CN101737468B - 行星式滚动旋转传动装置 - Google Patents

Abstract

一种行星辊(41)包括圆柱形滚动部分(41a)和一对轴(41b)，其中圆柱形滚动部分(41a)在太阳轴(21)的外圆周表面上滚动，所述一对轴与圆柱形滚动部分(41a)一体化地形成，并从其两端沿旋转轴线(C41)两端突出，以在其两端通过轴承(31)支撑圆柱形滚动部分(41a)。轴承(31)为圆锥滚子轴承或者角轴承，并包括与轴(41b)配合的内圈(31a)、连接至行星架(61)的外圈(31b)、以及在这些圈(31a、31b)之间滚动的滚动元件(31c)。滚动元件(31c)由内圈(31a)限制不能沿径向方向向内移动，以及沿旋转轴线方向(C41)的一个方向移动，同时被外圈(31b)限制不能沿径向方向向外移动，以及不能沿旋转轴线(C41)方向与上述一个方向相反的方向移动。在轴承(31)设置在相应于轴(41b)的状态下，推入式元件(67)拧紧在行星架(61)，与行星架(61)的预定部分(63a)一起将轴承(31)夹紧在旋转轴线(C41)上，迫使外圈(31b)压向内圈(31a)。

Description

行星式滚动旋转传动装置

技术领域

本发明涉及一种行星式滚动旋转传动装置，该装置改变输入转速，并将其输出。

背景技术

近年来，由于伺服技术的进步，用可实现高精度旋转输出的伺服电机作为各种不同设备的动力源的情形不断增多。在这种情形下，通常在伺服电机和所述设备之间设有传动装置，以满足所需转速(rpm)数值或者所述设备的所需扭矩。因此，为了最终能够向所述设备提供高精度的旋转，所述传动装置也必须以高精度旋转，也就是说，希望转动具有较小的不一致性(转速的变动)。

另外，日本专利特许公开号57-163044所公开的那种行星式滚动旋转传动装置101已成为已知的一种传动装置。图1展示了该装置101的剖视图。该装置101主要配置有太阳轴121、多个行星辊141和可自转的行星架161，所述多个行星辊141在预定压力下被压紧在所述太阳轴121的外圆周表面上、并通过滚动而绕所述太阳轴121旋转；所述可自转行星架的运动由所述行星辊141的旋转运动带动，与此同时，经由轴承131保持所述行星辊141的可自转性。接着，当转动被输入到太阳轴121时，被压紧在太阳轴121的外圆周表面上的行星辊141既公转，同时又在太阳轴121的外圆周表面上滚动(自转)，且所述行星架161也在上述公转运动的带动下旋转，从而以行星架161为输出轴输出转速降低的旋转运动。

在日本专利特许公开号57-163044所示的例子中，用圆柱体143作为行星辊141的主体，在该主体的内圆柱面上装配有作为轴承131的滚珠轴承和支撑轴145。

另外，日本专利特许公开号5-157149(其图未予展示)公开了一个类似的例子，其中，用圆柱体作为行星辊的主体，并在该主体的内圆柱面上装配有作为所述轴承的滚针轴承和支撑轴。

发明内容

通过阅读本说明书和附图将会了解本发明的技术特征和目的等。

当用滚珠轴承或滚针轴承以上述方式作为行星辊141的轴承131时，担心轴承131的构成部件之间的缝隙会导致不均匀转动。换句话说，所述轴承131的构成部件通常包括：(1)设置在支撑轴145的侧面上的内圈133，(2)设置在行星辊的侧面上的外圈135，以及(3)在内圈和外圈之间滚动的滚动元件137，例如滚珠或滚针。内、外圈133、135与滚动元件137之间存在缝隙，虽然该缝隙相对于支撑轴145方向和径向而言很小，但也可能导致不均匀旋转。为了解决不均匀旋转的问题，需要完全消除这种小缝隙。

虽然提高行星辊141本身的刚度也能抑制不均匀旋转，但是对于上述参考文献1和2所述的结构(在该结构中，轴承131或支撑轴145被容纳于行星辊141内)，没有别的选择，只能用中空圆柱体143作行星辊141的的主体，如上文所述。这会使行星辊141的刚度降低。

另外，由于在参考文献1披露的行星辊141中，支撑行星辊141的方式是用悬臂进行支撑，因此行星辊141的支撑轴145将在作用于行星辊141上的上述接触压力的影响下、向一个方向弯曲，从而使行星辊141斜靠着太阳轴121的一侧。也就是说，行星辊141和太阳轴121之间的这种接触使得行星辊141的表面不能保持完全的均匀。这样，行星辊141将沿支撑轴145的方向移动，且当该已移位的行星辊141因为任何原因的引发而要突然移回其初始位置时，这种移动将会导致不均匀旋转。

针对以上所述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种行星式滚动旋转传动装置，该装置可通过基本消除与行星辊的轴承相关联的缝隙、以及通过提高行星辊的刚度，来抑止不均匀旋转。

为了实现上述目的，本发明的第一个方面是提供一种行星式滚动旋转传动装置，该装置改变输入转速，并随后将其输出，所述装置包括：

太阳轴，该太阳轴被容纳在一外壳内，并可绕轴心线旋转；

多个行星辊，该多个行星辊以预定的接触压力被压在太阳轴的外圆周表面上，并在该外圆周表面上滚动，以在自转的同时绕所述太阳轴公转；

由所述外壳支撑的行星架，该行星架在所述行星辊的公转运动作用下可自转，且该行星架通过轴承支撑着所述行星辊、其支撑方式使得所述行星辊可绕旋转轴线自转；以及

由所述外壳支撑的弹性圈，该弹性圈从外侧盖住所述行星辊，所述行星辊在所述弹性圈的内圆周表面上滚动，与此同时，通过将所述行星辊压靠在太阳轴上而向所述行星辊施加所述接触压力，

