專利名稱：無級變速微型滾道減速機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種無級調速的傳動裝置。它可制成小型或微型的結構而廣泛用于自動化儀表、程控設備、伺服系統和微型動力設備中。
迄今為止，微型的運動或動力傳送裝置不帶無級調速，其采用齒輪、蝸輪系列的輪齒型多軸結構，它們的體積龐大、制造所耗用的原材料多而壽命短，在使用中振動與噪音比較嚴重、高溫下甚至在常溫下滲油、漏油，并且傳動效率比較低、承載或過載的能力差。
本發明的目的是提供一種小型或微型結構的帶無級調速的減速機，使它具有以下優點(1)結構簡單體積小;(2)制造所耗用的原材料少;(3)運轉時振動微弱無噪音;(4)常溫下，以至高溫下不漏油、滲油;(5)具有良好的承載、過載能力;(6)具有較高的傳動效率;(7)使用壽命長。
本發明的無級變速微型滾道減速機在結構上包含了無級調速和滾道減速兩部分機構。
無級調速選用行星摩擦機構。西德專利DE3601491公開的一種彈性行星齒輪無級變速器，它的行星架K的變速運動是通過內外錐中心輪1、2的軸向同步位移迫使行星輪3在徑向產生相應的移動而實現的，這種結構復雜、剛度差，并且不能有效地消除摩擦傳動中的打滑現象。因此，傳動效率提不高。美國專利US4751854公開的一種無級變速器，它的輸出盤2與圓錐滾子1上的圓弧槽e之間的摩擦接觸面小，不適宜較大功率的傳遞，并且外環4的結構形狀使它在徑向上不能得到補償。因此，摩擦傳動中也一樣存在打滑現象。
本發明的行星摩擦無級變速機構是在動力或運動輸入軸上安裝了太陽輪，與輸入軸共線的輸出軸是行星輪的公共轉軸，該軸上安裝了三個以上的行星輪。行星輪的一部分表面同太陽輪嚙合產生自轉，另一部分表面同一個安裝在機殼上的W型雙列彈性環相嚙合而產生公轉。W型雙列彈性環能在一個調節環推動下作軸向移動，并由一個定位裝置使調節環在工作位置上停留。W型雙列彈性環的軸向位置變化即改變了它同行星輪嚙合的位置，從而達到公轉輸出速度的無級變化。W型雙列彈性環呈錐形盤狀，錐形盤開口朝外，并且在其附近殼體上安裝了預緊裝置，當它受到軸向預緊力時，彈性環的徑向尺寸就可得到補償，因此，消除了摩擦傳動中的打滑現象，傳動效率大為提高。
減速部分是采用微型的滾道減速機。在中國專利86200768中提供的一種滾道減速機中，它的主要零部件如輸入軸1、驅動盤3、輸出環7、滾動體4和固定齒環5是采用由中心向外呈徑向布置的結構，這種結構不易滿足小型、微型化的要求。
本發明的微型滾道減速機采用一齒差的減速機構和零齒差的輸出機構，并且兩者在軸向串聯布置。一齒差減速機構包含了一組在機殼上固定的數量大于六的柱銷和一個由輸入軸上的偏心裝置所驅動的齒環。齒環上帶有數量大于六，但與柱銷數相比差一或多一的齒廓面，在偏心裝置驅動下它與柱銷作內切嚙合無滑動的運動，并且根據差齒原理，輸入軸上的運動在齒環上得到了減速。零齒差輸出機構是把齒環上的減速運動同步傳送到輸出軸上，它擁有一根與輸入軸線共線的輸出軸和一個在輸出軸上安裝的能與一齒差減速機構中的齒環作同步運動的輸出環。
微型滾道減速機和無級變速機構共置于一個機殼內，前者的輸入軸與后者的公轉輸出軸連接，它們分別在機殼兩端密閉的端蓋軸承座內安裝。當無級變速機構的輸入軸傳入運動或動力時，其軸上的太陽輪帶動行星輪運轉，行星輪與太陽輪嚙合自轉，并與W型雙列彈性環嚙合作公轉。預緊裝置和調節環即可改變彈性環的軸向位置，并使環受到軸向的預緊作用，從而在公轉軸上輸出了高傳動效率的無級變速運動。公轉軸上的這一運動或動力直接輸入到微型滾道減速機的輸入軸，其軸上的偏心裝置驅動著齒環，使其上面的齒廓面與柱銷內切嚙合，齒環得到減速;與此同時，與齒環作同步運動的輸出環將齒環上的運動或動力傳到輸出軸上。
