1.一种径向串联双级圆柱活齿减速器,其特征在于,包括:主轴(1)、主轴密封圈(2)、主轴轴承端盖(3)、主轴轴承Ⅰ(4)、保持架Ⅰ(5)、左壳体(6)、中心轮Ⅱ(7)、圆柱活齿系Ⅱ(8)、激波器Ⅱ(9)、保持架Ⅱ(10)、右壳体(11)、保持架轴承Ⅱ(12)、组合轴承(13)、保持架轴承Ⅰ(14)、圆柱活齿系Ⅰ(15)、主轴轴承Ⅱ(16)、激波器Ⅰ(17)和中心轮Ⅰ(18);所述主轴(1)从左至右依次分为小径段、左段、偏心段(101)和右段;
所述激波器Ⅰ(17)由两个标准轴承组成,安装于所述主轴(1)的偏心段(101)上;所述主轴轴承Ⅰ(4)安装于所述主轴(1)的左段,通过所述主轴轴承端盖(3)进行左侧轴向限制,通过所述主轴(1)左段右侧的轴肩进行右侧轴向限制,所述主轴轴承Ⅰ(4)为整机的左支撑;所述主轴轴承Ⅱ(16)安装于所述主轴(1)的右段,通过所述保持架Ⅰ(5)右侧内孔壁进行右侧轴向限制,通过所述主轴(1)右段左侧的轴肩进行左侧轴向限制;
所述激波器Ⅱ(9)安装于所述组合轴承(13)的外端,所述组合轴承(13)安装于所述中心轮Ⅰ(18)的外端;所述激波器Ⅱ(9)通过其内偏心圆孔壁与所述组合轴承(13)配合连接实现轴向定位,所述中心轮Ⅰ(18)通过其外端轴肩与所述组合轴承(13)配合连接实现轴向定位,所述组合轴承(13)左侧及右侧分别与所述保持架Ⅰ(5)、所述保持架Ⅱ(10)间存在游隙实现轴向定位;
所述主轴轴承端盖(3)置于所述主轴(1)的小径段,通过至少4个螺栓依次固定连接所述左壳体(6)的小径端和所述保持架Ⅰ(5)的大径段,所述左壳体(6)的大径端通过至少4个螺栓在轴向方向上依次固定连接有所述中心轮Ⅱ(7)和所述右壳体(11);
所述保持架轴承Ⅰ(14)安装于所述保持架Ⅰ(5)的右侧外圆上,通过所述保持架Ⅰ(5)左侧轴肩限制所述保持架轴承Ⅰ(14)向左轴向窜动,同时通过所述保持架Ⅱ(10)右侧的内孔壁限制所述保持架轴承Ⅰ(14)向右轴向窜动;所述保持架轴承Ⅱ(12)安装于所述保持架Ⅱ(10)的右侧外圆上,通过所述保持架Ⅱ(10)左侧轴肩限制所述保持架轴承Ⅱ(12)向左轴向窜动,同时通过所述右壳体(11)的内孔壁限制所述保持架轴承Ⅱ(12)向右轴向窜动;所述保持架轴承Ⅰ(14)和保持架轴承Ⅱ(12)为整机的右支撑;
所述中心轮Ⅰ(18)的内部啮合连接有所述圆柱活齿系Ⅰ(15),所述圆柱活齿系Ⅰ(15)与所述激波器Ⅰ(17)啮合连接,同时所述中心轮Ⅰ(18)与所述激波器Ⅰ(17)共轭啮合连接;
所述激波器Ⅰ(17)、圆柱活齿系Ⅰ(15)、中心轮Ⅰ(18)组成第一级减速系统;
所述中心轮Ⅱ(7)的内部啮合连接有所述圆柱活齿系Ⅱ(8),所述圆柱活齿系Ⅱ(8)与所述激波器Ⅱ(9)啮合连接,同时所述中心轮Ⅱ(7)与所述激波器Ⅱ(9)共轭啮合连接;
所述激波器Ⅱ(9)、圆柱活齿系Ⅱ(8)、中心轮Ⅱ(7)组成第二级减速系统;
所述第一级减速系统和第二级减速系统采用径向串联,所述第一级减速系统的动力由所述中心轮Ⅰ(18)输出,通过所述组合轴承(13)作为中间件,与所述激波器Ⅱ(9)径向串联耦合,将动力输入第二级减速系统,最后由所述保持架Ⅱ(10)输出。
2.根据权利要求1所述的径向串联双级圆柱活齿减速器,其特征在于,所述保持架Ⅰ(5)的小径圆柱面上周向开有Z1个均匀分布的活齿槽Ⅰ(501),且Z1的数值取决于圆柱活齿系Ⅰ(15)中包含活齿单元的数目,所述圆柱活齿系Ⅰ(15)中的每一个活齿单元置于所述活齿槽Ⅰ(501)内,可径向小范围运动。
