CN106931080A - 一种螺旋钢球活齿传动减速装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种螺旋钢球活齿传动减速装置，属减速传动装置技术领域。该装置包括壳体、上接头、输入轴、输出轴和固定环等。壳体内一侧通过对称设置的滚针轴承安装有输出轴，壳体内另一侧通过圆柱滚子轴承安装有输入轴，输入轴与输出轴之间通过滚珠钢球活动旋转连接。该装置结构简单，实用性好。工作过程中，输入轴的转动通过滚珠活齿的作用，并进行减速后传递到同轴线上的输出轴，从而实现减速的目的，具有体积小，传动比范围大，传动效率高、承载能力强、润滑性能好等优点，有着更广阔的发展前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种螺旋钢球活齿传动减速装置，属减速传动装置技术领域。
背景技术
活齿减速传动机构是一种和齿轮减速传动具有很大差异性的新型传动方式，其独特的结构布局，使其具有传统减速器所不具有的独特优点。在一些特殊的工况条件下，是齿轮减速传动装置的最理想的替代结构[1]。
西方国家在井下减速器方面的研究则主要是针对螺杆钻具的，其中美国和法国也相继取得了一些关于井下马达减速器的专利，而加拿大的井下马达减速器则配用于螺杆钻具用于实际钻井活动中[2]。当用于涡轮钻具中时，由于处在泥浆的开放式环境中，井下减速器的润滑系统且尺寸偏大不可靠。螺杆钻具由于其动力部分是马达提供，因此其具有大扭矩低转速的特点，但长时间工作后，动力马达输出的扭矩就不能满足钻井需求，使螺杆钻具提前失效。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种外形尺寸小，传动效率高，传动比范围大，传动误差小，输出力矩大，润滑性能好，使用寿命长，且可有效满足钻井需求的螺旋钢球活齿传动减速装置。
本发明的技术方案是：
一种螺旋钢球活齿传动减速装置，包括壳体、上接头、输入轴、输出轴和固定环，其特征在于：壳体内一侧通过对称设置的滚针轴承安装有输出轴，输出轴的一端延伸至壳体外端，壳体内另一侧通过圆柱滚子轴承安装有输入轴，输入轴的一端延伸至壳体外端，延伸至壳体外端的输入轴端头装有上接头；输入轴与输出轴之间通过滚珠钢球活动旋转连接，所述的壳体的一端通过螺栓固装有输入端盖，壳体的另一端通过螺栓固装有输出端盖，输出端盖一侧的壳体端口外表圆周上固装有固定环。
所述的输入轴和输出轴分别为变径体。
所述的输入轴一端圆周上设置有循环弹道槽，输入轴的端头安装有滚柱轴承。
所述的输出轴一端为中空体，中空体的圆周上设置有滚珠钢球通槽；滚珠钢球通槽内装有多个滚珠钢球。
所述的输入轴一端通过中空体插装在输出轴内，输入轴与输出轴之间通过循环弹道槽、滚珠钢球和滚珠钢球通槽的配合活动旋转连接。
所述的输入端盖与圆柱滚子轴承之间的输入轴上通过对称设置的挡圈安装有储油仓。
所述的储油仓由储油内壳和储油外壳构成，储油内壳套装在储油外壳内，储油内壳和储油外壳之间设置有分割环，与储油外壳对应的壳体上上设置有注油孔，注油孔与储油仓连通。
所述的输入端盖内的输入轴上通过弹簧座和弹簧安装有定位环，定位环并通过固紧螺钉与输入轴连接固定。
所述的输出端盖内侧的输出轴上装有推力轴承。
本发明的有益效果在于：
该螺旋钢球活齿传动减速装置结构简单，实用性好，工作过程中；输入轴的转动通过滚珠活齿的作用，并进行减速后传递到同轴线上的输出轴，从而实现减速的目的，具有体积小，传动比范围大，传动效率高、承载能力强、润滑性能好等优点，有着更广阔的发展前景。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的截面结构示意图；
图3为图1中A处的放大结构示意图；
图4为本发明的输入轴的结构示意图；
图5为本发明的输出轴的结构示意图。
图中：1、壳体，2、上接头，3、输入轴，4、输出轴，5、固定环，6、滚针轴承，7、圆柱滚子轴承，8、循环弹道槽，9、滚珠钢球通槽，10、滚珠钢球，11、滚柱轴承，12、输入端盖，13、输出端盖，14、钻具基体，15、挡圈，16、储油内壳，17、储油外壳，18、分割环，19、注油孔，20、弹簧座，21、弹簧，22、定位环，23、推力轴承。
具体实施方式
该螺旋钢球活齿传动减速装置包括壳体1、上接头2、输入轴3、输出轴4和固定环5。壳体1内一侧通过对称设置的滚针轴承6安装有输出轴4，输出轴4的一端延伸至壳体1外端，用于连接工作部件。壳体1内另一侧通过圆柱滚子轴承7安装有输入轴3，输入轴的一端延伸至壳体1外端，延伸至壳体1外端的输入轴3端头装有上接头2。
输入轴3和输出轴4分别为变径体。输入轴3一端圆周上设置有循环弹道槽8，输出轴4一端为中空体，中空体的圆周上设置有滚珠钢球通槽9；滚珠钢球通槽9内装有多个滚珠钢球10。输入轴3的一端通过中空体插装在输出轴4内，输入轴3与输出轴4之间通过循环弹道槽8、滚珠钢球10和滚珠钢球通槽9三者的配合活动旋转连接。
