆线差动减速器。
为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：
一种纯滚动多摆线差动减速器，包括一个并联多级摆线齿轮、与并联多级摆线齿轮啮合的n个单级摆线齿轮，n与并联多级摆线齿轮的级数相一致，且n为不小于2的整数，优选为3；所述n个单级摆线齿轮同轴设置，通过轴承装配在一起或同轴设置于一安装座上。且，每一级相互啮合的齿轮之间均设置有滚子，该减速器还包括一用于驱动所述并联多级摆线齿轮的偏心轴。
优选地，前述并联多级摆线齿轮和单级摆线齿轮的齿廓为摆线内齿廓或摆线外齿廓，相应地，形成了摆线内齿轮和摆线外齿轮。
在偏心轴的带动下，并联多级摆线齿轮绕单级摆线齿轮中心做公转和自转，利用并联多级摆线齿轮与各个单级摆线齿轮啮合的传动比不一样，产生速度差，从而实现减速。在减速器中，由于每一级相互啮合的摆线外齿轮和摆线内齿轮之间设置有滚子，使得减速运动为纯滚动，大大降低了减速器内部零件的摩擦力，提高了传动效率。当并联多级摆线齿轮级数＞2时，固定某一个单级摆线齿轮，偏心轴作为输入，其他单级摆线齿轮可作为输出，由此构成了一输入多输出的减速器。
优选地，前述滚子的直径=摆线内齿轮齿顶圆半径-摆线外齿轮齿顶圆半径 偏心轴偏心距。
更优选地，前述偏心轴周向设置有一平衡块，所述平衡块使差动减速器在运行过程中保持动平衡。
再优选地，前述互相啮合的摆线外齿轮和摆线内齿轮的单个齿的齿廓弧长相等。
进一步优选地，在每一级相啮合的齿轮组中，摆线内齿轮的齿数比滚子数量多1，而摆线外齿轮齿数比滚子数量少1。
进一步优选地，所述并联多级齿轮可以是一体制造成型也可以是由若干个齿轮组装而成。
更进一步优选地，还包括n个滚子保持架，所述滚子安装于滚子保持架内并能自由滚动。所述滚子保持架的数量为n，即与齿轮级数相一致，每个滚子保持架均包括一对并排设置的圆环片，所述圆环片上形成有若干通孔，所述滚子两端具有与通孔相配合的安装柱，滚子安装于一对圆环片之间可实现自由滚动。
再进一步优选地，前述平衡块与偏心轴为一体式结构或组合安装而成。
本实用新型的有益之处在于：
本实用新型的差动减速器，在偏心轴的带动下，使并联多级摆线齿轮在多个单级摆线齿轮里做公转和自转，利用并联多级摆线齿轮通过滚子滚动与各个单级摆线齿轮啮合的传动比不一样，产生速度差，从而实现减速，由于滚子的存在，使得减速运动为纯滚动运动，降低了减速器内部零件的摩擦力，提高了传动效率。
附图说明
图1是本实用新型的实施例1的差动减速器结构爆炸图；
图2是实施例1组装后的剖面结构示意图；
图3是实施例1中内齿轮和外齿轮的啮合示意图；
图4是本实用新型的实施例2的差动减速器结构爆炸图；
图5是实施例2组装后的剖面结构示意图；
图6（a）和6（b）是不同偏心轴的结构示意图；
图7是偏心轴平衡块位置确定原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1
本实施例的差动减速器为两级纯滚动减速器，其结构如图1至图2所示，包括单级摆线内齿轮1-1-1、1-1-2，两级并联摆线外齿轮1-2，设置于摆线内齿轮和摆线外齿轮之间的滚子1-3-1和1-3-2，带有平衡块1-5的偏心轴1-4，两级并联摆线外齿轮1-2为一体成型，两个单级摆线内齿轮1-1-1、1-1-2安装于一轴承上，此外，该减速器还包括一些轴承、固定座以及必要的螺丝、挡圈等部件，减速器装配所需要的轴承可以是单独的轴承，也可以轴承的内圈或外圈与减速器零部件形成一体结构，这与现有技术中基本相同，故本实施例中不做赘述。
