CN109882552B - 一种双级平面钢球减速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双级平面钢球减速器，涉及活齿钢球传动装置技术领域，第一级平面钢球传动***通过第一轴承组件安装于主动轴上，第二级平面钢球传动***通过第二轴承组件安装于输出轴上，第一级平面钢球传动***和第二级平面钢球传动***通过中间传动***连接，中间传动***能够将第一级平面钢球传动***的摆动输出转换为回转运动，并将回转运动转换为第二级平面钢球传动***的摆动输入，该双级平面钢球减速器双级传动，传动比大，兼具平面钢球减速器的优点，且采用轴承传递动力，轴承能够将高速运动转变为低速运动，啮合副之间的相对滑动降低，同时主动轴不直接与活齿啮合，装置整体传动效率大大提高。

Description

一种双级平面钢球减速器

技术领域

本发明涉及活齿钢球传动装置技术领域，特别是涉及一种双级平面钢球减速器。

背景技术

随着活齿传动的不断发展，许多新型活齿减速器相继问世，申请号为201510629776.4的发明专利公开了一种通过摆动盘输出的活齿凸轮机构，其通过改变摆动盘封闭槽齿廓曲线，可以实现将匀速输入转化为多种形式的摆动凸轮输出运动，但主动轴的高速回转导致啮合副之间的相对滑动大大提升，导致传动效率降低；平面钢球减速器是活齿传动中具有代表性的传动类型，不仅尺寸小，而且由于激波器和中心轮端面的滚道在平面内加工，制造工艺性好，但是现有平面钢球减速器高速回转的主动轴直接与活齿啮合，严重影响了传动效率，而且单级平面钢球减速器的传动比较小，为此，开发一种兼具平面钢球减速器的优点，又传动效率高，传动比大的双级平面钢球减速器，才能适用于更多新技术、新设备的发展需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种双级平面钢球减速器，以解决上述现有技术存在的问题，使双级平面钢球减速器兼具平面钢球减速器的优点，又传动效率高，传动比大。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种双级平面钢球减速器，包括主动轴、输出轴、第一级平面钢球传动***、中间传动***和第二级平面钢球传动***，所述第一级平面钢球传动***通过第一轴承组件安装于所述主动轴上，所述第二级平面钢球传动***通过第二轴承组件安装于所述输出轴上，所述第一级平面钢球传动***和所述第二级平面钢球传动***通过所述中间传动***连接，所述中间传动***能够将所述第一级平面钢球传动***的摆动输出转换为回转运动，并将所述回转运动转换为第二级平面钢球传动***的摆动输入。

优选地，所述第一级平面钢球传动***包括左中心轮和第一级激波器，所述第一轴承组件包括第一圆锥滚子轴承和第一深沟球轴承，所述主动轴包括第一同心段、偏心段和第二同心段，所述第一同心段、所述偏心段和所述第二同心段沿所述主动轴的轴线方向依次设置，所述左中心轮通过所述第一深沟球轴承安装于所述第一同心段上，所述第一级激波器通过所述第一圆锥滚子轴承安装于所述偏心段上，所述第一级激波器靠近所述左中心轮的一端设置有左同心圆滚道，所述左中心轮靠近所述第一级激波器的端面上设置有左正弦滚道，所述左同心圆滚道与所述左正弦滚道之间设置有第一级活齿钢球。

优选地，所述第二级平面钢球传动***包括依次设置的第二级激波器、活齿架和右中心轮，所述第二轴承组件包括第二圆锥滚子轴承和第二深沟球轴承，所述第二级激波器通过所述第二圆锥滚子轴承的轴承内圈支承于所述输出轴上，所述活齿架固定套设于所述输出轴上，所述右中心轮通过所述第二深沟球轴承安装于所述输出轴上，所述第二级激波器靠近所述活齿架的一端设置有右同心圆滚道，所述活齿架靠近所述第二级激波器的一端设置有齿槽，一个所述齿槽内设置有一个第二级活齿钢球，所述右中心轮靠近所述活齿架的一端设置有右正弦滚道，所述右同心圆滚道、所述齿槽以及所述右正弦滚道通过所述第二级活齿钢球啮合。

