CN110778660A - 差动摆线变速装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机械传动技术领域，特别是公开了一种差动摆线变速装置，包括摆线盘，摆线盘的A面和B面上分别设置有第一滚珠和第二滚珠，供摆线盘安装的安装腔设置在变速装置的机体上，其中，摆线盘由变速装置中的输入轴偏心驱动，摆线盘的A面和安装腔上与A面相对的相对面之间设置有第一摆线槽和第一滚珠固定孔，摆线盘的B面与变速装置的输出轴之间设置有第二摆线槽和第二滚珠固定孔，所述第一摆线槽和第二摆线槽中一个为外摆线槽一个为内摆线槽，第一滚珠的数量大于或小于第二摆线槽的齿廓数，第一滚珠置于第一摆线槽和第一滚珠固定孔之间以及第二滚珠置于第二摆线槽和第二滚珠固定孔之间使摆线盘做摆线运动。

Description

差动摆线变速装置
技术领域
本发明涉及机械传动技术领域，特别是一种对在先申请“矢量摆线变速单元”进行改进的差动摆线变速装置。
背景技术
目前，应用于机器人、精密机床、航空航天等精密伺服机构的传动装置要求有高传动精度，高传动刚度，传动比大，传动效率高，体积小、重量轻，传动回差小，转动件的转动惯量小等特点。本申请人的在先申请中公开的一项名称为“矢量摆线变速单元”申请号为201821529100.3，采用一对固定连接的夹板对摆线盘进行夹持，使摆线盘在上固定夹板和下固定夹板之间做摆线运动，该技术方案在使用时，需另外连接输入结构和输出结构，存在传动比较小的问题，而且一般的输入结构和输出结构与该变速单元结合后的体积均较大。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种具有高传动比或低传动比的差动摆线变速装置。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种差动摆线变速装置，包括摆线盘，所述摆线盘的轴向两端面分别为A面和B面，摆线盘的A面和B面上分别设置有绕周向分布的若干个第一滚珠和第二滚珠，供摆线盘安装的安装腔设置在变速装置的机体上，其中，摆线盘由变速装置中的输入轴偏心驱动，摆线盘的A面和安装腔上与A面相对的相对面之间设置有第一摆线槽和绕周向分布的若干个第一滚珠固定孔，摆线盘的B面与变速装置的输出轴之间设置有第二摆线槽和绕周向分布的若干个第二滚珠固定孔，所述第一摆线槽和第二摆线槽中一个为外摆线槽一个为内摆线槽，第一滚珠的数量大于或小于第二摆线槽的齿廓数，第一滚珠置于第一摆线槽和第一滚珠固定孔之间以及第二滚珠置于第二摆线槽和第二滚珠固定孔之间使摆线盘做摆线运动。
上述技术方案中，输出轴由摆线盘驱动，当摆线槽为外摆线槽时，滚珠的数量要大于摆线槽的齿廓数，当摆线槽为内摆线槽时，滚珠的数量要小于摆线槽的齿廓数，第一滚珠的数量和第二摆线槽的齿廓数比值不一样，变速的传动比也不一样，且第一摆线槽和第一滚珠固定孔以及第二摆线槽和第二滚珠固定孔设置的位置不一样时，其输入和输出的相对转动方向也会改变，第一滚珠的数量可以小于第二摆线槽的齿廓数，也可以大于第二摆线槽的齿廓数。
作为本发明的进一步设置，所述第一摆线槽为内摆线槽，第二摆线槽为外摆线槽，所述第一滚珠的数量比第一摆线槽的齿廓数少1~n，所述第二滚珠的数量比第二摆线槽的齿廓数多1~n。
上述技术方案中，优选的第一滚珠的数量与第一摆线槽的齿廓数的差值为1，第二滚珠的数量与第二摆线槽的齿廓数的差值也为1，当然第一滚珠的数量可以比第一摆线槽的齿廓数少1~n，第二滚珠的数量可以比第二摆线槽的齿廓数多1~n，此处第一滚珠的直径和第二滚珠的直径不做限定，且第一滚珠的直径与第二滚珠的直径可以一样也可以不一样。
