一种减速器减震机构及其制造方法与流程

本发明涉及减速器制造，具体涉及一种减速器减震机构及其制造方法。

背景技术：

1、减速器作为机械传动系统中扭矩传递与转速变换的关键部件，在机器人关节、精密机床、风电设备等领域广泛应用。由于齿轮啮合刚度时变性、输入输出扭矩波动以及外部载荷冲击，减速器运行时会产生显著振动和噪声，严重影响传动精度、工作寿命及操作舒适性。为此，通常在减速器输入轴、输出轴或行星架内集成减震机构，常见结构包括弹性联轴器式减震环、弹性行星轮衬套、多层缓冲垫圈等。

2、现有这类减震机构大多采用第一输出件、第二输出件和中间弹性体（如天然橡胶、丁腈橡胶、聚氨酯等）组成，其加工方法主要分两步：首先通过机加工获得内外金属件，然后在金属表面涂覆胶粘剂，放入模具中填入未硫化橡胶坯料，经热压硫化使橡胶交联并与金属粘接成型。部分工艺还会在金属表面进行喷砂、镀黄铜等预处理，以提高硫化粘接强度。

3、然而，现有中间弹性体通常仅设置在两个第二输出件的端面之间，作为端面缓冲垫使用。该结构形式下弹性体主要承受轴向压缩载荷，对径向振动和扭转振动的衰减能力有限，缓冲效果较差，难以满足高转速、大扭矩工况下的减震需求。

4、鉴于现有技术存在的缺陷，亟需一种新型减速器减震机构及其制造方法，能够提高对径向振动和扭转振动的衰减能力。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种减速器减震机构及其制造方法，用于提高对径向振动和扭转振动的衰减能力。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种减速器减震机构，包括第一输出件、第二输出件，第二输出件插接于第一输出件内，第一输出件靠近第二输出件一端开设有键槽，第二输出件与第一输出件相邻一端设置有配合键，配合键插入键槽内实现第一输出件和第二输出件的插接键槽。

3、进一步，一种减速器减震机构制造方法，包括以下步骤：

4、准备第一输出件坯料和第二输出件坯料，分别对第一输出件坯料和第二输出件坯料进行粗加工、精加工、检验，达到图纸要求；

5、在合格第一输出件和第二输出件之间形成减震层；

6、利用检测机构对减震层形成后的减速器减震机构进行检测，判断其是否合格。

7、进一步，所述第一输出件坯料和/或所述第二输出件坯料采用冷挤压、锻造、机加工、金属注射成型或粉末冶金烧结中的任意一种或多种组合方式制成。

8、进一步，当采用冷挤压方式时，对棒材进行退火、磷皂化处理后，在冷挤压模具中一次或分次挤压成形所述键槽或配合键的坯形；

9、当采用锻造方式时，对棒材加热至预设温度后进行热锻成形，锻后空冷并进行正火处理；

10、当采用机加工方式时，对棒材、锻坯或铸坯进行车削和/或铣削，直接加工出所述键槽或配合键；

11、当采用金属注射成型方式时，将金属粉末与粘结剂混炼、注射成形，经脱脂、烧结后得到所述坯料；

12、当采用粉末冶金烧结方式时，将金属粉末压制成形，经高温烧结、精整后得到所述坯料。

13、进一步，形成减震层的方式包括：在将第二输出件的配合键插入键槽前，在配合键表面形成减震层，再将形成减震层后的配合键插入键槽中；在形成减震层的配合键插入过程中，检测形成减震层后的配合键的周向压力分布情况，基于周向压力分布情况判断所制备的减震层的均匀度是否合格。

14、进一步，在形成减震层之前，对第一输出件和第二输出件进行喷砂、抛丸或强力喷丸处理，并在第二输出件预设的弹性体粘接区域涂覆胶粘剂。

15、进一步，形成减震层的方式包括：在所述键槽内预填有熔融态的减震材料，将第二输出件的配合键完全插入键槽内，待熔融态的减震材料冷却至固态后，形成减震层。

16、进一步，配合键的侧壁均开设有第一轴向棱槽，第一轴向棱槽沿配合键的插接方向布设；将第二输出件的配合键插入键槽过程中，熔融态的减震材料沿第一轴向棱槽流动，促进熔融态的减震材料均匀填充于键槽与配合键之间。

17、进一步，形成减震层的方式包括：在将第二输出件的配合键插入键槽前，在键槽的内壁表面形成减震层，再将配合键插入形成减震层的键槽中。

18、进一步，周向压力分布情况通过检测机构进行检测，检测机构包括环形载体和控制界面单元，环形载体内侧周向设置有若干活动槽，活动槽内均滑动连接有压力传感器；压力传感器与活动槽内壁之间均设置有弹簧，弹簧两端分别与压力传感器和活动槽内壁固定连接；

