CN107939942A - 一种同轴式圆锥正弦钢球减速器 - Google Patents

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罗竞波
黄艳娟
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Abstract

本发明涉及一种同轴式圆锥正弦钢球减速器,属机械减速传动装置技术领域。它由主动圆盘、保持架、从动圆盘、上壳体和下壳体构成，从动圆盘上通过保持架安装有主动圆盘，主动圆盘上通过主动轴安装有上壳体，从动圆盘上通过从轴安装有下壳体，从动圆盘与下壳体之间设置有下止退轴承，上壳体、保持架和下壳体之间通过紧固螺栓固定。该减速器结构简单，实用性好，解决了现有同轴式减速装置整体不能承受较大的轴向载荷；并且安装麻烦，封闭的内腔不利于散热的问题。同时具有径向尺寸小、轴线长度短，整体体积小巧，安装简单，承载能力强的特点，具有广阔的应用前景，特别适用于石油钻采井下工具作业环境安装使用。

Description

一种同轴式圆锥正弦钢球减速器
技术领域
本发明涉及一种同轴式圆锥正弦钢球减速器,属机械减速传动装置技术领域。
背景技术
常见的同轴式减速装置多为行星减速器，行星减速器由于齿轮啮合存在间隙会产生碰撞冲击载荷，长期的交变载荷作用使得工作性能受到影响。同时由于行星减速器的径向采用多个行星轮安装的方式，导致径向尺寸比较大，不适合用于安装尺寸受限的场合，例如石油钻采中井下工具作业环境。
圆柱正弦活齿传动装置，虽然能在较小的径向尺寸下实现减速和换向功能，但其空间正弦曲线槽位于竖直面的侧壁内，而活齿工作过程中在轴向上作往复直线运动，由于侧壁空间正弦曲线槽的截面的起点和终点均在一条竖直线上，因此整体不能承受较大的轴向载荷；并且其安装麻烦，需要在侧壁打孔取块投球，同时还要保证空间曲线槽的完整性；同时其封闭的内腔不利于散热。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种具有径向尺寸小、轴线长度短，整体体积小巧，安装简单，承载能力强，应用前景广阔的同轴式圆锥正弦钢球减速器。
本发明采用以下的技术方案：
一种同轴式圆锥正弦钢球减速器，它由主动圆盘、保持架、从动圆盘、上壳体和下壳体构成，其特征在于：从动圆盘上通过保持架安装有主动圆盘，主动圆盘上通过主动轴安装有上壳体，上壳体上固装有上端盖，主动圆盘与上壳体之间设置有上止退轴承，从动圆盘上通过从轴安装有下壳体，下壳体上固装有下端盖，从动圆盘与下壳体之间设置有下止退轴承，上壳体、保持架和下壳体之间通过紧固螺栓固定。
所述的主动圆盘和从动圆盘分别为变径圆柱体。
所述的主动圆盘的顶部固装有主动轴，主动圆盘的底端呈圆锥形，主动圆盘的底端圆锥上设置有上空间圆锥正弦曲线槽，上空间圆锥正弦曲线槽上方环形均布有上散热孔。
所述的保持架呈圆盘状，保持架的中心部位设置有与主动圆盘的底端圆锥对应的保持架凹腔。
所述的保持架凹腔圆周上均布有多个活动槽；保持架凹腔***的保持架上均布有安装孔。
所述的活动槽呈纵向设置，活动槽内活动安装有钢球。
所述的从动圆盘底部固装有从动轴，从动圆盘顶部设置有与保持架凹腔对应的从动圆盘凹腔。
所述的从动圆盘凹腔的内表面圆周上设置有下空间圆锥正弦曲线槽，下空间圆锥正弦曲线槽上方的从动圆盘凹腔上环形均布有下散热孔。
所述的下空间圆锥正弦曲线槽的周期数大于上空间圆锥正弦曲线槽的周期数。
所述的上端盖通过紧固螺栓与上壳体连接固定；下端盖通过紧固螺栓与下壳体连接固定，上端盖与主动轴之间和下端盖与从动轴之间分别设置有毛毡圈。
本发明的有益效果：
该同轴式圆锥正弦钢球减速器使用过程中，主动圆盘上的主动轴作为输入，其下部的上空间圆锥正弦曲线槽推动钢球在保持架中的活动槽内做往复直线运动，且保持架与壳体处于固定状态，钢球将推动从动圆盘上的下空间圆锥正弦曲线槽带动从动圆盘转动，由于下空间圆锥正弦曲线槽与上空间圆锥正弦曲线槽的周期数不等，下空间圆锥正弦曲线槽的周期数大于上空间圆锥正弦曲线槽的周期数，致使从动圆盘上的从动轴输出滞后，从而产生减速，由此实现减速目的，解决了现有同轴式减速装置整体不能承受较大的轴向载荷；并且安装麻烦，封闭的内腔不利于散热的问题。该同轴式圆锥正弦钢球减速器具有径向尺寸小、轴线长度短，整体体积小巧，安装简单，承载能力强的特点，具有广阔的应用前景，特别适用于石油钻采井下工具作业环境安装使用。