作为本发明的进一步设置，所述第一摆线槽为外摆线槽，第二摆线槽为内摆线槽，所述第一滚珠的数量比第一摆线槽的齿廓数多1~n，所述第二滚珠的数量比第二摆线槽的齿廓数少1~n。
上述技术方案中，优选的第一滚珠的数量与第一摆线槽的齿廓数的差值为1，第二滚珠的数量与第二摆线槽的齿廓数的差值也为1，当然第一滚珠的数量可以比第一摆线槽的齿廓数多1~n，第二滚珠的数量可以比第二摆线槽的齿廓数少1~n，此处第一滚珠的直径和第二滚珠的直径不做限定，且第一滚珠的直径与第二滚珠的直径可以一样也可以不一样。
作为本发明的进一步设置，所述机体包括外壳和盖板，第一摆线槽或第一滚珠固定孔设置在盖板上。
上述技术方案中，机体为相合设置的结构，这样方便安装，外壳和盖板可通过螺丝等可拆卸的紧固件连接，当然外壳也可以是多个部件组成。
作为本发明的进一步设置，所述第一摆线槽设置在盖板与摆线盘的A面相对的相对面上，第一滚珠固定孔设置在摆线盘的A面上，所述第二摆线槽设置在摆线盘的B面上，第二滚珠固定孔设置在输出轴与摆线盘的B面相对的相对面上。
上述技术方案中，当第一摆线槽为外摆线槽，第二摆线槽为内摆线槽时，
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，“－”输入和输出方向相反，此时为高传动比，当第一摆线槽为内摆线槽，第二摆线槽为外摆线槽时，
Figure 851533DEST_PATH_IMAGE002
，“＋”输入和输出方向相同，此时为高传动比。
作为本发明的进一步设置，所述第一摆线槽设置在摆线盘的A面上，第一滚珠固定孔设置在盖板与摆线盘的A面相对的相对面上，所述第二摆线槽设置在输出轴与摆线盘的B面相对的相对面上，第二滚珠固定孔设置在摆线盘的B面上。
上述技术方案中，当第一摆线槽为外摆线槽，第二摆线槽为内摆线槽时，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
，“＋”输入和输出方向相同，此时为高传动比，当第一摆线槽为内摆线槽，第二摆线槽为外摆线槽时，
Figure 984705DEST_PATH_IMAGE004
，“－”输入和输出方向相反，此时为高传动比。
作为本发明的进一步设置，所述第一摆线槽设置在摆线盘的A面上，第一滚珠固定孔设置在盖板与摆线盘的A面相对的相对面上，所述第二摆线槽设置在摆线盘的B面上，第二滚珠固定孔设置在输出轴与摆线盘的B面相对的相对面上。
上述技术方案中，当第一摆线槽为外摆线槽，第二摆线槽为内摆线槽时，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
，“－”输入和输出方向相反，此时为低传动比，当第一摆线槽为内摆线槽，第二摆线槽为外摆线槽时，，“＋”输入和输出方向相同，此时为低传动比。
作为本发明的进一步设置，所述第一摆线槽设置在盖板与摆线盘的A面相对的相对面上，第一滚珠固定孔设置在摆线盘的A面上，所述第二摆线槽设置在输出轴与摆线盘的B面相对的相对面上，第二滚珠固定孔设置在摆线盘的B面上。
上述技术方案中，当第一摆线槽为外摆线槽，第二摆线槽为内摆线槽时，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
，“＋”输入和输出方向相同，此时为低传动比，当第一摆线槽为内摆线槽，第二摆线槽为外摆线槽时，
Figure 654512DEST_PATH_IMAGE008
，“－”输入和输出方向相反，此时为低传动比。
