轴承,进动轴承及进动轴承陀螺,以及利用进动轴承陀螺的陀螺进动式主动稳定装置的制作方法

文档序号:29027672发布日期:2022-02-24 10:10阅读:61来源:国知局
轴承,进动轴承及进动轴承陀螺,以及利用进动轴承陀螺的陀螺进动式主动稳定装置的制作方法
轴承,进动轴承及进动轴承陀螺,以及利用进动轴承陀螺的陀螺进动式主动稳定装置
1.本技术是分案申请,原申请的申请号是:202010821664.x,申请日是2020年08月15日,发明名称为“一种角运动自由度的滚动关节轴承”针对的分案申请号是:202110786478.1,分案提交日:2021年07月12日,发明名称为“轴承,及摆动轴承,及用于往复运动的摆动轴承装置”技术领域
2.本发明涉及组合轴承1,用于通用机械,特别的涉及进动(旋摆)轴承1、3、6的进动效应的技术领域,用于通用机械和该类机械的驱动,及用于车辆、风电、直升机旋翼机构,机械臂关节等,并且涉及一种包括所述进动轴承1、3、6进动性的进动轴承陀螺4,用于平衡车,机械装备,大楼减振,及利用进动轴承陀螺4的陀螺进动式主动稳定装置8、9,用于光刻机超精密高速工件台、光学、雷达等稳定平台。


背景技术:

3.目前的组合轴承1大部分都是作为支撑轴来利用,它可以引导轴的旋转,也可以承受轴传来力的一种机械零件,是内圈200与外圈100的相对旋转运动。
4.进动原理,如陀螺具有定轴性,在外力矩的作用下会发生进动和章动,有关介绍进动运动的进动轴承1、3、6的相关文献和专利未有论述。
5.因此,利用进动力学原理用于通用机械当中,如车辆、地下钻探、柱塞泵、内燃机、风电、直升机旋翼机构,机械臂关节等领域,是内圈200定轴旋转驱动外圈100进动,或外圈100旋摆(进动)驱动内圈200旋转,引用参考文献:力学学报2013年5月第45卷第3期的研究论文“陀螺进动与强迫进动轨道”,进动轴承1、6通过施加外力实现两列第二滚珠303、304以惯性空间轨道运动,进动轴承3采用两列第三环形斜坡滚珠305、306会主动进动,以下通过

技术实现要素:
和具体实施方式详细阐述。
6.有关陀螺仪的进动原理是陀螺仪自有的角动量守恒,根据陀螺仪的转动惯量具有定轴性与进动性,利用陀螺仪高速转动惯性的陀螺仪稳定平台很多,有关介绍进动轴承1、3、6进动性的进动轴承陀螺4的相关文献和专利未有论述,通过进动轴承1、3、6的进动性的进动轴承陀螺4的陀螺进动式主动稳定平台装置8、9用于稳定平台装置,以下通过发明内容和具体实施方式详细阐述。
7.稳定平台装置可以在动态下隔离载体扰动、振动,平台装置可以始终保持水平,保证平台上的光刻机超精密高速工件台、光学、雷达等测试测量设备的精度不受影响,在航空航天、工业控制、移动测量、勘探勘测等领域具有十分广泛的应用前景。
8.当前国外对光刻机的封锁,也随着光刻机对光刻线宽、套刻精度、生产率等要求的不断提高,对作为光刻机的核心部件之一的超精密高速工件台的定位和减振要求也不断提高。由于光刻机工件台的定位精度直接决定了转印后硅片上电路的线宽大小。全球三大光刻设备生产商:荷兰asml,日本nikon,日本canon,在各自产品系列的研发中,均对光刻机工
件台作了大量研究,并结合实际生产过程不断进行改进。他们在其产品中普遍使用了平衡质量减振技术,由于光刻机工件台主要具有三个方向的运动自由度,即x、y和沿z轴扭转。所以主要考虑这三个自由度方向上的振动抑制和定位精度。
9.光刻机工作过程中产生的振动主要由内部振动和外部振动两部分组成。在早期的生产工艺中,主要考虑消除外部振动。目前随着硅片大直径的已经得到广泛应用,而且产率也不断提高。
10.光刻机的内部振动对各项设备指标的影响越来越大,尤其对光刻精度和速度的不断提高起了严重的制约作用。
11.光刻机工件台在工作过程中具有较高的运动加速度和运动速度,尤其在高加速度起停过程中,工件台产生的冲击力若得不到很好的缓冲,会对基台产生较大振动,这是光刻机机内振动的主要来源。另外,工件台在x、y向平面运动过程中,偏离中轴线的加减速运动会造成工件台沿z轴的扭转,这对于高精度的定位来说不容忽视,需要采取措施抑制。针对以上问题,国内外相关厂商和研究机构进行了大量的研究,目前采取的主要技术手段是利用动量守恒原理,采取平衡质量减振机构削弱光刻机内部振动。
12.专利us6885430b2、zl200710045582、us7034920b2、zl200410009257、cn 102393610 a、zl200710042417均利用该原理进行设计。
13.所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解,因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
14.本发明的目的是,提出一种组合轴承,及进动轴承的进动特性力学原理用于通用机械当中,及利用进动轴承进动性的进动轴承陀螺,及利用进动轴承陀螺的陀螺进动式主动稳定装置。
15.这些目的已经通过如在独立权利要求中提出的特征来实现。本发明的有利实施例可以在从属权利要求中以及在下面的描述中找到。
16.对于本领域技术人员而言,词语轴向和径向本文件中被频繁地使用。如果没有另外说明,轴向方向被定义为平行于其旋转轴线的轴承的轴向方向、平行于其旋转轴线的内圈的轴向方向、平行于其旋转轴线的外圈的轴向方向以及平行于其旋转轴线的保持架的轴向方向。径向方向是垂直于相应轴向方向的方向。
17.本发明实现其发明目的所采用的技术方案是:一种组合轴承,包括外轴承圈和内轴承圈,多列滚珠、保持架、固定螺栓,其外轴承圈与内轴承圈关联部分为球面;
18.所述内轴承圈设置为圆环状,在其圆环状的径向外球面形成有外球滚道面,在所述内轴承圈的外球滚道面中形成有供固体润滑剂保留的多个盲孔;
19.所述在其圆环状的轴向左右相对的侧面,一面形成为推力角接触圆锥滚道面,另一面形成为轴向接触环形平面滚道面,和/或所述圆环状轴向左右相对两侧面的一面形成为推力角接触环形球面滚道面,另一面形成为轴向接触环形平面滚道面,和/或所述圆环状的轴向左右相对的两侧面都形成为推力角接触圆锥滚道面和/或推力角接触环形球面滚道面;
20.所述在内轴承圈的推力角接触圆锥滚道面、推力角接触环形球面滚道面和轴向接
触环形平面滚道面中形成有供固体润滑剂保留的多个盲孔;
21.所述该外轴承圈还包括剖分的左外圈和右外圈,其中所述组合的左、右外轴承圈的一边的外圈的外径略小于另一边的外圈的外径,和/或者所述组合的左、右外轴承圈的两边的外圈的外径相同;
22.所述左外圈和右外圈设置成盖环状,所述盖环状的左外圈的左外侧的向内部延伸设有三级台阶,所述盖环状的右外圈的右外侧的向内部延伸设有三级台阶;
23.所述组合的左、右外轴承圈三级台阶的第一台阶具有比内轴承圈的外径尺寸大的内径尺寸的球形状空间,所述径向的球形状空间形成为球环内腔滚道面;
24.所述外轴承圈的左外圈和右外圈的三级台阶的第一台阶的轴向侧壁的邻接端面处在径向中的球心延长线上和/或相对径向中的球心延长线偏置;
25.所述左、右外轴承圈的三级台阶的第二台阶延伸至内轴承圈的外球面的滚道上,所述第二台阶的径向的球形内端面形成为环内球滚道面,所述组合的左、右外轴承圈相对的三级台阶的第二台阶穿过球心的环内球滚道面的直径与内轴承圈的外球滚道面的直径相同,所述环内球滚道面和外球滚道面形成为滑动运动;
26.所述组合的左、右外轴承圈的三级台阶的第三台阶延伸形成隔开部分包覆住内轴承圈的轴向左右两侧面,所述第三台阶的轴向内侧壁形成为环形限位部,所述第三台阶的轴向外侧面形成为圆环形平面;
27.所述左外圈和右外圈的环形限位部的一面设有推力角接触圆锥滚道面,环形限位部的另一面设有轴向接触环平面滚道面,和/或所述左外圈和右外圈环形限位部的一面设有推力角接触环形球面滚道面,另一面设有轴向接触环平面滚道面,和/或所述左外圈和右外圈的环形限位部的两面都设有推力角接触圆锥滚道面和/或环形限位部的两面都设有推力角接触环形球面滚道面;
28.所述外轴承圈的左、右外圈的三级台阶的第一台阶、第二台阶、第三台阶为一体成型;
29.所述球环内腔滚道面和环内球滚道面为同球心的台阶的上下球面,和连同所述环形限位部为半球外圈的截面大致l形;
30.所述外轴承圈的球环内腔滚道面和环内球滚道面与内轴承圈的外球滚道面为球心重合的球面,所述球环内腔滚道面到外球滚道面的距离(空间)可以容纳多列第一滚珠,所述多列第一滚珠通过球环的第一保持架保持,所述第一设置的多列滚珠可以被引导在球环内腔滚道面与外球滚道面之间滚动运动;
31.所述左外圈第三台阶环形限位部的滚道面到内轴承圈轴向左侧面的滚道面的距离与右外圈第三台阶环形限位部的滚道面到内轴承圈轴向右侧面的滚道面的距离相等和/或不相等;和
32.所述外轴承圈的左、右外圈三级台阶的第三台阶环形限位部到内轴承圈的轴向左、右侧面的距离(空间)设置两列第二滚珠,所述两列第二滚珠通过轴向的兜孔第二保持架保持,所述第二设置的两列滚珠可以被引导在推力角接触圆锥滚道面与轴向接触平面滚道面之间滚动运动,和/或第二设置的两列滚珠可以被引导在推力角接触环形球面滚道面与轴向接触平面滚道面之间滚动运动,和/或第二设置的两列滚珠可以被引导在圆锥滚道面与圆锥滚道面之间滚动运动和/或推力角接触环形球面滚道面与推力角接触环形球面滚
道面之间滚动运动;
33.所述外轴承圈组合的左外圈和右外圈的圆环形平面的外周相对设置八个错开的固定沉孔,所述固定沉孔从圆环形平面穿过第一台阶的轴向侧壁通到相对面,所述固定螺栓头上设有弹垫,通过所述固定螺栓的连接施加一定的轴向预紧力将外轴承圈、多列滚珠和内轴承圈连接为一体。
34.根据本发明的进一步实施例,所述外轴承圈的球环内腔滚道面与内轴承圈的外球滚道面之间设置多列第一滚珠,所述多列第一滚珠设置两列和/或两列以上,所述第一设置的多列滚珠轴向沿环形球面间隔均布,其中所述至少有两列第一滚珠相对的分布在径向中的球心延长线的左右,所述左右每列第一滚珠按径向的环形球面直径大小间隔均布不同数量的滚珠,所述多列第一滚珠轴向分布的环球面与外轴承圈的球环内腔滚道面和内轴承圈的外球滚道面为球心重合的球面。
35.根据本发明的进一步实施例,所述多列第一滚珠轴向间隔均布设置轴向间隔均布的球环的第一保持架,所述左右每列第一滚珠按径向环形球面直径大小设置不同数量的滚珠相对设置相等数量径向的兜孔,所述每列第一保持架的兜孔形成为碗孔状,所述碗孔状的碗底孔朝向球心方向,所述每列第一滚珠通过第一保持架进行位置保持。
36.根据本发明的进一步实施例,在第一设置所述轴向中的左右多列滚珠的每个滚珠的直径等于外轴承圈的球环内腔滚道面到内轴承圈的外球滚道面的距离,或/和所述左右多列第一滚珠的每个滚珠的直径大于外轴承圈的球环内腔滚道面到内轴承圈的外球滚道面的距离,所述大于距离的范围值在0.002mm~0.003mm。
