钢球传动同轴减速器的制作方法

文档序号:5761489阅读:272来源:国知局
专利名称:钢球传动同轴减速器的制作方法
技术领域
本发明属于传动装置领域,涉及一种钢球传动同轴减速器。
背景技术
目前油田油井井下作业的机械设备,如管柱旋扣机械、螺杆泵、液压钻具、倒扣工具等,其传动装置普遍存在如下不足1、旋扣机械的传动装置通常采用十几个齿轮,结构复杂,不能自动变速;2、螺杆泵抽油时在井口减速采用抽油杆作传动轴下井带动螺杆泵抽油,抽油杆在扭矩大时易扭曲和脱扣,下井深度受限制;3引进美国的倒扣工具是用NGW(2Z-X)负号机形式设计,受井下空间限制,齿轮模数和轴径都很小,1983年美国专家在胜利油田试验无效;4、引进俄罗斯的螺杆钻具存在同样问题;在这些现有技术中不论是国内和国外,均存在体积、重量和传动比范围等问题。

发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术问题而提供一种结构简单、体积小、重量轻、传动比范围大的钢球传动同轴减速器。
本发明采用的技术方案一种钢球传动同轴减速器,包括凸轮、钢球、轴承、心轴,心轴上设置有输入凸轮、输出凸轮、隔离罩圈,输入凸轮内设置有输入轴孔,输入凸轮端面上沿圆周均布有球窝,隔离罩圈端面上沿圆周均布有通孔,心轴上安装有球轴承、弹性挡圈。输出凸轮内设置有输出轴孔,输出凸轮端面上沿圆周均布有球窝,心轴与输入凸轮键联结,隔离罩圈外径上设置有键槽,输入凸轮正向输入,输出凸轮反向输出。输入凸轮的输入轴孔内设置有轴套,心轴固联隔离罩圈,心轴与设置在固定凸轮内的输出轴联结,输出轴上安装有球轴承、弹性挡圈、轴承透盖,固定凸轮端面上沿圆周均布有球窝,外径上设置有键槽,输入凸轮正向输入,输出轴及隔离罩圈正向输出;所述的隔离罩圈内均布有滑动杆,安装有双排钢球,滑动杆位于双排钢球之间。钢球设置在球窝及通孔内,球窝的半径大于钢球的半径,通孔与球窝数目和位置相对应。所述的输入凸轮至少为单凸线、双凸线、多凸线型状。所述的钢球为圆球体、短滚柱、锥滚柱。所述的固定凸轮为直线凹形、圆弧直线形、渐开线形、摆线形、齿形的中心角侧倾一角度型状。心轴上安装有轴承、密封圈、链轮,心轴左端联结左输出凸轮、左扳轴,左输出凸轮的端面上沿圆周均布有球窝;心轴右端安装有轴承、垫圈、密封圈、右输出凸轮,心轴右端联结右扳轴,右输出凸轮的端面上沿圆周均布有球窝,链轮的两端面上沿圆周均布有通孔,通孔与球窝数目和位置相对应,钢球设置在球窝及通孔内,球窝的半径大于钢球的半径,左扳轴与右扳轴反向输出。心轴上安装有输入凸轮、凸轮、球轴承、弹性挡圈、弹簧,凸轮设置在输出齿轮内,凸轮与变速滑动盘由轴肖联接,钢球设置在输出齿轮的行星孔和输入凸轮、凸轮端面上沿圆周均布的球窝内,球窝的半径大于钢球的半径,换向肖与变速滑动盘相嵌,变速滑动盘与输出齿轮的端面牙相嵌。所述的钢球的数量比凸轮牙数多一个,传动比由钢球数目确定。
本发明的输入凸轮、输出凸轮、固定凸轮、隔离罩圈、链轮等为同一轴线传动,结构简单,体积小,重量轻,传动比范围大,传动平稳,传动件磨擦力小,可不停机变速,使用方便,经济实用,可广泛应用于自动变速、差速传动等传动装置,应用于石油机械可达到提高下井深度的目的。


图1为本发明实施例1结构示意图的主视图;图2为图1中A-A剖视图;图3为本发明实施例2结构示意图的主视图;图4为图3中B-B剖视图;图5为本发明实施例2双排钢球结构示意图;图6为本发明实施例3结构示意图的主视图;图7为图6中C-C剖视图;图8为本发明实施例4结构示意图的主视图;图9为图8中D-D剖视图;图10为图8中E-E剖视图;图11为图8中I部放大图;图12为本发明实施例5结构示意图的机构简图;图13为本发明的输入凸轮双凸线结构局部展开示意图;图14为本发明的输入凸轮三凸线结构局部展开示意图;图15为本发明的固定凸轮结构型状示意图;图16为本发明的工作原理局部展开示意图。
