CN112081890A - 滚珠蜗杆驱动回转器 - Google Patents

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冷晓东
张利
倪佳
吴锦霖
倪松岩
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H13/00—Gearing for conveying rotary motion with constant gear ratio by friction between rotary members
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    • F16H13/04—Gearing for conveying rotary motion with constant gear ratio by friction between rotary members without members having orbital motion with balls or with rollers acting in a similar manner
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/021—Shaft support structures, e.g. partition walls, bearing eyes, casing walls or covers with bearings
    • F16H57/022—Adjustment of gear shafts or bearings

Abstract

本发明属于回转驱动器设备技术领域，涉及一种滚珠蜗杆驱动回转器，包括外圈壳体，所述外圈壳体的内壁设置辊槽，外圈壳体内转动配合设置球面分度内圈；所述球面分度内圈的圆周表面等间距设置若干球窝，每个所述球窝内均配合设置一个滚珠，滚珠径向一端置于球窝内，滚珠径向另一端置于辊槽内，球面分度内圈与外圈壳体的轴向通过滚珠限位连接，所述外圈壳体上设置滚珠入孔，滚珠入孔连通辊槽。该回转器能将传递扭矩和全周回转运动合并，进而使组合零件较少，能有效应用于设备体积小、重量轻，精度高、减速比大及需要传递扭矩等严苛的应用场合。

