CN104819277B - 一种多曲轴摆线减速机的动力输入防自转装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多曲轴摆线减速机的动力输入防自转装置，其设置在外壳内并通过轴承二安装在输出机构内部，该防自转装置包括：至少两条曲轴，曲轴通过轴承二安装在输出机构内部；穿设在输出机构上的输入轴，输入轴一端与输入设备连接，另一端与曲轴传动连接；以及位于外壳内部的摆线盘，摆线盘套设在曲轴的偏心部；摆线盘与外壳内部之间设置有滚珠和滚珠的运动区间，运动区间为在外壳内部端面和摆线盘一侧面之间设置的孔和轨迹槽。本发明的多曲轴摆线减速机的动力输入防自转装置结构简单和加工难度小，从而实现在保持减速机传动效率的同时可简化减速机内部结构，使得减速机结构紧凑，降低减速机体积和重量，进而降低减速机的生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及机械传动减速的技术领域，更具体地说，涉及一种减速机的动力输入防自转装置。
背景技术
在各类传动机械设计中，摆线针轮减速机具有减速比大和体积小等优点而逐步替代齿轮减速机和蜗杆减速机，并作为驱动或减速装置广泛应用在速度与扭矩的转换设备中。但是由于摆线针轮减速机结构十分复杂，加工精度要求高，而且在设计和安装过程中要留有一定的工艺间隙，导致工作时转动不够平稳、噪声大和转动效率低，已经满足不了现代机械设计发展的需要。
在现有技术中，利用滚珠来进行传动能够大幅度简化传动环节，从而简化内部结构，大大提高了减速比、扭矩和传动效率。因此，利用滚珠来进行传动的摆线减速机也营运而生。在传动过程中，摆线盘被一个防自转装置限制只能绕输入轴公转而不能自转，而输入轴高速转动，通过防自转装置限制偏心盘自转而只作平动，并将速度进行分流，减速推动输出机构旋转，从而输出机构减速输出。
然而，现有的防自转装置均采用两层滚珠的结构使得传动结构复杂，导致减速机的内部空间利用率低，从而增大减速机的体积；并且该防自转装置为额外设置的部件，从而增加了减速机的加工难度、生产成本和重量，使得减速机结构不紧凑。同时，现有的防自转装置只适用于单曲轴减速机，而无法作为多曲轴减速机的部件对摆线盘进行防自转。
因此，现需提供一种多曲轴摆线减速机的动力输入防自转装置，在保持减速机传动效率的同时，如何简化减速机内部结构、降低减速机体积小和重量以及节能降耗显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种结构简单和加工难度小的多曲轴摆线减速机的动力输入防自转装置，从而实现在保持减速机传动效率的同时可简化减速机内部结构，使得减速机结构紧凑，降低减速机体积和重量，进而降低减速机的生产成本。
为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种多曲轴摆线减速机的动力输入防自转装置，用于与输入设备连接，其设置在外壳内并通过轴承二安装在输出机构内部，其特征在于：包括：
至少两条曲轴，所述曲轴通过轴承二安装在输出机构内部；
穿设在输出机构上的输入轴，所述输入轴一端与输入设备连接，另一端与曲轴传动连接；
以及位于外壳内部的摆线盘，所述摆线盘套设在曲轴的偏心部；
所述摆线盘与外壳内部之间设置有滚珠和滚珠的运动区间，所述运动区间为在外壳内部端面和摆线盘一侧面之间设置的孔和轨迹槽。
在上述方案中，一端与输入设备连接的输入轴转动时可带动两条以上的曲轴自转，从而驱动套设在两条以上的曲轴偏心部上的摆线盘摆动。在摆线盘摆动过程中，由于两条以上的曲轴不是设置在摆线盘的圆心上，曲轴可使摆线盘的中心作以偏心量为半径的圆周运动；此时滚珠在滚珠的运动区间滚动或滑动从而限制了摆线盘的自转并对摆线盘传递横向压力，实现摆线盘在水平方向往复摆动。因此，本发明的动力输入防自转装置无需额外设置部件(如保持架等等)，从而简化的减速机的结构和减轻了减速机的重量，并提高了减速机的结构紧凑性。