具体实施例方式
下面结合附图及较佳实施例对本发明作进一步说明实施例1
参阅图1、图2所示,一种钢球传动同轴减速器,包括输出凸轮1、隔离罩圈2、钢球3、输入凸轮4、弹性挡圈5、轴承6、心轴7;其心轴7上安装有输入凸轮4、输出凸轮1、隔离罩圈2,输出凸轮1一端内设置有输出轴孔101,另一端靠近隔离罩圈2的端面上沿圆周均布有球窝102,心轴7设置在输出凸轮1和隔离罩圈2中心孔内,心轴7与输入凸轮4键联结,可在输出凸轮1和隔离罩圈2中心孔内转动,心轴7上安装有深沟球轴承6及弹性挡圈5;输入凸轮4一端内设置有输入轴孔401,另一端靠近隔离罩圈2的端面上沿圆周均布有球窝402,隔离罩圈2端面上沿圆周均布有通孔201,外径上设置有键槽202,用于固定隔离罩圈2,通孔201与球窝102、球窝402数目和位置相对应,钢球3设置在球窝102、球窝402及通孔201内,球窝102、402的半径大于钢球3的半径,以供钢球3作自调均载,保证传递效率。钢球3的数量比凸轮牙数多一个,传动比由钢球3数目确定。本实施例的隔离罩圈2固定不转,输入凸轮4正向输入,输出凸轮1反向输出,输出凸轮1与输入凸轮4作反向旋转。可应用于差速传动装置、管柱旋扣机械、倒扣工具等传动装置。
实施例2参阅图3、图4所示,一种钢球传动同轴减速器,包括隔离罩圈2、钢球3、输入凸轮4、弹性挡圈5、轴承6、心轴7、输出轴8、固定凸轮9、轴承透盖10;其输入凸轮4一端内设置有输入轴孔401,另一端靠近隔离罩圈2的端面上沿圆周均布有球窝402,输入轴孔401内设置有轴套11,心轴7设置在输入凸轮4和隔离罩圈2中心孔内,心轴7与输入凸轮4键联结,心轴7与隔离罩圈2固定联结,心轴7与设置在固定凸轮9内的输出轴8联结,心轴7上安装有深沟球轴承6及弹性挡圈5,输出轴8上安装有深沟球轴承6、弹性挡圈5及轴承透盖10,固定凸轮9靠近隔离罩圈2的端面上沿圆周均布有球窝901,外径上设置有键槽902;隔离罩圈2端面上沿圆周均布有通孔201,通孔201与球窝402、球窝901数目和位置相对应,钢球3设置在球窝402、球窝901及通孔201内,球窝402、球窝901的半径大于钢球3的半径,以供钢球3作自调均载,保证传递效率。钢球3的数量比凸轮牙数多一个,传动比由钢球3数目确定。本实施例的固定凸轮9固定不转,输入凸轮4正向输入,输出轴8及隔离罩圈2正向输出,与输入凸轮4作同向旋转。可应用于螺杆泵、液压钻具等传动装置。
参阅图5所示,所述的固定凸轮9内输出轴8上的隔离罩圈2内均布有滑动杆203,滑动杆203两端面上均布有球窝204,可以安装双排钢球3,滑动杆203位于双排钢球3之间。
实施例3参阅图6、图7所示,一种钢球传动同轴减速器,包括钢球3、弹性挡圈5、轴承6、心轴7、左输出凸轮11、键12、左扳轴13、链轮14、滑动推杆15、密封圈16、右输出凸轮17、轴承18、垫圈19、右扳轴20;其心轴7中部安装有深沟球轴承6、密封圈16及链轮14,心轴7左端通过键12联结左输出凸轮11,左输出凸轮11端部联结左扳轴13,左输出凸轮11另一端靠近链轮14的端面上沿圆周均布有球窝1101;心轴7右端安装有径载止推球轴承18、垫圈19、密封圈16及右输出凸轮17,心轴7右端部联结右扳轴20,由密封圈16密封,右扳轴20设置在右输出凸轮17的端孔内,右输出凸轮17靠近链轮14的端面上沿圆周均布有球窝1701,链轮14的两端面上沿圆周均布有通孔1401,通孔1401与球窝1101、球窝1701数目和位置相对应,钢球3设置在球窝1101、球窝1701及通孔1401内;球窝1101、球窝1701的半径大于钢球3的半径,以供钢球3作自调均载,保证传递效率。钢球3的数量比凸轮牙数多一个,传动比由钢球3数目确定。本实施例的左扳轴13与右扳轴20为反向输出,可作为差速器使用。