每个行星辊包括：

圆柱形滚动部分，该滚动部分在所述太阳轴的外圆周表面和所述弹性圈的内圆周表面上滚动，以及

一对轴，该一对轴整体地形成，分别沿旋转轴线方向从所述圆柱形滚动部分的两个端面伸出，以在两端各通过一个轴承支撑所述圆柱形滚动部分，

每个轴承(为圆锥滚子轴承或者角轴承)包括内圈、外圈和多个滚动元件，其中，所述内圈安装在所述行星辊的其中一个轴上，所述外圈被安装得与所述内圈的外圆周表面相对，所述多个滚动元件在所述外圈与所述内圈之间的环形空间中滚动，

每个滚动元件均被所述内圈所限制，既不能在径向上向内移动，也不能沿旋转轴线向一个方向移动；同时，每个滚动元件也均被所述外圈所限制，既不能在径向上向外移动，也不能沿旋转轴线向与上述“一个方向”相反的方向移动，

多个推入式元件，在沿旋转轴线的方向上，每个推入式元件均与行星架的预定部分一起夹着一对轴承，以在所述一对轴承分别连接相应轴的状态下、迫使所述外圈压向所述内圈，每个所述推入式元件旋紧至所述行星架。

本发明的其它特征将通过阅读本说明书和附图而变清晰。

根据本发明，能够抑制不均匀旋转的行星式滚动旋转传动装置可以基本消除与行星辊的轴承相关联的缝隙，并可以提高所述行星辊的刚度。

附图说明

为了对本发明及其优点有更全面的了解，现在结合附图和具体实施方式来对本发明作详细说明：

图1为传统的行星式滚动旋转传动装置101的部分的侧剖面图；

图2A和2B为根据本发明第一实施方式的行星式滚动旋转传动装置1的内部视图，其中图2A为通过行星辊41的中心的剖视图，而图2B为沿图2A中的线B-C21-B剖开的剖视图；

图3A和3B为将上述第一实施方式稍作修改后的实施例的说明图，该两幅图均展示了彼此受压相靠的行星辊41和太阳轴21；

图4为根据本发明第二实施方式的行星式滚动旋转传动装置1a的说明图；

图5A和5B为根据本发明另一实施方式的行星式滚动旋转传动装置1b内部视图，其中，图5A展示了通过行星辊41的中心的剖视图，而图5B展示了沿图5A中的B-C21-B线剖开的剖视图。

具体实施方式

通过阅读本说明书和附图，至少可以清楚以下事项。

为了解决上述问题，本发明的一个主要方面是提供一种行星式滚动旋转传动装置，该装置改变输入转速和随后的旋转输出速度，所述装置包括：

太阳轴，该太阳轴被容纳在一外壳内，并可绕轴心线旋转；

多个行星辊，该多个行星辊以预定的接触压力被压在太阳轴的外圆周表面上，并在该外圆周表面上滚动，以在自转的同时绕所述太阳轴公转；

由所述外壳支撑的行星架，该行星架在所述行星辊的公转运动作用下可自转，且该行星架通过轴承支撑着所述行星辊、其支撑方式使得所述行星辊可绕旋转轴线自转；以及

由所述外壳支撑的弹性圈，该弹性圈从外侧盖住所述行星辊，所述行星辊在所述弹性圈的内圆周表面上滚动，与此同时，通过将所述行星辊压靠在太阳轴上而向所述行星辊施加所述接触压力，

每个行星辊包括：

圆柱形滚动部分，该滚动部分在所述太阳轴的外圆周表面和所述弹性圈的内圆周表面上滚动，以及

一对轴，该一对轴整体地形成，分别沿旋转轴线方向从所述圆柱形滚动部分的两个端面伸出，以在两端各通过一个轴承支撑所述圆柱形滚动部分，

每个轴承(为圆锥滚子轴承或者角轴承)包括内圈、外圈和多个滚动元件，其中，所述内圈安装在所述行星辊的其中一个轴上，所述外圈被安装得与所述内圈的外圆周表面相对，所述多个滚动元件在所述外圈与所述内圈之间的环形空间中滚动，

每个滚动元件均被所述内圈所限制，既不能在径向上向内移动，也不能沿旋转轴线向一个方向移动；同时，每个滚动元件也均被所述外圈所限制，既不能在径向上向外移动，也不能沿旋转轴线向与上述“一个方向”相反的方向移动，

多个推入式元件，在沿旋转轴线的方向上，每个推入式元件均与行星架的预定部分一起夹着一对轴承，以在所述一对轴承分别连接相应轴的状态下、迫使所述外圈压向所述内圈，每个所述推入式元件旋紧至所述行星架。

根据这种行星式滚动旋转传动装置，用圆锥滚子轴承或者角轴承作为行星辊的轴承。因此，当所述外圈在所述挤压构件(即所述推入式元件)的作用下、沿旋转轴线方向逼近所述内圈时，该外圈将推动所述滚动元件，使该滚动元件不但沿旋转轴线方向移动、而且沿径向移动，最后将该滚动元件挤压在内圈与外圈之间。这样可以使得在旋转轴线方向和径向上，所述内、外圈与所述滚动元件之间的缝隙都几乎为零，这就消除了行星辊的摇摆，从而可以抑制不均匀旋转。

由于用圆柱体作为每个行星辊的主体，增进了所述行星辊的刚度，因此可以抑制不均匀旋转。

另外，由于每个行星辊均在其两端受到支撑，故可以以基本均衡的方式施加行星辊与太阳轴之间的接触压力、不会倾向于哪一侧。这样，行星辊沿旋转轴线、向一个方向的移动受到限制，从而可以使不均匀旋转受到控制。

