专利名称：少齿差滚柱啮合传动机构及其减速机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型传动装置，特别是一种结合少齿差原理、采用滚柱啮合的传动机构和减速机。
背景技术：
传统已经有的传动变速机构一般通过齿轮传动、蜗轮、蜗杆传动、摆线针轮机构、 链轮/链条传动等。齿轮传动可以采用外齿啮合或内齿啮合。外齿啮合的同时啮合齿数少、 一般只有通过增加齿轮的模数增大传动扭矩，大速比输出需要的机构体积大。内啮合采用少齿差原理，可以同时有多齿啮合，但传动中内外齿的干涉制约了啮合齿数量，同样难以输出特大扭矩。谐波齿轮机构可以克服上述缺点，但由于谐波齿轮的柔轮制造复杂，柔轮模数不宜太大，因此输出大扭矩受到限制。另外，由于齿轮传动的公称压力角为20°，在输出特大扭矩的同时，会分解出相当大的径向力，致使传动效率低，轴承的使用寿命短。目前只有通过提高变速机构零部件制造精度和轴承的质量提高变速机构的传动效率和性价比。链齿传动采用链轮和链条的啮合传递动力，采用多排链、多排齿的方式虽然可以传递大扭矩，但其变速比小，无法实现大速比传动。
发明内容
本发明的一个目的是结合齿轮传动和链齿(链轮/链条)传动的优势，采用少齿差原理和多排链齿的方式，提供一种全新的少齿差滚柱啮合传动机构。本发明第二个目的是提供一种采用上述少齿差滚柱啮合传动机构的减速机，它加工零件少、工艺简单、体积小、速比和输出扭矩大。本发明第三个目的是提供一种用于上述少齿差滚柱啮合传动机构减速机的偏心扭矩同轴输出机构。为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案一种少齿差滚柱啮合传动机构，它包括输入轴[1]、组成少齿差齿轮副的U槽轮、 柱轮[7]和滚柱[9]，U槽轮和柱轮[7]之间通过滚柱[9]啮合传递动力，输入轴[1]驱动 U槽轮，U槽轮有沿着圆周向外均布的U型槽，其特征在于所述U槽轮作为少齿差齿轮副的外齿轮，包括第一 U槽轮[8]和第二 U槽轮[11]； 所述柱轮[7]作为少齿差齿轮副的内齿轮；输入轴[1]通过偏心体驱动U槽轮，所述偏心体包括第一偏心体[28]和第二偏心体[29]；所述柱轮[7]由两只或两只以上圆盘状多孔轮并排组合而成，并排的多孔轮之间有轴向间距，所有多孔轮沿着圆周加工有nl个均勻分布的长孔[40]，所述并排多孔轮上相对的长孔W0]形成柱轮[7]上nl排长孔，每排长孔内装有一根滚柱[9]；组合后形成少齿差齿轮副啮合的U槽轮与柱轮[7]的结构为每个U槽轮分别布置在柱轮[7]的多孔轮之间的轴向间距内，第一 U槽轮[8]和第二 U槽轮[11]分别通过第一偏心体[28]和第二偏心体[29]在轴线两侧对称偏心组装在输入轴[1]的中间段，柱轮[7]通过滚柱[9]与U槽轮上的U型槽[37]形成多排的少齿差滚柱啮合；其中，柱轮[7]上有nl排长孔，U槽轮上有π2排U型槽，n2 < nl，其差值nl-n2 即是少齿差齿轮副中的齿数差，nUn2是整数。U槽轮为一沿圆周均布U型槽的园轮，第一 U槽轮[8]和第二 U槽轮[11]可以是一个或多个U槽轮并排组合，每个U槽轮沿着圆周加工有n2个U型槽[37]，并排U槽轮上相对的U型槽[37]形成η2排U型槽；在轴线两侧对称偏心布置的第一 U槽轮[8]和第二 U槽轮[11]采用相同结构或等重量体。柱轮[7]上的每排长孔W0]内装有一根滚柱[9]；滚柱[9]作为内齿轮的“活齿”， 形成柱轮[7]和U槽轮之间的啮合。滚柱[9]通过滚柱弹簧[31]定位于长孔W0]中，可以在长孔W0]内有径向小位移，以避开径向干涉。滚柱弹簧[31]为一根金属或橡胶有弹性的弹性圈，套在滚柱[9]上。滚柱弹簧[31]也可以采用nl根圆柱弹簧安装在长孔W0]中。滚柱弹簧[31]可以是蝶簧、橡胶弹簧、钢丝弹簧、异型弹簧或板簧等。柱轮[7]通过柱轮键槽[39]固定在主壳体W]内壁上。U槽轮中间有轴孔W2]用来与滚柱轴承[28]配合组装，该轴孔周围还有数个输出销孔[38]，用来安装输出销套[12]。