CN106352039A - 驱动轮、力加载装置及轴承 - Google Patents

Abstract

一种驱动轮、力加载装置及轴承，其中驱动轮轴向表面具有与所述驱动轮同轴的、环形的至少一驱动面，所述驱动面沿周向平滑连续；沿所述驱动轮的周向方向，所述驱动面具有至少一个沿轴向拱起的波形部；所述驱动面用于与操纵机构保持接触，并随着所述驱动轮的转动，所述驱动面驱动所述操纵机构沿所述轴向作往复运动。本装置可以减小周向的空间需求。

Description

驱动轮、力加载装置及轴承

技术领域

本申请涉及一种驱动轮、力加载装置及轴承，用于将旋转运动转化为直线运动。

背景技术

参照图1，图1示出了现有的一种力加载装置，包括凸轮1和操纵机构，操纵机构包括相互连接的操作部2和弹簧3，操作部2一端与凸轮1的外周面接触，弹簧3位于操作部2的另一端，用于向操作部2施加作用力、使得操作部2能够始终保持与凸轮1接触。

上述力加载装置中，凸轮1以外周面作为驱动面，外周面具有基面和高于基面的波形凸面(图中未示出)，当凸轮1转动时，通过基面和凸面与操纵机构的交替接触，使得操纵机构沿凸轮1的径向方向作往复运动。

但是上述力加载装置的缺点在于：

第一，力加载装置工作时操纵机构沿径向运动，导致整个装置的周向空间需求较大。并且，如果由同一凸轮驱动多个操纵机构，则多个操纵机构必须以相同的频率工作，如果需要使得多个操纵机构之间的工作频率不一致，则必须通过多个具有不同形状凸面的凸轮来完成。

第二，操作部完全通过弹簧的作用力而保持与凸轮接触，使得凸轮承受的压力较大，且操纵机构数量越多，凸轮的压力越大，过大的压力会影响凸轮的工作稳定性和工作寿命。另外，如果需要增加操纵机构的往复运动频率，则需要提高凸轮的驱动频率，即提高凸轮的转速，当凸轮的转速达到一定值时，弹簧的响应将无法跟上凸轮的驱动频率，造成操作部不能保证时时与凸轮接触，从而影响凸轮与操纵机构之间传动的精确度。

发明内容

本申请解决的第一个问题是现有力加载装置中，整个装置的周向空间需求较大；

为解决上述问题，本申请提供一种驱动轮，所述驱动轮的轴向表面具有与所述驱动轮同轴的、环形的至少一驱动面，所述驱动面沿周向平滑连续；沿所述驱动轮的周向方向，所述驱动面具有至少一个沿轴向拱起的波形部；所述驱动面用于与操纵机构保持接触，随着所述驱动轮的转动，所述驱动面驱动所述操纵机构沿所述轴向作往复运动。

当该驱动轮用于力加载装置时，通过驱动轮的驱动面驱动操纵机构沿轴向运动，改变现有操纵机构沿径向的驱动模式，可以减小周向空间需求。

本发明解决的第二个问题是现有力加载装置无法用同一凸轮来使得不同的操纵机构获得不同的工作频率。

为解决上述问题，本申请的驱动轮中，所述驱动面具有两个以上，供所述操纵机构切换；多个驱动面沿所述驱动轮的径向分布，各个驱动面中的波形部数目不相同。

可选的，沿径向相邻的驱动面之间具有平滑过渡的过渡区域，供所述操纵机构通过。

可选的，同一驱动面中所有波形部的形状相同。

该驱动轮中，不同的驱动面可以具有不同的驱动频率。当该驱动轮用于力加载装置时，操纵机构可以选择与不同的驱动面接触，以获得不同的驱动频率，最终实现通过一个驱动轮获得不同工作功率的效果。

可选的，所述驱动轮在同一驱动面所在区域中各个位置的轴向尺寸相同。

本申请还提供一种力加载装置，包括上述驱动轮，以及由所述驱动轮驱动的操纵机构，所述操纵机构与所述驱动轮的驱动面保持接触，随着所述驱动轮的转动，与所述操纵机构接触的驱动面驱动所述操纵机构沿所述轴向作往复运动。