在这种行星式滚动旋转传动装置中，可以是：所述太阳轴为圆柱体，该圆柱体的横截面为正圆形，且其外圆周表面沿行星辊压着的区域为平滑的，每个行星辊的圆柱形滚动部分均为横截面是正圆形的圆柱体，且该圆柱体的外圆周表面沿旋转轴线方向为平滑的，并且每个行星辊的圆柱形滚动部分的两个端面均具有环形槽，该环形槽的中心为各自的旋转轴线。

这种行星式滚动旋转传动装置中，在每个行星辊的圆柱形滚动部分的两个端面上均形成有环形槽，这使得所述圆柱形滚动部分的两个端面在沿旋转轴线的方向上与中间部分相比均可以弯曲。由于赫茨接触应力(在接触压力作用下，行星辊与太阳轴之间的接触面上可产生这种应力)可以形成为丘状，使得在朝旋转轴线方向上，中央部分高、两端低。这使得可达到相当于这样的效果：当对行星辊的外圆周表面上进行凸起加工(将辊形加工为鼓状，换言之，通过加工使行星辊的半径从中央向两头逐渐变细)时，使行星辊的外圆周表面保持平坦。也即，滚动时，可增大指向旋转轴线方向上的中心的向心力，从而稳定行星辊向旋转轴线方向的滚动位置。

优选地，在这种行星式滚动旋转传动装置中，每个行星辊的所述圆柱形滚动部分均为实心圆柱体，且所述太阳轴也为实心圆柱体。

根据这样一种行星式滚动旋转传动装置，行星辊和太阳轴的圆柱形滚动部分被设置为没有任何穿孔的实心圆柱体，从而可以增加行星辊和太阳轴的刚度，以有效地抑制不均匀旋转。

优选地，在这种行星式滚动旋转传动装置中，所述太阳轴由内部设有至少一个轴承的行星架支撑，支撑方式使得太阳轴可绕其轴心线自转，所述至少一个轴承为圆锥轴承或角轴承，所述轴承包括安装至太阳轴的内圈、与内圈的外圆周表面相对的外圈、以及在内、外圈之间的环形空间中滚动的多个滚动元件，每个滚动元件均被内圈限制住，既不能在径向上向内移动，也不能沿所述轴心线向一个方向移动；每个滚动元件还被外圈限制住，既不能在径向上向外移动，也不能沿所述轴心线向与所述“一个方向”相反的方向移动；第二推入式元件，该元件在沿轴心线的方向上与行星架的预定部分一起夹着所述至少一个轴承，以迫使所述内圈压向所述外圈，该第二推入式元件旋紧至所述太阳轴。

根据这样的一种行星式滚动旋转传动装置，用圆锥滚子轴承或角轴承作为太阳轴的轴承。因此，当所述内圈被所述第二挤压构件(即第二推入式元件)推动而向所述外圈移动时，所述滚动元件也在所述内圈的推动下，不仅沿所述轴心线方向移动，而且沿径向移动，最后滚动元件停止在受压于内圈和外圈之间的状态。这样，内、外圈和滚动元件之间的缝隙无论在轴心线方向还是在径向上均几乎为零，从而消除了太阳轴的摇晃，使得不均匀旋转能够得到抑制。

在这样的一种行星式滚动旋转传动装置中，优选地，所述弹性圈由所述外壳支撑，其支撑方式使所述弹性圈和所述外壳不能发生相对运动，且离所述弹性圈的外圆周表面预定距离的位置设置有套筒，该套筒围绕着所述弹性圈的整个周边；所述弹性圈仅仅在其在沿旋转轴线的方向上的一个端面处受到所述套筒的支撑。

根据这样一种行星式滚动旋转传动装置，所述弹性圈受到所述套筒的支撑的位置设置在弹性圈的端面处，而不是设置在所述弹性圈的外圆周表面处。因此，即使所述弹性圈随着行星架的旋转而在径向发生扩大或缩小的变形，该弹性圈也不会受到来自其外圆周表面的约束力，这使得弹性圈可以根据行星架的旋转而发生扩大或缩小的自由变形。结果是，虽然所述弹性圈通过所述套筒与所述外壳连接在一起，但套筒对接触压力的影响降低了，这样就套筒引起的不均匀旋转受到抑制。

在这种行星式滚动旋转传动装置中，优选地，所述弹性圈为单一构件，且该弹性圈具有与其为一体的固定部分，该固定部分固定至所述外壳、并以阻止弹性圈和外壳发生相对运动的方式将弹性圈支撑在外壳上；所述行星架由所述外壳可转动地支撑，所述外壳和所述行星架之间设置有交叉滚子轴承；且每个交叉滚子轴承的滚动元件的滚动面延伸在所述固定部分与所述外壳之间。

根据这样一种行星式滚动旋转传动装置，由于所述固定部分是所述弹性圈的一部分，弹性圈的内圆周表面和固定部分的滚动面是同时加工的，故彼此之间的同心度可被提高到很高的水平。在这里，弹性圈的内圆周表面作为行星辊的滚动面，另一方面，所述固定部分的滚动面是所述交叉滚子轴承的滚动元件的滚动面，所述交叉滚子轴承支撑着行星架的自转运动。因此，通过上述的同时加工过程，行星辊的滚动面和行星架的自转中心之间的同心度被提高到很高的水平，这能够有效地减小这两个中心之间的偏离；从而，这种中心间的偏离可能导致的行星辊与弹性圈之间的预压变化得到压制，从而抑制行星架的不均匀旋转。