第二偏心体[29]和第一偏心体[28]为等偏心量，以消除偏心造成的偏心载荷。偏心体可以由多个独立部件组成，也可以是一体式。偏心体是一带有键槽的偏心圆环。U槽轮可以是一体式U槽轮，也可以是多个U槽轮的组合。输入轴[1]由入端、中间段和出端三部分圆柱体组成，其中心线重合，所述第一偏心体[28]和第二偏心体[29]安装在输入轴[1]的中间段，输入轴[1]出端的圆柱体通过第二轴承[24]与输出轴[20]的入端孔配合组装；输入轴[1]入端的圆柱体上有键槽，与电机连接；输入轴[1]入端圆柱体通过第一轴承[3]和第一密封圈[2]与输入端盖W]中心孔配合组装。输入轴[1]中间段上可以直接安装偏心轴承，同样可以达到安装偏心体和普通轴承的效果。少齿差滚柱啮合传动机构的减速机，由少齿差滚柱啮合传动机构和偏心扭矩同轴输出机构组成，其特征在于它包括主壳体W]、输入端盖W]、柱轮[7]、第一 U槽轮[8]、 第二U槽轮[11]、滚柱[9]、输入轴[1]、第一偏心体[28]、第二偏心体[29]、输出销套[12]、 输出销[13]、输出轴[20]、输出端盖[19]、输出端轴承环[15]以及轴承和密封圈；其中少齿差滚柱啮合传动机构的结构为输入轴[1]、组成少齿差齿轮副的U槽轮、柱轮[7]和滚柱[9]，U槽轮和柱轮[7] 之间通过滚柱[9]啮合传递动力，输入轴[1]驱动U槽轮，U槽轮有沿着圆周向外均布的U 型槽，其中所述U槽轮作为少齿差齿轮副的外齿轮，包括第一 U槽轮[8]和第二 U槽轮[11]； 所述柱轮[7]作为少齿差齿轮副的内齿轮；输入轴[1]通过偏心体驱动U槽轮，所述偏心体包括第一偏心体[28]和第二偏心体[29]；
所述柱轮[7]由两只或两只以上圆盘状多孔轮并排组合而成，并排的多孔轮之间有轴向间距，所有多孔轮沿着圆周加工有nl个均勻分布的长孔[40]，所述并排多孔轮上相对的长孔W0]形成柱轮[7]上nl排长孔，每排长孔内装有一根滚柱[9]；组合后形成少齿差齿轮副啮合的U槽轮与柱轮[7]的结构为每个U槽轮分别布置在柱轮[7]的多孔轮之间的轴向间距内，第一 U槽轮[8]和第二 U槽轮[11]分别通过第一偏心体[28]和第二偏心体[29]在轴线两侧对称偏心组装在输入轴[1]的中间段，柱轮 [7]通过滚柱[9]与U槽轮上的U型槽[37]形成多排的少齿差滚柱啮合；其中，柱轮[7]上有nl排长孔，U槽轮上有n2排U型槽，n2 < nl，其差值nl-n2 即是少齿差齿轮副中的齿数差，nUn2是整数；偏心扭矩同轴输出机构结构为由第一U槽轮[8]和第二U槽轮[11]、输出销套[12]、输出销[13]、输出销固定圈 [34]、输出轴[20]、第三轴承[33]、第四轴承[16]、输入端轴承环[5]和输出端轴承环[15] 等组成。输出销[13] —端插入输出轴[20]的销孔Wl]内，中间通过输出销套[12]穿过所有U槽轮上的输出销孔[38]，另一端安装有输出销固定圈[34]，输出销固定圈[34]通过第三轴承[33]和输入端轴承环[5]安装在主壳体W]内输入端中心线位置，输出轴[20] 通过第四轴承[16]和输出端轴承环[15]安装在主壳体W]内输出端中心线位置。输出机构通过输入轴[1]将扭矩传递到偏心体和U槽轮，U槽轮与柱轮[7]的啮合过程中，将通过穿过U槽轮的输出销[13]将扭矩传递到输出轴[20]，输入轴[1]穿过输出销固定圈[34]的中间孔，其主中心线与输出轴[20]同轴心。少齿差滚柱啮合传动机构的减速装置，其特征在于该偏心扭矩同轴输出机构的结构为由第一U槽轮[8]和第二U槽轮[11]、输出销套[12]、输出销[13]、输出销固定圈 [34]、输出轴[20]、第三轴承[33]、第四轴承[16]、输入端轴承环[5]和输出端轴承环[15] 等组成。输出销[13] —端插入输出轴[20]的销孔Wl]内，中间通过输出销套[12]穿过所有U槽轮上的输出销孔[38]，另一端安装有输出销固定圈[34]，输出销固定圈[34]通过第三轴承[33]和输入端轴承环[5]安装在主壳体W]内输入端中心线位置，输出轴[20] 通过第四轴承[16]和输出端轴承环[15]安装在主壳体W]内输出端中心线位置。