CN104832602B - 一种多曲轴摆线减速机的动力输出装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多曲轴摆线减速机的动力输出装置，其通过轴承一安装在外壳内部并与输入轴连接，包括：通过轴承一安装在外壳内部的输出机构，输入轴穿设在所述输出机构上；至少两条曲轴，所述曲轴通过轴承二安装在输出机构内部，并与输入轴传动连接；以及位于外壳内部的摆线盘，摆线盘套设在曲轴的偏心部；摆线盘与外壳内部之间设置有滚珠和滚珠的运动区间，运动区间为在外壳内部端面和摆线盘一侧面之间设置的孔和轨迹槽。本发明结构简单和加工难度小，该动力输出装置改变了滚珠的运动轨迹，从而提高滚珠的传动性能，进而有效提高减速机的减速比和传动效率。本发明可实现减速机双面均可与输出设备安装，从而提高减速机使用的便利性和通用性。

Description

一种多曲轴摆线减速机的动力输出装置

技术领域

本发明涉及机械传动减速的技术领域，更具体地说，涉及一种减速机的动力输出装置。

背景技术

在各类传动机械设计中，摆线针轮减速机具有减速比大和体积小等优点而逐步替代齿轮减速机和蜗杆减速机，并作为驱动或减速装置广泛应用在速度与扭矩的转换设备中。但是由于摆线针轮减速机结构十分复杂，加工精度要求高，而且在设计和安装过程中要留有一定的工艺间隙，导致工作时转动不够平稳、噪声大和转动效率低，已经满足不了现代机械设计发展的需要。

在现有技术中，利用滚珠来进行传动能够大幅度简化传动环节，从而简化内部结构，大大提高了减速比、扭矩和传动效率。因此，利用滚珠来进行传动的摆线减速机也营运而生。在传动过程中，摆线盘被一个防自转机构限制只能绕输入轴公转而不能自转，而输入轴高速转动，通过防自转机构限制偏心盘自转而只作平动；此时，摆线盘和动力输出装置通过滚珠啮合，使得速度进行分流，减速推动动力输出装置旋转，从而输出轴减速输出。

然而，现有的动力输出装置的内摆线滚道和外摆线滚道均为短幅摆线单圆弧滚道或短幅摆线双圆弧滚道，并在内摆线滚道和外摆线滚道之间夹着密集的钢珠。由于在输入轴高速输入转动时，摆线钢球的传动性能决定于两个摆线轨道的形状，而该专利密集的钢珠在内摆线滚道和外摆线滚道滚动形成一定的相位差，相互抵消了输出的转动角度，从而导致减速机的减速比减小，降低了传动效率。同时，现有的动力输出装置仅仅适用于单曲轴的摆线减速机，而无法作为多曲轴减速机的部件进行减速输出；而且，也无法实现减速机的双面输出，导致在减速机与输出设备使用安装过程中要区分减速机的输出面，从而降低减速机使用的便利性和通用性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种结构简单和加工难度小的多曲轴摆线减速机的动力输出装置，该动力输出装置改变了滚珠的运动轨迹，从而提高滚珠的传动性能，进而有效提高减速机的减速比和传动效率。同时，该动力输出装置可实现减速机双面均可与输出设备安装，从而提高减速机使用的便利性和通用性，其适用于多曲轴摆线减速机中作为动力输出部件。

为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种多曲轴摆线减速机的动力输出装置，通过轴承一安装在外壳内部并与输入轴连接；其特征在于：包括：