在这样一种行星式滚动旋转传动装置中，优选地，所述太阳轴为旋转运动的输入轴，而所述行星架为被改变了的旋转运动的输出轴。

根据本发明第一种实施方式的行星式滚动旋转传动装置1

图2A和2B是根据所述第一实施方式的行星式滚动旋转传动装置1的内部视图。图2A展示了通过行星辊41的中心的剖视图，图2B展示了沿图2A中B-C21-B线剖开的剖视图。另外，图2A还是沿图2B中的A-A线剖开的剖视图。如图2B所示，沿太阳轴21的轴心线C21的方向还在下文中被称为前-后方向。

所述行星式滚动旋转传动装置1包括太阳轴21，该太阳轴21被容纳在一外壳11内，并可绕轴心线C21旋转；四个行星辊41，该四个行星辊以预定的接触压力被压在太阳轴21的外圆周表面上，并在该外圆周表面上滚动，以在自转的同时绕所述太阳轴公转；由所述外壳11支撑的行星架61，该行星架在所述行星辊41的公转运动作用下可自转，且该行星架61通过轴承31支撑着所述行星辊41、其支撑方式使得所述行星辊可绕旋转轴线C41自转；以及由所述外壳11支撑的弹性圈81，该弹性圈81从外侧盖住所述行星辊41，通过将所述行星辊压靠在太阳轴上而向所述行星辊施加所述接触压力，与此同时，所述行星辊41在所述弹性圈81的内圆周表面上滚动。

在此，旋转的输入轴设定为太阳轴21，而旋转的输出轴设定为行星架61，使该行星式滚动旋转传动装置1作为减速器。换句话说，当旋转运动被输入太阳轴21时，被压在太阳轴21的外圆周面上的每个行星辊41，通过在太阳轴21的外圆周表面上滚动，绕太阳轴21旋转，这通过与太阳轴21之间的滚动摩擦产生。此时，行星架61也通过上述旋转运动产生自转，从而输出转速降低的旋转运动，行星架61作为输出轴。另外，与上面相反，当行星架61作为旋转的输入轴、太阳轴21作为旋转的输出轴时，该行星式滚动旋转传动装置1也可以作为增速器。

给行星式滚动旋转传动装置1的该旋转输入，可以通过伺服电机作为驱动源。尽管如此，即使通过伺服电机的高精确的转动输入，具有小的不一致性(转速变动小)，但是如果该行星式滚动旋转传动装置1有涉及机器精确度的问题，例如摇摆，那么可能输出不一致的转动。因此，在根据第一实施例的该行星式滚动旋转传动装置1中，每个元件都考虑了消除导致不一致转动的因素。在下文中，将对每个元件进行解释。

行星架61

行星架61具有作为其主体的圆柱体，该圆柱体具有四个用于容纳四个行星辊41的容纳孔63。处于被容纳在外壳11状态中的该行星架61，可以自转地被支撑，并与轴线C21同中心，轴线C21作为太阳轴21的旋转中心，轴承13设置在外壳11的前端部分的内圆周表面上。

采用所谓交叉滚子轴承(Cross-roller Bearing)作为轴承13，从而可以同时支撑推力载荷和径向载荷。作为该交叉滚子轴承的圆柱形滚动元件13a，在作为滚动表面的V形槽13b和V形槽13c上滚动，所述V形槽13b直接形成在行星架61的外圆周表面上，并沿着行星架61的转动方向，而所述V形槽13c直接形成在外壳11的元件上，并与V形槽13b相对。因此，一般作为隔离元件以形成滚动表面的内圈和外圈可以省略，可以解决内圈和外圈安装所产生的安装公差所带来的问题，从而抑制不一致的转动。

从将行星辊41安装至行星架61的角度，该行星架61由两个分离结构组成，即前部61a和后部61b，其中用于接纳行星辊41的容纳孔63形成在行星架61上，并跨越前部61b和后部61b。当前部61a和后部61b通过紧固元件65例如螺栓连接成一体时，前部61a的部分容纳孔63和其相对的后部61b的部分容纳孔63形成一个容纳孔63。

前部61a的部分容纳孔63和后部61b的部分容纳孔63的同轴性，通过将处于连接成一体状态的前部61a和后部61b钻孔来保障。同样，为了使装配时此同轴性可以再现，设置有用于定位销的凹孔(未图示)，该凹孔横跨前部61a和后部61b。

由于行星架61的前端61c向前突出外壳11的前边缘，作为输出轴的行星架61可以连接至装置的输入端，该输入端在其前边缘侧受驱动。

行星辊41

每个行星辊41分别被接纳在行星架61的容纳孔63中，这四个行星辊41设置为相对于太阳轴21的轴线C21点对称。通过设置在容纳孔63相应于每个行星辊41的轴承31，行星辊41可旋转地被支撑，以绕旋转轴C41转动，该旋转轴C41平行于太阳轴21的轴线C21。

行星辊41具有作为其主体的实心圆柱体41a(相应于圆柱形辊，并且下文也称为圆柱体41a)，其横截面为正圆，从而增强其刚性，且具有小直径的圆柱形轴41a、41b，该圆柱形轴沿旋转轴C41方向(也称为旋转轴C41方向)，一体化地并同中心地形成且突出在圆柱体41a的两个端面上。一个轴41b同中心地与在行星架61的前部61a的容纳孔63中的前轴承31配合，另一个轴41b同中心地与在行星架61的后部61b的容纳孔63中的后轴承31配合，行星辊41两端由这些轴承31支撑。