可选的，所述操纵机构包括操作部，位于所述驱动轮的轴向一侧；所述操作部包括接触头，用于与所述驱动面接触。

本发明解决的第三个问题是现有力加载装置中，凸轮所承受的压力较大，从而影响凸轮的工作稳定性和工作寿命；且当操纵机构的往复运动频率较高时，凸轮与操纵机构之间传动的精确度不能保证。

为解决上述问题，本申请的力加载装置中，所述驱动轮在同一驱动面所在区域中各个位置的轴向尺寸相同；所述操纵机构在所述驱动轮的轴向另一侧也设有所述操作部，且与所述驱动轮的另一个轴向表面保持接触；所述操纵机构中，位于所述驱动轮轴向两侧的操作部彼此固定连接。

也就是说，对于同一个驱动面来说，该部分区域的驱动轮具有相同的轴向厚度。同时，同一操纵机构在驱动面的两侧分别设有相互连接操作部，并通过操作部与驱动面接触，那么只要两操作部之间的距离与驱动轮的厚度一致或略小于驱动轮的厚度，就能将操纵机构保持在驱动面上，而不需要对驱动面施加很大的压力，从而减小了驱动轮所承受的压力，并且在任何转速下都能保证操纵机构稳定地与驱动面接触。

可选的，所述操纵机构中，位于所述驱动轮轴向两侧的操作部相对于所述驱动轮的径向平面对称。

可选的，所述操纵机构还包括固定件，用于将轴向两侧的操作部固定连接。

可选的，还包括滑动部，所述滑动部具有沿所述驱动轮轴向延伸的滑轨，以及沿所述滑轨滑动的滑块；所述操纵机构固接于所述滑块。

可选的，所述操作部还包括弹簧，用于向所述接触头施加作用力，以保证所述接触头与所述驱动面保持接触。

可选的，所述接触头上设有用于与所述驱动面接触的万向球。

可选的，同一驱动面上设有多个所述操纵机构，多个操纵机构沿所述驱动轮的周向均匀布置，或沿所述驱动轮的径向对称布置。

可选的，所述力加载装置包括轴承，所述驱动轮为所述轴承中的转动圈。

本申请还提供一种轴承，包括同轴套设的转动圈和非转动圈，所述转动圈为上述任一项所述的驱动轮。

与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下优点：

驱动轮的驱动面设于轴向表面上，驱动操纵机构沿轴向运动，减小了力加载装置沿周向的空间需求。

进一步，驱动面具有多个，且不同数目驱动面中波形部的数目不同，操纵机构可以选择由不同的驱动面驱动，以获得不同的工作频率。

进一步，操纵机构具有分别设置于驱动轮轴向两侧且相互固定的操作部，轴向两侧操作部之间的轴向距离固定不变，当驱动轮在同一驱动面所在区域中各个位置的轴向尺寸相同(即厚度均匀)时，只需要轴向两侧操作部之间的距离等于或者略小于驱动轮的厚度，就可以保证轴向两侧的操作部能够始终保持与驱动轮的轴向表面接触，从而保证传动的精确度。也就是说，操作部不需要弹簧就能保证与驱动面之间的接触稳定性，可以减小驱动轮所承受的压力。

另外，操作部中也可以设置弹簧，以增加操作部的接触头与驱动面之间的接触稳定性，但由于弹簧仅起到辅助性的作用，因此需要弹簧施加给接触头的作用力非常小，不会给驱动轮造成过大的压力。

进一步，多个操纵机构沿驱动轮的周向均匀布置，或沿驱动轮的径向对称布置，使得驱动轮的受力均匀，减小操纵机构对驱动轮造成的倾覆力矩。

附图说明

图1是现有一种力加载装置的结构示意图；

图2是本申请实施例中力加载装置的立体结构示意图；

图3是本申请实施例的力加载装置中驱动轮的立体图；

图4是本申请实施例中力加载装置沿径向方向的局部视图，其中示出了相邻驱动面之间的过渡区域；

图5是本申请实施例中轴承的立体结构图；

图6示出了本申请实施例中轴承的内圈和外圈。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施例做详细的说明。

参照图2、图3，本申请实施例提供一种力加载装置，包括旋转轴10、同轴套设于旋转轴10外的驱动轮20，以及由驱动轮20驱动的操纵机构30。其中，驱动轮20可以通过过盈配合或其他连接方式套设在旋转轴10外，或者，旋转轴10和驱动轮20也可以一体成型。

