CN107237874B - 一种鼠笼式环面行星弧面凸轮传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种鼠笼式环面行星弧面凸轮传动装置，包括输入轴，输入轴的下端固定连接有中心弧面凸轮，中心弧面凸轮的周向上均布有若干与其配合的行星轮，行星轮上布置有若干滚动体，行星轮的外侧设置有与滚动体配合的若干曲状肋板，每个行星轮均设置在与其对应的行星架上，行星架的自由端均连接至输出轴。本发明在保证原有传动优势的基础上，易于加工和装配，便于该种先进机构能够广泛获得应用。

Description

一种鼠笼式环面行星弧面凸轮传动装置

技术领域

本发明涉及一种传动装置，具体涉及一种鼠笼式环面行星弧面凸轮传动装置。

背景技术

超环面行星蜗杆传动最早在1968年由美国M.R.Kuehnle提出，主要由两大部分组成：一部分是由中心蜗杆、行星轮和行星架组成的中心蜗杆组合件；一部分是由两个半片内凹弧形零件组成的圆弧曲面凹型槽定子(简称定子)。该传动将滚动接触技术与行星蜗杆传动技术融为一体，原则上具有结构紧凑、体积小、重量轻，噪声小、承载能力高、传动功率和传动比范围广、传动效率高等优点，被认为是已知机械传动的最佳形式。

超环面行星蜗杆传动机构在美国已经开始试用，但应用实例极少，目前仍处于探索阶段，阻碍该种传动机构方案实施的关键问题是该传动装置制造难度很大，机构中关键件定子内部螺旋槽道的加工难度最大。此外，该种传动同时由多个行星轮承担载荷，多对齿相啮合，在增强了超环面行星蜗杆传动的承载能力的同时也要求载荷在各个行星轮间均衡分配。但由于系统零件本身存在着制造安装误差，导致系统载荷分配不完全平均，使得某个行星轮承受较大载荷，容易产生断齿，引起轴承损坏，制造安装误差亦会引起齿轮副啮合线上载荷变化，载荷变化又会引起系统的振动、噪声。从1982年开始，国内一些单位也就此展开了研究，但大多偏重于啮合原理及加工制造方法和技术，较少涉及结构改进方面。

发明内容

本发明的目的在于提供一种鼠笼式环面行星弧面凸轮传动装置，以克服现有技术中的问题，本发明在保证原有传动优势的基础上，易于加工和装配，便于该种先进机构能够广泛获得应用。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种鼠笼式环面行星弧面凸轮传动装置，包括输入轴，输入轴的下端固定连接有中心弧面凸轮，中心弧面凸轮的周向上均布有若干与其配合的行星轮，行星轮上布置有若干滚动体，行星轮的外侧设置有与滚动体配合的若干曲状肋板，每个行星轮均设置在与其对应的行星架上，行星架的自由端均连接至输出轴。

进一步地，若干曲状肋板的上端均连接至上环形安装板，下端均连接至下环形安装板，且上环形安装板和下环形安装板均固定连接至机架。

进一步地，所述的行星轮为2-8个。

进一步地，所述的滚动体为滚珠、滚柱、滚锥或者滚球锥。

进一步地，每个行星轮均通过芯轴与其对应的行星架连接。

进一步地，所述芯轴包括左芯轴和右芯轴，左芯轴和右芯轴的一端固定在行星架上，另一端穿插在行星轮的中心孔中。

进一步地，行星轮的中心孔中还设有与左芯轴和右芯轴另一端配合的环形轴套，所述环形轴套两段的直径大于中段的直径，且左芯轴和右芯轴另一端与环形轴套的中段过盈配合。

进一步地，环形轴套的外侧还设有套筒，套筒的两侧各设有一个滚动轴承，且环形轴套通过滚动轴承与行星轮的中心孔配合连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明在使用时，由输入轴输入，带动与其固连的中心弧面凸轮，中心弧面凸轮带动固连在行星架上的行星轮转动，通过行星轮上的滚动体和曲状肋板组成的螺旋槽的啮合带动行星架旋转(由于曲状肋板与机架固定，行星轮在自转的同时进行公转，从而带动行星架旋转)，进而带动输出轴的旋转，从而实现运动的输出，本发明能够实现大的传动比，结构紧凑，工作可靠，由于用鼠笼状分布的曲状肋板代替了现有的超环面，结构易于加工和装配。

进一步地，因为在行星轮的结构中安装有用于起均载作用的环形轴套，解决了载荷分布不均问题，提高了传动装置的寿命和可靠性。

附图说明

图1为鼠笼式环面行星弧面凸轮均载传动装置示意图；

图2为鼠笼式环面行星弧面凸轮均载传动装置剖面示意图；

图3为行星轮和行星架装配中的均载结构简图。

其中，1-中心弧面凸轮，2-行星轮，3-曲状肋板，4-输出轴，5-滚动体，6-左芯轴，7-滚动轴承，8-套筒，9-环形轴套，10-右芯轴，11-输入轴，12-行星架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