在此采用所谓圆锥滚子轴承作为轴承31。圆锥滚子轴承31包括内圈31a(相应于在内部的圈)、外圈31b(相应于在外部的圈)和多个锥形滚子31c(形状为圆锥台)，其中所述内圈31a同中心地与行星辊41的轴41b配合，所述外圈31b与内圈31a的外圆周表面相对并与行星架61的容纳孔63同中心地配合，所述多个锥形滚子31c作为滚动元件，在内圈31a和外圈31b直接按的环形空间内滚动。内圈31a具有形成在滚动表面的内边缘上并沿旋转轴线C41方向的环形突起31d，从而锥形滚子31c被限制，不能沿旋转轴线C41方向向内移动(相应于沿一个方向的运动)。另一方面，外圈31b的滚动表面形成有锥形圆周表面，其直径沿旋转轴线C41方向向外部逐渐变小。在此锥形斜面的作用下，锥形滚子31c沿旋转轴线C41向外部的运动(相应于与上述一个方向相反的运动)受到限制。

内圈31a和外圈31b之间的环形空间大约为圆锥形，并基本与上述锥形滚子31c的锥形斜面一致。因此，当外圈31b沿旋转轴C41方向向内被压迫时，锥形滚子31c被外圈31b沿旋转轴线C41方向向内推动。与此同时，锥形滚子31c也被沿着径向方向推动，并最后处于被内圈31a和外圈31b的接触压力之下的状态。因此，通过沿旋转轴C41方向向内压迫外圈31b，内圈31a和外圈31b与滚动元件31c之间，在旋转轴线C41方向和径向方向上的间隙基本为零。因此，行星滚子41的摆动可以被消除，从而抑制不一致的转动。

沿旋转轴线C41方向的推力的给予，是通过讲推入式元件67旋入行星架61后部61b上的容纳孔63的开口来实现。也就是说，在行星辊41的两端由设置在容纳孔63内的前轴承31和后轴承31支撑的状态下，推入式元件67的转动使推入式元件67以类似于螺纹机构的方式前进，靠近后轴承31的外圈31b。随着进一步转动，推入式元件67靠近后轴承31的外圈31b、锥形滚子31c、内圈31a，以及行星辊41。其后，前轴承31的内圈31a、锥形滚子31c、外圈31b被向前推动，最后，前轴承31的外圈31b邻接容纳孔63的底部63a(相应于行星架的预定部分)。因此，轴承31被夹在容纳孔63的底部63a和推入式元件67之间，从而施加了向旋转轴线C41方向的推力。

太阳轴21

太阳轴21具有作为其主体的实心圆柱体，该圆柱体的横截面为正圆形，且沿着与行星辊41接触的区域的圆柱体外圆周表面为平滑(即，具有相同的直径)。在被容纳在与行星架61的旋转轴线C61同中心的容纳孔69中的状态时，太阳轴21与设置在行星架61的前部61a上的一对轴承25配合，从而可转动地被支撑，并与行星架61的旋转轴线C61同中心。

特别地，在太阳轴21的前端，圆柱形的小直径轴21b一体地且同中心地通过台阶部分21a形成。此外，环形肋骨69a一体化地形成并突出在容纳孔69的一部分的内圆周表面上。当太阳轴21从容纳孔69的后面向前面插入时，后轴承25被夹在并固定在前台阶部分21a和肋骨69a之间。前轴承25被夹在并固定在旋紧在轴承21b前端的紧固元件27(相应于第二推入式元件)和肋骨69a(相应于行星架的预定部分)之间。当该紧固元件27旋紧时，显然，前轴承25的轴线C21方向被施加夹紧力，且由于拉伸轴向力作用在太阳轴21的轴21b上，作为夹紧力的反作用力，该轴向力传递至台阶部分21a，并从而夹紧力也从台阶部分21a作用在后轴承25。

与行星辊41的情况类似，采用圆锥滚子轴承作为轴承25。因此，与行星辊41的情况的原理相同，当上述紧固件27对轴承25施加夹紧力时，内圈25a(相应于内部的圈)和外圈25b(相应于外部的圈)对轴承25的锥形滚子25c施加接触压力，从而内圈25a和外圈25b与滚动元件25c之间在轴线C21方向和径向方向上的间隙基本上为零。因此，消除了太阳轴21的摆动，并抑制了不一致的转动。

弹性圈81

弹性圈81具有作为其主体的圆柱体，该圆柱体的横截面为正圆形，且迫使行星辊41以预定接触压力压着太阳轴21，以使行星辊41绕太阳轴21滚动运动稳定。弹性圈81设置为从径向方向的外部环绕四个行星辊41，从而弹性圈81的内圆周表面邻接四个行星辊41的外圆周表面，该四个行星辊41部分地从行星架61的外圆周表面突出。

在没有外力作用在弹性圈81的状态下，弹性圈81的内径设置为长度稍微小于行星架61的四个行星辊41所界定的一个正圆的直径。因此，当弹性圈81与四个行星辊41的外侧配合时，弹性圈81产生箍应力。在该箍应力的作用下，每个行星辊41被可靠地压迫并预压在太阳轴21的外圆周表面上。

弹性圈81也由外壳11支撑，从而没有相对外壳11运动。因此，每个行星辊41通过滚动摩擦力在弹性圈81的内圆周表面上滚动。与此滚动的同时，弹性圈81重复在径向方向上的部分扩张和收缩。也就是说，当行星辊41处于弹性圈81的预定部分时，预定部分变形以沿径向方向扩张，并在行星辊41经过之后，预定部分变形以沿径向方向收缩。但是，当这些变形从外部被抑制时，可能会由于上述接触压力影响导致不一致的转动。因此，作为将外壳11支撑在弹性圈81的支撑结构，采用具有低刚性的薄壁套筒元件83，支撑位置设置在后端面81a，而不是弹性圈81的外圆周表面。