37.根据本发明的进一步实施例,一种进动轴承,所述外轴承圈的其中一边外圈第三台阶环形限位部设置的推力角接触圆锥滚道面是凸出面或凹进面和/或推力角接触环形球面滚道面是球凸面或球凹面;和
38.所述内轴承圈的其中一边轴向侧面设置的推力角接触圆锥滚道面是凸出面或凹进面和/或推力角接触环形球面滚道面是球凸面或球凹面;
39.所述外轴承圈其中一边的圆锥滚道面与内轴承圈其中一边圆锥滚道面的锥角锥度相同和/或所述外轴承圈其中一边的推力角接触环形球面滚道面与内轴承圈其中一边推力角接触环形球面滚道面的球面半径相同,和所述外轴承圈的另一边环平面滚道面与内轴承圈的另一边环平面滚道面是平行设置;
40.所述左外圈的环平面滚道面相对于内轴承圈轴向左侧面的圆锥滚道面设置和/或内轴承圈轴向左侧面的推力角接触环形球面滚道面设置,和所述右外圈的圆锥滚道面相对于内轴承圈轴向右侧面的环平面滚道面设置和/或右外圈的推力角接触环形球面滚道面相对于内轴承圈轴向右侧面的环平面滚道面设置;
41.所述左外圈的环平面滚道面到内轴承圈轴向左侧面的圆锥滚道面的距离与右外圈的圆锥滚道面到内轴承圈轴向右侧面的环平面滚道面的距离相等和/或不相等;
42.和/或所述左外圈的环平面滚道面到内轴承圈轴向左侧面的推力角接触环形球面滚道面的距离与右外圈的推力角接触环形球面滚道面到内轴承圈轴向右侧面的环平面滚道面的距离相等和/或不相等;
43.所述外轴承圈的左、右外圈三级台阶的第三台阶环形限位部到内轴承圈的轴向左、右侧面的距离(空间)设置两列第二滚珠;
44.所述左边这列第二滚珠相切于左外圈的环平面滚道面与内轴承圈轴向左侧面的圆锥滚道面,所述右边这列第二滚珠相切于右外圈的圆锥滚道面与内轴承圈轴向右侧面的环平面滚道面,所述第二设置的两列滚珠可以被引导在圆锥滚道面与平面滚道面之间滚动运动;
45.和/或所述左边这列第二滚珠相切于左外圈的环平面滚道面与内轴承圈轴向左侧面的推力角接触环形球面滚道面,所述右边这列第二滚珠相切于右外圈的推力角接触环形球面滚道面与内轴承圈轴向右侧面的环平面滚道面,所述第二设置的两列滚珠可以被引导在推力角接触环形球面滚道面与平面滚道面之间滚动运动。
46.根据本发明的进一步实施例,一种进动轴承,所述左、右外圈三级台阶的第三台阶环形限位部到内轴承圈轴向左、右侧面的距离(空间)设置两列第三环形斜坡滚珠,所述第三设置的两列环形斜坡滚珠从小径滚珠间隔过渡到大径滚珠,所述从大径排到小径的滚珠由轴向的第三保持架保持,所述第三保持架的轴向兜孔相对滚珠直径的大小从大径排到小径,所述两列第三环形斜坡滚珠的每个不同直径的滚珠在一条直线上为两两相对相同的滚珠;
47.所述两列第三环形斜坡滚珠的坡度是3
°
至15
°

48.所述左列环形斜坡滚珠的坡度与右列环形斜坡滚珠的坡度相同,所述左列环形斜坡滚珠的小径滚珠相对于右列环形斜坡滚珠的大径滚珠配对;
49.所述左边这列环形斜坡滚珠相切于左外圈的环平面滚道面与内轴承圈轴向左侧面的圆锥滚道面和/或内轴承圈轴向左侧面的推力角接触环形球面滚道面,所述右边这列环形斜坡滚珠相切于右外圈的圆锥滚道面和/或右外圈的推力角接触环形球面滚道面与内轴承圈轴向右侧面的环平面滚道面,所述第三设置的两列环形斜坡滚珠可以被引导在圆锥滚道面与平面滚道面之间滚动运动和/或可以被引导在推力角接触环形球面滚道面与平面滚道面之间滚动运动。
50.根据本发明的进一步实施例,一种进动轴承,所述内轴承圈的轴向左、右侧面的推力角接触圆锥滚道面和环平面滚道面的中心轴线相对于传动轴的轴线倾斜地设置,所述倾斜的推力角接触圆锥滚道面的圆锥底面与倾斜环平面滚道面是平行设置;
51.所述外轴承圈的左、右外圈三级台阶的第三台阶环形限位部到内轴承圈的轴向左、右侧面的距离(空间)设置两列第二滚珠,
52.所述左外圈的环平面滚道面到内轴承圈轴向左侧面的倾斜推力角接触圆锥滚道面的距离与右外圈的圆锥滚道面到内轴承圈轴向右侧面的倾斜环平面滚道面的距离相等和/或不相等;即
53.所述左列第二滚珠的轴向直径与右列第二滚珠的轴向直径相同和/或不相同;
54.所述左列第二滚珠相切于左外圈的环平面滚道面与内轴承圈轴向左侧面的倾斜圆锥滚道面,所述右列第二滚珠相切于右外圈的圆锥滚道面与内轴承圈轴向右侧面的倾斜环平面滚道面,所述左列第二滚珠可以被引导在倾斜的圆锥滚道面与环平面滚道面之间滚动运动,所述右列第二滚珠可以被引导在圆锥滚道面与倾斜环平面滚道面之间滚动运动;
55.和/或所述内轴承圈的轴向左、右侧面的推力角接触环形球面滚道面和环平面滚道面的中心轴线相对于传动轴的轴线倾斜地设置,所述倾斜的推力角接触环形球面滚道面与倾斜环平面滚道面是平行设置;
56.和/或所述外轴承圈的左、右外圈三级台阶的第三台阶环形限位部到内轴承圈的轴向左、右侧面的距离(空间)设置两列第二滚珠,
57.和/或所述左外圈的环平面滚道面到内轴承圈轴向左侧面的倾斜推力角接触环形球面滚道面的距离与右外圈的推力角接触环形球面滚道面到内轴承圈轴向右侧面的倾斜环平面滚道面的距离相等和/或不相等;
58.和/或所述左列第二滚珠的轴向直径与右列第二滚珠的轴向直径相同和/或不相同;
59.和/或所述左列第二滚珠相切于左外圈的环平面滚道面与内轴承圈轴向左侧面倾斜的推力角接触环形球面滚道面,所述右列第二滚珠相切于右外圈的推力角接触环形球面滚道面与内轴承圈轴向右侧面的倾斜环平面滚道面,所述左列第二滚珠可以被引导在倾斜的推力角接触环形球面滚道面与环平面滚道面之间滚动运动,所述右列第二滚珠可以被引导在推力角接触环形球面滚道面与倾斜环平面滚道面之间滚动运动。
60.根据本发明的进一步实施例,一种进动轴承陀螺,所述外轴承圈的左外圈设置成圆盖状,所述圆盖状的左外圈的左外侧的向内部延伸设有三级台阶,所述圆盖状的三级台阶的第三台阶延伸形成隔开全部包覆住内轴承圈的轴向左侧面,所述第三台阶的轴向内侧壁形成为圆形平面限位部,所述圆形平面限位部形成为平面滚道面,所述第三台阶的轴向外侧面的中部设置轴向凸出的圆锥体,所述圆锥体的锥角是100
°
至178
°
,所述第三台阶的轴向外侧面的外周设置轴向的环形平面,所述环形平面设置八个固定沉孔,所述固定沉孔从环形平面穿过第一台阶的轴向侧壁通到相对面;
61.所述内轴承圈设置成t状,所述t状逆时针转动90度朝向旋转轴线方向,在所述t状的轴向左侧面形成为凹进的推力角接触圆锥滚道面和/或凹进的推力角接触环形球面滚道面,所述t状的轴向右侧面的形成为环形平面滚道面和中部形成为一杆端,和/或所述内轴承圈设置成圆环状,所述圆环状的轴向左侧面形成为凹进的推力角接触圆锥滚道面和/或凹进的推力角接触环形球面滚道面,所述圆环状的轴向右侧面的形成为环形平面滚道面;
62.所述内轴承圈轴向左边滚道面与外轴承圈的右外圈第三台阶环形限位部滚道面形成对应的推力角接触圆锥滚道面,和/或所述内轴承圈轴向左边滚道面与外轴承圈的右外圈第三台阶环形限位部滚道面形成对应的推力角接触环形球面滚道面;
63.所述外轴承圈的左、右外圈三级台阶的第三台阶环形限位部到内轴承圈的轴向左、右侧面的距离(空间)设置两列第二滚珠和/或两列第三滚珠;
64.所述左边这列滚珠相切于左外圈的圆形平面滚道面与内轴承圈轴向左侧面的圆锥滚道面和/或推力角接触环形球面滚道面,所述右边这列滚珠相切于右外圈的圆锥滚道面和/或推力角接触环形球面滚道面与内轴承圈轴向右侧面的环形平面滚道面,所述第二设置的两列滚珠可以被引导在圆锥滚道面和/或推力角接触环形球面滚道面与平面滚道面之间滚动运动,所述第三设置的两列滚珠可以被引导在圆锥滚道面和/或推力角接触环形球面滚道面与平面滚道面之间滚动运动。
65.根据本发明的进一步实施例,一种进动轴承陀螺用于陀螺进动式主动稳定装置,所述进动轴承陀螺的内轴承圈的杆端连接电机转轴,所述电机底座连接安装平台;和
66.所述进动轴承陀螺的外轴承圈的左外圈的圆椎体的顶点立在基座平台上或平地上。
67.根据本发明的进一步实施例,一种陀螺进动式主动稳定装置,所述陀螺进动式主动稳定装置设置成一点陀螺支撑和/或多点陀螺支撑,所述优选设置成四点陀螺支撑;
68.所述四点陀螺支撑的外周对边四角设置有初拉力的拉伸弹簧,所述拉伸弹簧一端连接基座平台,另一端连接安装平台。
69.本发明与现有技术相比有益效果为:
70.(1)本发明通过将进动轴承的外圈剖分为两部分,其中每部分外圈的外侧设置有向内圈延伸的三级台阶。球环内腔滚道面里的每列滚珠通过球环的保持架进行轴向对置的保持位置。左、右两部分外圈和多列滚珠通过固定螺栓的调整来实现外圈、滚珠与内圈之间的游隙调整,可以精确的控制轴承的径向间隙和轴向间隙的吻合度,并且径向间隙和轴向间隙可以调整到基本一致的状态。从而提高轴承精度,降低轴承的运动精度对机构运动精度的影响。
71.(2)本发明通过轴承中的滚珠直径改变与轴承左、右外圈的轴向距离改变,通过两者尺寸的置换可以柔性组合,每列滚珠按内圈到外圈的距离环球形左右轴向设置,使左、右外圈连接时轴向直径的改变约同于外轴承圈的宽度,当轴承作角自由度旋转时,每列滚珠与内、外圈的滚道多点多线接触,滚道可以随外力的变化做自适应的角自由度旋转,接触应力高。在外轴承圈、多列滚珠和内轴承圈运动疲劳磨损时,三者的直径在改变,外轴承圈组合的左、右外圈的左外圈的外径大于右外圈的外径,通过半球外圈的柔性组合,外径大的半球外圈与轴承箱过盈配合,外径小的半球外圈自动柔性预紧,固定螺栓头上的弹垫有个弹力使外轴承圈、多列滚珠和内轴承圈始终固定在一起。出现两种运动方式:第一是滚动运动疲劳磨损后就开始滚动和滑动同时运动;第二是滚动和滑动同时运动。在动载荷作用下,滚珠与滚道接触处一部分出现明显的应力集中,例如在公称点接触的中心、线接触的端部、滚珠无精确引导的轴承上,滚珠表面出现初期缺陷,通过结合不同运动方式的加入轴承运转不会失效。
72.(3)本发明通过多列轴向的滚珠消除间隙可以提供角运动的回转运动对精度的影响,根据运动速度与载荷,当滚动运动疲劳磨损时,轴承左、右外圈的轴向距离间隙缩小,外轴承圈上的第二级台阶的环内球面滚道与内轴承圈的外球面滚道开始滑动摩擦;还可设置滑动和滚动同时运动,外轴承圈的球环内腔滚道面、内轴承圈的外球滚道面、外轴承圈的限位部轴向滚道、内轴承圈的轴向端面滚道与多列滚珠滚动摩擦,外轴承圈上的第二级台阶的环内球面滚道与内轴承圈的外球滚道面滑动摩擦。通过滚珠直径大小和左、右半球外圈的内腔滚道面的设置可以用在精度要求较高的运动机构中,避免进动轴承的间隙对运动精度影响和回差影响,尤其是高精度的空间指向机构中。
73.(4)本发明通过外轴承圈的左、右外圈的第三台阶的环形限位部的平面滚道、圆锥滚道、推力角接触环形球面滚道的设置和内轴承圈的轴向左、右侧面的圆锥滚道、推力角接触环形球面滚道、平面滚道的设置,径向的球环两列第一滚珠、轴向的两列第二滚珠、轴向的两列第三环形斜坡滚珠的设置,内圈与外圈相对的左与右轴向距离设置,两者相对的不同滚道设置左右两列滚珠,安装时左、右两列滚珠相对为八字形,每列滚珠相切圆锥滚道、推力角接触环形球面滚道与平面滚道,内圈与外圈的旋转轴线相对倾斜,即内圈的平面滚道与外圈的平面滚道相对倾斜,在内圈相对于外圈旋转运动时,相对倾斜的左、右两列滚珠带动外圈做旋摆运动,也就是俗称的进动运动。