采用上述方案，通过改变第一滚珠固定孔和第一摆线槽的上下位置关系以及第二滚珠固定孔和第二摆线槽的上下位置关系可实现高传动比或低传动比，解决现有的传送结构的传动比均较低的问题，且体积小。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
附图说明
附图1为本发明具体实施例1的结构剖视图；
附图2为本发明具体实施例1的结构爆炸图；
附图3为本发明具体实施例1的结构爆炸图；
附图4为本发明具体实施例2的结构剖视图；
附图5为本发明具体实施例3的结构剖视图；
附图6为本发明具体实施例4的结构剖视图；
附图7为本发明具体实施例5的结构剖视图；
附图8为本发明具体实施例6的结构剖视图；
附图9为本发明具体实施例7的结构剖视图；
附图10为本发明具体实施例8的结构剖视图。
具体实施方式
本发明的具体实施例如图1-10所示，一种差动摆线变速装置，包括摆线盘1，所述摆线盘1的轴向两端面分别为A面和B面，摆线盘1的A面和B面上分别设置有绕周向分布的若干个第一滚珠A1和第二滚珠B1，还包括机体2、输入轴3和输出轴4，机体2上设置有供摆线盘1安装的安装腔21，摆线盘1由输入轴3偏心驱动，摆线盘1的A面和安装腔21上与A面相对的相对面之间设置有第一摆线槽01和绕周向分布的若干个第一滚珠固定孔02，摆线盘1的B面与变速装置的输出轴4之间设置有第二摆线槽03和绕周向分布的若干个第二滚珠固定孔04，所述第一摆线槽01和第二摆线槽03中一个为外摆线槽一个为内摆线槽，第一滚珠A1的数量大于或小于第二摆线槽03的齿廓数，第一滚珠A1置于第一摆线槽01和第一滚珠固定孔02之间以及第二滚珠B1置于第二摆线槽03和第二滚珠固定孔04之间使摆线盘1做摆线运动。
内摆线：一个动圆内切于一个定圆作无滑动的滚动，动圆圆周上一个定点的轨迹叫做内摆线。
外摆线：当半径为b的动圆沿着半径为a的定圆的外侧无滑动地滚动时，动圆圆周上的一点p所描绘的点的轨迹叫做外摆线。也可以认为摆线槽上的齿廓向外为外摆线，向内为内摆线。
输出轴4由摆线盘1驱动，输出轴4与机体2之间设置有十字交叉滚珠轴承22，另外这些部件之间还需要配置一些必要的轴承或滚柱、滚柱保持架、油封、密封圈、连接螺钉等在此不再详述，当摆线槽为外摆线槽时，滚珠的数量要大于摆线槽的齿廓数，当摆线槽为内摆线槽时，滚珠的数量要小于摆线槽的齿廓数，第一滚珠A1的数量和第二摆线槽03的齿廓数比值不一样，变速的传动比也不一样，且第一摆线槽01和第一滚珠固定孔02以及第二摆线槽03和第二滚珠固定孔04设置的位置不一样时，其输入和输出的相对转动方向也会改变，第一滚珠A1的数量可以小于第二摆线槽03的齿廓数，也可以大于第二摆线槽03的齿廓数。
上述第一摆线槽01为内摆线槽，第二摆线槽03为外摆线槽，所述第一滚珠A1的数量比第一摆线槽01的齿廓数少1~n，所述第二滚珠B1的数量比第二摆线槽03的齿廓数多1~n。优选的第一滚珠A1的数量与第一摆线槽01的齿廓数的差值为1，第二滚珠B1的数量与第二摆线槽03的齿廓数的差值也为1，当然第一滚珠A1的数量可以比第一摆线槽01的齿廓数少1~n，第二滚珠B1的数量可以比第二摆线槽03的齿廓数多1~n，此处第一滚珠A1的直径和第二滚珠B1的直径不做限定，且第一滚珠A1的直径与第二滚珠B1的直径可以一样也可以不一样。
上述第一摆线槽01为外摆线槽，第二摆线槽03为内摆线槽，所述第一滚珠A1的数量比第一摆线槽01的齿廓数多1~n，所述第二滚珠B1的数量比第二摆线槽03的齿廓数少1~n。优选的第一滚珠A1的数量与第一摆线槽01的齿廓数的差值为1，第二滚珠B1的数量与第二摆线槽03的齿廓数的差值也为1，当然第一滚珠A1的数量可以比第一摆线槽01的齿廓数多1~n，第二滚珠B1的数量可以比第二摆线槽03的齿廓数少1~n，此处第一滚珠A1的直径和第二滚珠B1的直径不做限定，且第一滚珠A1的直径与第二滚珠B1的直径可以一样也可以不一样。