薄壁套筒元件83从外壳11延伸向后部到弹性圈81，其内圆周表面与弹性圈81的外圆周表面之间设有预定间隙。从弹性圈81的后端面81a，在径向方向上靠近后部的凸起81b一体化地形成在弹性圈81的整个圆周上，构成凸缘81b。套筒元件83的后端面与凸缘81b抵触接合并用螺丝拧紧。根据该支撑结构，由于套筒元件83没有压着弹性圈81的外圆周表面，所以当弹性圈81扩张或收缩时不会受到套筒元件83的抑制。因此，套筒元件83的上述接触压力的影响被降低，上述套筒元件83引起的不一致转动被抑制。

第一实施例的变化实施例

图3A和3B为第一实施例的变化实施例的示意图，两个图展示了处于彼此压着状态的行星辊41和太阳轴21。这些图为部分剖视图。

如图3A所示，对于第一实施例中的行星辊41，作为主体的圆柱体41a的在旋转轴线C41方向上的两端面在除了轴41b之外的部分加工成平面。但是，如图3B所示，此变化的实施例的不同点在于，相同形状的环形槽45形成在行星辊41的圆柱体41a的两个端面上，以相对于行星辊41的旋转轴C41方向稳定滚动位置。

如图3B所示，环形槽45构成有正圆形且以旋转轴线C41为中心的一对小侧壁45a和大侧壁45b，底部表面45c在底部连接这些侧面45a、45b。每个环形槽45的深度在旋转轴线C41方向上没有到达中心的程度。换句话说，圆柱体41a在旋转轴线C41方向上中心处仍然为没有形成环形槽45的实心部分。

在上述结构下，圆柱体41a在旋转轴线C41方向上的两个端部与中间部分相比可以弯曲。因此，可以在接触压力作用下在行星辊41和太阳轴21之间的邻接表面产生的赫兹接触应力(hertzian contact stress)的分布，可以从如图3A所示，在旋转轴线C41方向上两端应力增加的分布为角形，改变为隆起形状，从而在旋转轴线C41方向上，中间部分高，而两端低，如图3B所示。这可以达到与当对行星辊41的外圆周表面进行冕状处理(将辊加工为鼓形，换句话说，行星辊41的半径从中间向两端逐渐地变小)时相同的效果，同时保持了行星辊41的圆柱体41a的外圆周表面在旋转轴线C41方向的整个宽度上平坦(即，形状上具有相同的外径)。也就是说，滚动的同时，可以增加向着旋转轴线C41方向的中心的向心力，从而可以稳定行星辊41关于旋转轴线C41方向的滚动位置。换句话说，抑制了行星辊41在旋转轴线C41方向上的滚动方向的摆动。

另外，一般地，当对行星滚动旋转传动装置1的行星辊41进行冕状处理时，需要高精确的加工，使旋转轴线C41方向上中心直径和两端直径相差几微米。对于环形槽45的加工，无需高精度的加工。因此，具有上述环形槽45的结构有利于可以降低加工精度。

根据第二实施例的行星滚动旋转传动装置1a

图4为根据第二实施例的行星滚动旋转传动装置1a的示意图。

在上述第一实施例中，太阳轴21由行星架61支撑成悬臂，轴承25设置在相对于行星辊41的邻接部分的前端侧上(见图2B)。但是，该第二实施例主要的不同点在于，在相对于行星辊41的邻接部分的太阳轴26的后端侧还设置有轴承26。除了上述之外，第二实施例基本与第一实施例相同，因而相同的附图标记用来表示相同的结构，其说明相应地省略。

在后端侧的轴承26为例如滚针轴承，并包括多个滚针26a，这些滚针滚动同时邻接太阳轴21的外圆周表面。外圈26b设置在行星架61的容纳孔69，用于限制辊针26a沿轴线C21方向运动，同时邻接这些针26a。太阳轴21两端被支撑在邻接行星辊41的部分(作用有接触压力的地方)的两侧位置，轴承26处于后端侧，而轴承25处于前端侧。因此，进一步得到太阳轴21的稳定转动。

此外，根据此结构，太阳轴21和行星架61构成为通过后端侧的轴承26彼此支撑。也就是说，行星架61在后端侧也通过轴承26由太阳轴21支撑。因此，在上述第一实施例中在前端侧的轴承25，以及另外设置在后端侧的轴承26也使行星架61的两端可以被支撑在旋转轴线C41方向的行星辊41的轴承31的外侧位置。从而，获得行星架61的转动稳定性。

由于在后端侧另外设置了轴承26，稳定了行星架61的后端部分61d的转动，抑制了不一致的转动。因此，此结构中，不仅行星架61的前端部分61c，后端部分61d也可以连接传感器元件71例如编码器，用于探测行星架61的转数。因此，传感器71可以连接的位置的灵活性增加。

另外，在该第二实施例中，伺服电机的输出转轴93直接接合在太阳轴21的后端。在这种情况下，当伺服电机91连接在外壳11时，如果输出转轴93倾斜地设置，太阳轴21也将跟着输出转轴93倾斜，从而可能会产生不一致的转动。因此，优选地，伺服电机的输出转轴93和太阳轴21通过膜片联轴器95相连接，如图4所示，从而该联轴器95吸收了伺服电机91的输出转轴93倾斜的影响，因而避免了太阳轴21的倾斜。

其他实施例

虽然已经描述了本发明的优选实施例，但是本发明并不限于上述实施例，可以按以下描述进行改变。

(a)在前述实施例中，展示了一个实施例为，行星辊41的轴承31采用圆锥滚子轴承，尽管如此，角轴承也可以使用。该角轴承为采用球作为滚动元件的滚珠轴承，而外圈的其滚动表面和内圈的其滚动表面分别沿行星辊的旋转轴方向倾斜。因此，采用圆锥滚子轴承的情况所得到的运作优点可以同样在采用该角轴承时获得。

