CN109654200A - 一种基于圆锥滚子轴承的平面钢球减速器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于圆锥滚子轴承的平面钢球减速器，包括偏心轴、第一端盖、第一壳体、第二壳体、圆锥滚子轴承、活齿架、活齿钢球、中心轮、第二端盖和输出轴；偏心轴的偏心段与圆锥滚子轴承连接；圆锥滚子轴承上设置有圆滚道，输出轴固定于活齿架的尾端，活齿架上周向分布有多个齿槽，每个齿槽内均设置有一活齿钢球，中心轮上周向分布多个正弦滚道；圆滚道、齿槽和正弦滚道通过活齿钢球啮合；圆锥滚子轴承可以将偏心轴的高速回转运动转化为轴承外圈的低速摆动，可以大幅度减小啮合副相对滑动，提高传动效率，同时通过圆锥滚子轴承的轴向预紧，可以方便地实现整个传动系统的预紧，消除啮合副侧隙，提高传动精度。

Description

一种基于圆锥滚子轴承的平面钢球减速器
技术领域
本发明涉及机械传动技术领域，特别是涉及一种基于圆锥滚子轴承的平面钢球减速器。
背景技术
随着活齿传动的不断发展，许多新型活齿减速器相继问世，一种通过摆动盘输出的活齿凸轮机构(201510629776.4)，通过改变摆动盘封闭槽齿廓曲线，可以实现将匀速输入转化为多种形式的摆动凸轮输出运动，但输入轴的高速回转导致啮合副之间的相对滑动大大提升；平面钢球减速器是活齿传动中具有代表性的传动类型，不仅尺寸小，而且由于激波器和中心轮端面的滚道在平面内加工，制造工艺性好，但是平面钢球减速器高速回转的输入轴直接与活齿啮合，将严重影响传动效率，为此，开发一种兼具平面钢球减速器的优点，又能在实现高效率的同时保持高精度的平面钢球减速器，才能适用于更多新技术、新设备的发展需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于圆锥滚子轴承的平面钢球减速器，以解决上述现有技术存在的问题，在传动过程中，圆锥滚子轴承可以将偏心轴的高速回转运动转化为轴承外圈的低速摆动，可以大幅度减小啮合副相对滑动，提高传动效率，同时通过圆锥滚子轴承的轴向预紧，可以方便地实现整个传动系统的预紧，消除啮合副侧隙，提高传动精度。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种基于圆锥滚子轴承的平面钢球减速器，包括偏心轴、第一端盖、第一壳体、第二壳体、圆锥滚子轴承、活齿架、活齿钢球、中心轮、第二端盖和输出轴；其中，所述第一端盖、所述第一壳体、所述第二壳体、所述中心轮和所述第二端盖由首端到尾端依次固定连接，且所述第一壳体、所述第二壳体和所述中心轮之间构成一传动空腔，所述圆锥滚子轴承、所述活齿钢球和所述活齿架设置于所述传动空腔内；
所述偏心轴首端的同心段与原动机连接，所述偏心轴尾端的偏心段穿过所述第一端盖、所述第一壳体与所述圆锥滚子轴承连接，所述第一壳体内设置有支撑所述偏心轴的轴承；所述圆锥滚子轴承的尾端端面上设置有圆滚道，所述活齿架设置于所述圆锥滚子轴承的尾端，所述输出轴固定于所述活齿架的尾端，所述输出轴的尾端穿过所述中心轮、所述第二端盖与负载连接，所述中心轮内设置有支撑所述输出轴的轴承；所述活齿架上还周向分布有多个齿槽，每个所述齿槽内均设置有一所述活齿钢球，所述中心轮的首端面上周向分布多个正弦滚道，且多个正弦滚道依次连接成闭环；所述圆滚道、所述齿槽和所述正弦滚道通过所述活齿钢球啮合。
优选地，所述活齿槽首端的槽宽大于尾端的槽宽，使所述活齿槽的内壁构成一倾斜面。
优选地，所述活齿槽的内壁的倾角为5°。
优选地，所述活齿架与所述输出轴同轴心。
