CN103591241A - 无间隙柔性传动机构 - Google Patents

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靳宗宝
王守海
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Abstract

无间隙柔性传动机构，主要由丝杠、与丝杠配套的丝母、圆周旋转装置和若干条柔性带组成，丝母安装在丝杠上，在丝母的一侧两端分别设置一个固定支座，圆周旋转装置的圆周上设置两个销座，柔性带对称相向地连接在丝母和圆周旋转装置之间，柔性带的两端分别连接在丝母的固定支座和圆周旋转装置的销座上。本发明装置通过若干条相向的柔性带双向涨紧来实现圆周旋转装置在一定角度内的往复运动，柔性带具有可涨紧特性，不会出现运动停滞和回差，具有结构简单、传动比大、传动精度高、噪音小和使用寿命长的优点。

Description

无间隙柔性传动机构
技术领域
本发明涉及一种传动机构，具体涉及一种用来传递两交错轴之间的运动和动力的无间隙柔性传动机构。 
背景技术
机械传动机构，可以将动力所提供的运动的方式、方向或速度加以改变，被人们有目的地加以利用，目前的机械传动机构主要包括齿轮齿条传动、链传动、皮带传动和蜗轮蜗杆传动，皮带传动是由主动轮、从动轮和紧张在两轮上的皮带组成，具有传动平稳、噪声小和结构简单的优点，但是皮带传动由于皮带在工作中有滑动，故不能保持精确的传动比容易产生回差，传动效率低，皮带寿命短；链传动能保证较准确传动比，但只能用于平行轴间的传动，链传动工作时也容易出现滑动，甚至脱链现象，传动效率低；齿轮齿条传动和蜗轮蜗杆传动可用来传递两交错轴之间的运动和动力，齿轮齿条传动结构紧凑，能保证稳定的传动比，传递很大的动力，但是齿轮齿条传动过程中会形成啮合间隙，这样很容易产生传动回差，影响传动精度，此外齿轮齿条传动制造安装的精度要求高，成本高；蜗轮蜗杆传动具有传动比大、传动平稳和噪音小的优点，但是蜗轮蜗杆传动的传动效率较低，磨损较严重，蜗轮蜗杆啮合传动时，啮合轮齿间的相对滑动速度大，故摩擦损耗大、效率低，而且在传动过程中容易产生传动回差，严重影响了蜗轮蜗杆传动的传动精度；另一方面，相对滑动速度大使齿面磨损严重、发热严重，为了散热和减小磨损，常采用价格较为昂贵的减摩性与抗磨性较好的材料及良好的润滑装置，因而成本较高。 
发明内容
本发明提供了一种无间隙柔性传动机构，以解决现有机械传动机构传动效率低、容易产生传动回差影响传动精度以及制造成本高的问题。 
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是； 
一种无间隙柔性传动机构，主要由丝杠、与丝杠配套的丝母、圆周旋转装置和若干条柔性带组成，丝母安装在丝杠上，在丝母的一侧两端分别设置一个固定支座，圆周旋转装置的圆周上设置两个销座，柔性带对称相向地连接在丝 母和圆周旋转装置之间，柔性带的两端分别连接在丝母的固定支座和圆周旋转装置的销座上。 
上述柔性带由可弯曲并具有一定拉伸强度的材料制成，例如柔性金属带、链条、纤维编织带、履带和钢丝软绳等。 
上述圆周旋转装置上的两个销座对称设置在圆周旋转装置的圆周上，通过螺栓压紧、焊接、铆接等方式固定。 
上述柔性带在圆周旋转装置安装并双向涨紧后形成的直线为圆周旋转装置的切线并与丝杠轴线平行。 
上述丝杠可选用不同螺旋角和不同结构的丝杠，实现传动机构的自锁与反向增速运动。 
本发明的柔性传动机构的工作原理是，首先丝杠旋转，丝母在丝杠上移动，从而带动柔性带并拖动圆周旋转装置围绕圆心转动，在转动过程中，相向的柔性带始终处于涨紧状态，不会产生间隙，丝杠停止运动后，由于柔性带的双向涨紧，圆周旋转装置不会出现回差，反向运动不会有停滞现象发生。本发明传动机构在传动过程中，丝杠无轴向运动，丝杠进行旋转带动丝母进行轴向直线运动，从而实现连接在丝母上的柔性带进行轴向运动；反之，丝母无轴向运动，丝母旋转带动丝杠轴向运动，从而丝杠带动连接在丝杠上的柔性带进行轴向运动，也可实现本发明的传动效果。 
在选用小螺距丝杠作为初级传动机构时，由于螺旋角较小能够使柔性传动机构实现自锁功能，相反在选用大螺距丝杠作为初级传动装置时，由于螺旋角较大能够使柔性传动机构实现反向增速功能。 
本发明与现有的机械传动机构相比，具有以下优点： 