通过轴承一安装在外壳内部的输出机构，输入轴穿设在所述输出机构上；

至少两条曲轴，所述曲轴通过轴承二安装在输出机构内部，并与输入轴传动连接；

以及位于外壳内部的摆线盘，所述摆线盘套设在曲轴的偏心部；

所述摆线盘与外壳内部之间设置有滚珠和滚珠的运动区间，所述运动区间为在外壳内部端面和摆线盘一侧面之间设置的孔和轨迹槽。

在上述方案中，与输入设备连接的输入轴转动时可将动力传动给两条以上的曲轴，使得曲轴自转，从而驱动套设在两条以上的曲轴偏心部上的摆线盘摆动。此时，滚珠在运动区间滚动或滑动则可将减速后的作用力传动给摆线盘，使得摆线盘驱动两条以上的曲轴绕输入轴公转，从而带动输出机构转动，实现减速的效果。在减速机减速过程中，滚珠的运动区间是采用孔与轨迹槽的结合，相对于现有的RV减速机采用内摆线滚道和外摆线滚道两个轨迹槽形成的运动区间来说，则不存在RV减速机的滚针在内摆线滚道和外摆线滚道滚动时产生的相位差，可有效避免滚针在两个轨迹槽滚动时相互抵消输出的转动角度的现象，因此，本发明的减速机采用孔与轨迹槽的结合可有效提高减速机的减速比、传动效率和转动平稳可靠性。而且，本发明的动力输出机构的每条曲轴只采用一级偏心部，则只需采用一层传动装置(即一个摆线盘、滚珠和运动区间)即可达到减速的效果，从而在避免现有的RV减速机采用两层传动装置(即两个摆线盘和滚针)导致减速机结构复杂、体积大和重量重的问题的同时，也可有效提高减速机的减速比、传动效率和转动平稳可靠性，进而降低减速机的生产成本。

所述摆线盘为圆盘形摆线盘，其设置有用于安装输入轴的通孔一、用于安装曲轴的通孔二和用于安装输出机构的通孔三；所述摆线盘通过轴承三于通孔二内套接于曲轴的偏心部上。

所述外壳包括上外壳和下外壳，两个所述输出机构分别通过轴承一安装在上外壳内部和下外壳内部。本发明的输出机构设置为两个，可分别用于两个大型机械设备上作为动力传动机构，该减速机两面都可以连接输出设备，无方向区分，从而提高减速机使用的便利性和通用性。本发明中，摆线盘与下外壳之间设置有避空位，用于提供摆线盘的摆动空间。

所述摆线盘与外壳内部之间设置有滚珠和滚珠的运动区间是指：所述摆线盘的正侧面与上外壳内部之间设置有滚珠一和滚珠一的运动区间一，以及摆线盘的反侧面与下外壳内部之间设置有滚珠二和滚珠二的运动区间二。

所述运动区间一为在上外壳内部端面设置的孔一和摆线盘的正侧面设置的轨迹槽一，或者运动区间一为在上外壳内部端面设置的轨迹槽一和摆线盘的正侧面设置的孔一；所述运动区间二为在下外壳内部端面设置的孔二和摆线盘的反侧面设置的轨迹槽二，或者运动区间二为在下外壳内部端面设置的轨迹槽二和摆线盘的反侧面设置的孔二。本发明的运动区间一中孔一和轨迹槽一的设置位置是可以互换的，同样，运动区间二中孔二和轨迹槽二的设置位置也是可以互换的，这样可提高减速机内部结构的灵活性和多样性。

所述轨迹槽一与轨迹槽二形状相同，均为横截面呈“U”字形凹槽，“U”字形凹槽的槽径R与滚珠一和滚珠二的外径相匹配。

所述轨迹槽一在摆线盘的正侧面与上外壳内部端面之间形成具有波数的摆线封闭导槽；轨迹槽二在摆线盘的反侧面与下外壳内部端面之间形成具有波数的摆线封闭导槽；所述轨迹槽一的波数与轨迹槽二的波数相等。当轨迹槽一和轨迹槽二均设置在摆线盘时，该摆线盘的正侧面和反侧面设置的轨迹槽一和轨迹槽二为相同的轨迹槽，因此，在减速机组装时无需区分摆线盘的正面和反面，从而降低摆线盘的加工难度，使得加工方便，并可提高减速机组装的快捷性和便利性。

所述轨迹槽一的波数与孔一的数量具有差值；所述轨迹槽二的波数与孔二的数量具有差值。本发明轨迹槽一和轨迹槽二的波数可以比孔一和孔二的数量多，或者孔一和孔二的数量可以比轨迹槽一和轨迹槽二的波数多，这样设计可以增加减速机的减速比，也有利于机械的简化和加工。若轨迹槽一和轨迹槽二的波数与孔一和孔二的数量相同，则轨迹槽一和轨迹槽二的波的位置与孔一和孔二的位置匹配相对应，因此，滚珠一和滚珠二不能实现在运动区间一和运动区间二进行滚动或滑动，无法实现摆线盘的正侧面和上外壳内部端面的啮合，摆线盘的反侧面和下外壳内部端面的啮合，也无法将减速的作用力反作用于摆线盘，最后无法实现摆线盘推动曲轴绕输入轴公转，从而减速机不能起到减速的作用。