优选地，所述中间传动***包括壳体和移动导轨输出机构，所述壳体与所述左中心轮和所述右中心轮形成一传动空腔，所述第一级激波器、所述移动导轨输出机构、所述第二级激波器和所述活齿架均设置于所述传动空腔内，所述移动导轨输出机构的一端通过第三深沟球轴承支承于所述第二同心段上，所述移动导轨输出机构的另一端通过第四深沟球轴承支承于所述壳体的内壁上，且所述移动导轨输出机构的另一端套设于所述第二圆锥滚子轴承的轴承外圈上，所述第一级激波器靠近所述移动导轨输出机构的一端设置有多个齿坑，所述移动导轨输出机构靠近所述第一级激波器的一端周向设置有多个径向齿槽，一个所述齿坑对应一个所述径向齿槽，且一个所述齿坑与一个所述径向齿槽之间设置有一个导轨活齿钢球。

优选地，所述齿坑的数量为4个。

优选地，所述左中心轮远离所述第一级激波器的一端设置有左端盖，所述右中心轮远离所述第二级激波器的一端设置有右端盖，所述左端盖套设于所述主动轴上并与所述主动轴密封连接，所述右端盖套设于所述输出轴上并与所述输出轴密封连接。

优选地，所述左端盖、所述左中心轮、所述壳体、所述右中心轮和所述右端盖依次可拆卸连接。

优选地，所述左端盖、所述左中心轮、所述壳体、所述右中心轮和所述右端盖相互之间均设置有调整垫片。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的双级平面钢球减速器，第一级平面钢球传动***通过第一轴承组件安装于主动轴上，第二级平面钢球传动***通过第二轴承组件安装于输出轴上，第一级平面钢球传动***和第二级平面钢球传动***通过中间传动***连接，中间传动***能够将第一级平面钢球传动***的摆动输出转换为回转运动，并将回转运动转换为第二级平面钢球传动***的摆动输入，采用双级传动，装置传动比大，兼具平面钢球减速器的优点，且采用轴承传递动力，轴承能够将高速运动转变为低速运动，啮合副之间的相对滑动降低，同时主动轴不直接与活齿啮合，装置整体传动效率大大提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的双级平面钢球减速器的整体结构示意图；

图2为主动轴的结构示意图；

图3为左正弦滚道的结构示意图；

图4为左同心圆滚道的结构示意图；

图5为齿槽的结构示意图；

图6为径向齿槽的结构示意图；

图7为齿坑的结构示意图。

图1-图7中：

1-主动轴、101-第一同心段、102-偏心段、103-第二同心段、2-左端盖、3-左中心轮、301-左正弦滚道、4-第一圆锥滚子轴承、5-第一级活齿钢球、6-第一级激波器、601-左同心圆滚道、602-齿坑、7-第一壳体、8-导轨活齿钢球、9-移动导轨输出机构、901-径向齿槽、10-第二圆锥滚子轴承、11-第四深沟球轴承、12-第二壳体、13-第二级激波器、14-第二级活齿钢球、15-右中心轮、16-右端盖、17-活齿架、171-齿槽、18-输出轴、19-轴套、20-第三深沟球轴承、21-调整垫片、22-第二深沟球轴承、23-第一深沟球轴承。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种双级平面钢球减速器，以解决现有技术存在的问题，使双级平面钢球减速器兼具平面钢球减速器的优点，又传动效率高，传动比大。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种双级平面钢球减速器，包括主动轴1、输出轴18、第一级平面钢球传动***、中间传动***和第二级平面钢球传动***，第一级平面钢球传动***通过第一轴承组件安装于主动轴1上，第二级平面钢球传动***通过第二轴承组件安装于输出轴18上，第一级平面钢球传动***和第二级平面钢球传动***通过中间传动***连接，中间传动***能够将第一级平面钢球传动***的摆动输出转换为回转运动，并将回转运动转换为第二级平面钢球传动***的摆动输入，该双级平面钢球减速器为双级传动，传动比大，兼具平面钢球减速器的优点，且采用轴承传递动力，轴承能够将高速运动转变为低速运动，啮合副之间的相对滑动降低，同时主动轴1不直接与活齿啮合，装置整体传动效率大大提高。