Description

滚珠蜗杆驱动回转器
技术领域
本发明属于回转驱动器设备技术领域，涉及一种滚珠蜗杆驱动回转器。
背景技术
传统的、普遍的全周回转驱动器是一种成熟的技术应用，需要由蜗轮、蜗杆、滚道、滚珠、内圈和外圈等零部件通过一定精度要求的紧凑装配才能实现扭矩的动力传送及圆周回转，虽然结构相对紧凑，传动链也较短，但由于零件数量多，所涉及的加工设备也比较多，配套供应链也多。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种滚珠蜗杆驱动回转器，该回转器能将传递扭矩和全周回转运动合并，进而使组合零件较少，能有效应用于设备体积小、重量轻，精度高、减速比大及需要传递扭矩等严苛的应用场合。
按照本发明的技术方案：一种滚珠蜗杆驱动回转器，其特征在于：包括外圈壳体，所述外圈壳体的内壁设置辊槽，外圈壳体内转动配合设置球面分度内圈；
所述球面分度内圈的圆周表面等间距设置若干球窝，每个所述球窝内均配合设置一个滚珠，滚珠径向一端置于球窝内，滚珠径向另一端置于辊槽内，球面分度内圈与外圈壳体的轴向通过滚珠限位连接，所述外圈壳体上设置滚珠入孔，滚珠入孔连通辊槽；
所述外圈壳体还转动设置蜗杆，蜗杆表面设置一圈弧形凹槽部，弧形凹槽部螺旋设置动力槽，动力槽与滚珠相配合，实现蜗杆转动经由滚珠推动球面分度内圈转动。
作为本发明的进一步改进，所述外圈壳体上设置第一注油孔，第一注油孔对滚珠进油润滑，第一注油孔配合设置第一注油嘴；所述外圈壳体上还设置有第二注油孔，第二注油孔对蜗杆进油润滑，第二注油孔配合设置第二注油嘴。
作为本发明的进一步改进，所述动力槽为螺旋槽，动力槽一端形成滚珠入口，另一端形成滚珠出口。
作为本发明的进一步改进，所述蜗杆的表面设置圆弧形凹槽，动力槽螺旋设置于圆弧形凹槽上。
作为本发明的进一步改进，所述蜗杆轴向两端分别通过一个圆锥滚子轴承转动支承于外圈壳体内，蜗杆的输入端从输入端端盖中穿出，输入端端盖的内侧设置调整垫片；
蜗杆的另一端螺纹连接调整螺母，蜗杆上对应于调整螺母的外侧设置密封圈，密封圈的外圈撑紧于外圈壳体的蜗杆腔中，所述密封圈通过防尘盖限位固定。
作为本发明的进一步改进，所述防尘盖通过第一螺钉紧固连接于外圈壳体上，输入端端盖通过第二螺钉紧固连接于外圈壳体上。
作为本发明的进一步改进，所述外圈壳体与球面分度内圈之间的轴向一端通过第一密封条密封，外圈壳体与球面分度内圈之间的轴向另一端通过第二密封条密封。
本发明的技术效果在于：本发明采用变螺距球面包络蜗杆，传递回转精度高，无间隙；全周分度回转和滚动轴承合并使用，装配简单，传动链更短；该回转驱动器的内球面分度结构及钢球替代传统蜗轮形式，自锁性能高；该回转驱动器的滚道与固定于内球面分度结构上的钢球配合，形成滚动轴承；该回转驱动器的结构简单可靠，可实现免维护。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的A-A向剖视图。
图3为球面分度内圈主视图。
图4为图3的B-B向剖视图。
图5为图3的俯视图。
图6为蜗杆的剖视图。
图7为蜗杆的主视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
图1~7中，包括外圈1、滚珠2、球面分度内圈3、第一注油嘴4、密封圈5、防尘盖6、圆锥滚子轴承7、调整螺钉8、第一螺钉9、定位销10、装配销11、第二螺钉12、输入端端盖13、蜗杆14、调整垫片15、O型密封圈16、第二注油嘴17、第一密封条18、第二密封条19等。
如图1~7所示，本发明是一种滚珠蜗杆驱动回转器，包括外圈壳体1，所述外圈壳体1的内壁设置辊槽1-1，外圈壳体1内转动配合设置球面分度内圈3。
球面分度内圈3的圆周表面等间距设置若干球窝3-1，每个所述球窝3-1内均配合设置一个滚珠2，滚珠2径向一端置于球窝3-1内，滚珠2径向另一端置于辊槽1-1内，球面分度内圈3与外圈壳体1的轴向通过滚珠2限位连接，所述外圈壳体1上设置滚珠入孔，滚珠入孔连通辊槽1-1；在装配时，首先将球面分度内圆3配合设置于外圈1中，然后将滚珠2通过滚珠入孔依次装入各个球窝3-1中，在安装时根据安装需要转动球面分度内圆3即可完成安装，滚珠2全部安装好，用装配销11和定位销10固定于滚珠入孔，放置滚珠2脱落。
滚珠2在安装后，实现对外圈壳体1与球面分度内圈3的轴向限位。
外圈壳体1还转动设置蜗杆14，蜗杆14表面设置一圈弧形凹槽部，弧形凹槽部螺旋设置动力槽14-1，动力槽14-1与滚珠2相配合，实现蜗杆14转动经由滚珠2推动球面分度内圈3转动。本发明的滚珠2还起到轴承保持架的作用，当蜗杆14驱动滚珠2啮合运动时，滚珠2在外圈壳体1的辊槽1-1滚动旋转，形成回转支承轴承效果。
外圈壳体1上设置第一注油孔，第一注油孔对滚珠2进油润滑，第一注油孔配合设置第一注油嘴4；所述外圈壳体1上还设置有第二注油孔，第二注油孔对蜗杆14进油润滑，第二注油孔配合设置第二注油嘴17。通过第一注油嘴4和第二注油嘴17便于安装和使用维护时添加润滑油脂。
动力槽14-1为螺旋槽，动力槽14-1一端形成滚珠入口，另一端形成滚珠出口。
蜗杆14的表面设置圆弧形凹槽，动力槽14-1螺旋设置于圆弧形凹槽上。
蜗杆14轴向两端分别通过一个圆锥滚子轴承7转动支承于外圈壳体1内，蜗杆14的输入端从输入端端盖13中穿出，输入端端盖13的内侧设置调整垫片15。
蜗杆14的另一端螺纹连接调整螺母8，蜗杆14上对应于调整螺母8的外侧设置密封圈5，密封圈5的外圈撑紧于外圈壳体1的蜗杆腔中，所述密封圈5通过防尘盖6限位固定。蜗杆14的非输入端由密封圈5分别与外圈壳体1和蜗杆14实现密封，并且装上防尘盖6实现防尘防水作用，防尘盖6由第一螺钉9固定在外圈壳体1上。
通过对调整螺母8的调整，能够实现对球面分度内圈3上的滚珠2的啮合间隙的调节，使得蜗杆14的动力槽14-1与滚珠2紧密接触。防止由于接触间隙影响分度精度，再由调整垫片15和输入端端盖13通过第二螺钉12固定在外圈壳体1上，防止蜗杆14轴向窜动。
防尘盖6通过第一螺钉9紧固连接于外圈壳体1上，输入端端盖13通过第二螺钉12紧固连接于外圈壳体1上。
外圈壳体1与球面分度内圈3之间的轴向一端通过第一密封条18密封，外圈壳体1与球面分度内圈3之间的轴向另一端通过第二密封条19密封，为了进一步防止漏油，输入端处由输入端端盖13装上O型密封圈16，O型密封圈16与外圈壳体1的倒角配合实现密封。
由于本发明的分度减速是依靠滚珠2与蜗杆14的啮合包络，为使传递扭矩足够，让蜗杆14在工作时能更多接触滚珠2，所以需要将蜗杆14的螺旋导程及齿面形式做成环面。本发明中的蜗杆14采用变齿距球面包络蜗杆。
本发明产品由于比传统的蜗轮蜗杆或齿轮回转驱动器减少了传统意义上的蜗轮或齿轮，并将滚动轴承与蜗轮结合，所以零件数量减少，成本降低，结构精简，体积和重量更小而轻，更适合于对此方面要求严苛的场合。可以理解的是，球面分度内圈3的输出端面均布设置多个连接孔，以与外接部件相连接。
本发明的工作原理：这是一种全周回转减速传动机构，变齿距球面包络蜗杆14旋转推动球面分度内圈3上的滚珠2，使球面分度内圈3产生旋转运动；外圈壳体1和球面分度内圈3亦被滚珠2组合一起，而原有滚动轴承的保持架被球面分度内圈3替代，形成滚动轴承的效果；另外球面分度内圈3上均布的滚珠2数量在与变齿距球面包络蜗杆14啮合时产生减速作用。