所述孔一为孔径与滚珠一外径相匹配的半圆孔，所述孔二为孔径与滚珠二外径相匹配的半圆孔；滚珠一、孔一、滚珠二和孔二的数量相等。

所述轴承二为圆柱滚子轴承。本发明的轴承二采用圆柱滚子轴承能够使两个输出机构与曲轴之间安装得更紧密和稳固，防止减速机使用过程中出现输出机构脱落的现象。

本发明的多曲轴摆线减速机的动力输出装置结构简单紧凑，而且无齿轮传动使得减速机能达到理想减速效果。该动力输出装置的工作原理是这样的：当输入设备高速转动，一端与输入设备连接的输入轴转动时可将动力传动给两条以上的曲轴，使得曲轴自转，从而驱动套设在两条以上的曲轴偏心部上的摆线盘摆动，通过减速机的防自转机构(曲轴、滚珠和运动空间)限制了摆线盘的自转并对摆线盘传递横向压力，实现摆线盘在水平方向往复摆动。同时，在摆线盘水平方向往复摆动过程中，作用力使得放置在孔一内的滚珠一在轨迹槽一内滚动或滑动，放置在孔二内的滚珠二在轨迹二槽内滚动或滑动，由于上外壳和下外壳固定不动，因此，滚珠一和滚珠二对轨迹槽一和轨迹槽二的作用力反作用于摆线盘，使得摆线盘驱动两条以上的曲轴绕输入轴公转，从而带动输出机构转动，实现输入轴每转动360°，输出机构在滚珠一和滚珠二的运动压力作用下偏移一定量的转动角度，进而将输入设备的转动减速传递至减速机的输出机构，以达到减速的效果。

与现有技术相比，本发明具有如下优点与有益效果：

1、本发明的多曲轴摆线减速机的动力输出装置结构简单和加工难度小，该动力输出装置改变了滚珠的运动轨迹，从而提高滚珠的传动性能，进而有效提高减速机的减速比和传动效率。

2、本发明的动力输出装置可实现减速机双面均可与输出设备安装，从而提高减速机使用的便利性和通用性，其适用于多曲轴摆线减速机中作为动力输出部件。

3、本发明的动力输出装置结构简单紧凑，在保持减速机传动效率的同时可简化减速机内部结构，使得减速机结构紧凑，降低减速机体积和重量，进而降低减速机的生产成本。

附图说明

图1是本发明多曲轴摆线减速机的动力输出装置的结构示意图；

图2是本发明的上外壳内部端面设置有孔一的示意图；

图3是本发明的下外壳内部端面设置有孔二的示意图；

图4是本发明动力输出装置的摆线盘正侧面上设置有轨迹槽一的示意图；

图5是本发明动力输出装置的摆线盘反侧面上设置有轨迹槽二的示意图；

图6是本发明多曲轴摆线减速机的俯面结构示意图；

图7是是图6中A-A方向的多曲轴摆线减速机的内部结构示意图；

其中，1为输入齿轮、2为传动齿轮、3为曲轴、4为轴承二、5.1为输出机构一、5.2为输出机构二、6为轴承一、7.1为上外壳、7.2为下外壳、8为摆线盘、9.1为滚珠一、9.2为滚珠二、10.1为轨迹槽一、10.2为轨迹槽二、11为油封、12为轴承三、13为输入轴、14.1为孔一、14.2为孔二、15为通孔一、16为通孔二、17为通孔三、18为避空位。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。

实施例一

本实施例一以运动区间一为在上外壳内部端面设置的孔一和摆线盘的正侧面设置的轨迹槽一，运动区间二为在下外壳内部端面设置的孔二和摆线盘的反侧面设置的轨迹槽二，以及采用该动力输出装置的减速机为双曲轴摆线减速机为例对下面进行说明。