19、控制界面单元用于基于各个压力传感器的压力值，判断减震层各个方向的堆积厚度是否一致，若不一致，则判断减震层不合格，并输出判断结果；

20、压力传感器的接触端均球铰有滚珠；减震层的外侧开设有若干第二轴向棱槽，第二轴向棱槽与压力传感器一一对应；

21、当将减震层与键槽进行压装时，键槽内的气体受到减震层的挤压，并沿着减震层外侧的第二轴向棱槽排出，排出的气体在压力传感器与减震层接触面之间形成气浮膜。

22、上述方案的技术原理如下：

23、本发明所述减速器减震机构主要由第一输出件、第二输出件及设置于两者之间的减震层构成。所述第一输出件的内圈经铣内轮廓加工形成沿周向分布的若干弧形凹槽，该弧形凹槽与第二输出件的外壁（即配合键表面）在装配后共同围合形成至少一个径向环形腔体（键槽）。在该腔体内，通过热压硫化工艺注入并固化弹性体（如天然橡胶、丁腈橡胶或聚氨酯），使弹性体与第二输出件粘接为一体，形成所述减震层。

24、当减速器运行时，动力经输入轴传递至第二输出件，再由减震层传递至第一输出件。在此过程中，由于齿轮啮合时变刚度、负载波动及外部冲击等因素，传动系统会产生多方向振动：

25、轴向振动与冲击：沿输出轴方向的作用力通过法兰端面传递至减震层，弹性体发生轴向压缩变形，将冲击能量转化为内能并耗散，起到轴向缓冲作用。

26、径向振动：由于齿轮径向力、不平衡质量等引起的垂直于轴线的振动，通过第一输出件的弧形凹槽壁面直接作用于减震层的径向表面，使弹性体产生径向剪切和压缩变形，从而有效吸收径向振动能量。

27、扭转振动：扭矩波动引起的周向交变载荷，使得法兰与骨架之间产生相对扭转趋势，嵌入径向环形腔体内的弹性体受到周向剪切应力，通过其高阻尼特性衰减扭转振动。

28、由于减震层被约束在径向环形腔体内，且与法兰内圈的弧形凹槽及骨架外壁形成多面接触，其变形模态不再局限于单一轴向压缩，而是兼具径向压缩、剪切及周向剪切等多种模式，从而实现轴向-径向-扭转三向减震耦合，大幅提升对复杂工况振动的抑制能力。

29、本发明引入了基于形态一致性判据的在线检测原理，以解决弹性体因硫化收缩或尺寸偏差导致压装后应力分布不均的隐患。其具体工作原理如下：

30、形态一致性检测原理：环形载体内侧周向均布的压力传感器，在弹簧预紧力作用下始终与减震层外壁保持接触。当压装过程中，若减震层在周向任意方向的堆积厚度存在偏差（即与键槽的该方向尺寸不匹配），该方向的弹性体将受到额外的挤压，导致其反作用力显著增大。控制界面单元通过实时采集并比对周向所有压力传感器的数值，一旦发现任一传感器的压力值超出预设的偏差阈值，即判定该减震层在该方向的形态变化超差，进而判断产品不合格。该检测逻辑从力学角度量化了弹性体与腔体的几何适配性，而非简单地依赖位置检测，从而直接关联至最终的减震性能。

31、消除粘滑效应与气浮减摩原理：针对减震层（粘弹材料）在压装通过检测机构时极易出现的粘滑现象——即弹性体与传感器表面交替发生粘附-累积形变-突然滑动释放应力的周期性过程，这种微观层面的剧烈摩擦振荡会严重耦合进压力信号中，产生高频锯齿波噪声，淹没真实的压力读数。

32、为此，本发明采取了双重措施：

33、点接触降扰：将压力传感器的平膜接触面改为球铰连接的滚珠，将原有的滑动摩擦接触转变为滚动摩擦，大幅削减了切向摩擦力对压力测量的轴向分量干扰。

34、气浮膜隔离：利用压装过程中，键槽内气体受减震层挤压，沿着减震层外侧预先开设的第二轴向棱槽有序排出。这股强制气流在压力传感器滚珠与减震层接触界面的微间隙中形成一层稳定的气浮膜。该气浮膜有效隔离了固-固直接接触，将滑动摩擦系数降低至接近零，从而降低了粘滑振动对压力信号的串扰，确保了压力传感器采集到的数据真实反映了弹性体在径向的受压状态，提高了检测的准确性与信噪比。

35、采用上述方案有以下有益效果：

36、1、本方案，本通过在第一输出件内圈与第二输出件之间构建径向环形腔体，并将减震层嵌入其中，实现了轴向压缩、径向剪切/压缩、周向剪切三种变形模态的耦合。相比传统仅承受轴向载荷的端面缓冲垫结构，提高了对减速器运行时产生的径向振动和扭转振动的衰减能力。

37、2、本方案，通过周向多点压力传感器对比检测压装过程中弹性体的形态变化，能够精确识别出因硫化收缩不均或模具磨损导致的弹性体局部厚度偏差。筛选出可能导致偏磨或应力集中的不合格品，从而确保每一套出厂的减震机构性能一致。

38、3、本方案，利用球铰滚珠与第二轴向棱槽排气形成的气浮膜，巧妙地解决了粘弹材料压装检测中长期存在的粘滑效应导致的压力信号失真难题。滚珠的点接触结构减少了切向力耦合路径，而气浮膜则从根本上隔离了固-固摩擦，使得压力传感器能够捕获纯净的径向受压信号。这提高了检测系统的分辨率与稳定性，为智能化、数据化的质量管控提供了坚实的技术基础。