第一 U槽轮[8]与第二 U槽轮[11]为输入轴[1]中心轴线两侧对称偏心布置。输出机构由数个输出销[13]和等数量的输出销套[12]组成，输出销套[12]内装有输出销[13]，并同时穿过由第一 U槽轮[8]和第二 U槽轮[11]上的输出销孔[38]经轴线两侧对称偏心布置的重叠孔中。输出销固定圈[34]为一带凸肩的园环结构，加工有与输出轴[20]上同数量和尺寸布置的销孔Wl]。输出销固定圈[34]安装在主壳体[6]输入端的中心线位置，并与输出轴[20]中心线同心。该发明的优点是通过使用多排链齿传动中链条滚柱和链齿啮合的方法，结合少齿差齿轮传动的原理，可以实现多排和多齿同时啮合的大速比变速传动。用U槽轮替代少齿差齿轮传动的外齿轮(偏心齿轮即“U槽轮”)，用柱轮替代内齿轮，柱轮上加工有多排带有等链节长孔，将滚柱(相当于“活齿”)布置在长孔内，替代内齿轮上的每个齿。为了解决少齿差传动中齿和滚柱的径向干涉，滚柱在长孔内可以作自由滚动或滑动，干涉通过后滚柱可以通过弹簧迅速回位。长孔的宽度根据滚柱的直径确定，长孔的长度超过最大的径向干涉量。该发明U槽轮上的齿型压力角很小(通常为0° 5° )，而传统渐开线齿轮的齿型压力角为20°，因此该发明传动中啮合时产生的径向力是传统齿轮的百分之几，有利于提高轴承10倍以上的使用寿命。本发明可以用于大速比的减速或增速，由于该新型传动机构克服了传统齿轮传动的诸多缺点，其扭矩输出不再受啮合齿数少或齿干涉的影响，达到多齿和多排同时啮合来传递特大扭矩；同时少齿差原理可以大大缩小大速比减速机的体积。本发明既可以单独用于减速机，也可以用于制造低速大扭矩电机。
图1是本发明少齿差滚柱啮合减速机的平面结构图。图2是图1的右视半剖面3是单排的第一 U槽轮8平面图。图3. 1图3的B-B剖面图。图3. 2图3上I的放大图。图4是带有多个长孔40的多孔轮平面图。图4. 1是图4的A-A剖面图。图4. 2是由3只多孔轮组装而成的柱轮7。图5是第一 U槽轮8和柱轮7通过滚柱9啮合的平面图。图5. 1是图5上I的局部放大图，滚柱9通过滚柱弹簧31定位。图6是输出轴20的平面图。图6.1是图6的左视图。图7是输出销固定圈34的平面7. 1是图7的A-A的剖面图附图标记输入轴[1]、第一密封圈[2]、第一轴承[3]、输入端盖[4]、输入端轴承环[5]、主壳体[6]、柱轮[7]、第一 U槽轮[8]、滚柱[9]、U槽轮隔环[10]、第二 U槽轮[11]、输出销套 [12]、输出销[13]、加油和透气孔帽[14]、输出端轴承环[15]、第四轴承[16]、输出端密封 0型圈[17]、第二密封圈[18]、输出端盖[19]、输出轴[20]、轴承定位圈[21]、隔环[22]、 轴承挡圈[23]、第二轴承[M]、第二偏心体键[25]、第一偏心体键D6]、第五轴承[27]、第一偏心体口8]、第二偏心体口9]、第六轴承[30]、滚柱弹簧[31]、输入端密封0型圈[32]、 第三轴承[33]、输出销固定圈[34]、轴承档圈[35]、端盖螺栓[36]、U型槽[37]、输出销孔 [38]、柱轮键槽[39]、长孔[40]、销孔[41]、轴孔[42] 0
具体实施例方式本实施例的少齿差滚柱啮合减速机的技术关键由两部分组成一、少齿差滚柱啮合传动机构，二、偏心扭矩同轴输出机构，下面分别介绍这里，一、少齿差滚柱啮合传动机构