优选地，所述圆滚道与所述圆锥滚子轴承同心。
优选地，所述第一端盖与所述第一壳体通过螺栓连接。
优选地，所述第二壳体与所述第一壳体、所述中心轮通过螺栓连接。
优选地，所述第二端盖与所述中心轮通过螺栓连接。
优选地，所述第一端盖与所述第一壳体的连接端面间、所述第二壳体与所述第一壳体、所述中心轮的连接端面间和所述第二端盖与所述中心轮的连接端面间均设置有调整垫片。
本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
1、本发明提供的基于圆锥滚子轴承的平面钢球减速器，多功能圆锥滚子轴承将偏心轴的高速回转运动转化为轴承外圈的低速摆动，减小啮合副相对滑动，使传动效率大大提升。
2、本发明提供的基于圆锥滚子轴承的平面钢球减速器，具有较小的轴向尺寸，使得该机构可以应用于空间尺寸受限的领域。
3、本发明提供的基于圆锥滚子轴承的平面钢球减速器，无需使用等速输出机构，结构简单紧凑、加工与安装方便，通过轴向预紧多功能圆锥滚子轴承，可以消除啮合副侧隙，提高传动精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中基于圆锥滚子轴承的平面钢球减速器的结构示意图；
图2为本发明中活齿架的正视图；
图3为本发明中活齿架的左视图；
图4为本发明中圆锥滚子轴承的右视图；
图5为本发明中中心轮的左视图；
图中：1-偏心轴、2-第一端盖、3-第一壳体、4-第二壳体、5-圆锥滚子轴承、6-活齿架、7-活齿钢球、8-中心轮、9-第二端盖、10-输出轴、11-传动空腔、12-圆滚道、13-齿槽、14-正弦滚道、15-调整垫片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种基于圆锥滚子轴承的平面钢球减速器，以解决现有技术存在的问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本实施例提供了一种基于圆锥滚子轴承的平面钢球减速器，如图1-5所示，包括偏心轴1、第一端盖2、第一壳体3、第二壳体4、圆锥滚子轴承5、活齿架6、活齿钢球7、中心轮8、第二端盖9和输出轴10；其中，第一端盖2、第一壳体3、第二壳体4、中心轮8和第二端盖9由首端到尾端依次固定连接，且第一壳体3、第二壳体4和中心轮8之间构成一传动空腔11，圆锥滚子轴承5、活齿钢球7和活齿架6设置于传动空腔11内；
偏心轴1首端的同心段与原动机连接，偏心轴1尾端的偏心段穿过第一端盖2、第一壳体3与圆锥滚子轴承5连接，第一壳体3内安装有支撑偏心轴1的轴承；圆锥滚子轴承5的尾端端面上设置有圆滚道12，活齿架6设置于圆锥滚子轴承5的尾端，输出轴10与活齿架6同轴心，并固定于活齿架6的尾端，输出轴10的尾端穿过中心轮8、第二端盖9与负载连接，中心轮8内安装有支撑输出轴10的轴承；活齿架6上还周向分布有多个齿槽13，每个齿槽13内均设置有一活齿钢球7，中心轮8的首端面上周向分布多个正弦滚道14，且多个正弦滚道14依次连接成闭环；圆滚道12、齿槽13和正弦滚道14通过活齿钢球7啮合。
本实施例中，活齿槽13首端的槽宽大于尾端的槽宽，使活齿槽13的内壁构成一倾斜面；具体的，活齿槽13的内壁倾角为5°，以此来保证活齿钢球7既能充分与活齿槽13啮合，又能实现活齿架6的轴向定位。
本实施例中，第一端盖2与第一壳体3，第二壳体4与第一壳体3、中心轮8，第二端盖9与中心轮8均通过螺栓固定连接；并且在第一端盖2与第一壳体3的连接端面间、第二壳体4与第一壳体3、中心轮8的连接端面间和第二端盖9与中心轮8的连接端面间均设置有调整垫片15。