所述摆线盘为圆盘形摆线盘，其设置有用于安装输入轴的通孔一、用于安装曲轴的通孔二和用于安装输出机构的通孔三；所述摆线盘通过轴承三于通孔二内套接于曲轴的偏心部上。本发明的摆线盘可根据曲轴的数量设置相应的通孔二，由于用于安装曲轴的通孔二不是设置在摆线盘的圆心上，而且滚珠在运动区间的作用力下，因此在摆线盘摆动过程中可限制摆线盘的自转，并对摆线盘传递横向压力，实现摆线盘在水平方向往复摆动。
所述输入轴一端与输入设备连接，另一端与曲轴传动连接是指：输入轴一端与输入设备连接，另一端设置有输入齿轮，曲轴与输入轴相对的一端设置有传动齿轮；输入轴转动时通过输入齿轮与传动齿轮的啮合带动曲轴自转，实现输入轴与曲轴的传动连接。本发明是通过齿轮啮合的方式来实现输入设备的动力输入，其结构简单，有利于降低减速机的生产成本。
所述外壳包括上外壳和下外壳；所述摆线盘与外壳内部之间设置有滚珠和滚珠的运动区间是指：所述摆线盘的正侧面与上外壳内部之间设置有滚珠一和滚珠一的运动区间一，以及摆线盘的反侧面与下外壳内部之间设置有滚珠二和滚珠二的运动区间二。
所述运动区间一为在上外壳内部端面设置的孔一和摆线盘的正侧面设置的轨迹槽一，或者运动区间一为在上外壳内部端面设置的轨迹槽一和摆线盘的正侧面设置的孔一；所述运动区间二为在下外壳内部端面设置的孔二和摆线盘的反侧面设置的轨迹槽二，或者运动区间二为在下外壳内部端面设置的轨迹槽二和摆线盘的反侧面设置的孔二。本发明的运动区间一中孔一和轨迹槽一的设置位置是可以互换的，同样，运动区间二中孔二和轨迹槽二的设置位置也是可以互换的，这样可提高减速机内部结构的灵活性和多样性。
所述轨迹槽一与轨迹槽二形状相同，均为横截面呈“U”字形凹槽，“U”字形凹槽的槽径R与滚珠一和滚珠二的外径相匹配。
所述轨迹槽一在摆线盘的正侧面与上外壳内部端面之间形成具有波数的摆线封闭导槽；轨迹槽二在摆线盘的反侧面与下外壳内部端面之间形成具有波数的摆线封闭导槽；所述轨迹槽一的波数与轨迹槽二的波数相等。当轨迹槽一和轨迹槽二均设置在摆线盘时，该摆线盘的正侧面和反侧面设置的轨迹槽一和轨迹槽二为相同的轨迹槽，因此，在减速机组装时无需区分摆线盘的正面和反面，从而降低摆线盘的加工难度，使得加工方便，并可提高减速机组装的快捷性和便利性。
所述轨迹槽一的波数与孔一的数量具有差值；所述轨迹槽二的波数与孔二的数量具有差值。本发明轨迹槽一和轨迹槽二的波数可以比孔一和孔二的数量多，或者孔一和孔二的数量可以比轨迹槽一和轨迹槽二的波数多，这样设计可以增加减速机的减速比，也有利于机械的简化和加工。若轨迹槽一和轨迹槽二的波数与孔一和孔二的数量相同，则轨迹槽一和轨迹槽二的波的位置与孔一和孔二的位置匹配相对应，因此，滚珠一和滚珠二不能实现在运动区间一和运动区间二进行滚动或滑动，无法实现摆线盘的正侧面和上外壳内部端面的啮合，摆线盘的反侧面和下外壳内部端面的啮合，也无法将减速的作用力反作用于摆线盘，最后无法实现摆线盘推动曲轴绕输入轴公转，从而减速机不能起到减速的作用。
所述孔一为孔径与滚珠一外径相匹配的半圆孔，所述孔二为孔径与滚珠二外径相匹配的半圆孔；滚珠一、孔一、滚珠二和孔二的数量相等。当摆线盘的正侧面设置有孔一时，孔一均匀设置在摆线盘的正侧面圆盘面上，并且每个孔一的圆心连线形成圆盘的同心圆；当摆线盘的反侧面设置有孔二时，孔二均匀设置在摆线盘的反侧面圆盘面上，并且每个孔二的圆心连线形成圆盘的同心圆。
所述轴承二为圆柱滚子轴承。本发明的轴承二采用圆柱滚子轴承能够使两个输出机构与曲轴之间安装得更紧密和稳固，防止该动力输入防自转装置在减速机使用过程中出现输出机构脱落的现象。