在具体使用过程中将主动轴1与原动机连接，将输出轴18与负载连接。

一些实施例中，如图2-图4所示，第一级平面钢球传动***包括左中心轮3和第一级激波器6，第一轴承组件包括第一圆锥滚子轴承4和第一深沟球轴承23，主动轴1包括第一同心段101、偏心段102和第二同心段103，第一同心段101、偏心段102和第二同心段103沿主动轴1的轴线方向依次设置，左中心轮3通过第一深沟球轴承23安装于第一同心段101上，第一级激波器6通过第一圆锥滚子轴承4安装于偏心段102上，第一级激波器6靠近左中心轮3的一端设置有左同心圆滚道601，左中心轮3靠近第一级激波器6的端面上设置有左正弦滚道301，左同心圆滚道601与左正弦滚道301之间设置有第一级活齿钢球5。

在具体使用过程中，第一圆锥滚子轴承4将主动轴1的高速回转运动转化为轴承外圈的低速摆动，从而带动第一级激波器6低速摆动，减小啮合副相对滑动，使传动效率大大提升。

一些实施例中，如图5所示，第二级平面钢球传动***包括依次设置的第二级激波器13、活齿架17和右中心轮15，第二轴承组件包括第二圆锥滚子轴承10和第二深沟球轴承22，第二级激波器13通过第二圆锥滚子轴承10的轴承内圈支承于输出轴18上，活齿架17固定套设于输出轴18上，右中心轮15通过第二深沟球轴承22安装于输出轴18上，第二级激波器13靠近活齿架17的一端设置有右同心圆滚道，活齿架17靠近第二级激波器13的一端设置有齿槽171，一个齿槽171内设置有一个第二级活齿钢球14，右中心轮15靠近活齿架17的一端设置有右正弦滚道，右同心圆滚道、齿槽171以及右正弦滚道通过第二级活齿钢球14啮合。

一些实施例中，如图6-图7所示，中间传动***包括壳体和移动导轨输出机构9，壳体与左中心轮3和右中心轮15形成一传动空腔，第一级激波器6、移动导轨输出机构9、第二级激波器13和活齿架17均设置于传动空腔内，第三深沟球轴承20通过轴套19安装于第二同心段103上，移动导轨输出机构9的一端通过第三深沟球轴承20支承于第二同心段103上，移动导轨输出机构9的另一端通过第四深沟球轴承11支承于壳体的内壁上，且移动导轨输出机构9的另一端套设于第二圆锥滚子轴承10的轴承外圈上，具体的，移动导轨输出机构9的另一端设置有偏心孔，第二圆锥滚子轴承10的轴承外圈与偏心孔相配合，第一级激波器6靠近移动导轨输出机构9的一端设置有多个齿坑602，移动导轨输出机构9靠近第一级激波器6的一端周向设置有多个径向齿槽901，一个齿坑602对应一个径向齿槽901，且一个齿坑602与一个径向齿槽901之间设置有一个导轨活齿钢球8，如此设置，装置整体结构简单紧凑、便于实现减速器的小型化，具有较小的轴向尺寸，使得装置可以应用于空间尺寸受限的领域。

具体的，壳体包括同轴设置并相连的第一壳体7和第二壳体12，且第一壳体7与左中心轮3连接，第二壳体12与右中心轮15连接。

在具体使用过程中，第二圆锥滚子轴承10将移动导轨输出机构9的高速回转运动转化为轴承内圈的低速摆动，从而带动第二级激波器13低速摆动，减小啮合副相对滑动，使传动效率大大提升。

一些实施例中，齿坑602的数量为4个，具体的，4个齿坑602沿移动导轨输出机构9的周向均匀设置。

一些实施例中，左中心轮3远离第一级激波器6的一端设置有左端盖2，右中心轮15远离第二级激波器13的一端设置有右端盖16，左端盖2套设于主动轴1上并与主动轴1密封连接，右端盖16套设于输出轴18上并与输出轴18密封连接，如此设置，装置密封性好。

一些实施例中，左端盖2、左中心轮3、壳体、右中心轮15和右端盖16依次可拆卸连接，具体的，左端盖2、左中心轮3、壳体、右中心轮15和右端盖16通过螺栓连接，如此设置，装置拆装方便。