附图说明
74.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
75.图1示出根据本发明的第一个实施例的组合轴承和/或进动轴承的正视图。
76.图2根据图1示出本发明的第一个实施例的组合轴承和/或进动轴承的a-a剖面视图。
77.图3示出根据本发明的第一个实施例的组合轴承和/或进动轴承的侧视图。
78.图4根据图3示出本发明的第一个实施例的组合轴承和/或进动轴承的b-b剖面视图。
79.图5示出根据本发明的第一个实施例的组合轴承和/或进动轴承拆开后的内轴承圈立体图。
80.图6示出根据本发明的第一个实施例的组合轴承和/或进动轴承拆开后的右外轴承圈立体图。
81.图7示出根据本发明的第一个实施例的组合轴承和/或进动轴承拆开后的左外轴承圈立体图。
82.图8示出根据本发明的第二个实施例的进动轴承的正视图。
83.图9根据图8示出本发明的第二个实施例的进动轴承的c-c剖面视图。
84.图10示出根据本发明的第三个实施例的进动轴承的正视图。
85.图11根据图10示出本发明的第三个实施例的进动轴承的e-e剖面视图。
86.图12示出根据本发明的第三个实施例的进动轴承的爆炸图。
87.图13示出根据本发明的第四个实施例的进动轴承陀螺的后视图。
88.图14示出根据本发明的第四个实施例的进动轴承陀螺的左视图。
89.图15示出根据本发明的第四个实施例的进动轴承陀螺的前视图。
90.图16根据图15示出本发明的第四个实施例的进动轴承陀螺的d-d剖面视图。
91.图17示出根据本发明的第四个实施例的进动轴承陀螺的爆炸图。
92.图18示出根据本发明的第五个实施例的进动轴承陀螺稳定平台装置的立体图。
93.图19示出根据本发明的第六个实施例的陀螺进动式主动稳定装置的安装拉伸弹簧四点支撑的立体图。图20a至图20h示出根据本发明的第三个实施例进动轴承的内圈以转动轴z轴旋转,驱动外圈进动(旋摆)的流程图。
94.图21示出根据本发明的第七个实施例的进动轴承的剖面视图。
95.符号说明
96.1.组合轴承和/或进动轴承,2.内圈轴向倾斜面的进动轴承,3.环形斜坡滚珠的进动轴承,6.推力角接触环形球面的进动轴承
97.4.进动轴承陀螺,8.进动轴承陀螺用于陀螺进动式主动稳定装置,9.陀螺进动式主动稳定装置100.外轴承圈,101.左外圈,102.右外圈,
98.131.左外圈的第三级台阶,132.右外圈的第三级台阶,135.左外圈第三台阶的圆环形平面,136.右外圈第三台阶的圆环形平面,133.左外圈第三台阶的环形限位部轴向接触环平面滚道面,134.右外圈第三台阶的环形限位部推力角接触圆锥滚道面,139.右外圈第三台阶的环形限位部推力角接触环形球面滚道面
99.121.左外圈的第二级台阶,122.右外圈的第二级台阶,123.左外圈第二台阶的环内球滚道面,124.右外圈第二台阶的环内球滚道面,125.左外圈第二台阶的轴向端部,126.右外圈第二台阶的轴向端部,
100.111.左外圈的第一级台阶,112.右外圈的第一级台阶,113.左外圈第一台阶的球环内腔滚道面,114.右外圈第一台阶的球环内腔滚道面,115.左外圈第一台阶的轴向邻接端面,116.右外圈第一台阶的轴向邻接端面,
101.108.进动轴承陀螺的左外圈圆盖状,109.进动轴承陀螺左外圈的轴向圆锥体200.内轴承圈,206.内轴承圈的外球滚道面,201.内轴承圈的轴向左边推力角接触圆锥滚动面,202.内轴承圈的轴向右边轴向接触环平面滚动面,203.内轴承圈的轴向左边倾斜推力角接触圆锥滚动面,204.内轴承圈的轴向右边倾斜环平面滚动面,205.进动轴承陀螺内轴承圈的轴向左边推力角接触圆锥滚动面,208.进动轴承陀螺内轴承圈的轴向右边杆端,222.内轴承圈的轴向左边推力角接触环形球面滚动面,
102.301.内腔里的左边第一滚珠,302.内腔里的右边第一滚珠,303.轴向左边第二滚珠,304.轴向右边第二滚珠,305.轴向左边第三环形斜坡滚珠,306.轴向右边第三环形斜坡滚珠,307.左边第三斜坡滚珠的小径滚珠308.右边第三斜坡滚珠的大径滚珠
103.401.内腔里的左边第一滚珠保持架,402.内腔里的右边第一滚珠保持架,403.轴向左边第二滚珠保持架,
104.404.轴向右边第二滚珠保持架405.左边第三环形斜坡滚珠保持架,406.右边第三环形斜坡滚珠保持架,501.固定螺栓,500.固定沉孔
105.600.电机,601.电机转动轴,602.安装平台,603.基座平台,
106.900.拉伸弹簧
具体实施方式
107.需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合,便于说明所示的左右关系是针对附图的实施例,所示实施例左右转动180度也可以互相转换左右关系。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
108.在本发明的实施例中,提出了一种组合轴承和进动轴承,及进动轴承陀螺,其中,所述保持架用于滚珠的是径向球环式碗孔保持架、轴向圆珠孔保持架。在实施例中,保持架由聚合物、金属比如黄铜、钢或铁、或者由本领域技术人员公认的任何其他合适的材料制成。
109.对于本领域技术人员而言,其他实施例和对本文中在权利要求的范围之内提出的当前实施例的修改将是显而易见的。例如,本领域技术人员将理解并认识到,保持架兜孔的几何形状可不同地设计来仍达到相同的效果。
110.为了促进对本公开原理的理解,现在将参考在附图中示出并且在以下书面说明书中描述的实施例。应当理解,由此并不意图限制本公开的范围。还应当理解,本公开包括对所示出的实施例的任何改变和修改,并且包括本公开所属领域的技术人员通常会想到的本公开原理的进一步应用。
111.第一个实施例
112.如图1至图7所示,本发明设计的一种组合轴承1和/或进动轴承1。
113.组合轴承1和/或进动轴承1应用在通用机械与车辆当中,如地下钻探、柱塞泵、内燃机、电动工具、风电设备、直升机旋翼机构,机械臂关节等领域。
114.依据图1至图7作为轴承第一个实施例的组合轴承1和/或进动轴承1具备外轴承圈100和与该外轴承圈100同轴球心的内轴承圈200,作为滚动体在球环内腔滚道面里113、114可以实施为至少两列第一滚珠301、302跨过径向中的球心射线左右配置、和在第三台阶131、132的环形限位部133、134的左右两列第二滚珠303、304相对轴向配置,以及保持架401、402,403、404。
115.内轴承圈200形成为圆环状,在其外球面形成有外球滚道面206,在其内轴承圈2的外球滚道面206中形成有供固体润滑剂保留的多个盲孔,在其轴向的左侧面形成为推力角接触圆锥滚道面201、轴向的右侧面形成为环平面滚道202,在其推力角接触圆锥滚道面201和环平面滚道202中形成有供固体润滑剂保留的多个盲孔。
116.外轴承圈100形成剖分为盖环状的左外圈101和右外圈102的截面l字变形状的三级台阶;组合的左、右外轴承圈101、102的一边的外圈的外径小于另一边的外圈的外径,或者所述组合的左、右外轴承圈101、102的两边的外圈的外径相同;左、右外轴承圈101、102的三级台阶的第一台阶111、112组合形成为具有比内轴承圈200的外径尺寸大的内径尺寸的内腔的环球形状空间,第一台阶111、112在其环球形状空间形成为球环内腔滚道面113、114;左、右外轴承圈101、102的第二台阶的121、122形成与内轴承圈200的外径尺寸相同的内径尺寸的内球形状,第二台阶121、122在其内球形状的端部形成为环内球滚道面123、124;外轴承圈100的左、右半球外圈101、102的第三台阶131、132的轴向内侧壁形成为环形限位部133、134设有平面滚道133和推力角接触圆锥滚道134,第三级台阶131、132的轴向外侧面形成为圆环形平面135、136,其圆环形平面135、136的外周设置八个错开的螺栓沉孔500,从圆环形平面135、136通过第一台阶111、112的轴向侧壁115、116到相对面;外轴承圈100的左、右半球外圈101、102的第三台阶131、132和第二、第一台阶121、122,111、112形成为连接一体的盖环状的台阶,其球环内腔滚道面113、114和环内球滚道面123、124为球面的上下两滚道,连同环形限位部133、134的轴向内侧壁设有平面滚道133和圆锥滚道134;外轴承圈100的左外圈101和右外圈102组合的第一台阶111、112的轴向左右端面115、116处在径向中的球心射线上或相对径向中的球心射线偏置;外轴承圈100并与内轴承圈200的外球滚道面206隔着球环内腔滚道面113、114配设于同一球心上;多列第一滚珠301、302和两列第二滚珠303、304以被保持架401、402,403、404轴向分布间隔保持的状态能够滚动地配设于内轴承圈200的外球滚道面206和轴向圆锥滚道201、平面滚道202与外轴承圈100的球环内腔滚道面113、114之间和轴向左右侧面环形限位部平面滚道133、圆锥滚道134之间。
117.外轴承圈100的球环内腔滚道面113、114、环内球滚道面123、124和内轴承圈200的外球滚道面206的球心重合,在内轴承圈200的外球滚道面206中形成有供固体润滑剂保留的多个盲孔,左、右外轴承圈101、102的第二台阶121、122的环内球滚道面123、124和内轴承圈200的外球滚道面206接触滑动摩擦配合。
118.左外圈101和右外圈102组合的球环内腔滚道面113、114与内轴承圈200的外球滚道面206之间设有容纳多列第一滚珠301、302的空间。球环内腔滚道面113、114和外球滚道面206可以容纳多列第一滚珠301、302并让其在两球面滚道中点接触滚动,为了保持多列第一滚珠301、302的相对位置,增加了径向环球面的保持架401、402,保持架401、402配合左右
外轴承圈101、102使两列第一滚珠301、302轴向环球面间隔均布,可以确保在滚动过程中每列滚珠301、302的每个滚珠相对位置不发生变化;保持架401、402采用了聚四氟乙烯保持架,该保持架具有一定的自润滑功能,可以对滚珠进行润滑,保持架401、402采用球环结构,在其上面均匀的布有用于容纳钢球的兜孔,每列保持架401、402的兜孔相对每列滚珠301、302偏向内轴承圈200的环外球滚道面206。
119.通过外轴承圈100的左、右外圈101、102的相对的第二台阶121、122的侧壁125、126的距离设置使两列第一滚珠301、302可以在球环内腔滚道面113、114里的空间自由旋转,两列滚珠301、302在角度偏转比较大时保持架会401、402和轴向侧壁125、126接触,同时保持架401、402的兜孔相对两列滚珠301、302偏向内轴承圈200,在组合轴承1和/或进动轴承1的内轴承圈200的旋转角度偏离左右两列滚珠301、302时,保持架401、402的兜孔可以配合外轴承圈100保持每个滚珠相对位置不变。