如图1至7所示，本发明的多曲轴摆线减速机的动力输出装置是通过轴承一6安装在上外壳7.1和下外壳7.2内部并与输入轴13连接；该动力输出装置包括：

通过轴承一6安装在上外壳7.1和下外壳7.2内部的输出机构一5.1和输出机构二5.2，输入轴13穿设在输出机构一5.1和输出机构二5.2上；

两条曲轴3，该曲轴3通过轴承二4安装在输出机构一5.1和输出机构二5.2内部，并与输入轴13传动连接；

以及位于上外壳7.1和下外壳7.2内部的摆线盘8，该摆线盘8套设在曲轴3的偏心部；

摆线盘8与上外壳7.1和下外壳7.2内部之间设置有滚珠和滚珠的运动区间，该运动区间为在外壳内部端面和摆线盘8一侧面之间设置的孔和轨迹槽。

本发明的摆线盘8为圆盘形摆线盘，其设置有用于安装输入轴13的通孔一15、用于安装曲轴3的通孔二16和用于安装输出机构一5.1和输出机构二5.2的通孔三17。其中，摆线盘8通过轴承三12于通孔二16内套接于曲轴3的偏心部上。摆线盘8与下外壳7.2之间设置有避空位18，用于提供摆线盘8的摆动空间。

其中，摆线盘8的正侧面与上外壳7.1内部之间设置有滚珠一9.1和滚珠一9.1的运动区间一，以及摆线盘8的反侧面与下外壳7.2内部之间设置有滚珠二9.2和滚珠二9.2的运动区间二。运动区间一为在上外壳7.1内部端面设置的孔一14.1和摆线盘8的正侧面设置的轨迹槽一10.1，运动区间二为在下外壳7.2内部端面设置的孔二14.2和摆线盘8的反侧面设置的轨迹槽二10.2。轨迹槽一10.1与轨迹槽二10.2形状相同，均为横截面呈“U”字形凹槽，“U”字形凹槽的槽径R与滚珠一9.1和滚珠二9.2的外径相匹配。而且，轨迹槽一10.1在摆线盘8的正侧面与上外壳7.1内部端面之间形成具有波数的摆线封闭导槽；轨迹槽二10.2在摆线盘8的反侧面与下外壳7.2内部端面之间形成具有波数的摆线封闭导槽，轨迹槽一10.1的波数与轨迹槽二10.2的波数相等。由于该摆线盘8的正侧面和反侧面设置的轨迹槽一10.1和轨迹槽二10.2为相同的轨迹槽，因此，在减速机组装时无需区分摆线盘8的正面和反面，从而降低摆线盘8的加工难度，使得加工方便，并可提高减速机组装的快捷性和便利性。

轨迹槽一10.1的波数与孔一14.1的数量具有差值；轨迹槽二10.2的波数与孔二14.2的数量也具有差值。本发明轨迹槽一10.1和轨迹槽二10.2的波数可以比孔一14.1和孔二14.2的数量多，或者孔一14.1和孔二17.2的数量可以比轨迹槽一10.1和轨迹槽二10.2的波数多，这样设计可以增加减速机的减速比，也有利于机械的简化和加工。孔一14.1为孔径与滚珠一9.1外径相匹配的半圆孔，孔二14.2为孔径与滚珠二9.2外径相匹配的半圆孔；滚珠一9.1、孔一14.1、滚珠二9.2和孔二14.2的数量相等。

为了保证该动力输出装置安装在减速机内能够使输出机构一5.1和输出机构二5.2与曲轴3之间安装得更紧密和稳固，该轴承二4采用圆柱滚子轴承，可防止出现减速机使用过程中输出机构一5.1和输出机构二5.2脱落的现象。本发明在上外壳7.1上还设置有油封11。

本发明的每条曲轴3均与输入轴13传动连接，可采用现有的传动方式，本实施例中的传动方式是这样的：本发明的输入轴13一端与输入设备连接，另一端与曲轴3传动连接，具体是这样的：输入轴13一端与输入设备连接，另一端设置有输入齿轮1，曲轴3与输入轴13相对的一端设置有传动齿轮2；输入轴13转动时通过输入齿轮1与传动齿轮2的啮合带动曲轴3自转，实现输入轴13与曲轴3的传动连接。

本发明的多曲轴摆线减速机的动力输出装置结构简单紧凑，而且无齿轮传动使得减速机能达到理想减速效果。该动力输出装置的工作原理是这样的：当输入设备高速转动，一端与输入设备连接的输入轴13转动时可将动力传动给两条曲轴3，使得曲轴3自转，从而驱动套设在两条曲轴3偏心部上的摆线盘8摆动，通过减速机的防自转机构(曲轴3、滚珠和运动空间)限制了摆线盘8的自转并对摆线盘8传递横向压力，实现摆线盘8在水平方向往复摆动。同时，在摆线盘8水平方向往复摆动过程中，作用力使得放置在孔一14.1内的滚珠一9.1在轨迹槽一14.1内滚动或滑动，放置在孔二14.2内的滚珠二9.2在轨迹二10.2槽内滚动或滑动，由于上外壳7.1和下外壳7.2固定不动，因此，滚珠一9.1和滚珠二9.2对轨迹槽一10.1和轨迹槽二10.2的作用力反作用于摆线盘8，使得摆线盘8驱动两条曲轴3绕输入轴13公转，从而带动输出机构一5.1和输出机构二5.2转动，实现输入轴13每转动360°，输出机构一5.1和输出机构二5.2在滚珠一9.1和滚珠二9.2的运动压力作用下偏移一定量的转动角度，进而将输入设备的转动减速传递至减速机的输出机构一5.1和输出机构二5.2，以达到减速的效果。