附图说明
图1为本发明的剖视结构示意图；
图2为本发明的主动圆盘的结构示意图；
图3为本发明的保持架的结构示意图；
图4为本发明的从动圆盘的结构示意图。
图中：1、主动圆盘，2、保持架，3、从动圆盘，4、上壳体，5、下壳体，6、主动轴，7、上端盖，8、毛毡圈，9、上止退轴承，10、从动轴，11、下端盖，12、下止退轴承，13、上空间圆锥正弦曲线槽，14、上散热孔，15、保持架凹腔，16、活动槽，17、安装孔，18、钢球，19、从动圆盘凹腔，20、下空间圆锥正弦曲线槽，21、下散热孔。
具体实施方式
该同轴式圆锥正弦钢球减速器由主动圆盘1、保持架2、从动圆盘3、上壳体4和下壳体5构成，从动圆盘3上通过保持架2安装有主动圆盘1，主动圆盘1的顶部固装有主动轴6，主动圆盘1上通过主动轴6安装有上壳体4，上壳体4上固装有上端盖7，上端盖7通过紧固螺栓与上壳体4连接固定；上端盖7与主动轴6之间设置有毛毡圈8。
主动圆盘1与上壳体4之间设置有上止退轴承9。从动圆盘3底部固装有从动轴10，从动圆盘3上通过从动轴10安装有下壳体5，下壳体5上固装有下端盖11，下端盖11通过紧固螺栓与下壳体5连接固定，下端盖11与从动轴10之间设置有毛毡圈8。
从动圆盘3与下壳体5之间设置有下止退轴承12，上壳体4、保持架2和下壳体5之间通过紧固螺栓固定。
该同轴式圆锥正弦钢球减速器的主动圆盘1和从动圆盘3分别为变径圆柱体。
主动圆盘1的底端呈圆锥形，主动圆盘1的底端圆锥上设置有上空间圆锥正弦曲线槽13，上空间圆锥正弦曲线槽13上方的主动圆盘1底端圆锥上环形均布有上散热孔14。上散热孔14呈轴向设置，上散热孔14贯穿主动圆盘1，以在工作时散发热量。
该同轴式圆锥正弦钢球减速器的保持架2呈圆盘状，保持架2的中心部位设置有与主动圆盘1的底端圆锥对应的保持架凹腔15。保持架凹腔15***的保持架2上均布有安装孔17。保持架凹腔15的圆周上均布有多个活动槽16；活动槽16呈纵向设置，活动槽16内活动安装有钢球18，以在工作时增加承载能力。
从动圆盘3顶部设置有与保持架凹腔15对应的从动圆盘凹腔19。从动圆盘凹腔19的内表面圆周上设置有下空间圆锥正弦曲线槽20，下空间圆锥正弦曲线槽20上方的从动圆盘凹腔19上环形均布有下散热孔21。下散热孔21呈轴向设置，下散热孔21贯穿从动圆盘3，以在工作时散发热量。
主动圆盘1与从动圆盘3之间通过上空间圆锥正弦曲线槽13和下空间圆锥正弦曲线槽20与钢球18的配合活动连接。
该同轴式圆锥正弦钢球减速器的的下空间圆锥正弦曲线槽20的周期数大于上空间圆锥正弦曲线槽13的周期数。
该同轴式圆锥正弦钢球减速器工作过程中，主动圆盘1上的主动轴6作为输入，其下部的上空间圆锥正弦曲线槽13推动钢球18在保持架2中的活动槽16内做往复直线运动，并通过钢球18逐步推动下空间圆锥正弦曲线槽20带动从动圆盘（3）转动，由于该同轴式圆锥正弦钢球减速器的下空间圆锥正弦曲线槽20的周期数大于上空间圆锥正弦曲线槽13的周期数，下空间圆锥正弦曲线槽20与上空间圆锥正弦曲线槽13的周期数不等，致使从动圆盘3上的从动轴10输出滞后，从而产生减速，由此实现减速目的。
该同轴式圆锥正弦钢球减速器的活动槽16数量（设为n）、上空间圆锥正弦曲线槽13的周期数（设为a）、下空间圆锥正弦曲线槽20的周期数（设为b）均为正整数，其中b>a, 当n=b-a时，主动圆盘1与从动圆盘3的旋向相同，该装置能实现减速功能。
当n=b+a时，主动圆盘1与从动圆盘3的旋向相反，该装置既可以实现减速又可以实现换向功能。
该同轴式圆锥正弦钢球减速器结构简单，实用性好，解决了现有同轴式减速装置整体不能承受较大的轴向载荷；并且安装麻烦，封闭的内腔不利于散热的问题。同时具有径向尺寸小、轴线长度短，整体体积小巧，安装简单，承载能力强的特点，具有广阔的应用前景，特别适用于石油钻采井下工具作业环境安装使用。