一些实施例中，左端盖2、左中心轮3、壳体、右中心轮15和右端盖16相互之间均设置有调整垫片21，如此设置，左端盖2、左中心轮3、壳体、右中心轮15和右端盖16相互之间的间隙密封严密。

另外，上述各个实施例中的不同功能的装置或部件可以进行结合，比如，本实施例的优选方案中的双级平面钢球减速器包括主动轴1、输出轴18、第一级平面钢球传动***、中间传动***和第二级平面钢球传动***，第一级平面钢球传动***包括左中心轮3和第一级激波器6，第一轴承组件包括第一圆锥滚子轴承4和第一深沟球轴承23，主动轴1包括第一同心段101、偏心段102和第二同心段103，第一同心段101、偏心段102和第二同心段103沿主动轴1的轴线方向依次设置，左中心轮3通过第一深沟球轴承23安装于第一同心段101上，第一级激波器6通过第一圆锥滚子轴承4安装于偏心段102上，第一级激波器6靠近左中心轮3的一端设置有左同心圆滚道601，左中心轮3靠近第一级激波器6的端面上设置有左正弦滚道301，左同心圆滚道601与左正弦滚道301之间设置有第一级活齿钢球5，第二级平面钢球传动***包括依次设置的第二级激波器13、活齿架17和右中心轮15，第二轴承组件包括第二圆锥滚子轴承10和第二深沟球轴承22，第二级激波器13通过第二圆锥滚子轴承10的轴承内圈支承于输出轴18上，活齿架17固定套设于输出轴18上，右中心轮15通过第二深沟球轴承22安装于输出轴18上，第二级激波器13靠近活齿架17的一端设置有右同心圆滚道，活齿架17靠近第二级激波器13的一端设置有齿槽171，一个齿槽171内设置有一个第二级活齿钢球14，右中心轮15靠近活齿架17的一端设置有右正弦滚道，右同心圆滚道、齿槽171以及右正弦滚道通过第二级活齿钢球14啮合，中间传动***包括壳体和移动导轨输出机构9，壳体与左中心轮3和右中心轮15形成一传动空腔，第一级激波器6、移动导轨输出机构9、第二级激波器13和活齿架17均设置于传动空腔内，第三深沟球轴承20通过轴套19安装于第二同心段103上，移动导轨输出机构9的一端通过第三深沟球轴承20支承于第二同心段103上，移动导轨输出机构9的另一端通过第四深沟球轴承11支承于壳体的内壁上，移动导轨输出机构9的另一端设置有偏心孔，第二圆锥滚子轴承10的轴承外圈与偏心孔相配合，第一级激波器6靠近移动导轨输出机构9的一端设置有多个齿坑602，移动导轨输出机构9靠近第一级激波器6的一端周向设置有多个径向齿槽901，一个齿坑602对应一个径向齿槽901，且一个齿坑602与一个径向齿槽901之间设置有一个导轨活齿钢球8，壳体包括同轴设置并相连的第一壳体7和第二壳体12，且第一壳体7与左中心轮3连接，第二壳体12与右中心轮15连接，齿坑602的数量为4个，左中心轮3远离第一级激波器6的一端设置有左端盖2，右中心轮15远离第二级激波器13的一端设置有右端盖16，左端盖2套设于主动轴1上并与主动轴1密封连接，右端盖16套设于输出轴18上并与输出轴18密封连接，左端盖2、左中心轮3、壳体、右中心轮15和右端盖16通过螺栓连接，左端盖2、左中心轮3、壳体、右中心轮15和右端盖16相互之间均设置有调整垫片21。

本实施例中，第一级活齿钢球5的个数设定为Z1个，左中心轮3的左正弦滚道301的波数设定为Z2，主动轴1偏心段102的偏心距为ɑ1，第一级激波器6的左同心圆滚道601半径为b1，第一级激波系数λ1＝b1/ɑ1，θ2为第一级激波器6转动的角度，左中心轮3的左正弦滚道301理论齿廓线参数方程为：