通过柱轮[7]、第一 U槽轮[8]、第二 U槽轮[11]和滚柱[9]的组合实现多排和同时多齿的滚柱啮合；其中，每个U槽轮分别布置在柱轮[7]的多孔轮之间的轴向间距内，第一 U槽轮[8]和第二 U槽轮[11]分别通过第一偏心体[28]和第二偏心体[29]在轴线两侧对称且偏心组装在输入轴[1]的中间段。为消除偏心造成的偏心载荷，第二偏心体[29] 和第一偏心体[28]的偏心量相同，且对称偏心布置的第一 U槽轮[8]和第二 U槽轮[11] 采用相同结构或等重量体。输入轴[1]的入端通过第一轴承[3]安装在输入端盖W]的中间孔内，输入端盖 [4]安装在主壳体[6]上。输入轴[1]的出端通过第二轴承[24]安装在输出轴[20]入端的深孔中，输入轴[1]的主中心线与输出轴[20]同轴心。滚柱[9]安装在柱轮[7]上的长孔W0]内，柱轮[7]通过键安装在主壳体W]内壁上。U槽轮上的U型槽[37]与柱轮[7]上长孔W0]内的滚柱[9]啮合。滚柱[9]相当于“活齿”，可以在长孔内有径向小位移，以避开径向干涉。二、偏心扭矩同轴输出机构由第一 U槽轮[8]、第二 U槽轮[11]、输出销[13]、输出销套[12]、输出轴[20]、 输出销固定圈[34]、第三轴承[33]和第四轴承[16]组成，输出销[13]的一端装入输出轴 [20]上的销孔Wl]内，中间通过输出销套[12]穿入由第一 U槽轮[8]和第二 U槽轮[11] 上输出销孔[38]的重叠孔内，输出销[13]的另一端分别插入输出销固定圈[34]对应的孔内，输出销固定圈[34]通过第三轴承[33]和输入端轴承环[5]装入主壳体W]内输入端中心线位置。输出轴[20]的输入端深孔内通过第二轴承[24]安装输入轴[1]的出端，输出轴[20]的输出端通过第四轴承[16]和输出端轴承环[15]装入主壳体W]内输出端中心线位置，输出端盖[19]通过端盖螺栓[36]连接。上述输出机构还可以采用本领域常用的其他偏心输出机构或类似机构替代，而不影响本申请的主题和精神。下面结合附图详细介绍本发明少齿差滚柱啮合减速机的一个实施例。如图1，本实施例是一三排U槽轮的少齿差滚柱减速机。第一 U槽轮[8]为单排 U槽轮，第二 U槽轮[11]为双排U槽轮，分别布置在第一 U槽轮[8]的两侧，输入轴[1]由三部分圆柱体组成，输入轴[1]出端的圆柱体通过第二轴承[24]与输出轴的入端孔配合组装。输入轴[1]入端的圆柱体上加工有键槽，与电机输出轴连接。输入轴[1]入端圆柱体通过第一轴承[3]和第一密封圈[2]与输入端盖[4]中心孔配合组装。输入轴[1]中间段圆柱体上安装有第一偏心体[28]和第二偏心体[四]，其偏心方向沿输入轴[1]的轴线两侧对称。第一偏心体[28]和第二偏心体[29]上分别安装有第五轴承[27]和第六轴承[30]， 并分别与第一 U槽轮[8]和第二 U槽轮[11]的中心孔配合组装。第一密封圈[2]是标准减速机密封圈，用来防尘和防漏油。第一轴承[3]可以采用普通标准滚柱轴承、球轴承或其它轴承。输入端盖[4]为一圆盘结构，中间加工有轴承[3]和密封圈[2]的安装孔，通过端盖螺栓[36]将输入端盖[4]与主壳体[6]紧固。输入端轴承环[5]为一园环结构，安装在主壳体[6]输入端的内壁，用来阻止柱轮 [7]和滚柱[9]的轴向窜动，同时用来安装第三轴承[33]。主壳体[6]的内部为圆柱体结构，外表面可以采用圆柱体或多方体等。主壳体[6]的内壁上加工有多个凸键，用来与柱轮[7]上的键槽[39]配合安装柱轮[7]。主壳体[6] 的左右端加工有与输入端盖[4]和输出端盖[19]装配的螺孔。柱轮[7]，由3只多孔轮并排组成，如图4所示，多孔轮之间的轴向间距稍大于U槽轮上齿的轴向厚度(安装时通常有0. 05 0. 5mm间隙)，多孔轮上加工有多个长孔W0]， 长孔的宽度由滚柱[9]的直径确定，长度超过最大径向干涉量(在速比和偏心量确定以后、 通过计算可以得到最大径向干涉量)。为了与主壳体[6]安装方便，柱轮[7]上加工有与主壳体W]同样数量和配合的键槽。柱轮[7]可以加工成一个整体，但为了加工和组装方便，也可以将柱轮[7]分解成数个简单的部件，如3个独立的多孔轮和2个间隔环。加工时将3个多孔轮用螺杆固定在一起同时加工，以保证3个多孔轮的加工精度一致。然后用厚度为等多孔轮之间轴向间距的圆环与多孔轮组装成一个整体，再与主壳体[6]组装。柱轮 [7]的多孔轮数量可以是m个，且2，计算时根据输出扭矩的大小和同时啮合齿的数量确定。