驱动轮20中，沿周向的表面称为外周面，沿轴向位于外周面两侧的端面称为轴向表面。

驱动轮20的轴向表面包括沿径向分布、且与驱动轮20同轴的多个环形的驱动面。驱动面的数量与力加载装置中工作频率的种类成正比。一般来说，力加载装置中需要几种工作频率，则可以设置几个驱动面。本实施例中，作为示例，在驱动轮20的轴向表面上设置两个驱动面，且分别定义为第一驱动面21、第二驱动面22，如图2、图3所示。

驱动轮20的每个驱动面沿周向平滑连续，也就是说，驱动面的任意一条圆周线都是一段连续的曲线，不存在突变的区域。沿驱动轮20的周向方向，每个驱动面分别具有至少一个沿轴向拱起的波形部20a(图2-3中只对其中几个波形部作了标注)，波形部20a与所在驱动面的其余部分之间平滑过渡。操纵机构30与任一驱动面保持接触，随着驱动轮20的转动，驱动面驱动操纵机构30沿轴向(图中Y方向)作往复运动。

其中，各个驱动面中的波形部数目不相同。

另外，同一驱动面中，如果具有多个波形部，那么多个波形部的形状可以作如下设置：对于操纵机构来说，如果在工作时要求每次的往复运动具有相同的幅度，则多个波形部可以设置为相同的形状，或者多个波形部至少具有相同的轴向高度；如果要求每次的往复运动具有不同的幅度，则多个波形部的形状可以不同，这里的不同，主要指波形部的轴向高度不同。

本实施例通过波形部20a使得驱动面形成沿轴向的凹凸结构，以驱动操纵机构30沿轴向往复运动。其中，沿周向分布的波形部20a的数目决定了驱动面驱动操纵机构30往复运动的工作频率，波形部20a的数目越多，则操纵机构30的工作频率越快。各个驱动面上的波形部20a的数目不相同，则操纵机构30由不同的驱动面驱动时所获得的工作频率不同。

需要注意的是，对于任意一个驱动面来说，其中沿轴向拱起的波形部可以是一个或多个，拱起的方向可以是沿轴向向外或向内。如果波形部有多个，那么形成的驱动面的整体形状应当是沿周向连续凹凸的。

其中，操纵机构30的数量可以根据需要设置。例如，同一驱动面上可以设有多个操纵机构30，多个操纵机构30沿驱动轮20的周向均匀布置，或沿驱动轮20的径向对称布置，使得驱动轮20的受力均匀，减小操纵机构30对驱动轮20造成的倾覆力矩。

本实施例中，一方面相比于现有技术需要通过多个凸轮来获得不同工作频率的方式来说，只需要一个驱动轮就获得多个不同的工作频率，简化了装置的结构。另一方面，将驱动轮的驱动面设于轴向表面上，以驱动操纵机构沿轴向作往复运动，相对于现有技术中操纵机构沿径向运动的方式，减小了整个装置的沿周向的空间需求。

在其他实施例中，如果只需要减小整个装置的周向空间需求，力加载装置的驱动轮上也可以只设置一个驱动面，以驱动操纵机构沿轴向运动，减小整个装置占用的周向空间。

进一步地，参照图2并结合图4所示，驱动轮20中，沿径向相邻的驱动面之间具有平滑过渡的区域，操纵机构30可以通过该过渡区域选择进入任一驱动面。也就是说，操纵机构30可以在各个驱动面之间相互切换。

如图2，第一驱动面21和第二驱动面22之间具有平滑过渡部位，该平滑过渡部位称为过渡区域A，见图2虚线框出部分以及图4中箭头A所指部分。操纵机构30可以通过过渡区域A沿径向方向(图4中X方向)移动，以进入第一驱动面21或第二驱动面22。过渡区域A的设置使得操纵机构30能够很容易地切换驱动面，从而快捷地更换工作频率。

进一步地，本实施例中，同一驱动面中所有波形部的形状基本相同，但是不同驱动面中波形部的形状可以不同。如图2-3，第一驱动面21中具有所有波形部20a的形状完全相同，第二驱动面22中所有波形部20a的形状也基本相同。当操纵机构30被某一驱动面驱动时，如果该驱动面上沿周向各个波形部的形状不同，那么操纵机构30的工作将不稳定，对操纵机构30的使用寿命造成影响。