安装有该动力输出装置的多曲轴摆线减速机的防自转机构是这样工作的：当输入设备高速转动，一端与输入设备连接的输入轴13转动时可将动力传动给两条曲轴3，使得曲轴3自转，从而驱动套设在两条曲轴3偏心部上的摆线盘8摆动，曲轴3可使摆线盘8的中心作以偏心量为半径的圆周运动，此时，放置在孔一14.1内的滚珠一9.1在对应的轨迹槽一10.1内滚动或滑动，放置在孔二14.2内的滚珠二9.2在对应的轨迹槽二10.2内滚动或滑动，从而限制了摆线盘8的自转并对摆线盘8传递横向压力，实现摆线盘8在水平方向往复摆动，对摆线盘8实现防自转的效果。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种多曲轴摆线减速机的动力输出装置，通过轴承一安装在外壳内部并与输入轴连接；其特征在于：包括：

通过轴承一安装在外壳内部的输出机构，输入轴穿设在所述输出机构上；

至少两条曲轴，所述曲轴通过轴承二安装在输出机构内部，并与输入轴传动连接；

以及位于外壳内部的摆线盘，所述摆线盘套设在曲轴的偏心部；

所述摆线盘与外壳内部之间设置有滚珠和滚珠的运动区间，所述运动区间为在外壳内部端面和摆线盘一侧面之间设置的孔和轨迹槽；

所述外壳包括上外壳和下外壳，两个所述输出机构分别通过轴承一安装在上外壳内部和下外壳内部；输入轴穿设在两个所述输出机构上；

所述摆线盘与外壳内部之间设置有滚珠和滚珠的运动区间是指：所述摆线盘的正侧面与上外壳内部之间设置有滚珠一和滚珠一的运动区间一，以及摆线盘的反侧面与下外壳内部之间设置有滚珠二和滚珠二的运动区间二；

所述摆线盘为圆盘形摆线盘，其设置有用于安装输入轴的通孔一、用于安装曲轴的通孔二和用于安装输出机构的通孔三；所述摆线盘通过轴承三于通孔二内套接于曲轴的偏心部上；

所述运动区间一为在上外壳内部端面设置的孔一和摆线盘的正侧面设置的轨迹槽一，或者运动区间一为在上外壳内部端面设置的轨迹槽一和摆线盘的正侧面设置的孔一；所述运动区间二为在下外壳内部端面设置的孔二和摆线盘的反侧面设置的轨迹槽二，或者运动区间二为在下外壳内部端面设置的轨迹槽二和摆线盘的反侧面设置的孔二；

所述轨迹槽一在摆线盘的正侧面与上外壳内部端面之间形成具有波数的摆线封闭导槽；轨迹槽二在摆线盘的反侧面与下外壳内部端面之间形成具有波数的摆线封闭导槽；所述轨迹槽一的波数与轨迹槽二的波数相等；

所述轨迹槽一的波数与孔一的数量具有差值；所述轨迹槽二的波数与孔二的数量具有差值。

2.根据权利要求1所述的多曲轴摆线减速机的动力输出装置，其特征在于：所述轨迹槽一与轨迹槽二形状相同，均为横截面呈“U”字形凹槽，“U”字形凹槽的槽径R与滚珠一和滚珠二的外径相匹配。

3.根据权利要求1所述的多曲轴摆线减速机的动力输出装置，其特征在于：所述孔一为孔径与滚珠一外径相匹配的半圆孔，所述孔二为孔径与滚珠二外径相匹配的半圆孔；滚珠一、孔一、滚珠二和孔二的数量相等。

4.根据权利要求1所述的多曲轴摆线减速机的动力输出装置，其特征在于：所述轴承二为圆柱滚子轴承。