Claims (10)

1.一种同轴式圆锥正弦钢球减速器，它由主动圆盘（1）、保持架（2）、从动圆盘（3）、上壳体（4）和下壳体（5）构成，其特征在于：从动圆盘（3）上通过保持架（2）安装有主动圆盘（1），主动圆盘（1）上通过主动轴（6）安装有上壳体（4），上壳体（4）上固装有上端盖（7），主动圆盘（1）与上壳体（4）之间设置有上止退轴承（9），从动圆盘（3）上通过从动轴（10）安装有下壳体（5），下壳体（5）上固装有下端盖（11），从动圆盘（3）与下壳体（5）之间设置有下止退轴承（12），上壳体（4）、保持架（2）和下壳体（5）之间通过紧固螺栓固定。
2.根据权利要求1所述的一种同轴式圆锥正弦钢球减速器，其特征在于：所述的主动圆盘（1）和从动圆盘（3）分别为变径圆柱体。
3.根据权利要求2所述的一种同轴式圆锥正弦钢球减速器，其特征在于：所述的主动圆盘（1）的顶部固装有主动轴（6），主动圆盘（1）的底端呈圆锥形，主动圆盘（1）的底端圆锥上设置有上空间圆锥正弦曲线槽（13），上空间圆锥正弦曲线槽（13）上方环形均布有上散热孔（14）。
4.根据权利要求1所述的一种同轴式圆锥正弦钢球减速器，其特征在于：所述的保持架（2）呈圆盘状，保持架（2）的中心部位设置有与主动圆盘（1）的底端圆锥对应的保持架凹腔（15）。
5.根据权利要求4所述的一种同轴式圆锥正弦钢球减速器，其特征在于：所述的保持架凹腔（15）圆周上均布有多个活动槽（16）；保持架凹腔（15）***的保持架（2）上均布有安装孔（17）。
6.根据权利要求5所述的一种同轴式圆锥正弦钢球减速器，其特征在于：所述的活动槽（16）呈纵向设置，活动槽（16）内活动安装有钢球（18）。
7.根据权利要求2所述的一种同轴式圆锥正弦钢球减速器，其特征在于：所述的从动圆盘（3）底部固装有从动轴（10），从动圆盘（3）顶部设置有与保持架凹腔（15）对应的从动圆盘凹腔（19）。
8.根据权利要求7所述的一种同轴式圆锥正弦钢球减速器，其特征在于：所述的从动圆盘凹腔（19）的内表面圆周上设置有下空间圆锥正弦曲线槽（20），下空间圆锥正弦曲线槽（20）上方的从动圆盘凹腔（19）上环形均布有下散热孔（21）。
9.根据权利要求8所述的一种同轴式圆锥正弦钢球减速器，其特征在于：所述的下空间圆锥正弦曲线槽（20）的周期数大于上空间圆锥正弦曲线槽（13）的周期数。
10.根据权利要求1所述的一种同轴式圆锥正弦钢球减速器，其特征在于：所述的上端盖（7）通过紧固螺栓与上壳体（4）连接固定；下端盖（11）通过紧固螺栓与下壳体（5）连接固定，上端盖（7）与主动轴（6）之间和下端盖（11）与从动轴（10）之间分别设置有毛毡圈（8）。
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