一種擺珠式減速的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種擺珠式減速機，包括殼體和一端通過軸承一安裝在殼體內部的傳動軸，所述傳動軸另一端與輸入設備連接；還包括分別通過軸承二和軸承三套接于安裝在殼體內部傳動軸上的支承板和輸出軸；支承板與殼體內部之間設置有滾珠一和滾珠一的運動區間一，運動區間一為在殼體內部端面和支承板一側面之間設置的孔一和軌跡槽一，滾珠一放置在孔一內；支承板與輸出軸之間設置有滾珠二和滾珠二的運動區間二，運動區間二為在輸出軸端面和支承板另一側面之間設置的孔二和軌跡槽二；滾珠二放置在孔二內；輸出軸的外殼與殼體連接。該減速機結構簡單緊湊，加工難度小，而且可有效提高減速機的減速比和傳動效率。
【專利說明】一種擺珠式減速機
【技術領域】
[0001]本發明涉及機械傳動減速的【技術領域】，更具體地說，涉及一種減速機。
【背景技術】
[0002]在各類傳動機械設計中，減速機是必不可少的環節。現有的減速機已經系列化和標準化，其種類繁多，按照傳動類型可分為齒輪減速機、蝸桿減速機和行星齒輪減速機等等。在上述的機械傳動式減速機中，大多數采用齒輪或蝸輪傳動為基礎，利用改變齒輪齒數來實現變速的。其中，擺線針輪減速機由于具有減速比大和體積小等優點而逐步替代齒輪減速機和蝸桿減速機，并作為驅動或減速裝置廣泛應用在速度與扭矩的轉換設備中。
[0003]擺線針輪減速機是采用擺針和擺線方式傳動動力，其減速傳動部件是采用圓弧齒與滾針圓柱面接觸，但是，由于減速機的動力傳遞接觸面運動過程是以高副形式運動，因此容易造成磨損。而且其結構復雜，加工精度要求高，在設計和安裝過程中要留有一定的工藝間隙，導致工作時轉動不夠平穩，噪聲大，轉動效率低。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服現有技術中的缺點與不足，提供一種結構緊湊、噪音低和轉動平穩可靠性高的擺珠式減速機，以實現在提高減速機傳動效率和減速比的同時可簡化減速機內部結構、降低減速機體積，進而降低減速機的生產成本。
[0005]為了達到上述目的，本發明通過下述技術方案予以實現:一種擺珠式減速機，與輸入設備連接；其特征在于:包括殼體和一端通過軸承一安裝在殼體內部的傳動軸，所述傳動軸另一端與輸入設備連接；還包括分別通過軸承二和軸承三上下套接于安裝在殼體內部傳動軸上的支承板和輸出軸；所述支承板與殼體內部之間設置有滾珠一和滾珠一的運動區間一，所述運動區間一為在殼體內部端面和支承板一側面之間設置的孔一和軌跡槽一，所述滾珠一放置在孔一內；所述支承板與輸出軸之間設置有滾珠二和滾珠二的運動區間二，所述運動區間二為在輸出軸端面和支承板另一側面之間設置的孔二和軌跡槽二；所述滾珠二放置在孔二內；所述輸出軸外套接有外殼，外殼與殼體連接。
[0006]在上述方案中，滾珠一在運動區間一滾動或滑動可形成減速機的防自轉機構，該防自轉機構由現有技術中的兩組滾珠嚙合改進為一組滾珠嚙合，從而減少了嚙合接觸面，減少了接觸彈性變形環節，進而增強減速機的傳動剛性。同時，該防自轉機構不需要設置保持架，提高了減速機的結構緊湊性，同時也增加了滾珠一與支承板一側面的接觸域，從而提聞減速機的承載能力。
[0007]而滾珠二在運動區間二滾動或滑動則可形成減速機的動力輸出機構，該動力輸出機構中滾珠二的運動區間二是采用孔二與軌跡槽二的結合，相對于現有的采用內擺線滾道和外擺線滾道兩個軌跡槽形成的運動區間來說，則不存在滾珠在內擺線滾道和外擺線滾道滾動時產生的相位差，可有效避免滾珠在兩個軌跡槽滾動時相互抵消輸出的轉動角度的現象，因此，本發明的減速機采用孔二與軌跡槽二的結合可有效提高減速機的減速比、傳動效率和轉動平穩可靠性。