参见图1至图3，一种鼠笼式环面行星弧面凸轮传动装置，包括输入轴11，输入轴11的下端固定连接有中心弧面凸轮1，中心弧面凸轮1的周向上均布有2-8个与其配合的行星轮2，行星轮2上布置有若干滚动体5，滚动体5为滚珠、滚柱、滚锥或者滚球锥，行星轮2的外侧设置有与滚动体5配合的若干曲状肋板3，若干曲状肋板3的上端均连接至上环形安装板，下端均连接至下环形安装板，且上环形安装板和下环形安装板均固定连接至机架，每个行星轮2均设置在与其对应的行星架12上，行星架12的自由端均连接至输出轴4，每个行星轮2均通过芯轴与其对应的行星架12连接，所述芯轴包括左芯轴6和右芯轴10，左芯轴6和右芯轴10的一端固定在行星架12上，另一端穿插在行星轮2的中心孔中，行星轮2的中心孔中还设有与左芯轴6和右芯轴10另一端配合的环形轴套9，所述环形轴套9两段的直径大于中段的直径，且左芯轴6和右芯轴10另一端与环形轴套9的中段过盈配合，环形轴套9的外侧还设有套筒8，套筒8的两侧各设有一个滚动轴承7，且环形轴套9通过滚动轴承7与行星轮2的中心孔配合连接。

本发明用离散的鼠笼状分布的固嵌在上下两块环形安装板上曲状肋板3代替现有超环面行星蜗杆传动中的定子。每条曲状肋板3通过先铸造后磨削等精加工而成，具有精确的工作面，行星轮2上的滚动体5与每两条相邻曲状肋板3精确工作面间形成轮廓啮合，用于传递扭矩。每个行星轮2和行星架4的连接中装有均载结构，利用结构的柔性变形来抵消鼠笼式环面行星弧面凸轮传动装置的制造安装误差，解决其载荷分布不均问题，避免单个行星轮承载过大而提前失效，提高传动寿命及可靠性。

下面对本发明的操作过程做详细描述：

本发明的鼠笼式环面行星弧面凸轮均载传动装置适用于大减速比场合，传动比一般大于32。其旋转运动由输入轴11输入，带动与其固连的中心弧面凸轮1，中心弧面凸轮1带动固连在行星架4上的行星轮2转动，通过行星轮2上的滚动体5和鼠笼状分布的曲状肋板3组成的螺旋槽的啮合带动行星架4旋转(由于曲状肋板3与机架固定，行星轮2在自转的同时进行公转，从而带动行星架4旋转)，进而带动输出轴4的旋转，从而实现运动的输出。本装置的运动原理实际上是在三个平面上的三个方向的圆周运动。

另外本发明的行星轮2的轮轴由左芯轴6和右芯轴10组成。左芯轴6和右芯轴10的一端通过螺栓固定在行星架12上，另一端悬臂伸出至行星轮2的中心孔。环形轴套9中内孔直径略小于行星轮2的芯轴直径，左右两端内孔直径相等且大于芯轴直径，结构对称。两个滚动轴承7装在环形轴套9的两端。环形轴套9两侧外伸，载荷平均传递给两个滚动轴承7，滚动轴承7施加力在环形轴套9的两侧，此均载结构增强了行星轴的柔性，能有效的抵消鼠笼式环面行星弧面凸轮均载传动装置的制造安装误差。

Claims (7)

1.一种鼠笼式环面行星弧面凸轮传动装置，其特征在于，包括输入轴(11)，输入轴(11)的下端固定连接有中心弧面凸轮(1)，中心弧面凸轮(1)的周向上均布有若干与其配合的行星轮(2)，行星轮(2)上布置有若干滚动体(5)，行星轮(2)的外侧设置有与滚动体(5)配合的若干曲状肋板(3)，滚动体(5)和曲状肋板(3)组成的螺旋槽啮合，若干曲状肋板(3)的上端均连接至上环形安装板，下端均连接至下环形安装板，且上环形安装板和下环形安装板均固定连接至机架，每条曲状肋板(3)通过先铸造后磨削精加工而成，具有精确的工作面，行星轮(2)上的滚动体(5)与每两条相邻曲状肋板(3)精确工作面间形成轮廓啮合；每个行星轮(2)均设置在与其对应的行星架(12)上，行星架(12)的自由端均连接至输出轴(4)。

2.根据权利要求1所述的一种鼠笼式环面行星弧面凸轮传动装置，其特征在于，所述的行星轮(2)为2-8个。

3.根据权利要求1所述的一种鼠笼式环面行星弧面凸轮传动装置，其特征在于，所述的滚动体(5)为滚珠、滚柱、滚锥或者滚球锥。

4.根据权利要求1所述的一种鼠笼式环面行星弧面凸轮传动装置，其特征在于，每个行星轮(2)均通过芯轴与其对应的行星架(12)连接。

5.根据权利要求4所述的一种鼠笼式环面行星弧面凸轮传动装置，其特征在于，所述芯轴包括左芯轴(6)和右芯轴(10)，左芯轴(6)和右芯轴(10)的一端固定在行星架(12)上，另一端穿插在行星轮(2)的中心孔中。

6.根据权利要求5所述的一种鼠笼式环面行星弧面凸轮传动装置，其特征在于，行星轮(2)的中心孔中还设有与左芯轴(6)和右芯轴(10)另一端配合的环形轴套(9)，所述环形轴套(9)两段的直径大于中段的直径，且左芯轴(6)和右芯轴(10)另一端与环形轴套(9)的中段过盈配合。

7.根据权利要求6所述的一种鼠笼式环面行星弧面凸轮传动装置，其特征在于，环形轴套(9)的外侧还设有套筒(8)，套筒(8)的两侧各设有一个滚动轴承(7)，且环形轴套(9)通过滚动轴承(7)与行星轮(2)的中心孔配合连接。

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