本发明的多曲轴摆线减速机的动力输入防自转装置结构简单紧凑，该多曲轴摆线减速机的动力输入防自转装置的工作原理是这样的：当输入设备高速转动，一端与输入设备连接的输入轴转动时可带动两条以上的曲轴自转，从而驱动套设在两条以上的曲轴偏心部上的摆线盘摆动，曲轴可使摆线盘的中心作以偏心量为半径的圆周运动，此时，放置在孔一内的滚珠一在对应的轨迹槽一内滚动或滑动，放置在孔二内的滚珠二在对应的轨迹槽二内滚动或滑动，从而限制了摆线盘的自转并对摆线盘传递横向压力，实现摆线盘在水平方向往复摆动。
与现有技术相比，本发明具有如下优点与有益效果：
1、本发明的多曲轴摆线减速机的动力输入防自转装置结构简单和加工难度小，从而实现在保持减速机传动效率的同时可简化减速机内部结构，使得减速机结构紧凑，降低减速机体积和重量，进而降低减速机的生产成本。
2、本发明的多曲轴摆线减速机的动力输入防自转装置无需额外设置部件(如保持架等等)，从而简化的减速机的结构和减轻了减速机的重量，并提高了减速机的结构紧凑性。
附图说明
图1是本发明多曲轴摆线减速机的动力输入防自转装置的结构示意图；
图2是本发明的上外壳内部端面设置有孔一的示意图；
图3是本发明的下外壳内部端面设置有孔二的示意图；
图4是本发明动力输入防自转装置的摆线盘正侧面上设置有轨迹槽一的示意图；
图5是本发明动力输入防自转装置的摆线盘反侧面上设置有轨迹槽二的示意图；
图6是本发明多曲轴摆线减速机的俯面结构示意图；
图7是是图6中A-A方向的多曲轴摆线减速机的内部结构示意图；
其中，1为输入齿轮、2为传动齿轮、3为曲轴、4为轴承二、5.1为输出机构一、5.2为输出机构二、6为轴承一、7.1为上外壳、7.2为下外壳、8为摆线盘、9.1为滚珠一、9.2为滚珠二、10.1为轨迹槽一、10.2为轨迹槽二、11为油封、12为轴承三、13为输入轴、14.1为孔一、14.2为孔二、15为通孔一、16为通孔二、17为通孔三、18为避空位。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。
实施例一
本实施例一以运动区间一为在上外壳内部端面设置的孔一和摆线盘的正侧面设置的轨迹槽一，运动区间二为在下外壳内部端面设置的孔二和摆线盘的反侧面设置的轨迹槽二，以及采用该动力输入防自转装置的减速机为双曲轴摆线减速机为例对下面进行说明。
如图1至7所示，本发明多曲轴摆线减速机的动力输入防自转装置，是用于与输入设备连接，其设置在上外壳7.1和下外壳7.2内并通过轴承二4安装在输出机构一5.1和输出机构二5.2内部，输出机构一5.1和输出机构二5.2通过轴承一6安装在上外壳7.1和下外壳7.2内部。该动力输入防自转装置包括：
两条曲轴3，该曲轴3通过轴承二4安装在输出机构一5.1和输出机构二5.2内部；
穿设在输出机构一5.1和输出机构二5.2上的输入轴13，输入轴13一端与输入设备连接，另一端与曲轴3传动连接；
以及位于上外壳7.1和下外壳7.2内部的摆线盘8，该摆线盘8套设在曲轴3的偏心部；
摆线盘8与上外壳7.1和下外壳7.2内部之间设置有滚珠和滚珠的运动区间，该运动区间为在外壳内部端面和摆线盘8一侧面之间设置的孔和轨迹槽。
具体地说，本发明的输入轴13一端与输入设备连接，另一端与曲轴3传动连接是指：输入轴13一端与输入设备连接，另一端设置有输入齿轮1，曲轴3与输入轴13相对的一端设置有传动齿轮2；输入轴13转动时通过输入齿轮1与传动齿轮2的啮合带动曲轴3自转，实现输入轴13与曲轴3的传动连接。
本发明的摆线盘8为圆盘形摆线盘，其设置有用于安装输入轴13的通孔一15、用于安装曲轴3的通孔二16和用于安装输出机构一5.1和输出机构二5.2的通孔三17。其中，摆线盘8通过轴承三12于通孔二16内套接于曲轴3的偏心部上。摆线盘8与下外壳7.2之间设置有避空位18，用于提供摆线盘8的摆动空间。
