差速滚动摩擦减速器制造技术

一种滚动摩擦减速器，由输入轴1、多组工作滚动体2、可旋转的分珠片3、推力滚珠4、预紧推力螺母5、输出轴6和壳体7组成。所有轴向承力的零件，都以类似推力滚动轴承的方式工作，可以承受较大的轴向预紧力，使输出扭矩增大。变化各个接触端面的斜角、或变化工作滚动体2的半径、或变化滚动体中心到输入轴1旋转轴的距离，都可以主动改变减速器的减速比。本减速器不但结构简单、制造方便，而且单级减速比可以从个位数到10,000之间变化。

Differential rolling friction reducer

A rolling friction reducer is composed of an input shaft 1, a multi group working rolling body 2, a rotatable bead piece 3, a thrust ball 4, a pre tightening thrust nut 5, an output shaft 6 and a housing 7. All axial bearing parts work in the same way as thrust rolling bearings, which can withstand greater axial preload and increase the output torque. Changing the angle of each contact face, or changing the radius of the working roller 2, or changing the distance between the center of the rolling body and the 1 axis of the input shaft, can actively change the deceleration ratio of the reducer. The reducer is simple in structure and easy to manufacture, and the single deceleration ratio can vary from one digit to 10000.

【技术实现步骤摘要】
差速滚动摩擦减速器
本专利技术涉及一种新型结构的滚动摩擦减速器，尤其是单级大减速比、大输出扭矩的紧凑型减速器。减速器是原动机与工作机之间，转速与转矩的匹配单元，是机械传动系统中不可缺少的重要元器件，应用面广、需求量大。迄今为止已经专利技术了多种不同结构的减速器，但仍不能满足大减速比、小型化、低成本的要求。
技术介绍
1958年，苏联人帖烈霍夫(А.П.Терехов)和波利雅克维奇(В.Т.Полякевиц)首先提出，将普通的径向滚珠轴承施以适当的轴向预紧力，使轴承的内环、外环和滚珠之间错位，产生摩擦力防止打滑。并把滚珠笼改为可控的分珠片，也作为一个输入、输出或控制端使用，这样就可以利用单个径向滚珠轴承，实现行星减速器的功能。(见1958年机械工业出版社《滚珠式行星摩擦减速器》)。显然在这一专利技术中，径向滚珠轴承内环被视为太阳轮、滚珠被视为行星轮、分珠片被视为转臂、径向滚珠轴承外环被视为外齿轮。在这个周转轮系里，内环、外环、分珠片3个运动件中，只需确定其中任何2个的状态，余下1个的运动就完全受控。于是这种能按行星齿轮减速器的原理工作、既不需要制作轮齿、更省去了支承齿轮旋转的复杂轴承系统、结构简单的新型摩擦减速器受到广泛关注。帖烈霍夫和波利雅克维奇原创形态的滚珠式行星摩擦减速器，虽有结构简单的优点，但限于径向滚珠轴承结构参数的限制，单级减速比太小。又加上径向滚珠轴承轴向承载能力弱，不能施加大的轴向预紧力而限制了减速器的输出扭矩，因此一直不能推广应用。此后许多人的研究工作，都集中在将多级滚珠轴承减速器串联，以增大减速比的方法。例如陈宫训在《机械工人：冷加工》1978年8期20-22页发表的《滚珠式行星摩擦减速器》；齐上智在《机械制造》1995年5期8-9页发表的《一种新颖滚珠行星减速器》；吴龙泉还申请了CN93236834.4《行星滚珠摩擦减速器》专利等。这些研究工作都在增大滚珠轴承摩擦减速器的减速比方面取得有益的进展。实际上帖烈霍夫滚珠式行星摩擦减速器，先天性地存在两个重大缺陷：1，径向滚珠轴承承受轴向负载的能力弱，不能施加足够大的预紧力，限制了减速器输出扭矩的提高。2，减速比受限于径向滚珠轴承的结构参数，无法按需要改变。然而迄今为止，上述所有研究工作，都未涉及阻碍滚珠轴承摩擦减速器实用化的这两个根本缺陷。本专利技术的目的就是要在保持滚珠轴承摩擦减速器结构简单这一显著优点的基础上，大幅提高输出力矩，并能方便地设定减速比，使这种新型减速器实用化。
技术实现思路