120.组合轴承1按照可操作的顺序组装:外轴承圈100的外径小的右外圈102平放在工作台上,第二步组装轴向的右边的一列第二滚珠304水平放置在外径小的右外圈102的第三台阶132内侧壁环形限位部圆锥滚道134里,第三步组装球环内腔滚道面114里的右边一列第一滚珠302,第四步组装内轴承圈200右侧部放置在右外圈102里的两列滚动体304、302里,第五步用t形圆棒穿过内轴承圈200的轴芯,把组好的一半的右外圈102,两列滚动体304、302和内圈200的组件倒扣在另一半组好的外径大的左外圈101和两列滚动体303、301组件里,最后用螺栓501连接左、右外圈101、102预紧固定。
121.组合轴承1进一步的设置外轴承圈100的左、右外圈101、102的第三台阶131、132的内侧壁环形限位部133、134到内轴承圈200的轴向的左右侧面201、202的距离可以容纳两列第二滚珠303、304,其左右两列第二滚珠303、304的每个滚珠相切于左、右内侧壁环形限位部133、134与内圈200轴向的左、右侧面201、202,并在圆锥滚道和平面滚道133、201,134、202滚动,进一步的限定第一实施例的组合轴承1的内、外圈200、100中心轴线重合平行转动。如有外力施加时,彼此接触的两个物体间存在沿接触面法向的相互作用力,如果接触面存在摩擦,沿接触面的切线方向也会产生剪力以抵抗物体间切向运动,轴向的两列第二滚珠303、304将会在内、外圈200、100的平面滚道133、202与圆锥滚道201、134带有切向力和差动滑动会造成微动磨损,同时在内圈200高速旋转时,施加的外力会带动内、外圈200、100中心轴线相对倾斜运动。
122.进动轴承1按照可操作的顺序组装:外轴承圈100的外径小的右外圈102平放在工作台上,第二步组装轴向的右边的一列第二滚珠304倾斜的放置在外径小的右外圈102第三台阶132内侧壁环形限位部圆锥滚道134里,第三步组装球环内腔滚道面114里的右边一列第一滚珠302与第二滚珠304倾斜对应放置,第四步组装内轴承圈200右侧部放置在右外圈102里和两列倾斜的滚动体304、302里,第五步用t形圆棒穿过内轴承圈200的芯轴,把组好的一半的右外圈102,两列滚动体304、302和内圈200的组件倒扣在另一半组好的外径大的左外圈101和一列滚动体303、一列倾斜滚动体301组件里,最后用螺栓501连接左、右外圈101、102预紧固定。
123.进动轴承1进一步的设置外轴承圈100的左、右外圈101、102的第三台阶131、132的内侧壁环形限位部133、134到内轴承圈200的轴向的左右侧面201、202的距离可以容纳两列第二滚珠303、304,其左右两列第二滚珠303、304的每个滚珠相切于左、右内侧壁环形限位
部133、134与内圈200轴向的左、右侧面201、202,并在圆锥滚道和平面滚道133、201,134、202滚动,内圈200旋转轴线与外圈100旋转轴线相对倾斜,当内圈200旋转进一步的限定第一实施例的进动轴承1的外圈100以一个角度的进动,也就是安装时左、右两列滚珠303、304相对为八字形,左列滚珠303受左外圈101的环形平面滚动面133控制相对平行,左列滚珠303的中心轴线与内圈200的旋转轴线相对倾斜,左列滚珠303滚动时的中心轴线与外圈100的中心轴线平行不重合,同时滚动得左列滚珠303的中心轴线以外圈100的中心轴线按圆周运动,右列滚珠304受内圈200轴向右侧的环形平面滚动面202控制相对平行,右列滚珠304的中心轴线与外圈100的中心轴线相对倾斜,右列滚珠304滚动时的中心轴线与内圈200的旋转轴线平行不重合,同时滚动得右列滚珠304的中心轴线以内圈200的中心轴线按圆周运动,每列滚珠303、304相切圆锥滚道201、134与平面滚道133、202,内圈200与外圈100的旋转轴线相对倾斜,即内圈200的平面滚道202与外圈100的平面滚道133不平行,左右两列第二滚珠303、304在圆锥滚道面201、134以惯性空间轨道相对倾斜滚动,在进动轴承1的内圈200相对于外圈100旋转运动时,相对倾斜的左、右两列滚珠303、304带动外圈100做旋摆运动,也就是俗称的进动运动。在内圈200高速旋转时,如有外力施加会带动内、外圈200、100中心轴线相对运动的角度随时改变,角度大小随时变换。
124.如变换驱动方式,进动轴承1的外圈100进动,驱动内圈200旋转,可以应用在通用机械当中作驱动。
125.根据设计不同组合轴承1和/或进动轴承1带有滚动运动和滑动运动两种方式:第一,滚动

滚动加滑动,图1至图7按照以上形式进行装配,外轴承圈100的左、右外圈101、102的相对的第二台阶121、122的环内球滚道面123、124穿过球心的直径等于内轴承圈200的外球滚道面206的直径;球心上的径向延长线的左右每列第一滚珠301、302轴向相对左右配置,左右相对的每列第一滚珠301、302的每个滚珠直径大于球环内腔滚道面113、114到外球滚道面206的距离,大于数据范围值在0.002mm~0.003mm。然后根据左、右外轴承圈101、102的轴向间隙的情况,固定螺钉501施加一个预紧力来调整弹垫的力矩,这样就可以达到精确调整左右两列第一滚珠301、302到球环内腔滚道面123、124与外球滚道面206的间隙的目的。在外轴承圈100、多列滚动体301、302,303、304和内轴承圈200运动疲劳磨损时,三者的直径在改变,外轴承圈100组合的半球外圈的左外圈101的外径大于右外圈102的外径,通过半球外圈的柔性组合,外径大的半球外圈101与轴承箱过盈配合,外径小的半球外圈102自动柔性预紧,固定螺栓501头上的弹垫有个弹力使外轴承圈100、多列滚动体301、302,303、304和内轴承圈200始终固定在一起。通过上述的调整,将原来的一个球面接触更改为多列滚动体301、302,303、304的滚动接触,一方面可以通过固定螺钉501的弹垫的预紧力的力矩自动调整来调节多列滚动体301、302,303、304与内轴承圈200和左外圈101、右外圈102的间隙。在轴向中的左右多列滚动体301、302,303、304运动疲劳磨损后,环内球滚道面123、124与外球滚道面206加入滑动运动。另一方面将原来的轴承滚动摩擦改为组合轴承1和/或进动轴承1的滚动和滑动摩擦。通过上述的更改一是来实现间隙的精确控制,同时可以施加一定的预紧力来达到无间隙的目的,提高运动的精度;二是改为滚动摩擦和滑动摩擦结合起来,可以有效降低滚动摩擦的系数,提高轴承的寿命,尤其是在重载高速的情况下的使用寿命。
126.第二,滑动和滚动同时运动,图1至图7按照以上的形式进行装配,也可以设置外轴
承圈100的球环内腔滚道面113、114和内轴承圈200的外球滚道面206的直径与分布的左右两列第一滚珠301、302的环球形内外径相同(左右两列第一滚珠301、302的每个滚珠的直径等于内腔滚道面113、114到外球滚道面206的距离)。外轴承圈100的第二台阶的环内球滚道面123、124和内轴承圈200的外球滚道面206的直径相同,外轴承圈100、左右两列第一滚珠301、302和内轴承圈200它们三者同球心,给左、右外轴承圈101、102的相对的八个固定螺钉51施加一个预紧力,使弹垫有一定的力矩,使外轴承圈100、多列滚动体301、302,303、304和内轴承圈200它们固定为一体滑动和滚动同时运动。
127.第二个实施例
128.如图8图9所示,本发明设计的一种进动轴承2。
129.进动轴承2应用在通用机械当中,如地下钻探、柱塞泵、内燃机、电动工具、风电设备、直升机旋翼机构、机械臂关节等领域。
130.依据图8图9作为轴承的第二个实施例进动轴承2具备外轴承圈100和与该外轴承圈100同轴球心的内轴承圈200,作为滚动体在球环内腔滚道面里113、114可以实施为至少两列第一滚珠301、302跨过径向中的球心射线左右配置、和在第三台阶131、132的环形限位部133、134的左右两列第二滚珠303、304相对轴向配置,以及保持架401、402,403、404。
131.内轴承圈200形成为圆环状,在其外球面形成有外球滚道面206,在其内轴承圈2的外球滚道面206中形成有供固体润滑剂保留的多个盲孔;
132.进一步设置内轴承圈200的轴向左、右侧面的推力角接触圆锥滚道面203和环平面滚道面204的中心轴线相对于传动轴的轴线倾斜地设置,所示倾斜的推力角接触圆锥滚道面203的圆锥底面与倾斜环平面滚道面204是平行设置;内轴承圈200的轴向左边倾斜推力角接触圆锥滚动面203与外轴承圈100的右外圈102第三台阶132环形限位部推力角接触圆锥滚道面134的锥角相同;
133.所示外轴承圈100的左、右外圈101、102三级台阶的第三台阶131、132环形限位部133、134到内轴承圈200的轴向左、右侧面203、204的距离(空间)设置两列第二滚珠303、304,
134.所示左列第二滚珠303相切于左外圈101的环平面滚道面133与内轴承圈200轴向左侧面倾斜的圆锥滚道面203,所示右列第二滚珠304相切于右外圈102的圆锥滚道面134与内轴承圈200轴向右侧面的倾斜环平面滚道面204,所示左列第二滚珠303可以被引导在倾斜的圆锥滚道面203与环平面滚道面133之间滚动运动,所示右列第二滚珠304可以被引导在圆锥滚道面134与倾斜环平面滚道面204之间滚动运动。
135.外轴承圈100形成剖分为盖环状的左外圈101和右外圈102的截面l字变形状的三级台阶;组合的左、右外轴承圈101、102的一边的外圈的外径小于另一边的外圈的外径,或者所述组合的左、右外轴承圈101、102的两边的外圈的外径相同;左、右外轴承圈101、102的三级台阶的第一台阶111、112组合形成为具有比内轴承圈200的外径尺寸大的内径尺寸的内腔的环球形状空间,第一台阶111、112在其环球形状空间形成为球环内腔滚道面113、114;左、右外轴承圈101、102的第二台阶的121、122形成与内轴承圈200的外径尺寸相同的内径尺寸的内球形状,第二台阶121、122在其内球形状的端部形成为环内球滚道面123、124;外轴承圈100的左、右半球外圈101、102的第三台阶131、132的轴向内侧壁形成为环形限位部133、134设有平面滚道133和圆锥滚道134,第三级台阶131、132的轴向外侧面形成为