上述机体2包括外壳23和盖板24，第一摆线槽01或第一滚珠固定孔02设置在盖板24上。机体2为相合设置的结构，这样方便安装，外壳23和盖板24可通过螺丝等可拆卸的紧固件连接，当然外壳23也可以是多个部件组成。
实施例1，如图1-3所示，当第一摆线槽01为外摆线槽，第二摆线槽03为内摆线槽时，第一摆线槽01设置在盖板24与摆线盘1的A面相对的相对面上，第一滚珠固定孔02设置在摆线盘1的A面上，所述第二摆线槽03设置在摆线盘1的B面上，第二滚珠固定孔04设置在输出轴4与摆线盘1的B面相对的相对面上，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
，“－”输入和输出方向相反，此时为高传动比。
实施例2，如图4所示，当第一摆线槽01为内摆线槽，第二摆线槽03为外摆线槽时，第一摆线槽01设置在盖板24与摆线盘1的A面相对的相对面上，第一滚珠固定孔02设置在摆线盘1的A面上，所述第二摆线槽03设置在摆线盘1的B面上，第二滚珠固定孔04设置在输出轴4与摆线盘1的B面相对的相对面上，
Figure 303536DEST_PATH_IMAGE010
，“＋”输入和输出方向相同，此时为高传动比。
实施例3，如图5所示，当第一摆线槽01为外摆线槽，第二摆线槽03为内摆线槽时，第一摆线槽01设置在摆线盘1的A面上，第一滚珠固定孔02设置在盖板24与摆线盘1的A面相对的相对面上，所述第二摆线槽03设置在输出轴4与摆线盘1的B面相对的相对面上，第二滚珠固定孔04设置在摆线盘1的B面上。
Figure 743745DEST_PATH_IMAGE003
，“＋”输入和输出方向相同，此时为高传动比。
实施例4，如图6所示，当第一摆线槽01为内摆线槽，第二摆线槽03为外摆线槽时，第一摆线槽01设置在摆线盘1的A面上，第一滚珠固定孔02设置在盖板24与摆线盘1的A面相对的相对面上，所述第二摆线槽03设置在输出轴4与摆线盘1的B面相对的相对面上，第二滚珠固定孔04设置在摆线盘1的B面上，
Figure 891961DEST_PATH_IMAGE004
，“－”输入和输出方向相反，此时为高传动比。
实施例5，如图7所示，当第一摆线槽01为外摆线槽，第二摆线槽03为内摆线槽时，第一摆线槽01设置在摆线盘1的A面上，第一滚珠固定孔02设置在盖板24与摆线盘1的A面相对的相对面上，所述第二摆线槽03设置在摆线盘1的B面上，第二滚珠固定孔04设置在输出轴4与摆线盘1的B面相对的相对面上，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
，“－”输入和输出方向相反，此时为低传动比。
实施例6，如图8所示，当第一摆线槽01为内摆线槽，第二摆线槽03为外摆线槽时，第一摆线槽01设置在摆线盘1的A面上，第一滚珠固定孔02设置在盖板24与摆线盘1的A面相对的相对面上，所述第二摆线槽03设置在摆线盘1的B面上，第二滚珠固定孔04设置在输出轴4与摆线盘1的B面相对的相对面上，
Figure 997713DEST_PATH_IMAGE006
，“＋”输入和输出方向相同，此时为低传动比。