其中，摆线盘8的正侧面与上外壳7.1内部之间设置有滚珠一9.1和滚珠一9.1的运动区间一，以及摆线盘8的反侧面与下外壳7.2内部之间设置有滚珠二9.2和滚珠二9.2的运动区间二。运动区间一为在上外壳7.1内部端面设置的孔一14.1和摆线盘8的正侧面设置的轨迹槽一10.1，运动区间二为在下外壳7.2内部端面设置的孔二14.2和摆线盘8的反侧面设置的轨迹槽二10.2。轨迹槽一10.1与轨迹槽二10.2形状相同，均为横截面呈“U”字形凹槽，“U”字形凹槽的槽径R与滚珠一9.1和滚珠二9.2的外径相匹配。而且，轨迹槽一10.1在摆线盘8的正侧面与上外壳7.1内部端面之间形成具有波数的摆线封闭导槽；轨迹槽二10.2在摆线盘8的反侧面与下外壳7.2内部端面之间形成具有波数的摆线封闭导槽，轨迹槽一10.1的波数与轨迹槽二10.2的波数相等。由于该摆线盘8的正侧面和反侧面设置的轨迹槽一10.1和轨迹槽二10.2为相同的轨迹槽，因此，在减速机组装时无需区分摆线盘8的正面和反面，从而降低摆线盘8的加工难度，使得加工方便，并可提高减速机组装的快捷性和便利性。
轨迹槽一10.1的波数与孔一14.1的数量具有差值；轨迹槽二10.2的波数与孔二14.2的数量也具有差值。本发明轨迹槽一10.1和轨迹槽二10.2的波数可以比孔一14.1和孔二14.2的数量多，或者孔一14.1和孔二17.2的数量可以比轨迹槽一10.1和轨迹槽二10.2的波数多，这样设计可以增加减速机的减速比，也有利于机械的简化和加工。孔一14.1为孔径与滚珠一9.1外径相匹配的半圆孔，孔二14.2为孔径与滚珠二9.2外径相匹配的半圆孔；滚珠一9.1、孔一14.1、滚珠二9.2和孔二14.2的数量相等。
为了保证该动力输入防自转装置安装在减速机内能够使输出机构一5.1和输出机构二5.2与曲轴3之间安装得更紧密和稳固，该轴承二4采用圆柱滚子轴承，可防止出现减速机使用过程中输出机构一5.1和输出机构二5.2脱落的现象。本发明在上外壳7.1上还设置有油封11。
本发明的多曲轴摆线减速机的动力输入防自转装置结构简单紧凑，该多曲轴摆线减速机的动力输入防自转装置的工作原理是这样的：当输入设备高速转动，一端与输入设备连接的输入轴13转动时可带动两条曲轴3自转，从而驱动套设在两条曲轴3偏心部上的摆线盘8摆动，曲轴3可使摆线盘8的中心作以偏心量为半径的圆周运动，此时，放置在孔一14.1内的滚珠一9.1在对应的轨迹槽一10.1内滚动或滑动，放置在孔二14.2内的滚珠二9.2在对应的轨迹槽二10.2内滚动或滑动，从而限制了摆线盘8的自转并对摆线盘8传递横向压力，实现摆线盘8在水平方向往复摆动。
安装有该动力输入防自转装置的多曲轴摆线减速机的减速过程是这样的：在摆线盘8水平方向往复摆动过程中，作用力使得放置在孔一14.1内的滚珠一9.1在轨迹槽一14.1内滚动或滑动，放置在孔二14.2内的滚珠二9.2在轨迹二10.2槽内滚动或滑动，由于上外壳7.1和下外壳7.2固定不动，因此，滚珠一9.1和滚珠二9.2对轨迹槽一10.1和轨迹槽二10.2的作用力反作用于摆线盘8，使得摆线盘8驱动两条曲轴3绕输入轴13公转，从而带动输出机构一5.1和输出机构二5.2转动，实现输入轴13每转动360°，输出机构一5.1和输出机构二5.2在滚珠一9.1和滚珠二9.2的运动压力作用下偏移一定量的转动角度，进而将输入设备的转动减速传递至减速机的输出机构一5.1和输出机构二5.2，以达到减速的效果。所以本发明的滚珠和滚珠的运动区间即可作为摆线盘的防自转装置一部分，也可作为该减速机的减速传动力机构的一部分。
实施例二
本实施例与实施例一不同之处仅在于：运动区间一为在上外壳内部端面设置的轨迹槽一和摆线盘的正侧面设置的孔一，运动区间二为在下外壳内部端面设置的孔二和摆线盘的反侧面设置的轨迹槽二，其它结构与实施例一一致。
实施例三