圆环形平面135、136,其圆环形平面135、136的外周设置八个错开的螺栓沉孔500,从圆环形平面135、136通过第一台阶111、112的轴向侧壁115、116到相对面;外轴承圈100的左、右半球外圈101、102的第三台阶131、132和第二、第一台阶121、122,111、112形成为连接一体的盖环状的台阶,其球环内腔滚道面113、114和环内球滚道面123、124为球面的上下两滚道,连同环形限位部133、134的轴向内侧壁设有平面滚道133和圆锥滚道134;外轴承圈100的左外圈101和右外圈102组合的第一台阶111、112的轴向左右端面115、116处在径向中的球心射线上或相对径向中的球心射线偏置;外轴承圈100并与内轴承圈200的外球滚道面206隔着球环内腔滚道面113、114配设于同一球心上;多列第一滚珠301、302和两列第二滚珠303、304以被保持架401、402,403、404轴向分布间隔保持的状态能够滚动地配设于内轴承圈200的外球滚道面206和轴向圆锥滚道203、平面滚道204与外轴承圈100的球环内腔滚道面113、114之间和轴向左右侧面环形限位部平面滚道133、圆锥滚道134之间。
136.外轴承圈100的球环内腔滚道面113、114、环内球滚道面123、124和内轴承圈200的外球滚道面206的球心重合,在内轴承圈200的外球滚道面206中形成有供固体润滑剂保留的多个盲孔,左、右外轴承圈101、102的第二台阶121、122的环内球滚道面123、124和内轴承圈200的外球滚道面206接触滑动摩擦配合。
137.左外圈101和右外圈102组合的球环内腔滚道面113、114与内轴承圈200的外球滚道面206之间设有容纳多列第一滚珠301、302的空间。球环内腔滚道面113、114和外球滚道面206可以容纳多列第一滚珠301、302并让其在两球面滚道113、114,206中点接触滚动,为了保持多列第一滚珠301、302的相对位置,增加了径向环球面的保持架401、402,保持架401、402配合左右外轴承圈101、102使两列第一滚珠301、302轴向环球面间隔均布,可以确保在滚动过程中每列滚珠301、302的每个滚珠相对位置不发生变化;保持架401、402采用了聚四氟乙烯保持架,该保持架具有一定的自润滑功能,可以对滚珠进行润滑,保持架401、402采用球环结构,在其上面均匀的布有用于容纳钢球的兜孔,每列保持架401、402的兜孔相对每列滚珠301、302偏向内轴承圈200的环外球滚道面206。
138.通过外轴承圈100的左、右外圈101、102的相对的第二台阶121、122的侧壁125、126的距离设置使两列第一滚珠301、302可以在球环内腔滚道面113、114里的空间自由旋转,两列滚珠301、302在角度偏转比较大时保持架会401、402和轴向侧壁125、126接触,同时保持架401、402的兜孔相对两列滚珠301、302偏向内轴承圈200,在进动轴承2的内轴承圈200的旋转角度偏离左右两列滚珠301、302时,保持架401、402的兜孔可以配合外轴承圈100保持每个滚珠相对位置不变。
139.装配方法一,进动轴承2按照可操作的顺序组装:外轴承圈100的外径小的右外圈102平放在工作台上,第二步组装轴向的右边的一列第二滚珠304水平放置在外径小的右外圈102的第三台阶132内侧壁环形限位部圆锥滚道134里,第三步组装球环内腔滚道面114里的右边一列第一滚珠302,第四步组装内轴承圈200右侧部放置在右外圈102里的两列滚动体304、302里,第五步用t形圆棒穿过内轴承圈200的芯轴,把组好的一半的右外圈102,两列滚动体304、302和内圈200的组件倒扣在另一半组好的外径大的左外圈101和两列滚动体303、301组件里,最后用螺栓501连接左、右外圈101、102预紧固定。
140.进动轴承2进一步的设置外轴承圈100的左、右外圈101、102的第三台阶131、132的内侧壁环形限位部133、134到内轴承圈200的轴向的左右侧面203、204的距离可以容纳两列
第二滚珠303、304,其左右两列第二滚珠303、304的每个滚珠相切于左、右内侧壁环形限位部133、134与内圈200轴向的左、右侧面203、204,并在圆锥滚道和平面滚道133、203,134、204滚动,左列滚珠303受左外圈101的环形平面滚动面133控制相对平行,左列滚珠303的中心轴线与内圈200的旋转轴线相对倾斜,左列滚珠303滚动时的中心轴线与外圈100的中心轴线平行不重合,同时滚动得左列滚珠303的中心轴线以外圈100的中心轴线按椭圆形运动,右列滚珠304受内圈200轴向右侧的倾斜环形平面滚动面204控制相对平行,右列滚珠304的中心轴线与外圈100的中心轴线相对倾斜,右列滚珠304滚动时的中心轴线与内圈200的旋转轴线平行不重合,同时滚动得右列滚珠304的中心轴线以内圈200的中心轴线按椭圆形运动,左右两列第二滚珠303、304在圆锥滚道面203、134以惯性空间轨道相对倾斜滚动,进一步的限定第二实施例的进动轴承2的内圈200旋转驱动外圈100扭转直线往复运动,如图9所示内、外圈200、100的中心轴线相对以一个角度h运动。在内圈高速旋转时,如施加一个外力,内、外圈200、100中心轴线相对运动的角度大于h
°
运动。
141.装配方法二,进动轴承2按照可操作的顺序组装:外轴承圈100的外径小的右外圈102平放在工作台上,第二步组装轴向的右边的一列第二滚珠304倾斜的放置在外径小的右外圈102第三台阶132内侧壁环形限位部圆锥滚道134里,第三步组装球环内腔滚道面114里的右边一列第一滚珠302与第二滚珠304倾斜对应放置,第四步组装内轴承圈200右侧部放置在右外圈102里和两列倾斜的滚动体304、302里,第五步用t形圆棒穿过内轴承圈200的芯轴,把组好的一半的右外圈102,两列滚动体304、302和内圈200的组件倒扣在另一半组好的外径大的左外圈101和一列滚动体303、一列倾斜滚动体301组件里,最后用螺栓501连接左、右外圈101、102预紧固定。
142.进动轴承2进一步的设置外轴承圈100的左、右外圈101、102的第三台阶131、132的内侧壁环形限位部133、134到内轴承圈200的轴向的左右侧面203、204的距离可以容纳两列第二滚珠303、304,其左右两列第二滚珠303、304的每个滚珠相切于左、右内侧壁环形限位部133、134与内圈200轴向的左、右侧面203、204,并在圆锥滚道和平面滚道133、203,134、204滚动,内圈200旋转轴线与外圈100旋转轴线相对倾斜,当内圈200旋转进一步的限定第二实施例的进动轴承2的外圈100以一个角度h的进动往复运动,也就是安装时左、右两列滚珠303、304相对为八字形,左列滚珠303受左外圈101的环形平面滚动面133控制相对平行,左列滚珠303的中心轴线与内圈200的旋转轴线相对倾斜,左列滚珠303滚动时的旋转轴线与外圈100的中心轴线平行不重合,同时滚动得左列滚珠303的中心轴线以外圈100的中心轴线按椭圆形运动,右列滚珠304受内圈200轴向右侧的倾斜环形平面滚动面204控制相对平行,右列滚珠304的中心轴线与外圈100的中心轴线相对倾斜,右列滚珠304滚动时的中心轴线与内圈200的旋转轴线平行不重合,同时滚动得右列滚珠304的中心轴线以内圈200的中心轴线按椭圆形运动,每列滚珠303、304相切圆锥滚道203、134与平面滚道133、204,内圈200与外圈100的中心轴线相对倾斜,即内圈200的平面滚道204与外圈100的平面滚道133不平行,左右两列第二滚珠303、304在圆锥滚道面203、134以惯性空间轨道相对倾斜滚动,在内圈200相对于外圈100旋转运动时,相对倾斜的左、右两列滚珠303、304带动外圈100做旋摆往复运动,也就是俗称的进动往复运动。在内圈200高速旋转时,如有外力施加会带动内、外圈200、100中心轴线相对运动的角度随时改变,角度大小随时变换。
143.如外圈旋摆往复运动驱动内圈旋转运动,可以应用在通用机械当中作驱动使用。
144.根据设计不同进动轴承2带有滚动运动和滑动运动两种方式:第一,滚动

滚动加滑动,图9图8按照以上形式进行装配,外轴承圈100的左、右外圈101、102的相对的第二台阶121、122的环内球滚道面123、124穿过球心的直径等于内轴承圈200的外球滚道面206的直径;球心上的径向延长线的左右每列第一滚珠301、302轴向相对左右配置,左右相对的每列第一滚珠301、302的每个滚珠直径大于球环内腔滚道面113、114到外球滚道面206的距离,大于数据范围值在0.002mm~0.003mm。然后根据左、右外轴承圈101、102的轴向间隙的情况,固定螺钉501施加一个预紧力来调整弹垫的力矩,这样就可以达到精确调整左右两列第一滚珠301、302到球环内腔滚道面123、124与外球滚道面206的间隙的目的。在外轴承圈100、多列滚动体301、302,303、304和内轴承圈200运动疲劳磨损时,三者的直径在改变,外轴承圈100组合的半球外圈的左外圈101的外径大于右外圈102的外径,通过半球外圈的柔性组合,外径大的半球外圈101与轴承箱过盈配合,外径小的半球外圈102自动柔性预紧,固定螺栓501头上的弹垫有个弹力使外轴承圈100、多列滚动体301、302,303、304和内轴承圈200始终固定在一起。通过上述的调整,将原来的一个球面接触更改为多列滚动体301、302,303、304的滚动接触,一方面可以通过固定螺钉501的弹垫的预紧力的力矩自动调整来调节多列滚动体301、302,303、304与内轴承圈200和左外圈101、右外圈102的间隙。在轴向中的左右多列滚动体301、302,303、304运动疲劳磨损后,环内球滚道面123、124与外球滚道面206加入滑动运动。另一方面将原来的轴承滚动摩擦改为进动轴承2的滚动和滑动摩擦。通过上述的更改一是来实现间隙的精确控制,同时可以施加一定的预紧力来达到无间隙的目的,提高运动的精度;二是改为滚动摩擦和滑动摩擦结合起来,可以有效降低滚动摩擦的系数,提高轴承的寿命,尤其是在重载高速的情况下的使用寿命。
145.第二,滑动和滚动同时运动,图8图9按照以上的形式进行装配,也可以设置外轴承圈100的球环内腔滚道面113、114和内轴承圈200的外球滚道面206的直径与分布的左右两列第一滚珠301、302的环球形内外径相同(左右两列第一滚珠301、302的每个滚珠的直径等于内腔滚道面113、114到外球滚道面206的距离)。外轴承圈100的第二台阶的环内球滚道面123、124与内轴承圈200的外球滚道面206的直径相同,外轴承圈100、左右两列第一滚珠301、302和内轴承圈200它们三者同球心,给左、右外轴承圈101、102的相对的八个固定螺钉51施加一个预紧力,使弹垫有一定的力矩,使外轴承圈100、多列滚动体301、302,303、304和内轴承圈200它们固定为一体滑动和滚动同时运动。
146.第三个实施例