第一 U槽轮[8]，如图3，U槽轮上有多个齿，齿之间是U型槽[37]，用来与柱轮[7] 上的滚柱[9]啮合，U型槽的形状为U型，如图3.2所示，宽度由滚柱的直径确定，深度稍大于U型槽与滚柱的啮合深度(主要取决于偏心量)。U槽轮中间的轴孔W2]用来与滚柱轴承[28]配合组装。第一 U槽轮[8]加工有数个输出销孔[38]，用来安装输出销套[12]。第一 U槽轮[8]可以有单只或多个U槽轮或其组合。滚柱[9]是一圆柱体，是柱轮[7]和U槽轮啮合的“活齿”。通过滚柱弹簧[31]定位。滚柱[9]在遇到径向干涉时，将在长孔W0]内作小偏移，干涉解除时，将通过滚柱弹簧 [31]迅速回位。滚柱[9]啮合时将作纯滚动或滑动。U槽轮隔环[10]是一园环结构，用于U槽轮之间的轴向定位。第二 U槽轮[11]与第一 U槽轮[8]有相似的结构和功能，可以是单个U槽轮，也可以是多个U槽轮或其组合。本实施例中，第一 U槽轮[8]为一体式，第二 U槽轮[11]由 2个U槽轮组成，第二 U槽轮[11]的总体重量与第一 U槽轮[8]相同。输出销套[12]是一圆筒结构，用来减少输出销[13]和U槽轮上输出销孔[38]之间的摩擦。输出销[13]为一圆柱结构，用来传递输出扭矩。加油和透气孔帽[14]为一标准部件。输出端轴承环[15]为一园环结构，安装在主壳体[6]输出端的内壁，用来阻止柱轮[7]和滚柱[9]的轴向窜动，同时用来安装第四轴承[16]。第四轴承[16]可以采用普通标准滚柱轴承、球轴承或其它轴承。输出端密封0型圈[17]可以采用标准的0型橡胶密封圈。第二密封圈[18]是标准减速机无骨架橡胶密封圈，用来防尘和防漏油。输出端盖[19]是一园盘结构，中间加工有安装第二密封圈[18]的配合安装孔，通过端盖螺栓[36]将输出端盖[19]与主壳体[6]紧固。输出轴[20]，如图6，入端部分圆柱体中心加工有深孔，用来安装输入轴[1]的出端和第二轴承[24]。出端圆柱体上加工有键槽，用来与外负荷上的键连接。输出轴[20]上加工有凸肩，用于安装第四轴承[16]，输出轴[20]的入端面上加工有与U槽轮上同等数量的孔，用来安装输出销[13]。
轴承定位圈[21]为一圆盘结构，用来定位第四轴承[16]。隔环[22]为一带凸肩的园环结构，用来定位第二轴承[24]和第一偏心体[28]。轴承挡圈[23]是一标准轴承挡圈，与第二轴承[24]配合使用。第二轴承[24]可以采用普通标准滚柱轴承、球轴承或其它轴承。第二偏心体键[25]可以采用普通标准键或非标加工的键。第一偏心体键[26]可以采用普通标准键或非标加工的键。第五轴承[27]可以采用普通标准滚柱轴承、球轴承或其它轴承。第一偏心体[28]是一偏心的圆环结构，用来安装第五轴承[27]，偏心量与第二偏心体[29]相同。偏心孔与输入轴[1]安装时，其偏心方向与第二偏心体[29]轴中心线对称。第二偏心体[29]是一偏心的圆环结构，用来安装第六轴承[30]，偏心量与第一偏心体[28]相同。偏心孔与输入轴[1]安装时，其偏心方向与第一偏心体[28]轴中心线对称。第六轴承[30]可以采用普通标准滚柱轴承、球轴承或其它轴承。滚柱弹簧[31]用来控制滚柱[9]的位置，可以是普通弹簧，也可以是橡胶弹簧或扭簧。不同的弹簧采用不同的方式与柱轮[7]定位，也可以安装在柱轮[7]的长孔W0]内。输入端密封0型圈[32]可以采用标准的0型橡胶密封圈。第三轴承[33]可以采用普通标准滚柱轴承、球轴承或其它轴承。输出销固定圈[34]用来固定输出销的一端，并通过第三轴承[33]和输入端轴承环[5]装入到主壳体W]内输入端中心线位置，将输出销的受力分解到主壳体。轴承挡圈[35]是一标准轴承挡圈，与第一轴承[3]配合使用。端盖镙栓[36]为标准普通镙栓，用来将输入端盖W]以及输出端盖[19]与主壳体[6]连接。本实施例的装配步骤如下1.将第二偏心体[29]与第六轴承[30]配合组装，第一偏心体[28]与第五轴承 [27]配合组装(共两件第二偏心体[29]和第六轴承[30])(第一组件)。