[0008]所述運動區間一為在殼體內部端面和支承板一側面之間設置的孔一和軌跡槽一是指:運動區間一為在殼體內部端面設置的孔一和支承板一側面設置的軌跡槽一，或者運動區間一為在殼體內部端面設置的軌跡槽一和支承板一側面設置的孔一；所述運動區間二為在輸出軸端面和支承板另一側面之間設置的孔二和軌跡槽二是指:運動區間二為輸出軸端面設置的軌跡槽二和支承板另一側面設置的孔二，或者運動區間二為輸出軸端面設置的孔二和支承板另一側面設置的軌跡槽二。本發明的運動區間一中孔一和軌跡一的設置位置是可以互換的，同樣，運動區間二中孔二和軌跡二的設置位置也是可以互換的，這樣可提高減速機內部結構的靈活性和多樣性。
[0009]更具體地說，所述軌跡槽一為兩兩相互獨立的圓軌跡槽，并且軌跡槽一設置的位置與所述孔一的位置相對應。每個軌跡槽一為圓軌跡槽，可實現滾珠一在圓軌跡槽內做運動，從而限制支承板的自轉。
[0010]所述軌跡槽一的中心設置有尖部；所述軌跡槽一的內徑大于滾珠的直徑。本發明軌跡槽一的內徑的大小決定了支承板往復擺動的幅度。本發明尖部的設置和軌跡槽一設計為圓軌跡槽，可使得滾珠在軌跡槽內做圓周運動來限制支承板的自轉，從而更好地實現防自轉功能。
[0011]所述軌跡槽二為橫截面呈雙“U”字形凹槽；所述橫截面呈雙“U”字形凹槽是指:一個“U”字形凹槽設置在另一個“U”字形凹槽的底部，上、下兩個凹槽連通并且槽的開口方向相同。在減速機工作時，本發明的滾珠二在上“U”字形凹槽滾動，而下“U”字形凹槽可作為油孔，在油孔內存放一定量潤滑油，使得滾珠二在滾動過程中快速得到潤滑，從而減小滾珠二與軌跡槽二摩擦，降低減速機的機械磨損。
[0012]上“U”字形凹槽的槽徑R >下“U”字形凹槽的槽徑r ;所述上“U”字形凹槽的槽徑R與滾珠外徑相匹配。
[0013]所述軌跡槽二在支承板與輸出軸之間形成具有波數的擺線封閉導槽；所述軌跡槽二的波數與孔二的數量具有差值。本發明軌跡槽二的波數比孔二的數量具有一定的差值，軌跡槽二的波數可以比孔二的數量多，或者孔二的數量可以比軌跡槽二的波數多，這樣設計可以增加減速機的減速比，也有利于機械的簡化和加工。若軌跡槽二的波數與孔二的數量相同，則軌跡槽二的波的位置與孔二的位置匹配相對應，因此，滾珠二不能實現在運動區間二進行滾動或滑動，無法實現支承板另一側面與輸出軸端面的嚙合，從而減速機不能起到減速的作用。
[0014]所述支承板為圓環形支承板，其內圓通過軸承套接于傳動軸外側；
[0015]每個所述軌跡槽一 /孔一均勻設置在支承板一側面的圓環面上，并且每個軌跡槽一/孔一的圓心連線形成圓環的同心圓；
[0016]運動區間二為輸出軸端面設置的軌跡槽二和支承板另一側面設置的孔二時，所述孔二均勻設置在支承板另一側面的圓環面上，并且每個孔二的圓心連線形成圓環的同心圓。
[0017]所述孔一為孔徑與滾珠一外徑相匹配的半圓孔，滾珠一、孔一和軌跡槽一的數量相等；所述孔二為孔徑與滾珠二外徑相匹配的半圓孔，孔二和滾珠二的數量相等。
[0018]所述傳動軸為凸輪軸或偏心軸；所述輸出軸為軸承四。凸輪軸能減小摩擦和磨損，而且傳遞給支承板較大的動力。從上述的技術方案可得到一個結構中空的減速機，在使用時，與傳動軸連接的輸入設備或與輸出軸連接的輸出設備采用的連接件，如電路、氣管和液壓管等等，則不需要采用固定件夾持或固定，而只需放置在減速機中空位置即可，從而可有效提高減速機和外部設備安裝連接的緊密型和便捷性，而且也可縮小減速機使用的占用空間。
[0019]本發明的防自轉機構與動力輸出機構組合形成的減速機結構簡單緊湊，而且無齒輪傳動能達到理想減速效果。該減速機減速的工作原理是這樣的:當輸入設備高速轉動，凸輪軸可使支承板的中心作以偏心量為半徑的圓周運動，此時，放置在孔一內的滾珠一在對應的軌跡槽一內滾動或滑動，從而限制了支承板自轉并對支承板傳遞橫向壓力，實現支承板在水平方向往復擺動。同時，在支承板水平方向往復擺動過程中，放置在孔二內的滾珠二在軌跡二槽內滾動或滑動，并對輸出軸施加運動作用力，使得支承板另一側面以滾珠二作為媒介嚙合件來實現與輸出軸端面嚙合，從而實現凸輪軸每轉動360°，輸出軸在滾珠二的運動壓力作用下偏移一定量的轉動角度，進而將輸入設備的轉動減速傳遞至減速機的輸出軸，以達到減速的效果。