滾道減速機和無級變速機構均可成為一種獨立的傳動裝置單獨使用，并且在大速比的傳動中可把滾道減速機的一齒差和零齒差機構在軸向重復串聯，形成多級的滾道減速機或無級變速微型滾道減速機。它們還可以制成大型結構，用作大功率的傳動裝置。
下面通過實施例并結合附圖，對無級變速微型滾道減速機作進一步的闡述，附圖內容如下
圖1是無級變速微型滾道減速機的正剖視圖;
圖2是圖1的A-A剖視圖;
圖3是圖1的B-B剖視圖;
圖4是圖1的C-C剖視圖;
圖5是圖1的K局部放大圖;
圖6是二級減速的無級變速微型滾道減速機的局部正剖視圖。
從圖1上可以看到軸1上的太陽輪12周圍有四個行星輪2，它們在一根與軸1共軸線的公轉軸6上安裝。每個行星輪由圓錐臺和圓錐體兩部分組成，圓錐臺外表面與太陽輪12嚙合產生自轉運動，圓錐體外表面同W型雙列彈性環4的內孔表面嚙合，且嚙合線與公轉軸6的軸線平行，行星輪2產生公轉。
W型雙列彈性環的結構可以從圖4和圖5上看到，每一個彈性環由兩個中心帶孔、周邊帶四個搭耳的圓錐形盤組成，其中的一個盤其孔的外端面上帶有一凸圈，而另一個盤的孔外端面上帶有一凹圈，兩盤貼合成彈性環時，凹凸圈相互嵌合以避免移動中兩盤錯位。四個搭耳在機殼13上相應的四個軸向槽孔內，在槽孔內固定或作軸向移動。W型雙列彈性環4的軸向移動和軸向預緊是由調節環5和調壓螺母3來完成。圖5上可看到調節環5以螺紋連接機殼13上，其上帶有一圈凹的止口以限定彈性環四個搭耳的左極端位置。調節螺母3是一個圓螺母，它以螺紋連接在彈性環右邊的機殼上，如果同時旋轉調節環5和調壓螺母3，它們推動彈性環上的搭耳使彈性環沿軸向左右移動。如果只旋轉調壓螺母3，則可軸向壓迫彈性環使其徑向尺寸得到補償。調節環上帶有定位銷釘10，其相應的機殼上有齒槽10，兩者配合即可使靜態的調節環在一固定位置上工作。
公轉軸向左延伸便是微型滾道減速機的輸入軸。在圖1、圖2和圖3上看到該軸上裝有一個偏心環8，偏心環上則安裝了齒環15。齒環15的左、右兩端均帶有十二個周向均布的齒廓面14、右邊齒廓面14在齒環被驅動時能依次同十三個在機殼13上固定的呈環狀分布的柱銷7作內切嚙合運動，由于柱銷7的數量比齒廓數多一，所以齒環減速回轉;圖2是這部分一齒差機構的剖視圖。輸出軸16與公轉軸6共線，其上安裝了輸出環9。在輸出環的端面上，沿周向固定了十二個針銷7′。當齒環15作減速回轉時，其左端的十二個齒廓面14′同輸出環上的十二個針銷7′作內切嚙合，實現了輸出環9與齒環15的同步運動;圖3是這部分零齒差機構的剖視圖。這樣，通過無級變速機構、滾道減速機之后，無級變速微型滾道減速機的軸1上的輸入速度可轉變為所需要的輸出速度，并在輸出軸16上輸出。
無級變速機構和微型滾道減速機共置于機殼13內，機殼兩端帶有密閉的端蓋11，軸1和軸16分別在機殼端蓋和殼體的軸承座內安裝。運動的部位采用固相潤滑劑。
實施例的一種用于窗簾開啟的無級變速微型滾道減速機的外形長度L為38mm、直徑D為16mm;輸出軸直徑d為4mm;電機功率P為5w;電機轉速為3000r/min;輸出扭矩為4.9N-cm;傳動比i為32。