继续参照图2、图4，操纵机构30包括操作部31，位于驱动轮20的轴向一侧。操作部31包括用于与驱动面接触的接触头31a，以及位于接触头31a与驱动面相背的一侧且与接触头31a连接的挺杆31c。本实施例中，接触头31a上设有用于与驱动面接触的万向球31b(图4)。万向球31b可以减小操作部31与驱动面之间的摩擦力。如图2、图4，本实施例中设置接触头31a和挺杆31c的延伸方向基本与驱动轮20的轴向平行，以减小其沿轴向往复运动的阻力。

进一步地，驱动轮20在同一驱动面所在区域中各个位置的轴向尺寸相同。也就是说，在同一驱动面所在的区域，驱动轮20的厚度均一。此时，驱动轮20的两个轴向表面具有相同的形状，因此任一个轴向表面都可以作为驱动面，操作部31可以设于任一轴向表面上。其中，可以设置对于同一驱动面，驱动轮20的厚度相同，而对应不同的驱动面，驱动轮的厚度可以不同；或者，也可以设置整个驱动轮20的厚度都相同。

本实施例中，整个驱动轮20的厚度都相同。如图2、图4，操纵机构30在驱动轮20的轴向两侧分别设有操作部31，且分别与驱动轮20的两个轴向表面保持接触。操纵机构30中，位于驱动轮20轴向两侧的操作部31彼此固定连接。具体地，操纵机构30还包括U形的固定件32，轴向两侧的操作部31分别固定于U形的固定件32上，实现相互固定连接。在其他实施例中，固定件的结构不仅限于U形，只要能将轴向两侧的操作部31相互固定即可。

可以看出，本实施例中，操纵机构30中，在驱动轮20的轴向两侧的操作部31相互固定，因此两者之间的轴向距离固定不变。同时，整个驱动轮20的厚度均一，使得操纵机构30可以匹配任一驱动面。装配时，只需要使得轴向两侧的操作部31之间的轴向距离等于或者略小于驱动轮20的厚度，就可以保证操作部31能够始终保持与驱动轮的驱动面接触，从而保证传动精度。换一句话说，操作部不需要弹簧的作用力就能保证与驱动面之间的持续接触，从而减小了驱动轮所承受的压力。

其中，操纵机构30中，位于驱动轮20轴向两侧的操作部31相对于驱动轮20的径向平面对称，其中“径向平面”，指的是与驱动轮的径向平行且与轴向垂直的平面。换言之，如图4，沿驱动轮20的轴向方向，位于驱动轮20轴向两侧的操作部31基本位于同一直线上，使得驱动轮20沿轴向两侧的受力均匀。

另外，操作部31也可以包括弹簧(图中未示出)，弹簧用于向接触头31a施加作用力，以保证接触头与驱动轮20的驱动面保持接触。具体地，挺杆31c中具有空腔，弹簧设于挺杆31c的空腔中，接触头31a的一端也伸入空腔，弹簧的一端顶靠或连接在挺杆31c的内壁，另一端顶靠或连接在接触头31a上，以向接触头31a施加压力。在其他实施例中，弹簧也可以采用其他设置方式，只要能够实现向接触头施加朝向驱动轮方向的作用力即可。

继续参照图2并结合图4，本实施例的力加载装置还包括滑动部40，滑动部40具有沿驱动轮20轴向延伸的滑轨41，以及沿滑轨41滑动的滑块42。操纵机构30固接于滑块42。滑动部40用于为操纵机构30沿轴向的往复运动提供导向作用，防止操纵机构30在运动过程中发生摆动，保证操纵机构30运动的稳定性。具体地，操纵机构30通过U形的固定件32与滑块42固定连接。其中，滑块42上设有注脂头42a，用于向滑块42中注入润滑剂，注入的润滑剂可以沿滑块42进入到滑轨41，实现润滑作用。

本申请实施例还提供一种轴承。参照图5、图6所示，轴承50包括同轴套设的转动圈51和非转动圈52，以及设置在转动圈51、非转动圈52之间的滚动体53。其中，转动圈51作为驱动轮，驱动轮的设置与前述相同。