3.根据权利要求1或2所述的径向串联双级圆柱活齿减速器,其特征在于,所述中心轮Ⅰ(18)内端为异形凸轮,其内端异形凸轮正弦轮廓Ⅱ(1801)与所述激波器Ⅰ(17)外圈轮廓共轭啮合,所述圆柱活齿系Ⅰ(15)中的每一个活齿单元同时与所述中心轮Ⅰ(18)的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅱ(1801)及所述激波器Ⅰ(17)外圈轮廓啮合。
4.根据权利要求1所述的径向串联双级圆柱活齿减速器,其特征在于,所述保持架Ⅱ(10)的大径圆柱面上周向开有Z3个均匀分布的活齿槽Ⅱ(1001),且Z3的数值取决于圆柱活齿系Ⅱ(8)中包含活齿单元的数目,所述圆柱活齿系Ⅱ(8)中的每一个活齿单元置于所述活齿槽Ⅱ(1001)内,可径向小范围运动。
5.根据权利要求1或4所述的径向串联双级圆柱活齿减速器,其特征在于,所述激波器Ⅱ(9)为内偏心圆凸轮(901),所述中心轮Ⅱ(7)内端为异形凸轮,所述中心轮Ⅱ(7)的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅰ(701)与所述激波器Ⅱ(9)外圆轮廓共轭啮合,所述圆柱活齿系Ⅱ(8)中的每一个活齿单元同时与所述中心轮Ⅱ(7)的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅰ(701)及所述激波器Ⅱ(9)外圆轮廓啮合;
所述激波器Ⅱ(9)通过所述中心轮Ⅰ(18)上所述组合轴承(13)和激波器Ⅱ(9)外端的环形槽实现轴向定位。
6.根据权利要求3所述的径向串联双级圆柱活齿减速器,其特征在于,所述圆柱活齿系Ⅰ(15)的活齿单元为圆柱滚子轴承用标准圆柱滚针,用于与所述激波器Ⅰ(17)外圈轮廓及所述中心轮Ⅰ(18)的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅱ(1801)高副线接触啮合。
7.根据权利要求5所述的径向串联双级圆柱活齿减速器,其特征在于,所述圆柱活齿系Ⅱ(8)的活齿单元为圆柱滚子轴承用标准圆柱滚针;用于与所述激波器Ⅱ(9)外圆轮廓及所述中心轮Ⅱ(7)的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅰ(701)高副线接触啮合。
8.根据权利要求3所述的径向串联双级圆柱活齿减速器,其特征在于,所述中心轮Ⅰ(18)的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅱ(1801)的理论轮廓曲线为平面正弦曲线,且参数方程为:式中,a1为主轴偏心段的偏心距;λ1为激波系数,与激波器Ⅰ外圈轮廓半径有关;Z2为中心轮Ⅰ的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅱ的理论轮廓波动周期数;θ2为中心轮Ⅰ的转角。
9.根据权利要求5所述的径向串联双级圆柱活齿减速器,其特征在于,所述中心轮Ⅱ(7)的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅰ(701)的理论轮廓曲线为平面正弦曲线,且参数方程为:式中,a2为激波器Ⅱ内偏心圆凸轮的偏心距;λ2为激波系数,与激波器Ⅱ外圆轮廓半径有关;Z4为中心轮Ⅱ的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅰ的理论轮廓波动周期数;θ4为保持架Ⅱ的转角。
10.根据权利要求1所述的径向串联双级圆柱活齿减速器,其特征在于,所述主轴(1)可采用法兰盘或空心轴结构,以提供不同的动力输入连接方式,适用更多场合。