147.如图10至图12和如图20a至图20h所示,本发明设计的一种进动轴承3。
148.进动轴承3应用在通用机械和车辆当中,如地下钻探、柱塞泵、内燃机、电动工具、风电设备、直升机旋翼机构、机械臂关节等领域。
149.依据图10至图12和图20a至图20h作为第三个实施例的进动轴承3具备外轴承圈100和与该外轴承圈100同轴球心的内轴承圈200,作为滚动体在球环内腔滚道面里113、114可以实施为至少两列第一滚珠301、302跨过径向中的球心射线左右配置、和在第三台阶131、132的环形限位部133、134的左右两列第三环形斜坡滚珠305、306相对轴向配置,以及保持架401、402,405、406。
150.内轴承圈200形成为圆环状,在其外球面形成有外球滚道面206,在其内轴承圈2的外球滚道面206中形成有供固体润滑剂保留的多个盲孔,在其轴向的左侧面形成为推力角
接触圆锥滚道面201、轴向的右侧面形成为环平面滚道202,在其推力角接触圆锥滚道面201和环平面滚道202中形成有供固体润滑剂保留的多个盲孔。
151.外轴承圈100形成剖分为盖环状的左外圈101和右外圈102的截面l字变形状的三级台阶;组合的左、右外轴承圈101、102的一边的外圈的外径小于另一边的外圈的外径,或者所述组合的左、右外轴承圈101、102的两边的外圈的外径相同;左、右外轴承圈101、102的三级台阶的第一台阶111、112组合形成为具有比内轴承圈200的外径尺寸大的内径尺寸的内腔的环球形状空间,第一台阶111、112在其环球形状空间形成为球环内腔滚道面113、114;左、右外轴承圈101、102的第二台阶的121、122形成与内轴承圈200的外径尺寸相同的内径尺寸的内球形状,第二台阶121、122在其内球形状的端部形成为环内球滚道面123、124;外轴承圈100的左、右半球外圈101、102的第三台阶131、132的轴向内侧壁形成为环形限位部133、134设有平面滚道133和推力角接触圆锥滚道134,第三级台阶131、132的轴向外侧面形成为圆环形平面135、136,其圆环形平面135、136的外周设置八个错开的螺栓沉孔500,从圆环形平面135、136通过第一台阶111、112的轴向侧壁115、116到相对面;外轴承圈100的左、右半球外圈101、102的第三台阶131、132和第二、第一台阶121、122,111、112形成为连接一体的盖环状的台阶,其球环内腔滚道面113、114和环内球滚道面123、124为球面的上下两滚道,连同环形限位部133、134的轴向内侧壁设有平面滚道133和圆锥滚道134;外轴承圈100的左外圈101和右外圈102组合的第一台阶111、112的轴向左右端面115、116处在径向中的球心射线上或相对径向中的球心射线偏置;外轴承圈100并与内轴承圈200的外球滚道面206隔着球环内腔滚道面113、114配设于同一球心上;多列第一滚珠301、302和两列第三环形斜坡滚珠305、306以被保持架401、402,405、406轴向分布间隔保持的状态能够滚动地配设于内轴承圈200的外球滚道面206和轴向圆锥滚道201、平面滚道202与外轴承圈100的球环内腔滚道面113、114之间和轴向左右侧面环形限位部平面滚道133、圆锥滚道134之间。
152.外轴承圈100的球环内腔滚道面113、114、环内球滚道面123、124和内轴承圈200的外球滚道面206的球心重合,在内轴承圈200的外球滚道面206中形成有供固体润滑剂保留的多个盲孔,左、右外轴承圈101、102的第二台阶121、122的环内球滚道面123、124和内轴承圈200的外球滚道面206接触滑动摩擦配合。
153.左外圈101和右外圈102组合的球环内腔滚道面113、114与内轴承圈200的外球滚道面206之间设有容纳多列第一滚珠301、302的空间。球环内腔滚道面113、114和外球滚道面206可以容纳多列第一滚珠301、302并让其在两球面滚道中点接触滚动,为了保持多列第一滚珠301、302的相对位置,增加了径向环球面的保持架401、402,保持架401、402配合左右外轴承圈101、102使两列第一滚珠301、302轴向环球面间隔均布,可以确保在滚动过程中每列滚珠301、302的每个滚珠相对位置不发生变化;保持架401、402采用了聚四氟乙烯保持架,该保持架具有一定的自润滑功能,可以对滚珠进行润滑,保持架401、402采用球环结构,在其上面均匀的布有用于容纳钢球的兜孔,每列保持架401、402的兜孔相对每列滚珠301、302偏向内轴承圈200的环外球滚道面206。
154.通过外轴承圈100的左、右外圈101、102的相对的第二台阶121、122的侧壁125、126的距离设置使两列第一滚珠301、302可以在球环内腔滚道面113、114里的空间自由旋转,两列滚珠301、302在角度偏转比较大时保持架会401、402和轴向侧壁125、126接触,同时保持
架401、402的兜孔相对两列滚珠301、302偏向内轴承圈200,在进动轴承3的内轴承圈200的旋转角度偏离左右两列滚珠301、302时,保持架401、402的兜孔可以配合外轴承圈100保持每个滚珠相对位置不变;进一步的设置外轴承圈100的左、右外圈101、102的第三台阶131、132内侧壁环形限位部133、134到内轴承圈200的轴向的左、右侧面201、202的距离可以容纳两列第三环形斜坡滚珠305、306,进一步设置环形限位部133、134到内圈200的轴向的左、右侧面201、202配置的两列第三斜坡滚珠305、306形成为第三环形斜坡滚珠305、306从大径滚珠308到小径滚珠307间隔分布,第三环形斜坡滚珠305、306的每个不同直径的滚珠在一条直线上为两两相对相同的由轴向的保持架405、406的大小不同的兜孔保持;第三环形斜坡滚珠305、306的左列滚珠305的小径滚珠307相对于右列滚珠306的大径滚珠308配置,其左、右两列第三环形斜坡滚珠305、306的每个滚珠相切于外圈100左、右内侧壁环形限位部133、134与内圈200轴向左、右侧面201、202,第三环形斜坡滚珠305、306的坡度是3
°
至15
°
;所示左列环形斜坡滚珠305与右列环形斜坡滚珠305的坡度相同和轴向直径相同;
155.如图20a至图20h所示两列第三环形斜坡滚珠305、306在内、外圈200、100两滚道201、202,133、134间滚动,左列滚珠305轴向左边滚珠接触点受左外圈101的环形平面滚动面133控制相对平行,左列滚珠305的中心轴线与内圈200的旋转轴线相对倾斜,左列滚珠305滚动时的中心轴线与外圈100的中心轴线平行不重合,同时滚动得左列滚珠305的中心轴线以外圈100的中心轴线按圆周运动,右列滚珠306轴向左边滚珠接触点受内圈200轴向右侧的环形平面滚动面202控制相对平行,右列滚珠306的中心轴线与外圈100的中心轴线相对倾斜,右列滚珠306滚动时的中心轴线与内圈200的旋转轴线平行不重合,同时滚动得右列滚珠306的中心轴线以内圈200的中心轴线按圆周运动,如图20a至图20h所示内圈200旋转轴线以z轴转动,驱动外圈100进动(旋摆),从图20a至图20h所示可以看出进动的外圈100按照两列第三环形斜坡滚珠305、306旋摆,这是主动进动,没有外力施加的,如图11所示内、外圈200、100中心轴线相对以一个角度k相对运动。在内圈高速旋转时,如施加一个外力,内、外圈200、100中心轴线相对运动的角度大于k
°
运动,左右两列第三环形斜坡滚珠305、306在圆锥滚道面201、134以惯性空间轨道相对倾斜滚动。
156.进动轴承3按照可操作的顺序组装:外轴承圈100的外径小的右外圈102平放在工作台上,第二步组装轴向的右边的一列第三环形斜坡滚珠306水平放置在外径小的右外圈102的第三台阶132内侧壁环形限位部圆锥滚道134里,第三步组装球环内腔滚道面114里的右边一列第一滚珠302,第四步组装内轴承圈200右侧部环平面滚道面202放置在右外圈102里的两列滚动体306、302里,第五步用t形圆棒穿过内轴承圈200的芯轴,把组好的一半的右外圈102,两列滚动体306、302和内圈200的组件倒扣在另一半组好的外径大的左外圈101和两列滚动体305、301组件里,最后用螺栓501连接左、右外圈101、102预紧固定。
157.进动轴承3进一步的设置外轴承圈100的左、右外圈101、102的第三台阶131、132的内侧壁环形限位部133、134到内轴承圈200的轴向的左右侧面201、202的距离可以容纳两列第三环形斜坡滚珠305、306,其左右两列第三环形斜坡滚珠305、306的每个滚珠相切于左、右内侧壁环形限位部133、134与内圈200轴向的左、右侧面201、202,并在圆锥滚道和平面滚道133、201,134、202循环滚动,进一步的限定第三实施例的进动轴承3的内圈旋转,两列环形斜坡滚珠305、306对置的旋转运动将驱动外圈100作360
°
进动运动,也就是俗称的旋摆运动。也可以反过来,外圈100进动运动驱动内圈200旋转运动,可以应用在斜盘发动机上。
158.根据设计不同进动轴承3带有滚动运动和滑动运动两种方式:第一,滚动

滚动加滑动,图10至图12按照以上形式进行装配,外轴承圈100的左、右外圈101、102的相对的第二台阶121、122的环内球滚道面123、124穿过球心的直径等于内轴承圈200的外球滚道面206的直径;球心上的径向延长线的左右每列第一滚珠301、302轴向相对左右配置,左右相对的每列第一滚珠301、302的每个滚珠直径大于球环内腔滚道面113、114到外球滚道面206的距离,大于数据范围值在0.002mm~0.003mm。然后根据左、右外轴承圈101、102的轴向间隙的情况,固定螺钉501施加一个预紧力来调整弹垫的力矩,这样就可以达到精确调整左右两列第一滚珠301、302到球环内腔滚道面123、124与外球滚道面206的间隙的目的。在外轴承圈100、多列滚动体301、302,303、304和内轴承圈200运动疲劳磨损时,三者的直径在改变,外轴承圈100组合的半球外圈的左外圈101的外径大于右外圈102的外径,通过半球外圈的柔性组合,外径大的半球外圈101与轴承箱过盈配合,外径小的半球外圈102自动柔性预紧,固定螺栓501头上的弹垫有个弹力使外轴承圈100、多列滚动体301、302,303、304和内轴承圈200始终固定在一起。通过上述的调整,将原来的一个球面接触更改为多列滚动体301、302,303、304的滚动接触,一方面可以通过固定螺钉501的弹垫的预紧力的力矩自动调整来调节多列滚动体301、302,303、304与内轴承圈200和左外圈101、右外圈102的间隙。在轴向中的左右多列滚动体301、302,303、304运动疲劳磨损后,环内球滚道面123、124与外球滚道面206加入滑动运动。另一方面将原来的轴承滚动摩擦改为进动轴承3的滚动和滑动摩擦。通过上述的更改一是来实现间隙的精确控制,同时可以施加一定的预紧力来达到无间隙的目的,提高运动的精度;二是改为滚动摩擦和滑动摩擦结合起来,可以有效降低滚动摩擦的系数,提高轴承的寿命,尤其是在重载高速的情况下的使用寿命。