[0020]與現有技術相比，本發明具有如下優點與有益效果:
[0021]1、本發明擺珠式減速機構結構簡單緊湊，而且加工難度小，從而實現在提高減速機傳動效率的同時可簡化減速機內部結構、降低減速機體積，進而降低減速機的生產成本。
[0022]2、本發明滾珠一在運動區間一滾動或滑動可形成的防自轉機構由兩組滾珠嚙合改進為一組滾珠嚙合，從而減少了嚙合接觸面，減少了接觸彈性變形環節，進而增強減速機的傳動剛性。
[0023]3、本發明滾珠一在運動區間一滾動或滑動形成的防自轉機構不需要設置保持架，提高了減速機的結構緊湊性，同時也增加了滾珠一與支承板一側面的接觸域，從而提高減速機的承載能力。
[0024]4、本發明擺珠式減速機的動力輸出機構改變了滾珠二的運動軌跡，從而提高滾珠~■的傳動性能，進而有效提聞減速機的減速比和傳動效率。
[0025]5、本發明擺珠式減速機的動力輸出機構結構簡單和加工難度小，有利于在傳動機械行業內使用和推廣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1是本發明擺珠式減速機的結構示意圖；
[0027]圖2是本發明擺珠式減速機的殼體內部端面的示意圖；
[0028]圖3是本發明擺珠式減速機的支承板一側面上設置有軌跡槽一的示意圖；
[0029]圖4是本發明擺珠式減速機的支承板另一側面上設置有孔二的示意圖；
[0030]圖5是本發明擺珠式減速機的輸出軸端面設置有軌跡槽二的示意圖；
[0031]圖6是圖1中A處放大圖；
[0032]圖7是圖1中B處放大圖；
[0033]其中，1為殼體、2為軸承一、3為凸輪軸、4為支承板、5為滾珠一、6為孔一、7為軌跡槽一、8為尖部、9為軸承二、10為輸出軸、11為軌跡槽二、12為孔二、13為滾珠二、14為軸承三、15為外殼。
【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖與【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的描述。
[0035]實施例一
[0036]本實施例以運動區間一為在殼體內部端面設置的孔一和支承板一側面設置的軌跡槽一，運動區間二為輸出軸端面設置的軌跡槽二和支承板另一側面設置的孔二為例進行說明。
[0037]如圖1至6所示，本發明的擺珠式減速機是與輸入設備連接的，該減速機包括殼體1和一端通過軸承一 2安裝在殼體內部的凸輪軸3，凸輪軸3的另一端與輸入設備連接。本發明的減速機還包括分別通過軸承二 9和軸承三14上下套接于安裝在殼體1內部凸輪軸3上的支承板4和輸出軸10，其中，本發明的輸出軸10為一個軸承四，軸承四外套接有外殼15，外殼15與殼體1連接，傳動軸也可采用偏心軸代替凸輪軸3進行傳動。
[0038]本發明在支承板4與殼體1內部之間設置有滾珠一 5和滾珠一 5的運動區間一，運動區間一為在殼體1內部端面設置的孔一 6和支承板4 一側面設置的軌跡槽一 7，其中，孔一 6為孔徑與滾珠一 5外徑相匹配的半圓孔，滾珠一 5放置在孔一 6內，滾珠一 5、孔一 6和軌跡槽一 7的數量相等。在支承板4與輸出軸10之間設置有滾珠二 13和滾珠二 13的運動區間二，運動區間二為輸出軸10端面設置的軌跡槽二 11和支承板4另一側面設置的孔二 12，其中，孔二 12為孔徑與滾珠二 13外徑相匹配的半圓孔，孔二 12的數量與滾珠二13的數量相同，滾珠二 13放置在孔二 12內。