圖6是一個二級減速的無級變速微型滾道減速機一齒差、零齒差機構在軸上重復串聯的結構。第一級一齒差機構包括公轉軸61、偏心環81、齒環151、柱銷71，零齒差機構包括齒環151、針銷71、輸出環91，軸62是第一級輸出軸又是第二級的輸入軸;第二級一齒差機構為軸62、偏心環82、齒環152、柱銷7′2、輸出環92和輸出軸16。軸61、軸62、軸16共軸線。
本發明的減速機具有以下的優點1.本機帶有無級調速，因此增加了微型傳動裝置的使用性能，并且無級變速機構的傳動效率在98%以上;
2.整機結構簡單體積小，能滿足小型、微型化之要求;
3.整機與傳統的同類傳動裝置相比較，過載能力提高一倍、壽命提高1～2倍、原材料耗用量減少25%左右;
4.高溫下不漏油滲油;
5.振動甚微、無噪音。
權利要求
1.一種帶有無級變速和滾道減速的無級變速微型滾道減速機，它的行星摩擦無級變速機構包含有一個在輸入軸(1)上安裝的太陽輪(12)、在公轉軸(6)上安裝的能同太陽輪相嚙合產生自轉運動的三個以上的行星輪(2)，以及一個在機殼(13)上安裝的能與行星輪(2)嚙合使之產生公轉的W型雙列彈性環(4)和一個能使W型雙列彈性環作軸向移動以改變它同行星輪嚙合的軸向裝置，從而實現公轉軸無級變速目的的帶定位銷釘(10)和齒槽10的調節環(5)，本發明的特征是1).W型雙列彈性環具有一種能在軸向預緊力作用下產生徑向尺寸補償從而消除摩擦嚙合傳動中的打滑現象的雙錐形盤狀結構；2).與無級變速機構共置于一個帶密閉端蓋(11)的機殼(13)內的滾道減速機，帶有一個與無級變速機構公轉軸(6)相連接的一齒差減速機構和一個與一齒差機構軸向串聯連接的零齒差輸出機構。
2.如權利要求1所述的無級變速微型滾道減速機，其特征是所說的W型雙列彈性環(4)可由兩個中心帶孔周邊帶有搭耳的圓錐盤組成，其中一個盤其孔的外端面上帶有一凸圈，另一盤的孔外端面上帶有一凹圈，兩盤開口朝外貼合成彈性環時，它們的凹凸圈相互嵌合。
3.如權利要求1所述的無級變速微型滾道減速機，其特征是所說的一齒差減速機構，可包含有在公轉軸(6)上安裝的偏心裝置(8)、在偏心裝置上安裝并被其驅動的帶有六個以上齒廓面(14)的齒環(15)、在機殼(13)上安裝的一組與齒廓面數相差一并能與運動著的齒環作內切嚙合的柱銷(7)。
4.如權利要求1所述的無級變速微型滾道減速機，其特征是所說的零齒差輸出機構可包含有一根與一齒差機構的公轉軸(6)同軸線的輸出軸(16)，在齒環(15)另一端面上帶有六個以上的齒廓面(14′)，以及在輸出軸(16)上安裝的輸出環(9)和在輸出環上安裝的一組數量與齒廓面(14′)相同并與該齒廓面(14′)作內切嚙合運動的針銷(7′)。
5.如權利要求1、2、3、4所述的無級變速微型滾道減速機，其特征是所說的一齒差和零齒差機構可在軸向重復串聯成多級傳動的型式。
全文摘要
一種無級調速的傳動裝置。它具有一個行星摩擦傳動的無級變速機構和一個帶有與該機構軸向串聯的一齒差減速和零齒差輸出機構的滾道減速機。它在微型傳動裝置中引入了高傳動效率的無級變速機構，并解決了傳統微型傳動裝置的壽命短、傳動效率低、過載能力差、有振動和噪音、漏油等問題。它可廣泛用于自動化儀表、程控設備、伺服系統。與傳統裝置相比，過載能力提高一倍，壽命長1～2倍、省料25％、不漏油滲油、無噪音。
文檔編號F16H37/02GK1048254SQ90104179
公開日1991年1月2日 申請日期1990年6月4日 優先權日1990年6月4日
發明者高靖中, 趙純 申請人:高靖中, 趙純