本实施例中，转动圈51的轴向表面上设有沿径向分布的驱动面51a、驱动面51b，操纵机构设置在任一驱动面上并可在相邻的驱动面之间切换，轴承50通过转动圈51的转动使得驱动面51a、驱动面51b驱动操纵机构获得可调节频率和幅度的轴向往复直线运动。需要注意的是，转动圈51上驱动面的数量可以根据对操纵机构工作频率的要求来定，工作频率的种类越多，则驱动面的数量越多，反之则驱动面的数量越少。

上述轴承可以用于任何一种需要将旋转运动转化为直线运动的设备中，例如冲击钻等。

本实施例中，转动圈51为外圈，在其他实施例中，转动圈51也可以是内圈，此时则将内圈作为驱动轮。

虽然本申请披露如上，但本申请并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本申请的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (16)

1.一种驱动轮，其特征在于，所述驱动轮的轴向表面具有与所述驱动轮同轴的、环形的至少一驱动面，所述驱动面沿周向平滑连续；

沿所述驱动轮的周向方向，所述驱动面具有至少一个沿轴向拱起的波形部；

所述驱动面用于与操纵机构保持接触，随着所述驱动轮的转动，所述驱动面驱动所述操纵机构沿所述轴向作往复运动。

2.如权利要求1所述的驱动轮，其特征在于，所述驱动面具有两个以上，供所述操纵机构切换；

多个驱动面沿所述驱动轮的径向分布，各个驱动面中的波形部数目不相同。

3.如权利要求2所述的驱动轮，其特征在于，沿径向相邻的驱动面之间具有平滑过渡的过渡区域，供所述操纵机构通过。

4.如权利要求2所述的驱动轮，其特征在于，同一驱动面中所有波形部的形状相同。

5.如权利要求1所述的驱动轮，其特征在于，所述驱动轮在同一驱动面所在区域中各个位置的轴向尺寸相同。

6.一种力加载装置，其特征在于，包括权利要求1-4中任一项所述的驱动轮，以及由所述驱动轮驱动的操纵机构；

所述操纵机构与所述驱动轮的驱动面保持接触，随着所述驱动轮的转动，与所述操纵机构接触的驱动面驱动所述操纵机构沿所述轴向作往复运动。

7.如权利要求6所述的力加载装置，其特征在于，所述操纵机构包括操作部，位于所述驱动轮的轴向一侧；

所述操作部包括接触头，用于与所述驱动面接触。

8.如权利要求7所述的力加载装置，其特征在于，所述驱动轮在同一驱动面所在区域中各个位置的轴向尺寸相同；

所述操纵机构在所述驱动轮的轴向另一侧也设有所述操作部，且与所述驱动轮的另一个轴向表面保持接触；

所述操纵机构中，位于所述驱动轮轴向两侧的操作部彼此固定连接。

9.如权利要求8所述的力加载装置，其特征在于，所述操纵机构中，位于所述驱动轮轴向两侧的操作部相对于所述驱动轮的径向平面对称。

10.如权利要求8所述的力加载装置，其特征在于，所述操纵机构还包括固定件，用于将轴向两侧的操作部固定连接。

11.如权利要求6所述的力加载装置，其特征在于，还包括滑动部，所述滑动部具有沿所述驱动轮轴向延伸的滑轨，以及沿所述滑轨滑动的滑块；

所述操纵机构固接于所述滑块。

12.如权利要求7所述的力加载装置，其特征在于，所述操作部还包括弹簧，用于向所述接触头施加作用力，以保证所述接触头与所述驱动面保持接触。

13.如权利要求7所述的力加载装置，其特征在于，所述接触头上设有用于与所述驱动面接触的万向球。

14.如权利要求6所述的力加载装置，其特征在于，同一驱动面上设有多个所述操纵机构，多个操纵机构沿所述驱动轮的周向均匀布置，或沿所述驱动轮的径向对称布置。

15.如权利要求6-14任一项所述力加载装置，其特征在于，所述力加载装置包括轴承，所述驱动轮为所述轴承中的转动圈。

16.一种轴承，包括同轴套设的转动圈和非转动圈，其特征在于，所述转动圈为权利要求1-5任一项所述的驱动轮。