实施例4参阅图8、图9所示,一种钢球传动同轴减速器,包括换向肖21、变速滑动盘22、输出凸轮1、输出齿轮23、钢球3、输入凸轮4、心轴7、弹簧24、壳体25、轴肖26;其同一心轴7上安装有输入凸轮4、输出凸轮1,输出凸轮1的端面上沿圆周均布有球窝,心轴7上安装有深沟球轴承及弹性挡圈,心轴7的轴套上设置有弹簧24;输入凸轮4靠近输出凸轮1的端面上沿圆周均布有球窝,钢球3设置在球窝内,球窝的半径大于钢球3的半径,以供钢球3作自调均载,保证传递效率;输出凸轮1与变速滑动盘22由轴肖26联接,输出凸轮1和钢球3设置在输出齿轮23内,且钢球3设置在输出齿轮23的行星孔内,钢球3的数量比凸轮牙数多一个,传动比由钢球3数目确定。
同时参阅图10、图11所示,换向肖21设置在壳体25上,换向肖21与变速滑动盘22相嵌,图中(a)、(b)、(c)为其工作状态;变速滑动盘22与输出齿轮23的端面牙相嵌。
实施例5参阅图12所示,传动比由钢球3数目确定,钢球3的数量比凸轮牙数多一个,可根据传动比要求,设置钢球3的数目,制造一级、二级、三级等减速器,一级传动比等于i1,二级传动比等于i1×i2,三级传动比等于i1×i2×i3。图中隔离罩圈2固定不动,输入凸轮4正向输入,输出凸轮1反向输出,推动钢球3左右运动作减速传动。
上述诸实施例中所述的钢球3为圆球体,也可以由短滚柱、锥滚柱等替代。
参阅图13所示,所述的输入凸轮4可以是单凸线、双凸线等型状;双凸线凸轮同向输出传动比为钢球3数目除以二,反向输出传动比为钢球3数目除以二减一。
参阅图14所示,所述的输入凸轮4也可以是三凸线及其以上多凸线等型状;三凸线凸轮同向输出传动比为钢球3数目除以三,反向输出传动比为钢球3数目除以三减一。
参阅图15所示,所述的固定凸轮9型状可以是(a)直线凹形、(b)圆弧直线形、(c)渐开线形、(d)摆线形、(e)齿形的中心角可侧倾一角度,以减小摩擦力。
参阅图16,同时参阅图1、图3、图6、图8所示,本发明的工作原理由液压摆线马达驱动心轴7,心轴7与输入凸轮4键联结,心轴7带动输入凸轮4正向输入,输入凸轮4推动钢球3在输入凸轮4与输出凸轮1中左右移动实现自动变速,,当输入凸轮4推动钢球3作用于输出凸轮1上时,由于隔离罩圈2固定不转,使输出凸轮1反向输出,作与输入凸轮4相反方向减速传动;当输入凸轮4推动钢球3作用于不转的固定凸轮9上时,由于心轴7与输出轴8及隔离罩圈2固定联结,输入凸轮4带动输出轴8和隔离罩圈2作与输入凸轮4相同方向减速传动。
当旋扣扭矩增大时,变速滑动盘22与输出齿轮23的端面牙嵌脱开,变速滑动盘22左端的凸键与自动换向肖21相嵌,使凸轮1固定,输出齿轮23便以低速传动;当扭矩减少时,弹簧24又将变速滑动盘22推回原位,变速滑动盘22与输出齿轮23的端面牙相嵌,输出齿轮23又恢复高速旋转,与原动机1同步转动。
权利要求
1.一种钢球传动同轴减速器,包括凸轮、钢球、轴承、心轴,其特征在于心轴(7)上设置有输入凸轮(4)、输出凸轮(1)、隔离罩圈(2),输入凸轮(4)内设置有输入轴孔(401),输入凸轮(4)端面上沿圆周均布有球窝(402),隔离罩圈(2)端面上沿圆周均布有通孔(201),心轴(7)上安装有球轴承(6)、弹性挡圈(5)。
2.根据权利要求1所述的钢球传动同轴减速器,其特征在于输出凸轮(1)内设置有输出轴孔(101),输出凸轮(1)端面上沿圆周均布有球窝(102),心轴(7)与输入凸轮(4)键联结,隔离罩圈(2)外径上设置有键槽(203),输入凸轮(4)正向输入,输出凸轮(1)反向输出。