(1)传动比大 
因为圆周旋转装置的直径与传动丝杠的的螺距决定了装置的传动比，公式为i=2πR/P，所以圆周旋转装置直径与丝杠螺距的选取决定了机构的传动比，因此本发明的传动机构可实现非常大的传动比。 
(2)传动精度高、无回差间隙 
柔性带传动转换过程不存在运行间隙，不会出现滑动现象，传动机构的精度可以通过选取不同精度的初级传动丝杠或选取零间隙高精度丝杠例如滚珠丝杠实现传动机构的零间隙传动。 
(3)可实现自锁结构也可实现增速结构 
传动过程中可通过选用螺旋角大小不同的丝杠实现设备自锁或反向增速传动运动。 
(4)传动效率高 
柔性带传动是以拖动的方式进行传动，柔性带主传动部分没有滑动摩擦，所以在传动过程中功耗损失小传动效率非常高。 
(5)噪音小 
由于柔性带主传动部分没有滑动摩擦所以传动过程中产生的噪音非常小(6)使用寿命长 
柔性带传动在传动过程中柔性带主传动部分不存在滑动摩擦，不会对机构内的各部件造成磨损，所以机构可长时间保证传动精度和使用寿命。 
(7)结构简单 
不消耗贵金属材料，容易实现标准化规模化生产，制造成本低。 
本发明装置通过若干条相向的柔性带双向涨紧来实现圆周旋转装置在一定角度内的往复运动，柔性带具有可涨紧特性，不会出现运动停滞和回差，具有结构简单、传动比大、传动精度高、噪音小和使用寿命长的优点。 
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 
图1是本发明无间隙柔性传动机构的结构示意图。 
其中1丝杠、2丝母、3圆周旋转装置、4柔性带、5固定支座、6销座。 
具体实施例
如图所示，一种无间隙柔性传动机构，主要由丝杠1、与丝杠1配套的丝母2、圆周旋转装置3和若干条柔性带4组成，丝母2安装在丝杠1上，丝母2的一侧两端分别设置一个固定支座5，圆周旋转装置3的圆周上对称设置两个销座6，柔性带4为柔性钢带，对称相向地连接在丝母2和圆周旋转装置3之间，柔性带4的两端分别连接在丝母2的固定支座5和圆周旋转装置3的销座6上，柔性带4由可弯曲并具有一定拉伸强度的材料制成，例如柔性钢带、链条、纤维编织带和钢丝软绳，柔性带4在圆周旋转装置3安装并双向涨紧后形成的直线与丝杠平行，丝杠1可选用不同螺旋角和不同结构的丝杠，实现传动机构的自锁与反向增速运动. 
本发明的柔性传动机构的工作原理是，首先丝杠1旋转，丝母2在丝杠1上移动，从而带动柔性带4并拖动圆周旋转装置3围绕圆心转动，在转动过程中，相向的柔性带4始终处于涨紧状态，不会产生间隙，丝杠1停止运动后，由于柔性带4的双向涨紧，圆周旋转装置3装置不会出现回差，反向运动不会有停滞现象发生，从而在机械结构上保证了整个运行过程无停顿和运行延时现象，有效的提高了设备运行精度和控制精度，同时柔性带传动时是将圆周旋转装置拖动，不同于涡轮蜗杆的摩擦传动，所以传动效率非常高，功耗损失小，因为圆周旋转装置的直径与传动丝杠的的螺距决定了装置的传动比，公式为i=2πR／P，所以圆周旋转装置直径与丝杠螺距的选取决定了机构的传动比，比如圆周旋转装置直径300mm，则R为150mm，丝杠螺距P为5mm，传动比i可达到188，因此本发明的传动机构可实现非常大的传动比。 

Claims (5)

1.一种无间隙柔性传动机构，其特征是主要由丝杠、与丝杠配套的丝母、圆周旋转装置和若干条柔性带组成，丝母安装在丝杠上，在丝母的一侧两端分别设置一个固定支座，圆周旋转装置的圆周上设置两个销座，柔性带对称相向地连接在丝母和圆周旋转装置之间，柔性带的两端分别连接在丝母的固定支座和圆周旋转装置的销座上。
2.根据权利要求1所述的无间隙柔性传动机构，其特征是柔性带为柔性金属带、链条、纤维编织带、履带或钢丝软绳。
3.根据权利要求1所述的无间隙柔性传动机构，其特征是圆周旋转装置上的两个销座对称设置在圆周旋转装置的圆周上，通过螺栓压紧、焊接或铆接方式固定。
4.根据权利要求1所述的无间隙柔性传动机构，其特征是柔性带在圆周旋转装置安装并双向涨紧后形成的直线为圆周旋转装置的切线并与丝杠轴线平行。
5.根据权利要求1所述的无间隙柔性传动机构，其特征是丝杠可选用不同螺旋角和不同结构的丝杠，实现传动机构的自锁与反向增速运动。
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