(b)在上述实施例中，展示了一个实施例为，太阳轴21的轴承25采用圆锥滚子轴承，尽管如此，角轴承也可以使用。采用圆锥滚子轴承的情况所得到的运作优点可以同样在采用该角轴承时获得。

(c)在上述实施例中，展示了一个实施例为，实心圆柱体41a和实心圆柱体分别作为行星辊41主体和太阳轴21的主体，但是这些轴不一定要实心的，只要为圆柱形。例如，可以在行星辊41的圆柱体41a和作为太阳轴21主体的圆柱体上分别形成有狭窄的通孔，作为供应润滑油给轴承31、25的供给通道。

(d)在上述第一实施例中(图2A和2B)中，用于将弹性圈81支撑在外壳11的套筒元件83为独立于弹性圈81的元件，这些元件81和83通过螺栓连接成一体。但是，该结构并不限于此，弹性圈81和套筒元件83也可以构成为一个元件181(单个元件)，如图5A和5B所示。

换句话说，如图5A和5B所示的弹性圈181包括在后面位置相应于弹性圈181a的部分用作为上述弹性圈181；与相应于弹性圈181b的部分同中心的圆柱形固定部分181b，以在前面位置将与弹性圈181a相应的部分固定在外壳11上；以及设置在所述与弹性圈181a相应的部分和所述圆柱形固定部分181b之间、用于连接此两个元件的薄壁筒部分181c。当相应于弹性圈181a的部分处于从外部与四个行星辊51配合的状态时，圆柱形固定部分181b通过螺栓与外壳11固定。

在此，圆柱形固定部分181b的内圆周表面的前端部作为外壳11侧的V形槽13c的一部分。该V形槽用于作为行星架61的轴承13的交叉滚子轴承。也就是说，v形槽13c的一个滚动表面13d形成在外壳11，另一个滚动表面13e形成在圆柱形固定部分181b的内圆周表面的前端部分。当圆柱形固定部分181b通过螺栓固定在外壳11时，这些滚动表面13d、13e连接成V形槽13c。

在这个结构下，弹性圈181中行星辊41的滚动表面的中心和行星架61的旋转轴线C61之间的位移被有效地减少，从而抑制了由于中心之间的位移引起的行星架61和弹性圈181之间的预定压缩的变化。因此，有效地抑制了作为输出轴的行星架61的不一致旋转。

详细如下。首先，在上述结构下，与弹性圈181a相应的部分和圆柱形固定部分181b为单个元件，不能分离。因此，与弹性圈181a相应的部分的内圆周表面181d和圆柱形固定部分181b的V形槽13c的滚动表面13e可以同时由车床等进行加工，这有利于提高两者相互同心的精确性。因此，前者内圆周表面181d为行星辊41的滚动表面，另一方面，后者V形槽13c的滚动表面13e是交叉滚子轴承13的一部分，该交叉滚子轴承13可以转动地支撑行星架61。因此，行星辊41的滚动表面的中心和行星架61的旋转中心轴线C61之间的位移有效地降低。此外，在上述结构下，省去了第一实施例(图2A和2B)所需的弹性圈81和套筒元件83的组件，从而由该组件引起的误差被消除，因而上述中心的位移进一步减少。

Claims (7)

1.一种行星式滚动旋转传动装置，该装置改变输入转速，并随后将其输出，所述装置包括：

太阳轴，该太阳轴被容纳在外壳内，并可绕轴心线旋转；

多个行星辊，该多个行星辊以预定的接触压力被压在太阳轴的外圆周表面上，并在该外圆周表面上滚动，以在自转的同时绕所述太阳轴公转；

由所述外壳支撑的行星架，该行星架在所述行星辊的公转运动作用下可自转，且该行星架通过轴承支撑着所述行星辊、其支撑方式使得所述行星辊可绕旋转轴线自转；以及

由所述外壳支撑的弹性圈，该弹性圈从外侧盖住所述行星辊，所述行星辊在所述弹性圈的内圆周表面上滚动，与此同时，通过将所述行星辊压靠在太阳轴上而向所述行星辊施加所述接触压力，

每个行星辊包括：

圆柱形滚动部分，该滚动部分在所述太阳轴的外圆周表面和所述弹性圈的内圆周表面上滚动，以及

一对轴，该一对轴整体地形成，分别沿旋转轴线方向从所述圆柱形滚动部分的两个端面伸出，以在两端各通过其中一个所述轴承支撑所述圆柱形滚动部分，

每个轴承，为圆锥滚子轴承或者角轴承，包括内圈、外圈和多个滚动元件，其中，所述内圈安装在所述行星辊的其中一个轴上，所述外圈处于与所述内圈的外圆周表面相对，所述多个滚动元件在所述外圈与所述内圈之间的环形空间中滚动，

每个滚动元件均被所述内圈所限制，既不能在径向上向内移动，也不能沿旋转轴线向一个方向移动；同时，每个滚动元件也均被所述外圈所限制，既不能在径向上向外移动，也不能沿旋转轴线向与所述一个方向相反的方向移动，

多个推入式元件，在沿旋转轴线的方向上，每个推入式元件均与行星架的预定部分一起夹着一对轴承，以在所述一对轴承分别连接相应轴的状态下、迫使所述外圈压向所述内圈，每个所述推入式元件旋紧至所述行星架；

其中，所述太阳轴为圆柱体，该圆柱体的横截面为正圆形，且其外圆周表面沿行星辊压着的区域为平滑的；每个行星辊的圆柱形滚动部分均为横截面是正圆形的圆柱体，且该圆柱体的外圆周表面沿旋转轴线方向为平滑的；并且每个行星辊的圆柱形滚动部分的两个端面均具有环形槽，该环形槽的中心为各自的旋转轴线。