每一个摆线内齿轮均通过滚子与摆线外齿轮相啮合，互相啮合的两个摆线齿轮的单个齿的齿廓弧长相等，滚子直径=摆线内齿轮齿顶圆半径-摆线外齿轮齿顶圆半径 偏心轴偏心距。在输入偏心轴的驱动下，摆线外齿轮相对于滚子做摆线运动，而滚子又相对于摆线内齿轮做摆线运动，因而构成了一级减速器。
具体到本实施例中，摆线内齿轮齿数比相配合的滚子数量多1，而摆线外齿轮的齿数比相配合的滚子数量少1。每一组相互啮合的摆线外齿轮、摆线内齿轮、滚子构成一级减速器，每级减速齿轮组的正视图如图3所示。
摆线齿轮齿廓为一个动圆在一个定圆上做无滑动滚动，动圆圆周上或者圆内上一点的运动轨迹所形成。在运行过程中，滚子在内齿轮上滚动，而外齿轮在滚子上滚动，这样一来，减速器在运行过程中无滑动摩擦，具有高速比、高传动效率等优点。
由于机构在运行过程中，两级并联摆线外齿轮1-2、滚子及滚子保持架在摆线内齿轮内做偏心摆动，会引起动态不平衡，故为达到动态平衡，在偏心轴上巧妙地设置了一个平衡块，平衡块1-5的结构可参考附图6（a）和6（b），平衡块设置方原理参见图7，具体如下：由于并联摆线外齿轮1-2的质心在其中心轴处，因此这些部件质心的相对位置在运行过程中保持不变，可以合成质量为ma的质心a，质心a到偏心轴1-4旋转中心c的距离是la，要使机构达到动平衡，则必须存在一个质量块，其质心b在直线ac上，质量为mb，并满足mblb=mala，其中lb为质心b到c的距离。
实施例2
本实施例的差动减速器为三级纯滚动减速器，结构示意图参见图4和图5，与实施例1的区别主要在于并联摆线外齿轮2-2为三级齿轮，相应地，摆线内齿轮包括2-1-1、2-1-2和2-1-3，滚子也为3个，包括2-3-1、2-3-2和2-3-3。其他原理和结构均与实施例1相同，本实施例中不作赘述。
在减速器运行过程中，偏心轴2-4作为输入，若固定摆线内齿轮2-1-1，则摆线内齿轮2-1-2和2-1-3作为输出；同理，固定摆线内齿轮2-1-2，则摆线内齿轮2-1-1和2-1-3可作为输出；由此，构成了一输入二输出的运转模式，能够实现传动比灵活调节。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。
1.一种纯滚动多摆线差动减速器，包括一个偏心轴、一个并联多级摆线齿轮、与并联多级摆线齿轮啮合的n个单级摆线齿轮，其特征在于：所述n与并联多级摆线齿轮的级数相一致，且n为不小于2的整数；所述n个单级摆线齿轮同轴设置，在相啮合的每一级齿轮之间均设置有滚子。
2.根据权利要求1所述的一种纯滚动多摆线差动减速器，其特征在于：所述并联多级摆线齿轮和单级摆线齿轮为摆线内齿轮或摆线外齿轮。
3.根据权利要求1所述的一种纯滚动多摆线差动减速器，其特征在于：所述滚子的直径=摆线内齿轮齿顶圆半径-摆线外齿轮齿顶圆半径 偏心轴偏心距。
4.根据权利要求1所述的一种纯滚动多摆线差动减速器，其特征在于：在所述偏心轴周向设置有一用于保持减速器运行过程动平衡的平衡块。
5.根据权利要求2所述的一种纯滚动多摆线差动减速器，其特征在于：所述摆线外齿轮和摆线内齿轮的互相啮合，单个齿的齿廓弧长相等。
6.根据权利要求5所述的一种纯滚动多摆线差动减速器，其特征在于：在每一级相啮合的摆线内齿轮与摆线外齿轮中，摆线内齿轮的齿数比滚子数量多1，而摆线外齿轮齿数比滚子数量少1。
7.根据权利要求1所述的一种纯滚动多摆线差动减速器，其特征在于：还包括n个滚子保持架，所述滚子安装于滚子保持架内并能自由滚动。
8.根据权利要求4所述的一种纯滚动多摆线差动减速器，其特征在于：所述平衡块与偏心轴的结构为一体式结构或组合安装的结构。
9.根据权利要求2所述的一种纯滚动多摆线差动减速器，其特征在于：所述并联多级摆线齿轮可以是一体制造成型也可以是由若干个齿轮组装而成。
技术总结