Claims (7)

1.一种滚珠蜗杆驱动回转器，其特征在于：包括外圈壳体（1），所述外圈壳体（1）的内壁设置辊槽（1-1），外圈壳体（1）内转动配合设置球面分度内圈（3）；
所述球面分度内圈（3）的圆周表面等间距设置若干球窝（3-1），每个所述球窝（3-1）内均配合设置一个滚珠（2），滚珠（2）径向一端置于球窝（3-1）内，滚珠（2）径向另一端置于辊槽（1-1）内，球面分度内圈（3）与外圈壳体（1）的轴向通过滚珠（2）限位连接，所述外圈壳体（1）上设置滚珠入孔，滚珠入孔连通辊槽（1-1）；
所述外圈壳体（1）还转动设置蜗杆（14），蜗杆（14）表面设置一圈弧形凹槽部，弧形凹槽部螺旋设置动力槽（14-1），动力槽（14-1）与滚珠（2）相配合，实现蜗杆（14）转动经由滚珠（2）推动球面分度内圈（3）转动。
2.如权利要求1所述的滚珠蜗杆驱动回转器，其特征在于：所述外圈壳体（1）上设置第一注油孔，第一注油孔对滚珠（2）进油润滑，第一注油孔配合设置第一注油嘴（4）；所述外圈壳体（1）上还设置有第二注油孔，第二注油孔对蜗杆（14）进油润滑，第二注油孔配合设置第二注油嘴（17）。
3.如权利要求1所述的滚珠蜗杆驱动回转器，其特征在于：所述动力槽（14-1）为螺旋槽，动力槽（14-1）一端形成滚珠入口，另一端形成滚珠出口。
4.如权利要求1所述的滚珠蜗杆驱动回转器，其特征在于：所述蜗杆（14）的表面设置圆弧形凹槽，动力槽（14-1）螺旋设置于圆弧形凹槽上。
5.如权利要求1所述的滚珠蜗杆驱动回转器，其特征在于：所述蜗杆（14）轴向两端分别通过一个圆锥滚子轴承（7）转动支承于外圈壳体（1）内，蜗杆（14）的输入端从输入端端盖（13）中穿出，输入端端盖（13）的内侧设置调整垫片（15）；
蜗杆（14）的另一端螺纹连接调整螺母（8），蜗杆（14）上对应于调整螺母（8）的外侧设置密封圈（5），密封圈（5）的外圈撑紧于外圈壳体（1）的蜗杆腔中，所述密封圈（5）通过防尘盖（6）限位固定。
6.如权利要求5所述的滚珠蜗杆驱动回转器，其特征在于：所述防尘盖（6）通过第一螺钉（9）紧固连接于外圈壳体（1）上，输入端端盖（13）通过第二螺钉（12）紧固连接于外圈壳体（1）上。
7.如权利要求1所述的滚珠蜗杆驱动回转器，其特征在于：所述外圈壳体（1）与球面分度内圈（3）之间的轴向一端通过第一密封条（18）密封，外圈壳体（1）与球面分度内圈（3）之间的轴向另一端通过第二密封条（19）密封。
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