[0039]本發明的支承板4為圓環形支承板，其內圓通過軸承二 9套接于凸輪軸3外側。而軌跡槽一 7為兩兩相互獨立的圓軌跡槽，每個軌跡槽一 7均勻設置在支承板4 一側面的圓環面上，并且每個軌跡槽一 7的圓心連線形成圓環的同心圓，軌跡槽一 7的位置與孔一 6的位置相對應。為了實現滾珠一 5在圓軌跡槽內做圓周運動來限制支承板4的自轉，軌跡槽一 7的內徑大于滾珠一 5的直徑，而且軌跡槽一 7的中心設置有尖部8。
[0040]本發明的軌跡槽二 11為橫截面呈雙“U”字形凹槽，其中，一個“U”字形凹槽設置在另一個“U”字形凹槽的底部，上、下兩個凹槽連通并且槽的開口方向相同，而且，上“U”字形凹槽的槽徑R >下“U”字形凹槽的槽徑r，上“U”字形凹槽的槽徑R與滾珠二 13外徑相匹配。本實施例中，上“U”字形凹槽的槽徑R的范圍為0.05?0.08毫米，粗糙度是小于0.5。在減速機工作時，本發明的滾珠二 13在上“U”字形凹槽滾動，而下“U”字形凹槽可作為油孔，在油孔內存放一定量潤滑油，使得滾珠二 13在滾動過程中快速得到潤滑，從而減小滾珠二 13與軌跡槽二 11摩擦，降低減速機的機械磨損。在軌跡槽二 11加工時，由于球狀刀具的中心沒有切削力從而影響加工精度，為了提高上“U”字形凹槽的精度，先對下“U”字形凹槽進行加工，然后再精加工上“U”字形凹槽。本發明的軌跡槽二 11在輸出軸10端面形成具有波數的擺線封閉導槽，該擺線封閉導槽的波數與孔二 12的數量差值為1。本發明軌跡槽二 11的波數比孔二 12的數量具有一定的差值，軌跡槽二 11的波數可以比孔二 12的數量多，或者孔二 12的數量可以比軌跡槽二 11的波數多，這樣設計可以增加減速機的減速t匕，也有利于機械的簡化和加工。本發明的差值可以為1、2或3等等。若軌跡槽二 11的波數與孔二 12的數量相同，則軌跡槽二 11的波的位置與孔二 12的位置匹配相對應，因此，滾珠二 13不能實現在運動區間二進行滾動或滑動，無法實現支承板4另一側面與輸出軸10端面的嚙合，從而減速機不能起到減速的作用。孔二 12均勻設置在支承板4另一側面的圓環面上，并且每個孔二 12的孔心連線形成圓環的同心圓。
[0041]本發明的防自轉機構與動力輸出機構組合形成的減速機結構簡單緊湊，而且無齒輪傳動能達到理想減速效果。該減速機減速的工作原理是這樣的:當輸入設備高速轉動，凸輪軸3可使支承板4的中心作以偏心量為半徑的圓周運動，此時，放置在孔一6內的滾珠一5在對應的軌跡槽一 7內滾動或滑動，從而限制了支承板4自轉并對支承板4傳遞橫向壓力，實現支承板4在水平方向往復擺動。同時，在支承板4水平方向往復擺動過程中，放置在孔二 12內的滾珠二 13在軌跡二槽11內滾動或滑動，并對輸出軸10施加運動作用力，使得支承板4另一側面以滾珠二 13作為媒介嚙合件來實現與輸出軸10端面嚙合，從而實現凸輪軸3每轉動360°，輸出軸10在滾珠二 13的運動壓力作用下偏移一定量的轉動角度，進而將輸入設備的轉動減速傳遞至減速機的輸出軸10，以達到減速的效果。
[0042]在減速機的工作過程中，由于防自轉機構由兩組滾珠嚙合改進為一組滾珠嚙合，從而減少了嚙合接觸面，減少了接觸彈性變形環節，進而增強減速機的傳動剛性。而且動力輸出機構中的滾珠二 13的運動區間二是采用半圓孔與軌跡槽二 11的結合，相對于現有的采用內擺線滾道和外擺線滾道兩個軌跡槽形成的運動區間來說，則不存在滾珠二在內擺線滾道和外擺線滾道滾動時產生的相位差，可有效避免滾珠二 13在兩個軌跡槽滾動時相互抵消輸出的轉動角度的現象，因此，本發明的減速機采用半圓孔與軌跡槽二 11的結合可有效提聞減速機的減速比和傳動效率。本實施例的減速機的減速比大，零間隙，轉動效率可達到85-90%,而且低噪音，轉動平穩可靠。
[0043]實施例二
[0044]本實施例與實施例一不同之處僅在于:運動區間一為在殼體內部端面設置的孔一和支承板一側面設置的軌跡槽一，運動區間二為輸出軸端面設置的孔二和支承板另一側面設置的軌跡槽二，其它結構與實施例一一致。
[0045]實施例三