实施例7，如图9所示，当第一摆线槽01为外摆线槽，第二摆线槽03为内摆线槽时，第一摆线槽01设置在盖板24与摆线盘1的A面相对的相对面上，第一滚珠固定孔02设置在摆线盘1的A面上，所述第二摆线槽03设置在输出轴4与摆线盘1的B面相对的相对面上，第二滚珠固定孔04设置在摆线盘1的B面上，
Figure 138845DEST_PATH_IMAGE012
，“＋”输入和输出方向相同，此时为低传动比。
实施例8，如图10所示，当第一摆线槽01为内摆线槽，第二摆线槽03为外摆线槽时，第一摆线槽01设置在盖板24与摆线盘1的A面相对的相对面上，第一滚珠固定孔02设置在摆线盘1的A面上，所述第二摆线槽03设置在输出轴4与摆线盘1的B面相对的相对面上，第二滚珠固定孔04设置在摆线盘1的B面上，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
，“－”输入和输出方向相反，此时为低传动比。
本发明不局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种差动摆线变速装置，包括摆线盘，所述摆线盘的轴向两端面分别为A面和B面，摆线盘的A面和B面上分别设置有绕周向分布的若干个第一滚珠和第二滚珠，其特征在于：供摆线盘安装的安装腔设置在变速装置的机体上，其中，摆线盘由变速装置中的输入轴偏心驱动，摆线盘的A面和安装腔上与A面相对的相对面之间设置有第一摆线槽和绕周向分布的若干个第一滚珠固定孔，摆线盘的B面与变速装置的输出轴之间设置有第二摆线槽和绕周向分布的若干个第二滚珠固定孔，所述第一摆线槽和第二摆线槽中一个为外摆线槽一个为内摆线槽，第一滚珠的数量大于或小于第二摆线槽的齿廓数，第一滚珠置于第一摆线槽和第一滚珠固定孔之间以及第二滚珠置于第二摆线槽和第二滚珠固定孔之间使摆线盘做摆线运动。
2.根据权利要求1所述的差动摆线变速装置，其特征在于：所述第一摆线槽为内摆线槽，第二摆线槽为外摆线槽，所述第一滚珠的数量比第一摆线槽的齿廓数少1~n，所述第二滚珠的数量比第二摆线槽的齿廓数多1~n。
3.根据权利要求1所述的差动摆线变速装置，其特征在于：所述第一摆线槽为外摆线槽，第二摆线槽为内摆线槽，所述第一滚珠的数量比第一摆线槽的齿廓数多1~n，所述第二滚珠的数量比第二摆线槽的齿廓数少1~n。
4.根据权利要求1或2或3所述的差动摆线变速装置，其特征在于：所述机体包括外壳和盖板，第一摆线槽或第一滚珠固定孔设置在盖板上。
5.根据权利要求4所述的差动摆线变速装置，其特征在于：所述第一摆线槽设置在盖板与摆线盘的A面相对的相对面上，第一滚珠固定孔设置在摆线盘的A面上，所述第二摆线槽设置在摆线盘的B面上，第二滚珠固定孔设置在输出轴与摆线盘的B面相对的相对面上。
6.根据权利要求4所述的差动摆线变速装置，其特征在于：所述第一摆线槽设置在摆线盘的A面上，第一滚珠固定孔设置在盖板与摆线盘的A面相对的相对面上，所述第二摆线槽设置在输出轴与摆线盘的B面相对的相对面上，第二滚珠固定孔设置在摆线盘的B面上。
7.根据权利要求4所述的差动摆线变速装置，其特征在于：所述第一摆线槽设置在摆线盘的A面上，第一滚珠固定孔设置在盖板与摆线盘的A面相对的相对面上，所述第二摆线槽设置在摆线盘的B面上，第二滚珠固定孔设置在输出轴与摆线盘的B面相对的相对面上。
8.根据权利要求4所述的差动摆线变速装置，其特征在于：所述第一摆线槽设置在盖板与摆线盘的A面相对的相对面上，第一滚珠固定孔设置在摆线盘的A面上，所述第二摆线槽设置在输出轴与摆线盘的B面相对的相对面上，第二滚珠固定孔设置在摆线盘的B面上。
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