输入轴3的端头安装有滚柱轴承11，用于输入轴3在输出轴4中空体内的支撑。
壳体1的一端通过螺栓固装有输入端盖12，壳体1的另一端通过螺栓固装有输出端盖13，输出端盖13一侧的壳体1端口外表圆周上固装有固定环5，工作过程中通过固定环5与钻具基体14的摩擦配合，可防止壳体1工作中转动。输入端盖12与圆柱滚子轴承7之间的输入轴3上通过对称设置的挡圈15安装有储油仓。
储油仓由储油内壳16和储油外壳17构成，储油内壳16套装在储油外壳17内，储油内壳16和储油外壳17之间设置有分割环18，与储油外壳17对应的壳体1上设置有注油孔19，注油孔19与储油仓连通。储油仓的作用用于储备润滑油，分割环18的目的是将由注油孔19进入的润滑油缓慢进入并作用到圆柱滚子轴承7和滚珠钢球10上，从而保持圆柱滚子轴承7和滚珠钢球10的润滑，以延长其使用寿命。
输入端盖12内的输入轴3上通过弹簧座20和弹簧21安装有定位环22，定位环22并通过固紧螺钉与输入轴3连接固定，定位环22与挡圈15接触连接，其的目的是增加挡圈15与储油内壳16和储油外壳17之间的密闭性。输出端盖13内侧的输出轴4上装有推力轴承23，以保证输出轴4的输出扭矩和不沿轴向移动。
该螺旋钢球活齿传动减速装置工作时，通过上接头2与动力机连接，通过输出轴4与工作机连接，工作过程中，通过输入轴3的转动来带动滚珠钢球10在循环弹道槽8和滚珠钢球通槽9内循环滚动，并经减速后推动输出轴4转动。从而把所传递的扭矩作为输出参数传递出来；实现同轴输入和输出。具体过程为：
输入轴3做旋转运动，进而推动滚珠钢球10在循环弹道槽8内运动。滚珠钢球10一边随输入轴3旋转，一边推动输出轴4作旋转运动。由于输入轴3和输出轴4在同一轴线上；滚珠钢球10在输出轴4上运动的同时带动输出轴4一起作旋转运动，由此实现了输出轴4减速的目的。
该螺旋钢球活齿传动减速装置减速比的大小由输入轴3和壳体1上的螺旋线的螺旋角参数、决定。具有减速比大、输出力矩大，外形尺寸小，结构相对简单，制造容易，成本相对较低等特点。当输入轴3的外径等于50mm时，输出的力矩可达800N.m。该螺旋钢球活齿传动减速装置同时具有传动比范围大，传动效率高、承载能力强、润滑性能好等优点，特别适用于石油井下工具或重载船舰舵轴安装使用，有着广阔的发展前景。
Claims (9)
1.一种螺旋钢球活齿传动减速装置，包括壳体（1）、上接头（2）、输入轴（3）、输出轴（4）和固定环（5），其特征在于：壳体（1）内一侧通过对称设置的滚针轴承（6）安装有输出轴（4），输出轴（4）的一端延伸至壳体（1）外端，壳体（1）内另一侧通过圆柱滚子轴承（7）安装有输入轴（3），输入轴（3）的一端延伸至壳体（1）外端，延伸至壳体（1）外端的输入轴（3）端头装有上接头（2），输入轴（3）与输出轴（4）之间通过滚珠钢球（10）活动旋转连接；
所述的壳体（1）的一端通过螺栓固装有输入端盖（12），壳体（1）的另一端通过螺栓固装有输出端盖（13），输出端盖（13）一侧的壳体（1）端口外表圆周上通过花键装有固定环（5）。
2.根据权利要求1所述的一种螺旋钢球活齿传动减速装置，其特征在于：所述的输入轴（3）和输出轴（4）分别为变径体。
3.根据权利要求1所述的一种螺旋钢球活齿传动减速装置，其特征在于：所述的输入轴（3）一端圆周上设置有循环弹道槽（8），输入轴（3）的端头安装有滚柱轴承（11）。
4.根据权利要求1所述的一种螺旋钢球活齿传动减速装置，其特征在于：所述的输出轴（3）一端为中空体，中空体的圆周上设置有滚珠钢球通槽（9）；滚珠钢球通槽（9）内装有多个滚珠钢球（10）。
5.根据权利要求1所述的一种螺旋钢球活齿传动减速装置，其特征在于：所述的输入轴（3）一端通过中空体插装在输出轴（4）内，输入轴（3）与输出轴（4）之间通过循环弹道槽（8）、滚珠钢球（10）和滚珠钢球通槽（9）的配合活动旋转连接。
6.根据权利要求1所述的一种螺旋钢球活齿传动减速装置，其特征在于：所述的输入端盖（12）与圆柱滚子轴承（7）之间的输入轴（3）上通过对称设置的挡圈（15）安装有储油仓。
7.根据权利要求6所述的一种螺旋钢球活齿传动减速装置，其特征在于：所述的储油仓由储油内壳（16）和储油外壳（17）构成，储油内壳（16）套装在储油外壳（17）内，储油内壳（16）和储油外壳（17）之间设置有分割环（18），与储油外壳（17）对应的壳体（1）上设置有注油孔（19），注油孔（19）与储油仓连通。
8.根据权利要求1或6所述的一种螺旋钢球活齿传动减速装置，其特征在于：所述的输入端盖（12）内的输入轴（3）上通过弹簧座（20）和弹簧（21）安装有定位环（22），定位环（22）并通过固紧螺钉与输入轴（3）连接固定。
9.根据权利要求6所述的一种螺旋钢球活齿传动减速装置，其特征在于：所述的输出端盖（13）内侧的输出轴（4）上装有推力轴承（23）。
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