本实施例与实施例一不同之处仅在于：运动区间一为在上外壳内部端面设置的孔一和摆线盘的正侧面设置的轨迹槽一，运动区间二为在下外壳内部端面设置的轨迹槽二和摆线盘的反侧面设置的孔二，其它结构与实施例一一致。
实施例四
本实施例与实施例一不同之处仅在于：运动区间一为在上外壳内部端面设置的轨迹槽一和摆线盘的正侧面设置的孔一，运动区间二为在下外壳内部端面设置的轨迹槽二和摆线盘的反侧面设置的孔二，其它结构与实施例一一致。
实施例五
本实施例与实施例一不同之处仅在于：该动力输入防自转装置可设置三条曲轴或三条以上的曲轴，摆线盘通过轴承三于通孔二套接于每条曲轴的偏心部上，其它结构与实施例一一致。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多曲轴摆线减速机的动力输入防自转装置，用于与输入设备连接，动力输入防自转装置设置在外壳内并通过轴承二安装在输出机构内部，其特征在于：包括：
至少两条曲轴，所述曲轴通过轴承二安装在输出机构内部；
穿设在输出机构上的输入轴，所述输入轴一端与输入设备连接，另一端与曲轴传动连接；
以及位于外壳内部的摆线盘，所述摆线盘套设在曲轴的偏心部；
所述摆线盘与外壳内部之间设置有滚珠和滚珠的运动区间，所述运动区间为在外壳内部端面和摆线盘一侧面之间设置的孔和轨迹槽。
2.根据权利要求1所述的多曲轴摆线减速机的动力输入防自转装置，其特征在于：所述摆线盘为圆盘形摆线盘，其设置有用于安装输入轴的通孔一、用于安装曲轴的通孔二和用于安装输出机构的通孔三；所述摆线盘通过轴承三于通孔二内套接于曲轴的偏心部上。
3.根据权利要求1所述的多曲轴摆线减速机的动力输入防自转装置，其特征在于：所述输入轴一端与输入设备连接，另一端与曲轴传动连接是指：输入轴一端与输入设备连接，另一端设置有输入齿轮，曲轴与输入轴相对的一端设置有传动齿轮；输入轴转动时通过输入齿轮与传动齿轮的啮合带动曲轴自转，实现输入轴与曲轴的传动连接。
4.根据权利要求1所述的多曲轴摆线减速机的动力输入防自转装置，其特征在于：所述外壳包括上外壳和下外壳；所述摆线盘与外壳内部之间设置有滚珠和滚珠的运动区间是指：所述摆线盘的正侧面与上外壳内部之间设置有滚珠一和滚珠一的运动区间一，以及摆线盘的反侧面与下外壳内部之间设置有滚珠二和滚珠二的运动区间二。
5.根据权利要求4所述的多曲轴摆线减速机的动力输入防自转装置，其特征在于：所述运动区间一为在上外壳内部端面设置的孔一和摆线盘的正侧面设置的轨迹槽一，或者运动区间一为在上外壳内部端面设置的轨迹槽一和摆线盘的正侧面设置的孔一；所述运动区间二为在下外壳内部端面设置的孔二和摆线盘的反侧面设置的轨迹槽二，或者运动区间二为在下外壳内部端面设置的轨迹槽二和摆线盘的反侧面设置的孔二。
6.根据权利要求5所述的多曲轴摆线减速机的动力输入防自转装置，其特征在于：所述轨迹槽一与轨迹槽二形状相同，均为横截面呈“U”字形凹槽，“U”字形凹槽的槽径R与滚珠一和滚珠二的外径相匹配。
7.根据权利要求5所述的多曲轴摆线减速机的动力输入防自转装置，其特征在于：所述轨迹槽一在摆线盘的正侧面与上外壳内部端面之间形成具有波数的摆线封闭导槽；轨迹槽二在摆线盘的反侧面与下外壳内部端面之间形成具有波数的摆线封闭导槽；所述轨迹槽一的波数与轨迹槽二的波数相等。
8.根据权利要求5所述的多曲轴摆线减速机的动力输入防自转装置，其特征在于：所述轨迹槽一的波数与孔一的数量具有差值；所述轨迹槽二的波数与孔二的数量具有差值。
9.根据权利要求5所述的多曲轴摆线减速机的动力输入防自转装置，其特征在于：所述孔一为孔径与滚珠一外径相匹配的半圆孔，所述孔二为孔径与滚珠二外径相匹配的半圆孔；滚珠一、孔一、滚珠二和孔二的数量相等。
10.根据权利要求1所述的多曲轴摆线减速机的动力输入防自转装置，其特征在于：所述轴承二为圆柱滚子轴承。
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