行星牵引传动箱制造技术

本实用新型专利技术是由高速轴、低速轴、行星滚轮、刚环、转臂、异型螺母等组成。分单级的和双级的两类。双级的是两个单级的内部串联，它比单级的多了一个中间轴，这个中间轴是一个级的低速轴，又是另一个级的高速轴。单级的传动比约为３～１２，双级的传动比约为１０～１４０，本实用新型专利技术不论正转反转，不论空载下起动还是负载下起动，均自动加载卸载，自动调压，不需要另加独立的加载器。本实用新型专利技术用途广泛，具有大的经济效益和社会效益。（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于机械传动装置，它是电动机和工作机械之间的一个独立部件。自从有了滚动轴承工业的兴起，人们对牵引传动产生了兴趣，牵引传动在机械的无级变速传动中有其独特的地位，发展很快；在定速比传动中，则发展较慢。其原因之一是未能解决好自动加载机构。此外，牵引传动的承载(扭矩)能力低于齿轮传动，过载能力和耐冲击能力也较差；牵引传动有滑差，不能作为定时和同步之用；通常不用于空中载入载物。但在载荷比较恒定或变化较平缓的情况下，在以传输功率为主，要求运转平稳、安静，而不要求传动比十分精确，尤其要求高速旋转的情况下，牵引传动应列为首选，有时甚至是唯一的选择。圆柱行星式的牵引传动的最高转速已有480000转/分(空载)和功率已达500马力的记录。用圆柱体作为滚动牵引元件需要径向加压，但要解决好径向加压是一个比较棘手的问题。美国NASA刘易斯研究中心所试验的Nasvytis定速比圆柱行星牵引传动也没能很好解决这个问题，它的自动加载机构复杂，难于加工，预载需要调整，设计时传动比的任意选择受限制，自动加载机构还受离心力的影响。美国专利US5025671(June25，1991)High Ratio Planetary Type Trac.tion Roller Transmission，更没有把自动加载机构解决好。本技术的目的是为了克服上述Nasvytis传动的缺点，同时增进别的优点而提出的一个行星牵引传动新方案，该方案是自动加载的。为定型生产提供切实可行的技术。一种由高速轴(1)、低速轴(2)、行星滚轮(8)、刚环(9)、转臂(12)等组成的行星牵引传动箱，其特征在于高速轴(1)上有“等效中心滚轮”，“等效中心滚轮”外围有几个均匀分布的行星滚轮(8)，行星滚轮(8)之外为刚环(9)，行星滚轮(8)的中央段为圆柱面，其两端有凹槽。“等效中心滚轮”是由两个异型螺母(6)和(7)与高速轴(1)上两个螺纹方向相反的螺纹段(4)和(5)对称地相配合组成，即由两个螺纹副组成。螺母的型面在工作时为“等效中心滚轮”的型面，它与行星滚轮(8)的中央圆柱面两端的凹槽相接触。本技术包括单级的和双级的两类。双级的传动箱是在高速轴(1)和低速轴(2)之间串接一个中间轴(3)，中间轴(3)与高速级的转臂(12)用键(15)联接，牢固地组合为一体。此时中间轴(3)既是一个级的低速轴，又是另一个级的高速轴。本技术的输入轴和输出轴可互换，轴的转向任意，可空载起动和在负载下起动，可自动加载。以下结合附图作进一步说明图1为一个单级的行星牵引传动箱。在高速轴(1)上有“等效中心滚轮”，其外围有几个均匀分布的行星滚轮(8)，行星滚轮(8)之外为刚环(9)，“等效中心滚轮”是由两个异型螺母(6)和(7)与高速轴(1)上两个螺纹段(4)和(5)对称地相配合组成，两个螺纹副的螺纹方向相反。行星滚轮(8)的中央圆柱面，用以与刚环(9)的内表面相接触，当空载时为线接触，在负载下呈带接触。行星滚轮(8)型面的两端为凹槽面，凹槽面本身是对称的，对行星滚轮来说，左右两个凹槽面也是对称的，它们与相应的异型螺母接触，在空载下为点接触，在负载下为椭圆点接触。行星滚轮(8)凹槽面的母线与相应的异型螺母面的母线可以有不同的组合在图1、图2、图3中为凹圆弧对凸圆弧，图4中为直折线对凸圆弧，图5为凸圆弧对凸圆弧。行星滚轮的个数，视传动比的大小，可以由3个到9个。图1的传动比约为7，可以有3个行星滚轮，用3个固定在转臂(12)上的轴销(11)支持，转臂(12)与低速轴(2)固联为一体。行星滚轮(38)对轴销(11)而言，是自由轴向定位的。