2.将第一 U槽轮[8]装配到第一组件中的第五轴承[27]上，第二 U槽轮[11]装配到第一组件中的第六轴承[30]上(共两件第二 U槽轮[11])(第二组件)。3.将柱轮[7]的每个多孔轮装入主壳体W]内，由四个键和键槽吻合装配。装入主壳体W]的同时，将第二组件中第一 U槽轮[8]、U槽轮隔环[10]和第二 U槽轮[11]与多孔轮交替装入壳体。其顺序为多孔轮一U槽轮一U槽轮隔环+多孔轮一U槽轮一U槽轮隔环+多孔轮一U槽轮一多孔轮。组装后的第一 U槽轮[8]和第二 U槽轮[11]在柱轮 [7]的轴向中间(第三组件)。4.将滚柱[9]插入第三组件中柱轮[7]内的长孔W0]中(第四组件)。5.将滚柱弹簧[31]安装在第四组件中柱轮[7]的两侧面，并将滚柱[9]定位在长孔W0]的槽底(第五组件)。6.将第一轴承[3]、轴承挡圈[35]与输入轴[1]装配，并将输入轴[1]通过第二偏心体键[25]和第一偏心体键[26]与第五组件中的第二偏心体[29]和第一偏心体[28] 组装，组装后将输入轴[1]的出端装配上隔环[22]、第二轴承[24]和轴承挡圈[23](第六
11组件)。7.将第四轴承[16]和轴承定位圈[21]与输出轴[20]组装(a组件)。8.将输出销[13]安装入a组件中输出轴[20]输入端面上的销孔Wl]内，并将输出销套[12]套在输出销[13]上。(b组件)9.将b组件中的输出销套安装入第六组件中第一 U槽轮和第二 U槽轮重叠的输出销孔[38]内，将第六组件中输入轴[1]的输出端第二轴承[24]与b组件中输出轴[20]的入端配合组装，将输出销固定圈[34]与输出销[13]的另一端组装，装配完成后将第三轴承 [33]与输出销固定圈[34]配合组装。(第七组件)10.将输入端轴承环[5]安装入第七组件中的第三轴承[33]和主壳体[6]之间。 (第八组件)11.将第一密封圈[2]装入输入端盖[4]的密封圈位置，将输入端密封0型圈[32] 装入输入端盖W]的0型槽内，然后将输入端盖[4]与第八组件中的输入轴[1]的入端组装，组装到位后采用端盖镙栓[36]将输入端盖[4]与主壳体[6]紧固连接(第九组件)。12.将输出端轴承环[15]安装入第九组件中的第四轴承[16]和主壳体[6]之间。 (第十组件)13.将第二密封圈[18]装入输出端盖[19]的密封圈位置，将输出端密封0型圈 [17]装入输出端盖[19]的0型槽内，然后将输出端盖[19]套入第十组件中输出轴[20]的输出端，组装到位后采用端盖镙栓[36]将输出端盖[19]与第十组件中的主壳体[6]紧固连接，并将加油和透气孔帽[14]安装在主壳体[6]上。14.装配完毕。
权利要求
1.一种少齿差滚柱啮合传动机构，它包括输入轴[1]、组成少齿差齿轮副的U槽轮、柱轮[7]和滚柱[9]，U槽轮和柱轮[7]之间通过滚柱[9]啮合传递动力，输入轴[1]驱动U 槽轮，U槽轮有沿着圆周向外均布的U型槽，其特征在于所述U槽轮作为少齿差齿轮副的外齿轮，包括第一 U槽轮[8]和第二 U槽轮[11]；所述柱轮[7]作为少齿差齿轮副的内齿轮；输入轴[1]通过偏心体驱动U槽轮，所述偏心体包括第一偏心体[28]和第二偏心体[29]；所述柱轮[7]由两只或两只以上圆盘状多孔轮并排组合而成，并排的多孔轮之间有轴向间距，所有多孔轮沿着圆周加工有nl个均勻分布的长孔[40]，所述并排多孔轮上相对的长孔W0]形成柱轮[7]上nl排长孔，每排长孔内装有一根滚柱[9]；组合后形成少齿差齿轮副啮合的U槽轮与柱轮[7]的结构为每个U槽轮分别布置在柱轮[7]的多孔轮之间的轴向间距内，第一 U槽轮[8]和第二 U槽轮[11]分别通过第一偏心体[28]和第二偏心体[29]在轴线两侧对称偏心组装在输入轴[1]的中间段，柱轮[7] 通过滚柱[9]与U槽轮上的U型槽[37]形成多排的少齿差滚柱啮合；其中，柱轮[7]上有nl排长孔，U槽轮上有n2排U型槽，n2<nl，其差值nl-n2即是少齿差齿轮副中的齿数差，nUn2是整数。