本差速滚动摩擦减速器专利技术的目的，主要是通过以下三条技术措施来实现的：1，将减速器中需要承受轴向预紧力的结构，由现有技术采用径向滚珠轴承，改换为类似推力滚动轴承的端面承力结构，以大幅提高轴向预紧力，从而显著提高输出扭矩；2，将现有技术中，减速比的数值完全受限于在径向滚珠轴承产品规格中，选择结构参数配对的被动状态，变成在减速器结构中，只要改变各个承载轴向预紧力端面的倾斜角和滚动体的尺寸参数，就能主动控制减速比；3，滚动体的形状除点接触的滚珠外，增加了线接触的圆柱体、圆锥体和园桶体，以进一步提高轴向预紧力。本专利技术的结构原理见附图1。附图说明下面先对各附图作简要的说明。图1：本专利技术差速滚动摩擦减速器第一种实施方案。本图用以说明本专利技术采用双联分珠片结构和工作原理的示意图。图2：本专利技术第一种实施方案的局部放大图。本图是图1所示A圆圈内的局部放大图，用以说明双联分珠片结构的减速比计算方法。图3：本专利技术差速滚动摩擦减速器第二种实施方案。本图用以说明本专利技术采用两个独立分珠片，而固定其中一个分珠片时，减速器结构和原理的示意图。图4：本专利技术第二种实施方案的局部放大图。本图是图3所示B圆圈内的局部放大图，用以说明一个分珠片固定时减速比的计算方法。图5：本专利技术差速滚动摩擦减速器第三种实施方案。本图用以说明另一种轴向预紧力加载方式的工作原理示意图。图6：本专利技术差速滚动摩擦减速器第四种实施方案。本图用以说明采用双联分珠片结构，而滚动体由滚珠改为圆柱体的工作原理示意图。图7：本专利技术差速滚动摩擦减速器第五种实施方案。本图用以说明采用一个分珠片固定，但滚动体由滚珠改为圆锥体的工作原理示意图。图8：本专利技术差速滚动摩擦减速器第六种实施方案。本图用以说明采用一个分珠片固定，但滚动体由滚珠改为圆桶体的工作原理示意图。具体实施方式下面以图1为例，对本专利技术差速滚动摩擦减速器的结构和工作原理进一步详细说明。图1是本专利技术第一种实施方案的示意图，用以说明差速滚动摩擦减速器的结构和工作原理。由图1可见，本专利技术第一种实施方案由输入轴1、两组工作滚动体2、可旋转的分珠片3、推力滚珠4、预紧推力螺母5、输出轴6和壳体7组成。所有与工作滚动体2轴向接触的工作面，都以类似推力滚动轴承的方式，正面承受轴向预紧力。预紧推力螺母5通过推力滚珠4，将输出轴6强力推向壳体7的左内侧，使输入轴1台肩和两组工作滚动体2，被轴向预紧力压紧而产生工作摩擦力。分珠片3将两组工作滚动体2，分别约束在相应结构中。各组工作滚动体2的自转不受分珠片3的限制，但公转只可以与分珠片3的转动相同。当输入轴1转动角度φ时，左端的工作滚动体2既有自转、也有公转。其公转推动分珠片3转动一定角度。右端的另一组工作滚动体2，必然和分珠片3有相同的公转角度，但此工作滚动体2自身，又被输入轴1台肩右端面接触摩擦力推动而自转。分珠片3右侧工作滚动体2的公转和自转，将驱动输出轴6转动ω角度。此即减速器从输入轴1转动角度φ，到输出轴6转动角度ω的整个减速过程。实际上变化与两组工作滚动体2轴向接触的4个接触端面相对于输入轴1旋转轴垂直面的斜角，可以改变减速器的减速比。变化两组工作滚动体2的半径、以及变化工作滚动体2中心到输入轴1旋转轴的距离，也可以改变减速器的减速比。但为了使对减速器结构的运动分析简单化，下面的推导中假定壳体7的左内壁和输入轴1台肩的左端面垂直于输入轴1的回转轴、即斜角θ为0。因此当输入轴1正向转动角度φ时，与输入轴1台肩左端面接触的工作滚动体2既有自转、也有公转。其公转为φ/2角、并将推动分珠片3也转动φ/2角。与输入轴1台肩右端面接触的一组工作滚动体2，既然和与输入轴1台肩左端面接触的另一组工作滚动体2，同时被约束在分珠片3中，所以与输入轴1台肩右端面接触的工作滚动体2的公转，必然也是φ/2角。如上所述，与输入轴1台肩右端面接触的工作滚动体2，其运动既有公转、也有自转，我们将在下面图2中进一步分析。图2是图1中A圆圈内的局部放大图。由图2可见，当输入轴1旋转φ角后，与输入轴1台肩右端面接触的工作滚动体2必然也公转φ/2角，而且其自转必然受到输入轴1台肩右端面的约束。现假定此工作滚动体2是半径为q的球体，球体中心与输入轴1旋转轴距离为R。因为输入轴1以斜角θ的右端面与此工作滚动体2接触，所以接触点与输入轴1旋转轴的距离为R1。而输出轴6也以斜角θ的端面与工作滚动体2接触，所以接触点与输入轴1旋转轴距离为R2。R1与R2的数值，可由下式计算：R1＝R-q*SinθR2＝R+q*Sinθ由于R1与R2不相等，再加上此工作滚动体2的中心，在输入轴1转动角度φ时，已有追随的φ/2角度的公转。因此，与输入轴1右端面接触的工作滚动体2，将在自身已有φ/2角度公转的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种差速滚动摩擦减速器，由输入轴1、两组工作滚动体2、可旋转的分珠片3、推力滚珠4、预紧推力螺母5、输出轴6和壳体7组成，其特征在于：所有与工作滚动体2轴向接触的工作面，都以类似推力滚动轴承的方式，正面承受轴向预紧力。

【技术特征摘要】
1.一种差速滚动摩擦减速器，由输入轴1、两组工作滚动体2、可旋转的分珠片3、推力滚珠4、预紧推力螺母5、输出轴6和壳体7组成，其特征在于：所有与工作滚动体2轴向接触的工作面，都以类似推力滚动轴承的方式，正面承受轴向预紧力。2.据权利要求1所述的差速滚动摩擦减速器，其特征在于：可旋转的分珠片3，同时分别约束着两组工作滚动体2；两组的工作滚动体2之间不能相对公转，只可以与分珠片3共同转动。3.根据权利要求1所述的差速滚动摩擦减速器，其特征在于：用分珠片3或起同样分珠功能的结构零件，分别约束两组工作滚动体2时，至少有一个分珠片3或起同样分珠功能的结构零件是和壳体7固定联结的。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍少昊，赖文彦，伍牧，
申请(专利权)人：伍少昊，
类型：发明
国别省市：北京,11