刚环(9)相当于行星齿轮传动的内齿轮，它与右箱体(14)为过盈配合，与左箱体(13)为滑动配合；一般地刚环(9)是非标准件；但在很多情况下可以选用现成的标准轴承外圈(选用代号为2000的外圈无挡边的滚子轴承的外圈)。所有牵引元件(异型螺母、行星滚轮、刚环)的材质、热处理、表面硬度、表面光洁度可参考标准滚动轴承的规定。图2是一个双级的行星牵引传动箱。它比单级的多了一个中间轴(3)，中间轴(3)与高速级的转臂(12)用键(15)固联为一体，中间轴(3)是一个级的低速轴，又是另一级的高速轴。图2的高速级的传动比约为6.7，低速级的传动比约为4.8，总的传动比约为32。行星滚轮的最多个数分别为3与4。传动箱还可以有不同的结构，见图6和图7。图3为自动加载机构原理图。从高速轴的中央部位起，左右两方的螺纹方向相反，图示左方为左螺纹，右方为右螺纹(也可左方为右螺纹，右方为左螺纹)，套在螺纹轴(即高速轴)上的异型螺母是左右对立的；行星滚轮型面两端的凹槽与异型螺母型面的接触是凹圆弧对凸圆弧。图3(a)表示两个圆弧的顶点重合，设想周围几个行星滚轮都是在这样的位置上，则行星滚轮组的外切圆直径为最小(相对于不受力时的其它位置，如图3(b)和图3(c)上的位置)。在这个外切圆直径为最小的位置上，把行星滚轮组，连同螺纹轴(即高速轴)等一起，利用稍许过盈，推入刚环中(过盈多少，在设计时选定)，这样就给了传动以预载。有了预载，就保证了传动箱能够在空载下起动。异型螺母在这个位置上，被周围均匀分布的几个行星滚轮压着，另一方面高速轴与异型螺母的配合是松配合，则一旦高速轴主动旋转(减速器的情况)，不论转动方向的正反，由于两个螺纹副的相反作用，总有如图3(b)或图3(c)的情况发生。随着外负荷的增加，接触压力(图中用一对倾斜的矢量符号表示)增加，牵引力相应增加，这就是加载过程。外负荷减小，相应于螺母有放松行星滚轮的倾向；轴上扭矩降为零时，相应于传动就恢复到预载状态，这就是卸载过程。当传动作增速器时，这时的螺纹副，螺母主动旋转，带动螺纹轴(即高速轴)旋转，加载、卸载的作用和过程同于减速器。根据上述，对于自动加载机构可概括如下几点第一，在装配时，把行星滚轮组的外切圆直径调至最小位置上，利用稍许过盈来获得预载。在此位置上，传动“空转”，压力最小，滚动牢引元件磨损很小，预载在使用过程中不会完全消失。第二，自动加载是利用螺纹副的相对轴向微小位移，使异塑螺母对行星滚轮产生楔入作用，由于楔入角小，根据斜面原理，可以用不大的轴向力来诱导产生大的法向力，向行星滚轮及刚环加压，它是接触弹性加载，虽用了螺旋，也不构成螺旋传动。螺纹轴上的一对轴向力相互对消，不外传给轴承。第三，作增速器时，功率流虽然与作为减速器用时的相反，但自动加载机构仍是由“等效中心滚轮”即两对螺纹副在起主导作用，压力由它升起，径向传给行星滚轮组和刚环。第四，力是对称作用在行星滚轮上的，满足平面传动的要求，为了保证行星滚轮组与“等效中心滚轮”接触一致，行星滚轮组中的每一个滚轮的凹槽形面、槽深，槽距等，必须严格一致。公差要求应与加工双排球轴承的内圈相当。本技术与现有技术相比，具有如下优点第一，结构型式只有单级和双级两类，传动比单级的约为3～12，双级的约为10～140；设计时传动比可选其间任意值(定速比)。第二，该传动箱不论作为减速器还是作为增速器，不论正转或反转，不论在空载下起动还是在负载下起动，均自动加载、卸载，自动调整压力，不需要另接独立的加载器。第三，自动加载机构简单，不受离心力的影响。第四，所有滚动轴承都不受轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由高速轴（１）、低速轴（２）、行星滚轮（８）、刚环（９）、转臂（１２）等组成的行星牵引传动箱，其特征在于高速轴（１）上有“等效中心滚轮”，其外围有几个均匀分布的行星滚轮（８），行星滚轮（８）之外为刚环（９），行星滚轮的中央段为圆柱面，其两端有凹槽。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪星，
申请(专利权)人：王洪星，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]