[0046]本實施例與實施例一不同之處僅在于:運動區間一為在殼體內部端面設置的軌跡槽一和支承板一側面設置的孔一，運動區間二為輸出軸端面設置的軌跡槽二和支承板另一側面設置的孔二，其它結構與實施例一一致。
[0047]實施例四
[0048]本實施例與實施例一不同之處僅在于:運動區間一為在殼體內部端面設置的軌跡槽一和支承板一側面設置的孔一，運動區間二為輸出軸端面設置的孔二和支承板另一側面設置的軌跡槽二，其它結構與實施例一一致。
[0049]上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種擺珠式減速機，與輸入設備連接；其特征在于:包括殼體和一端通過軸承一安裝在殼體內部的傳動軸，所述傳動軸另一端與輸入設備連接；還包括分別通過軸承二和軸承三上下套接于安裝在殼體內部傳動軸上的支承板和輸出軸；所述支承板與殼體內部之間設置有滾珠一和滾珠一的運動區間一，所述運動區間一為在殼體內部端面和支承板一側面之間設置的孔一和軌跡槽一，所述滾珠一放置在孔一內；所述支承板與輸出軸之間設置有滾珠二和滾珠二的運動區間二，所述運動區間二為在輸出軸端面和支承板另一側面之間設置的孔二和軌跡槽二 ；所述滾珠二放置在孔二內；所述輸出軸外套接有外殼，外殼與殼體連接。
2.根據權利要求1所述的擺珠式減速機，其特征在于:所述運動區間一為在殼體內部端面和支承板一側面之間設置的孔一和軌跡槽一是指:運動區間一為在殼體內部端面設置的孔一和支承板一側面設置的軌跡槽一，或者運動區間一為在殼體內部端面設置的軌跡槽一和支承板一側面設置的孔一；所述運動區間二為在輸出軸端面和支承板另一側面之間設置的孔二和軌跡槽二是指:運動區間二為輸出軸端面設置的軌跡槽二和支承板另一側面設置的孔二，或者運動區間二為輸出軸端面設置的孔二和支承板另一側面設置的軌跡槽二。
3.根據權利要求1所述的擺珠式減速機，其特征在于:所述軌跡槽一為兩兩相互獨立的圓軌跡槽，并且軌跡槽一設置的位置與所述孔一的位置相對應。
4.根據權利要求1所述的擺珠式減速機，其特征在于:所述軌跡槽一的中心設置有尖部；所述軌跡槽一的內徑大于滾珠的直徑。
5.根據權利要求1所述的擺珠式減速機，其特征在于:所述軌跡槽二為橫截面呈雙“U”字形凹槽；所述橫截面呈雙“U”字形凹槽是指:一個“U”字形凹槽設置在另一個“U”字形凹槽的底部，上、下兩個凹槽連通并且槽的開口方向相同。
6.根據權利要求5所述的擺珠式減速機，其特征在于:上“U”字形凹槽的槽徑R>下“U”字形凹槽的槽徑r ;所述上“U”字形凹槽的槽徑R與滾珠外徑相匹配。
7.根據權利要求1所述的擺珠式減速機，其特征在于:所述軌跡槽二在支承板與輸出軸之間形成具有波數的擺線封閉導槽；所述軌跡槽二的波數與孔二的數量具有差值。
8.根據權利要求2所述的擺珠式減速機，其特征在于:所述支承板為圓環形支承板，其內圓通過軸承套接于傳動軸外側； 每個所述軌跡槽一 /孔一均勻設置在支承板一側面的圓環面上，并且每個軌跡槽一 /孔一的圓心連線形成圓環的同心圓； 運動區間二為輸出軸端面設置的軌跡槽二和支承板另一側面設置的孔二時，所述孔二均勻設置在支承板另一側面的圓環面上，并且每個孔二的圓心連線形成圓環的同心圓。
9.根據權利要求1所述的擺珠式減速機，其特征在于:所述孔一為孔徑與滾珠一外徑相匹配的半圓孔，滾珠一、孔一和軌跡槽一的數量相等；所述孔二為孔徑與滾珠二外徑相匹配的半圓孔，孔二和滾珠二的數量相等。
10.根據權利要求1所述的擺珠式減速機，其特征在于:所述傳動軸為凸輪軸或偏心軸；所述輸出軸為軸承四。
【文檔編號】F16H1/28GK104265842SQ201410484143
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月19日 優先權日:2014年9月19日
【發明者】盧新建, 廖緒森, 陳飛龍 申請人:佛山市諾爾貝機器人技術有限公司