2.根据权利要求1所述的行星式滚动旋转传动装置，其特征在于：每个行星辊的所述圆柱形滚动部分均为实心圆柱体，且所述太阳轴也为实心圆柱体。

3.根据权利要求1或2所述的行星式滚动旋转传动装置，其特征在于：所述太阳轴为旋转运动的输入轴，而所述行星架为被改变了的旋转运动的输出轴。

4.一种行星式滚动旋转传动装置，该装置改变输入转速，并随后将其输出，所述装置包括：

太阳轴，该太阳轴被容纳在外壳内，并可绕轴心线旋转；

多个行星辊，该多个行星辊以预定的接触压力被压在太阳轴的外圆周表面上，并在该外圆周表面上滚动，以在自转的同时绕所述太阳轴公转；

由所述外壳支撑的行星架，该行星架在所述行星辊的公转运动作用下可自转，且该行星架通过轴承支撑着所述行星辊、其支撑方式使得所述行星辊可绕旋转轴线自转；以及

由所述外壳支撑的弹性圈，该弹性圈从外侧盖住所述行星辊，所述行星辊在所述弹性圈的内圆周表面上滚动，与此同时，通过将所述行星辊压靠在太阳轴上而向所述行星辊施加所述接触压力，

每个行星辊包括：

圆柱形滚动部分，该滚动部分在所述太阳轴的外圆周表面和所述弹性圈的内圆周表面上滚动，以及

一对轴，该一对轴整体地形成，分别沿旋转轴线方向从所述圆柱形滚动部分的两个端面伸出，以在两端各通过其中一个所述轴承支撑所述圆柱形滚动部分，

每个轴承，为圆锥滚子轴承或者角轴承，包括内圈、外圈和多个滚动元件，其中，所述内圈安装在所述行星辊的其中一个轴上，所述外圈处于与所述内圈的外圆周表面相对，所述多个滚动元件在所述外圈与所述内圈之间的环形空间中滚动，

每个滚动元件均被所述内圈所限制，既不能在径向上向内移动，也不能沿旋转轴线向一个方向移动；同时，每个滚动元件也均被所述外圈所限制，既不能在径向上向外移动，也不能沿旋转轴线向与所述一个方向相反的方向移动，

多个推入式元件，在沿旋转轴线的方向上，每个推入式元件均与行星架的预定部分一起夹着一对轴承，以在所述一对轴承分别连接相应轴的状态下、迫使所述外圈压向所述内圈，每个所述推入式元件旋紧至所述行星架，

其中，所述弹性圈由所述外壳支撑，其支撑方式使所述弹性圈和所述外壳不能发生相对运动，且离所述弹性圈的外圆周表面预定距离的位置设置有套筒，该套筒围绕着所述弹性圈的整个周边；所述弹性圈仅仅在其在沿旋转轴线的方向上的一个端面处受到所述套筒的支撑。

5.根据权利要求4所述的行星式滚动旋转传动装置，其特征在于：所述太阳轴为旋转运动的输入轴，而所述行星架为被改变了的旋转运动的输出轴。

6.一种行星式滚动旋转传动装置，该装置改变输入转速，并随后将其输出，所述装置包括：

太阳轴，该太阳轴被容纳在外壳内，并可绕轴心线旋转；

多个行星辊，该多个行星辊以预定的接触压力被压在太阳轴的外圆周表面上，并在该外圆周表面上滚动，以在自转的同时绕所述太阳轴公转；

由所述外壳支撑的行星架，该行星架在所述行星辊的公转运动作用下可自转，且该行星架通过轴承支撑着所述行星辊、其支撑方式使得所述行星辊可绕旋转轴线自转；以及

由所述外壳支撑的弹性圈，该弹性圈从外侧盖住所述行星辊，所述行星辊在所述弹性圈的内圆周表面上滚动，与此同时，通过将所述行星辊压靠在太阳轴上而向所述行星辊施加所述接触压力，

每个行星辊包括：

圆柱形滚动部分，该滚动部分在所述太阳轴的外圆周表面和所述弹性圈的内圆周表面上滚动，以及

一对轴，该一对轴整体地形成，分别沿旋转轴线方向从所述圆柱形滚动部分的两个端面伸出，以在两端各通过其中一个所述轴承支撑所述圆柱形滚动部分，

每个轴承，为圆锥滚子轴承或者角轴承，包括内圈、外圈和多个滚动元件，其中，所述内圈安装在所述行星辊的其中一个轴上，所述外圈处于与所述内圈的外圆周表面相对，所述多个滚动元件在所述外圈与所述内圈之间的环形空间中滚动，

每个滚动元件均被所述内圈所限制，既不能在径向上向内移动，也不能沿旋转轴线向一个方向移动；同时，每个滚动元件也均被所述外圈所限制，既不能在径向上向外移动，也不能沿旋转轴线向与所述一个方向相反的方向移动，

多个推入式元件，在沿旋转轴线的方向上，每个推入式元件均与行星架的预定部分一起夹着一对轴承，以在所述一对轴承分别连接相应轴的状态下、迫使所述外圈压向所述内圈，每个所述推入式元件旋紧至所述行星架，

其中，所述弹性圈为单一构件，且该弹性圈具有与其为一体的固定部分，该固定部分固定至所述外壳、并以阻止弹性圈和外壳发生相对运动的方式将弹性圈支撑在外壳上；所述行星架由所述外壳可转动地支撑，所述外壳和所述行星架之间设置有交叉滚子轴承；且每个交叉滚子轴承的滚动元件的滚动面延伸在所述固定部分与所述外壳之间。

7.根据权利要求6所述的行星式滚动旋转传动装置，其特征在于：所述太阳轴为旋转运动的输入轴，而所述行星架为被改变了的旋转运动的输出轴。

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