159.第二,滑动和滚动同时运动,图10至图12按照以上的形式进行装配,也可以设置外轴承圈100的球环内腔滚道面113、114和内轴承圈200的外球滚道面206的直径与分布的左右两列第一滚珠301、302的环球形内外径相同(左右两列第一滚珠301、302的每个滚珠的直径等于内腔滚道面113、114到外球滚道面206的距离)。外轴承圈100的第二台阶的环内球滚道面123、124和内轴承圈200的外球滚道面206的直径相同,外轴承圈100、左右两列第一滚珠301、302和内轴承圈200它们三者同球心,给左、右外轴承圈101、102的相对的八个固定螺钉51施加一个预紧力,使弹垫有一定的力矩,使外轴承圈100、多列滚动体301、302,303、304和内轴承圈200它们固定为一体滑动和滚动同时运动。
160.第七个实施例
161.如图21所示,本发明设计的一种进动轴承6。
162.进动轴承6应用在通用机械和车辆当中,如地下钻探、柱塞泵、内燃机、电动工具、风电设备、直升机旋翼机构、机械臂关节等领域。
163.图21根据第一个实施例的特征互换合并引用示出了本发明的第七个实施例,以下详细描述。
164.根据第一个实施例的进动轴承1的图1至图7特征改变和具体实施方式的引用,第七个实施例的特征图21所示外轴承圈100的右外圈102第三台阶131环形限位部139滚道设置成推力角接触环形球面滚道面139,内轴承圈200的轴向左侧面设置成推力角接触环形球面滚道面222,其他特征相同并引用。
165.第七个实施例的进动轴承6特征可以根据第二个实施例特征和具体实施方式的引
用,省略图,进一步设置内轴承圈200的轴向左、右侧面的推力角接触环形球面滚道面和环平面滚道面的中心轴线相对于传动轴的轴线倾斜地设置,所示倾斜的推力角接触环形球面滚道面与倾斜环平面滚道面是平行设置;内轴承圈200的轴向左边倾斜推力角接触环形球面滚动面与外轴承圈100的右外圈102第三台阶132环形限位部推力角接触环形球面滚道面139的球面半径相同,其他特征相同并引用。
166.第七个实施例的进动轴承6特征可以根据第三个实施例特征和具体实施方式的引用,省略图,进一步设置左、右外圈三级台阶的第三台阶环形限位部到内轴承圈轴向左、右侧面的距离(空间)设置两列第三环形斜坡滚珠305、306,所示第三设置的两列环形斜坡滚珠305、306从小径滚珠307间隔过渡到大径滚珠308,所示从大径排到小径的滚珠由轴向的保持架405、406保持,所示保持架405、406的兜孔相对滚珠直径的大小从大径排到小径,所示两列第三环形斜坡滚珠305、306的每个不同直径的滚珠在一条直线上为两两相对相同的滚珠;
167.所示两列第三环形斜坡滚珠305、306的坡度是3
°
至15
°

168.所示左列环形斜坡滚珠305与右列环形斜坡滚珠305的坡度相同和轴向直径相同,所示左列环形斜坡滚珠305的小径滚珠307相对于右列环形斜坡滚珠306的大径滚珠308配对;
169.所示左边这列环形斜坡滚珠305相切于左外圈的环平面滚道面与内轴承圈轴向左侧面的推力角接触环形球面滚道面,所示右边这列环形斜坡滚珠306相切于右外圈的推力角接触环形球面滚道面与内轴承圈轴向右侧面的环平面滚道面,所述第三设置的两列环形斜坡滚珠305、306可以被引导在推力角接触环形球面滚道面与平面滚道面之间滚动运动。
170.第四个实施例
171.如图13至图17所示,本发明设计的一种进动轴承陀螺4。
172.图13至图17根据第一个,第七个和第三个实施例的特征互换组合合并引用示出了本发明的第四个实施例,以下详细描述。
173.根据第一个实施例进动轴承1的图1至图7特征改变和具体实施方式的引用,第四个实施例的特征如图13至图17所示外圈100的左外圈108设置成圆盖状,所示圆盖状的左外圈108的左外侧的向内部延伸设有三级台阶,所示圆盖状108的三级台阶的第三台阶131延伸形成隔开全部包覆住内轴承圈200的轴向左侧面205,所示第三台阶131的轴向内侧壁形成为圆形平面限位部133,所示圆形平面限位部133形成为平面滚道面133,所示第三台阶131的轴向外侧面的中部设置轴向凸出的圆锥体109,所示圆锥体109的锥角是100
°
至178
°
,所示第三台阶131的轴向外侧面的外周设置轴向的环形平面135,所示环形平面135设置八个固定沉孔500,所示固定沉孔500从环形平面135穿过第一台阶111的轴向侧壁115通到相对面;
174.第四个实施例的特征图13至图17所示内轴承圈200设置成t状,所述t状逆时针转动90度朝向旋转轴线方向,在所示t状的轴向左侧面形成为凹进的推力角接触圆锥滚道面205,所示t状的轴向右侧面的形成为环形平面滚道面202和中部形成为一杆端208;和/或内轴承圈200引用第一实施例的内轴承圈200设置成圆环状,所示圆环状的轴向左侧面形成为凹进的推力角接触圆锥滚道面201,所示圆环状的轴向右侧面的形成为环形平面滚道面202,所示圆环状的轴向中心设置成通孔。
175.根据第四个实施例,以下针对内圈200圆环状与t状变换,轴向的滚动体第二设置滚珠303、304和第三设置滚珠305、306的互相转换关系,详细说明。
176.方法一内圈200采用t状,方法一采用两列第二滚珠303、304,有图13至图17所示外轴承圈100的左、右外圈108、102三级台阶的第三台阶131、132环形限位部133、134到内轴承圈200的轴向左侧面205、右侧面202的距离(空间)设置两列第二滚珠303、304;
177.所示左边这列滚珠303相切于左外圈108的圆形平面滚道面133与内轴承圈200轴向左侧面的圆锥滚道面205,所示右边这列滚珠304相切于右外圈102的圆锥滚道面134与内轴承圈200轴向右侧面的环形平面滚道面202,所示第二设置的两列滚珠303、304可以被引导在圆锥滚道面205、134与平面滚道面133、202之间滚动运动。
178.内圈200采用t状方法一,采用两列第三滚珠305、306方法二,省略图,外轴承圈100的左、右外圈108、102三级台阶的第三台阶131、132环形限位部133、134到内轴承圈200的轴向左侧面205、右侧面202的距离(空间)设置两列第三滚珠305、306;
179.所示左边这列第三滚珠305相切于左外圈108的圆形平面滚道面133与内轴承圈200轴向左侧面的圆锥滚道面205,所示右边这列第三滚珠306相切于右外圈102的圆锥滚道面134与内轴承圈200轴向右侧面的环形平面滚道面202,所示第三设置的两列滚珠305、306可以被引导在圆锥滚道面205、134与平面滚道面133、202之间滚动运动。进动运动参考图20a至图20b进动流程图。
180.方法二内圈200采用圆环状,方法一采用两列第二滚珠303、304,图省略,外轴承圈100的左、右外圈108、102三级台阶的第三台阶131、132环形限位部133、134到内轴承圈200的轴向左侧面201、右侧面202的距离(空间)设置两列第二滚珠303、304;
181.所示左边这列第二滚珠303相切于左外圈108的圆形平面滚道面133与内轴承圈200轴向左侧面的圆锥滚道面201,所述右边这列滚珠304相切于右外圈102的圆锥滚道面134与内轴承圈200轴向右侧面的环形平面滚道面202,所述第二设置的两列滚珠303、304可以被引导在圆锥滚道面201、134与平面滚道面133、202之间滚动运动。
182.内圈200采用圆环状方法二,采用两列第三滚珠305、306方法二,图省略,外轴承圈100的左、右外圈108、102三级台阶的第三台阶131、132环形限位部133、134到内轴承圈200的轴向左侧面201、右侧面202的距离(空间)设置两列第三滚珠305、306;
183.所示左边这列滚珠305相切于左外圈108的圆形平面滚道面133与内轴承圈200轴向左侧面的圆锥滚道面201,所述右边这列滚珠306相切于右外圈102的圆锥滚道面134与内轴承圈200轴向右侧面的环形平面滚道面202,所述第三设置的两列滚珠305、306可以被引导在圆锥滚道面201、134与平面滚道面133、202之间滚动运动。进动运动参考图20a至图20b进动流程图。
184.根据第四个实施例,以下针对内圈200圆环状与t状变换,和内轴承圈200轴向左边滚道面222与外轴承圈100的右外圈102第三台阶132环形限位部滚道面139形成对应的推力角接触环形球面滚道面222、139,轴向的滚动体第二滚珠303、304、第三滚珠305、306的互相变换关系,详细说明。
185.方法一内圈200采用t状,方法一采用两列第二滚珠303、304,省略图,外轴承圈100的左、右外圈108、102三级台阶的第三台阶131、132环形限位部133、139到内轴承圈200的轴向左侧面222、右侧面202的距离(空间)设置两列第二滚珠303、304;
186.所示左边这列第二滚珠303相切于左外圈108的圆形平面滚道面133与内轴承圈200轴向左侧面的推力角接触环形球面滚道面222,所示右边这列第二滚珠304相切于右外圈102的推力角接触环形球面滚道面139与内轴承圈200轴向右侧面的环形平面滚道面202,所示第二设置的两列滚珠303、304可以被引导在推力角接触环形球面滚道面222、139与平面滚道面133、202之间滚动运动。
187.内圈200采用t状方法一,采用两列第三滚珠305、306方法二,省略图,外轴承圈100的左、右外圈108、102三级台阶的第三台阶131、132环形限位部133、139到内轴承圈200的轴向左侧面222、右侧面202的距离(空间)设置两列第三滚珠305、306;
188.所示左边这列第三滚珠305相切于左外圈108的圆形平面滚道面133与内轴承圈200轴向左侧面的推力角接触环形球面滚道面222,所示右边这列第三滚珠306相切于右外圈102的推力角接触环形球面滚道面139与内轴承圈200轴向右侧面的环形平面滚道面202,所示第三设置的两列滚珠305、306可以被引导在推力角接触环形球面滚道面222、139与平面滚道面133、202之间滚动运动。进动运动参考图20a至图20b进动流程图。
189.方法二内圈200采用圆环状,方法一采用两列第二滚珠303、304,图省略,外轴承圈100的左、右外圈108、102三级台阶的第三台阶131、132环形限位部133、139到内轴承圈200的轴向左侧面222、右侧面202的距离(空间)设置两列第二滚珠303、304;