2.根据权利要求1所述的传动机构，其特征在于所述U槽轮为一沿圆周均布U型槽的园轮，第一 U槽轮[8]和第二 U槽轮[11]可以是一个或多个U槽轮并排组合，每个U槽轮沿着圆周加工有n2个U型槽[37]，并排U槽轮上相对的U型槽[37]形成η2排U型槽； 在轴线两侧对称偏心布置的第一 U槽轮[8]和第二 U槽轮[11]采用相同结构或等重量体。
3.根据权利要求1所述的传动机构，其特征在于所述柱轮[7]上的每排长孔W0]内装有一根滚柱[9]；滚柱[9]作为内齿轮的“活齿”，形成柱轮[7]和U槽轮之间的啮合。
4.根据权利要求1所述的传动机构，其特征在于滚柱[9]通过滚柱弹簧[31]定位于长孔W0]中，可以在长孔W0]内有径向小位移，以避开径向干涉。
5.根据权利要求1所述的传动机构，其特征在于滚柱弹簧[31]为一根金属或橡胶有弹性的弹性圈，套在滚柱[9]上。
6.根据权利要求1所述的传动机构，其特征在于滚柱弹簧[31]也可以采用nl根圆柱弹簧安装在长孔W0]中。
7.根据权利要求1所述的传动机构，其特征在于滚柱弹簧[31]可以是蝶簧、橡胶弹簧、钢丝弹簧、异型弹簧或板簧等。
8.根据权利要求1所述的传动机构，其特征在于柱轮[7]通过柱轮键槽[39]固定在主壳体W]内壁上。
9.根据权利要求1所述的传动机构，其特征在于所述U槽轮中间有轴孔W2]用来与滚柱轴承[28]配合组装，该轴孔周围还有数个输出销孔[38]，用来安装输出销套[12]。
10.根据权利要求1所述的传动机构，其特征在于所述第二偏心体[29]和第一偏心体[28]为等偏心量，以消除偏心造成的偏心载荷。
11.根据权利要求1所述的传动机构，其特征在于所述偏心体可以由多个独立部件组成，也可以是一体式。
12.根据权利要求1所述的传动机构，其特征在于所述偏心体是一带有键槽的偏心圆环。
13.根据权利要求1所述的传动机构，其特征在于所述U槽轮可以是一体式U槽轮， 也可以是多个U槽轮的组合。
14.根据权利要求1所述的传动机构，其特征在于输入轴[1]由入端、中间段和出端三部分圆柱体组成，其中心线重合，所述第一偏心体[28]和第二偏心体[29]安装在输入轴 [1]的中间段，输入轴[1]出端的圆柱体通过第二轴承[24]与输出轴[20]的入端孔配合组装；输入轴[1]入端的圆柱体上有键槽，与电机连接；输入轴[1]入端圆柱体通过第一轴承[3]和第一密封圈[2]与输入端盖W]中心孔配合组装。
15.根据权利要求1所述的传动机构，其特征在于输入轴[1]中间段上可以直接安装偏心轴承，同样可以达到安装偏心体和普通轴承的效果。
16.一种采用如权利要求1所述的少齿差滚柱啮合传动机构的减速机，由少齿差滚柱啮合传动机构和偏心扭矩同轴输出机构组成，其特征在于它包括主壳体W]、输入端盖[4]、柱轮[7]、第一U槽轮[8]、第二 U槽轮[11]、滚柱[9]、输入轴[1]、第一偏心体[28], 第二偏心体口9]、输出销套[12]、输出销[13]、输出轴[20]、输出端盖[19]、输出端轴承环 [15]以及轴承和密封圈；其中少齿差滚柱啮合传动机构的结构为输入轴[1]、组成少齿差齿轮副的U槽轮、柱轮[7]和滚柱[9]，U槽轮和柱轮[7]之间通过滚柱[9]啮合传递动力，输入轴[1]驱动U槽轮，U槽轮有沿着圆周向外均布的U型槽， 其中所述U槽轮作为少齿差齿轮副的外齿轮，包括第一 U槽轮[8]和第二 U槽轮[11]；所述柱轮[7]作为少齿差齿轮副的内齿轮；输入轴[1]通过偏心体驱动U槽轮，所述偏心体包括第一偏心体[28]和第二偏心体[29]；所述柱轮[7]由两只或两只以上圆盘状多孔轮并排组合而成，并排的多孔轮之间有轴向间距，所有多孔轮沿着圆周加工有nl个均勻分布的长孔[40]，所述并排多孔轮上相对的长孔W0]形成柱轮[7]上nl排长孔，每排长孔内装有一根滚柱[9]；组合后形成少齿差齿轮副啮合的U槽轮与柱轮[7]的结构为每个U槽轮分别布置在柱轮[7]的多孔轮之间的轴向间距内，第一 