3.根据权利要求1所述的钢球传动同轴减速器,其特征在于输入凸轮(4)的输入轴孔(401)内设置有轴套(11),心轴(7)固联隔离罩圈(2),心轴(7)与设置在固定凸轮(9)内的输出轴(8)联结,输出轴(8)上安装有球轴承(6)、弹性挡圈(5)、轴承透盖(10),固定凸轮(9)端面上沿圆周均布有球窝(901),外径上设置有键槽(902),输入凸轮(4)正向输入,输出轴(8)及隔离罩圈(2)正向输出;所述的隔离罩圈(2)内均布有滑动杆(203),安装有双排钢球(3),滑动杆(203)位于双排钢球(3)之间。
4.根据权利要求1或2或3所述的钢球传动同轴减速器,其特征在于钢球(3)设置在球窝(102)、(402)、(901)及通孔(201)内,球窝(102)、(402)、(901)的半径大于钢球(3)的半径,通孔(201)与球窝(102)、(402)、(901)数目和位置相对应。
5.根据权利要求1所述的钢球传动同轴减速器,其特征在于所述的输入凸轮(4)至少为单凸线、双凸线、多凸线型状。
6.根据权利要求1所述的钢球传动同轴减速器,其特征在于所述的钢球(3)为圆球体、短滚柱、锥滚柱。
7.根据权利要求3所述的钢球传动同轴减速器,其特征在于所述的固定凸轮(9)为直线凹形、圆弧直线形、渐开线形、摆线形、齿形的中心角侧倾一角度型状。
8.根据权利要求1所述的钢球传动同轴减速器,其特征在于心轴(7)上安装有轴承(6)、密封圈(16)、链轮(14),心轴(7)左端联结左输出凸轮(11)、左扳轴(13),左输出凸轮(11)的端面上沿圆周均布有球窝(1101);心轴(7)右端安装有轴承(18)、垫圈(19)、密封圈(16)、右输出凸轮(17),心轴(7)右端联结右扳轴(20),右输出凸轮(17)的端面上沿圆周均布有球窝(1701),链轮(14)的两端面上沿圆周均布有通孔(1401),通孔(1401)与球窝(1101)、(1701)数目和位置相对应,钢球(3)设置在球窝(1101)、(1701)及通孔(1401)内,球窝(1101)、(1701)的半径大于钢球(3)的半径,左扳轴(13)与右扳轴(20)反向输出。
9.根据权利要求1所述的钢球传动同轴减速器,其特征在于心轴(7)上安装有输入凸轮(4)、凸轮(1)、球轴承、弹性挡圈、弹簧(24),凸轮(1)设置在输出齿轮(23)内,凸轮(1)与变速滑动盘(22)由轴肖(26)联接,钢球(3)设置在输出齿轮(23)的行星孔和输入凸轮(4)、凸轮(1)端面上沿圆周均布的球窝内,球窝的半径大于钢球(3)的半径,换向肖(21)与变速滑动盘(22)相嵌,变速滑动盘(22)与输出齿轮(23)的端面牙相嵌。
10.根据权利要求1所述的钢球传动同轴减速器,其特征在于所述的钢球(3)的数量比凸轮牙数多一个,传动比由钢球(3)数目确定。
全文摘要
本发明属于传动装置领域,涉及一种钢球传动同轴减速器,包括凸轮、钢球、轴承、心轴,其心轴上设置有输入凸轮、输出凸轮、隔离罩圈,输入凸轮内设置有输入轴孔,输入凸轮端面上沿圆周均布有球窝,隔离罩圈端面上沿圆周均布有通孔,心轴上安装有球轴承、弹性挡圈;本发明的输入凸轮、输出凸轮、固定凸轮、隔离罩圈、链轮等为同一轴线传动,结构简单,体积小,重量轻,传动比范围大,传动平稳,传动件磨擦力小,可不停机变速,使用方便,经济实用,可广泛应用于自动变速、差速传动等传动装置,应用于石油机械可达到提高下井深度的目的。
文档编号F16H49/00GK1487223SQ03155929
公开日2004年4月7日 申请日期2003年8月27日 优先权日2003年8月27日
发明者贾伟志 申请人:周德育
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