190.所示左边这列第二滚珠303相切于左外圈108的圆形平面滚道面133与内轴承圈200轴向左侧面的推力角接触环形球面滚道面222,所示右边这列滚珠304相切于右外圈102的推力角接触环形球面滚道面139与内轴承圈200轴向右侧面的环形平面滚道面202,所述第二设置的两列滚珠303、304可以被引导在推力角接触环形球面滚道面222、139与平面滚道面133、202之间滚动运动。
191.内圈200采用圆环状方法二,采用两列第三滚珠305、306方法二,图省略,外轴承圈100的左、右外圈108、102三级台阶的第三台阶131、132环形限位部133、139到内轴承圈200的轴向左侧面222、右侧面202的距离(空间)设置两列第三滚珠305、306;
192.所示左边这列滚珠305相切于左外圈108的圆形平面滚道面133与内轴承圈200轴向左侧面的推力角接触环形球面滚道面222,所述右边这列滚珠306相切于右外圈102的推力角接触环形球面滚道面139与内轴承圈200轴向右侧面的环形平面滚道面202,所述第三设置的两列滚珠305、306可以被引导在推力角接触环形球面滚道面222、139与平面滚道面133、202之间滚动运动。进动运动参考图20a至图20b进动流程图。
193.需要说明的是针对以上所有实施例的特征推力角接触圆锥滚道面201、134、203、205、推力角接触环形球面滚道面222、139与轴向接触环平面滚道面202、133、204对应关系详细说明。
194.所示外轴承圈100的其中一边外圈101、102第三台阶131、132环形限位部133、134设置的推力角接触圆锥滚道面134是凸出面或凹进面和/或推力角接触环形球面滚道面139是球凸面或球凹面;和
195.所示内轴承圈200的其中一边轴向侧面201、202设置的推力角接触圆锥滚道面201、203、205是凸出面或凹进面和/或推力角接触环形球面滚道面222是球凸面或球凹面;
196.所示外轴承圈其中一边101、102的圆锥滚道面134与内轴承圈200其中一边201、202圆锥滚道面201、203、205的锥角锥度相同和/或所示外轴承圈100其中一边101、102的推
力角接触环形球面滚道面139与内轴承圈200其中一边222、202推力角接触环形球面滚道面222的球面半径相同,和所示外轴承圈100的另一边环平面滚道面133与内轴承圈200的另一边环平面滚道面202是平行设置;
197.所示左外圈101的环平面滚道面133相对于内轴承圈200轴向左侧面的圆锥滚道面201、203、205设置和/或内轴承圈200轴向左侧面的推力角接触环形球面滚道面222设置,和所示右外圈102的圆锥滚道面134相对于内轴承圈200轴向右侧面的环平面滚道面202、204设置和/或右外圈102的推力角接触环形球面滚道面139相对于内轴承圈200轴向右侧面的环平面滚道面202、204设置;
198.省略图,变换,左外圈101的环平面滚道面133相对于内轴承圈200轴向左侧面凸出的圆锥滚道面设置,和所示右外圈102凹进的圆锥滚道面134相对于内轴承圈200轴向右侧面的环平面滚道面202、204设置,内轴承圈200轴向左侧面凸出的圆锥滚道面与右外圈102凹进的圆锥滚道面134形成一种进动轴承关系,锥角相同;
199.省略图,变换,左外圈101的环平面滚道面133相对于内轴承圈200轴向左侧面凸出的推力角接触环形球面滚道面设置,右外圈102凹进的推力角接触环形球面滚道面139相对于内轴承圈200轴向右侧面的环平面滚道面202、204设置,内轴承圈200轴向左侧面凸出的推力角接触环形球面滚道面与右外圈102凹进的推力角接触环形球面滚道面139形成一种进动轴承关系,环形球面半径相同;
200.所示左外圈101的环平面滚道面133到内轴承圈200轴向左侧面的圆锥滚道面201、203的距离与右外圈102的圆锥滚道面134到内轴承圈200轴向右侧面的环平面滚道面202、204的距离相等和/或不相等;
201.和/或所示左外圈101的环平面滚道面133到内轴承圈200轴向左侧面的推力角接触环形球面滚道面222的距离与右外圈102的推力角接触环形球面滚道面139到内轴承圈200轴向右侧面的环平面滚道面的距离202、204相等和/或不相等;
202.针对已有的附图引用和省略附图的引用一起合并,引用第一个、第七个和第三个实施例的特征互换组合示出了本发明的第四个实施例,如进动轴承陀螺4的整体外圈100的外形形成为陀螺,公知陀螺具有定轴性,在外力矩的作用下会发生进动和章动,进一步的设置进动轴承陀螺4内部形成有进动轴承1、3、6,如进动轴承1、3、6的内圈200高速旋转,在外力矩的作用下会发生进动轴承陀螺4的外圈100的圆锥体109的顶点立在一个平台上像陀螺一样进动,如当平台发生颠簸和倾斜振动随时变动时,进动轴承陀螺4的外圈100的进动角动量会随时变动,内圈200始终保持平衡,杆端208保持垂直。可以用在光刻机超精密高速工件台、光学、雷达等,需要应用的平衡系统当中,如大楼减振,平衡车辆。外圈的进动也可以用于转化机械能的发电模组能量转化,或相应的机械设备上。
203.第五个实施例
204.如图18所示,本发明设计的一种利用进动轴承陀螺4的陀螺进动式主动稳定装置8。
205.图18根据第四个实施例的特征和功能合并示出了本发明的第五个实施例的陀螺进动式主动稳定装置8,图18所示进一步的进动轴承陀螺4的内圈200的杆端208连接电机转轴601,电机600底部连接安装平台602,进动轴承陀螺4的外圈100的左外圈108的圆锥体109倒立在基座平台603上或平地上,关于功能实施,以下详细描述。
206.进一步的进动轴承陀螺4的左外圈108的圆锥体109锥角是172
°
至178
°
,进一步的进动轴承陀螺4的内轴承圈200和外轴承圈100相对的推力角接触圆锥滚道面205、134,201、203的锥角大于圆锥体109的锥角,如进动轴承陀螺4的圆锥体109的一边是侧躺在基座平台603上或者平地上,内圈200的杆端208是竖直的连接电机600,在电机600带动内圈200高速旋转,驱动外圈200进动运动,同时圆锥体109的顶点会趋于收敛平衡垂直立在基座平台603上或平地上,内圈200与安装平台602保持平衡。当有外力施加基座平台603振动倾斜摆动,进动轴承陀螺4的外圈100会出现进动,内圈200保持平衡。陀螺进动式主动稳定装置8运行当中,基座平台603在静止当中,进动轴承陀螺4也是保持平衡。陀螺进动式主动稳定装置8的电机600速度降下来后断电停止,进动轴承陀螺4的外圈100在这个过程中会出现进动,直到外圈100的圆锥体109的一边侧躺在基座平台603上或者平地上。陀螺进动式主动稳定装置8运行当中,基座平台603在慢速倾斜到一定角度,进动轴承陀螺4也是保持平衡,根据进动轴承陀螺4的内圈200旋转速度与旋转方向,如内圈200以顺时针旋转,基座平台603相对于人倾斜角度处于朝内方向,进动轴承陀螺4向右作直线运动,当基座平台603相对于人倾斜角度处于朝外方向,进动轴承陀螺4向左作直线运动,当基座平台603倾斜角度保持不变,进动轴承陀螺4的电机600转速降下来,进动轴承陀螺4向基座平台603坡度低处作弧线向下运动。当基座平台603在x、y向平面运动过程中作顺时针旋转,处于顺时针旋转的内圈200,外圈100会加速进动,同时外圈100的圆锥体109的顶点会在基座平台603上作圆周运动,其中,(x,y,z)为进动轴承陀螺4的惯性主轴,z轴沿进动轴承陀螺4极轴与外圈100中心轴线同方向,x轴沿刚体赤道平面与水平线的节线方向,y轴满足右手定则,外圈100的圆锥体109的z轴极轴的进动角交汇点的某点在上方,内圈200旋转与安装平台602保持平衡。可以应用在平衡车上作平衡使用、或进动轴承陀螺4作直线运动可以用在车辆的行驶当中,代替轮子在路面上旋转直线运动,或用于旋转运动的娱乐设备上,相应的机械设备上。又如进一步的进动轴承陀螺4的左外圈108的圆锥体109锥角是100
°
至178
°
也是可以利用的,可以用在光刻机超精密高速工件台、光学、雷达等,需要应用的平衡系统当中,如大楼减振,车辆平衡行驶。需要说明的是,所示第五个实施例陀螺进动式主动稳定装置8进动轴承陀螺4的内轴承圈200和外轴承圈100不限于相对的推力角接触圆锥滚道面205、134,201、134,也可以是换成推力角接触环形球面滚道面222、139,同时两列第二滚珠303、304和两列第三环形斜坡滚珠305、306也可以互换。
207.第六个实施例
208.如图19所示,本发明设计的一种陀螺进动式主动稳定装置9。
209.图19根据第四个、第五个实施例的特征和功能合并引用示出了本发明的第六个实施例的陀螺进动式主动稳定装置9,进一步的陀螺进动式主动稳定装置8设置成四个脚支撑的陀螺进动式主动稳定装置9,所示陀螺进动式主动稳定装置8的电机600连接安装平台602,陀螺进动式主动稳定装置8的进动轴承陀螺4的外圈100的圆锥体109倒立在基座平台603上,进一步的四个脚支撑的陀螺进动式主动稳定装置9的四周对角设置有初拉力的拉伸弹簧900,所示拉伸弹簧900一端连接基座平台603,另一端连接安装平台602。
210.四个脚支撑的陀螺进动式主动稳定装置9在陀螺进动式主动稳定装置8的进动轴承陀螺4上的电机600带动内圈200旋转运动,当基座平台603振动或其他不同外力,陀螺进动式主动稳定装置8的进动轴承陀螺4的外圈100的圆锥体109在基座平台603上进动运动,
四个脚支撑的陀螺进动式主动稳定装置9它们四个陀螺进动式主动稳定装置8进动运动对应动态响应基座平台603振动倾斜运动,根据基座平台603倾斜角度,处在坡度低处的陀螺进动式主动稳定装置8的进动轴承陀螺4的外圈100进动的角度小(内、外圈200、100相对倾斜角度小),处在坡度高处的陀螺进动式主动稳定装置8的进动轴承陀螺4的外圈100进动的角度大(内、外圈200、100相对倾斜角度大),四周的四个拉伸弹簧900一上一下的作同步运动同时保持陀螺进动式主动稳定装置8不漂移,四个脚支撑的陀螺进动式主动稳定装置9保持安装平台始终平衡;当基座平台603倾斜角度在不同方向上快速改变,处在坡度高处的陀螺进动式主动稳定装置8变换成处在坡度低的这一方上,陀螺进动式主动稳定装置8的进动轴承陀螺4的外圈100的圆锥体109的顶点短暂脱离基座平台603,内圈200在高速转动,外圈100会受重力与离心力影响进动角动量会变小,也就外圈100好像被拉直了,圆锥体109的顶点与基座平台603接触,其他脚支撑受到不同作用力的外圈100进动角动量也在改变。在实施例中四个脚支撑的陀螺进动式主动稳定装置9的电机可以是伺服电机、步进电机、普通电机,同时也可以是五个脚支撑,六个脚支撑,或多点支撑十点以上支撑。
211.可以用在光刻机超精密高速工件台、光学、雷达等,需要应用的平衡系统当中。
212.本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1