第一级传动比计算公式为：

本实施例中，第二级活齿钢球14的个数设定为Z3个，右中心轮15右正弦滚道的波数设定为Z4，移动导轨输出机构9偏心孔的偏心距为ɑ2，第二级激波器13的右同心圆滚道的半径为b2，第二级激波系数λ2＝b2/ɑ2，θ3为活齿架17转动的角度，右中心轮15的右正弦滚道理论齿廓线参数方程为：

第二级传动比计算公式为：

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种双级平面钢球减速器，其特征在于：包括主动轴、输出轴、第一级平面钢球传动***、中间传动***和第二级平面钢球传动***，所述第一级平面钢球传动***通过第一轴承组件安装于所述主动轴上，所述第二级平面钢球传动***通过第二轴承组件安装于所述输出轴上，所述第一级平面钢球传动***和所述第二级平面钢球传动***通过所述中间传动***连接，所述中间传动***能够将所述第一级平面钢球传动***的摆动输出转换为回转运动，并将所述回转运动转换为第二级平面钢球传动***的摆动输入；

所述第一级平面钢球传动***包括左中心轮和第一级激波器，所述第一轴承组件包括第一圆锥滚子轴承和第一深沟球轴承，所述主动轴包括第一同心段、偏心段和第二同心段，所述第一同心段、所述偏心段和所述第二同心段沿所述主动轴的轴线方向依次设置，所述左中心轮通过所述第一深沟球轴承安装于所述第一同心段上，所述第一级激波器通过所述第一圆锥滚子轴承安装于所述偏心段上，所述第一级激波器靠近所述左中心轮的一端设置有左同心圆滚道，所述左中心轮靠近所述第一级激波器的端面上设置有左正弦滚道，所述左同心圆滚道与所述左正弦滚道之间设置有第一级活齿钢球；

所述第二级平面钢球传动***包括依次设置的第二级激波器、活齿架和右中心轮，所述第二轴承组件包括第二圆锥滚子轴承和第二深沟球轴承，所述第二级激波器通过所述第二圆锥滚子轴承的轴承内圈支承于所述输出轴上，所述活齿架固定套设于所述输出轴上，所述右中心轮通过所述第二深沟球轴承安装于所述输出轴上，所述第二级激波器靠近所述活齿架的一端设置有右同心圆滚道，所述活齿架靠近所述第二级激波器的一端设置有齿槽，一个所述齿槽内设置有一个第二级活齿钢球，所述右中心轮靠近所述活齿架的一端设置有右正弦滚道，所述右同心圆滚道、所述齿槽以及所述右正弦滚道通过所述第二级活齿钢球啮合；

所述中间传动***包括壳体和移动导轨输出机构，所述壳体与所述左中心轮和所述右中心轮形成一传动空腔，所述第一级激波器、所述移动导轨输出机构、所述第二级激波器和所述活齿架均设置于所述传动空腔内，所述移动导轨输出机构的一端通过第三深沟球轴承支承于所述第二同心段上，所述移动导轨输出机构的另一端通过第四深沟球轴承支承于所述壳体的内壁上，且所述移动导轨输出机构的另一端套设于所述第二圆锥滚子轴承的轴承外圈上，所述第一级激波器靠近所述移动导轨输出机构的一端设置有多个齿坑，所述移动导轨输出机构靠近所述第一级激波器的一端周向设置有多个径向齿槽，一个所述齿坑对应一个所述径向齿槽，且一个所述齿坑与一个所述径向齿槽之间设置有一个导轨活齿钢球。

2.根据权利要求1所述的双级平面钢球减速器，其特征在于：所述齿坑的数量为4个。

3.根据权利要求1所述的双级平面钢球减速器，其特征在于：所述左中心轮远离所述第一级激波器的一端设置有左端盖，所述右中心轮远离所述第二级激波器的一端设置有右端盖，所述左端盖套设于所述主动轴上并与所述主动轴密封连接，所述右端盖套设于所述输出轴上并与所述输出轴密封连接。

4.根据权利要求3所述的双级平面钢球减速器，其特征在于：所述左端盖、所述左中心轮、所述壳体、所述右中心轮和所述右端盖依次可拆卸连接。

5.根据权利要求3所述的双级平面钢球减速器，其特征在于：所述左端盖、所述左中心轮、所述壳体、所述右中心轮和所述右端盖相互之间均设置有调整垫片。

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