本实施例提供的基于圆锥滚子轴承的平面钢球减速器，在具体应用过程中，多功能圆锥滚子轴承5外圈的圆滚道12与圆锥滚子轴承5同心，圆滚道12与活齿钢球7啮合，兼具支撑以及传动双重功能，同时将偏心轴1的高速回转运动转化为轴承外圈的低速摆动，可以大幅度减小啮合副相对滑动，提高传动效率；传动过程中，中心轮8与壳体连接在一起，保持固定不动，在应用偏心轴1进行动力输入的情况下，采用活齿架6完成动力输出，避免使用等速输出机构，结构简单紧凑、加工与安装方便，通过偏心轴1上圆锥滚子轴承5的轴向预紧，可以方便地实现整个传动系统的预紧，消除啮合副侧隙，提高传动精度。
本实施例中，齿槽13的个数设定为Z1个，正弦滚动的波数设定为Z2，偏心轴1偏心段的偏心距为ɑ，多功能圆锥滚子轴承5外圈右端面的圆滚道12半径为b，激波系数λ＝b/ɑ，θ2为活齿架6转动的角度，正弦滚道14理论齿廓线参数方程为：
传动比计算公式为：
本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种基于圆锥滚子轴承的平面钢球减速器，其特征在于：包括偏心轴、第一端盖、第一壳体、第二壳体、圆锥滚子轴承、活齿架、活齿钢球、中心轮、第二端盖和输出轴；其中，所述第一端盖、所述第一壳体、所述第二壳体、所述中心轮和所述第二端盖由首端到尾端依次固定连接，且所述第一壳体、所述第二壳体和所述中心轮之间构成一传动空腔，所述圆锥滚子轴承、所述活齿钢球和所述活齿架设置于所述传动空腔内；
所述偏心轴首端的同心段与原动机连接，所述偏心轴尾端的偏心段穿过所述第一端盖、所述第一壳体与所述圆锥滚子轴承连接，所述第一壳体内设置有支撑所述偏心轴的轴承；所述圆锥滚子轴承的尾端端面上设置有圆滚道，所述活齿架设置于所述圆锥滚子轴承的尾端，所述输出轴固定于所述活齿架的尾端，所述输出轴的尾端穿过所述中心轮、所述第二端盖与负载连接，所述中心轮内设置有支撑所述输出轴的轴承；所述活齿架上还周向分布有多个齿槽，每个所述齿槽内均设置有一所述活齿钢球，所述中心轮的首端面上周向分布多个正弦滚道，且多个正弦滚道依次连接成闭环；所述圆滚道、所述齿槽和所述正弦滚道通过所述活齿钢球啮合。
2.根据权利要求1所述的基于圆锥滚子轴承的平面钢球减速器，其特征在于：所述活齿槽首端的槽宽大于尾端的槽宽，使所述活齿槽的内壁构成一倾斜面。
3.根据权利要求2所述的基于圆锥滚子轴承的平面钢球减速器，其特征在于：所述活齿槽的内壁的倾角为5°。
4.根据权利要求1所述的基于圆锥滚子轴承的平面钢球减速器，其特征在于：所述活齿架与所述输出轴同轴心。
5.根据权利要求1所述的基于圆锥滚子轴承的平面钢球减速器，其特征在于：所述圆滚道与所述圆锥滚子轴承同心。
6.根据权利要求1所述的基于圆锥滚子轴承的平面钢球减速器，其特征在于：所述第一端盖与所述第一壳体通过螺栓连接。
7.根据权利要求1所述的基于圆锥滚子轴承的平面钢球减速器，其特征在于：所述第二壳体与所述第一壳体、所述中心轮通过螺栓连接。
8.根据权利要求1所述的基于圆锥滚子轴承的平面钢球减速器，其特征在于：所述第二端盖与所述中心轮通过螺栓连接。
9.根据权利要求1所述的基于圆锥滚子轴承的平面钢球减速器，其特征在于：所述第一端盖与所述第一壳体的连接端面间、所述第二壳体与所述第一壳体、所述中心轮的连接端面间和所述第二端盖与所述中心轮的连接端面间均设置有调整垫片。
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