U槽轮[8]和第二 U槽轮[11]分别通过第一偏心体[28]和第二偏心体[29]在轴线两侧对称偏心组装在输入轴[1]的中间段，柱轮[7] 通过滚柱[9]与U槽轮上的U型槽[37]形成多排的少齿差滚柱啮合；其中，柱轮[7]上有nl排长孔，U槽轮上有n2排U型槽，n2<nl,其差值nl-n2即是少齿差齿轮副中的齿数差，nUn2是整数；偏心扭矩同轴输出机构结构为由第一 U槽轮[8]和第二 U槽轮[11]、输出销套[12]、输出销[13]、输出销固定圈 [34]、输出轴[20]、第三轴承[33]、第四轴承[16]、输入端轴承环[5]和输出端轴承环[15] 等组成。输出销[13] —端插入输出轴[20]的销孔Wl]内，中间通过输出销套[12]穿过所有U槽轮上的输出销孔[38]，另一端安装有输出销固定圈[34]，输出销固定圈[34]通过第三轴承[33]和输入端轴承环[5]安装在主壳体W]内输入端中心线位置，输出轴[20] 通过第四轴承[16]和输出端轴承环[15]安装在主壳体W]内输出端中心线位置。
17.根据权利要求16所述的减速机，其特征在于所述输出机构通过输入轴[1]将扭矩传递到偏心体和U槽轮，U槽轮与柱轮[7]的啮合过程中，将通过穿过U槽轮的输出销[13]将扭矩传递到输出轴[20],
18.根据权利要求16所述的减速机，其特征在于输入轴[1]穿过输出销固定圈[34] 的中间孔，其主中心线与输出轴[20]同轴心。
19.一种偏心扭矩同轴输出机构，用于如权利要求16所述的少齿差滚柱啮合传动机构的减速装置，其特征在于该偏心扭矩同轴输出机构的结构为由第一 U槽轮[8]和第二 U槽轮[11]、输出销套[12]、输出销[13]、输出销固定圈 [34]、输出轴[20]、第三轴承[33]、第四轴承[16]、输入端轴承环[5]和输出端轴承环[15] 等组成。输出销[13] —端插入输出轴[20]的销孔Wl]内，中间通过输出销套[12]穿过所有U槽轮上的输出销孔[38]，另一端安装有输出销固定圈[34]，输出销固定圈[34]通过第三轴承[33]和输入端轴承环[5]安装在主壳体W]内输入端中心线位置，输出轴[20] 通过第四轴承[16]和输出端轴承环[15]安装在主壳体W]内输出端中心线位置。
20.根据权利要求19所述的输出机构，其特征在于第一U槽轮[8]与第二U槽轮[11] 为输入轴[1]中心轴线两侧对称偏心布置。
21.根据权利要求19所述的输出机构，其特征在于它有数个输出销[13]和等数量的输出销套[12]组成，输出销套[12]内装有输出销[13]，并同时穿过由第一 U槽轮[8]和第二 U槽轮[11]上的输出销孔[38]经轴线两侧对称偏心布置的重叠孔中。
22.根据权利要求19所述的减速机，其特征在于输出销固定圈[34]为一带凸肩的园环结构，加工有与输出轴[20]上同数量和尺寸布置的销孔Wl]。
23.根据权利要求19所述的减速机，其特征在于输出销固定圈[34]安装在主壳体 [6]输入端的中心线位置，并与输出轴[20]中心线同心。
全文摘要
本发明涉及一种新型传动装置，通过结合链齿传动中多排链和多排齿啮合以及齿轮传动中的少齿差原理，实现多排和同时多齿啮合的大速比和大扭矩变速传动。该发明中是用U槽轮替代少齿差齿轮传动的外齿轮，柱轮替代内齿轮。U槽轮可以是单个或多个U槽轮组合而成，U槽轮沿着圆周加工有多个均布的U型槽。柱轮为两排或两排以上带有多个均布长孔的园轮，长孔内布置有滚柱，滚柱在长孔中由弹簧定位，传动时滚柱作滚动或滑动，以避开传动中的径向干涉。因此实现了U槽轮和柱轮通过滚柱啮合的少齿差传动副。本发明中的减速机利用滚柱啮合少齿差原理，实现大速比和大扭矩输出、结构简单，体积小、使用寿命长。
文档编号F16H57/02GK102287490SQ201110082338
公开日2011年12月21日 申请日期2011年4月2日 优先权日2010年6月18日
发明者不公告发明人 申请人:姚杰, 顾仲球