一种摆珠式减速机的防自转机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种结构简单紧凑的摆珠式减速机的防自转机构，该机构设置在壳体内并通过轴承套接在传动轴外侧，传动轴一端安装于壳体内部，另一端安装在输入轴上；该机构包括通过轴承套接于传动轴外侧的支承板，所述支承板与壳体内部之间设置有滚珠和滚珠的运动区间；所述运动区间是指壳体内部端面设置的孔和支承板一侧面设置的轨迹槽；所述滚珠放置在孔内。本实用新型摆珠式减速机的防自转机构结构简单，而且加工难度小，从而实现在保持减速机传动效率的同时可简化减速机内部结构、降低减速机体积，进而降低减速机的生产成本；而且防自转机构为一组滚珠啮合，从而减少了啮合接触面，减少了接触弹性变形环节，进而增强减速机的传动刚性。
【专利说明】一种摆珠式减速机的防自转机构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机械传动减速的【技术领域】，更具体地说，涉及一种减速机的防自转机构。
【背景技术】
[0002]在各类传动机械设计中，摆线针轮减速机具有减速比大和体积小等优点而逐步替代齿轮减速机和蜗杆减速机，并作为驱动或减速装置广泛应用在速度与扭矩的转换设备中。但是由于摆线针轮减速机结构十分复杂，加工精度要求高，而且在设计和安装过程中要留有一定的工艺间隙，导致工作时转动不够平稳、噪声大和转动效率低，已经满足不了现代机械设计发展的需要。
[0003]在现有技术中，利用滚珠来进行传动能够大幅度简化传动环节，从而简化内部结构，大大提高了减速比、扭矩和传动效率。因此，利用滚珠来进行传动的减速机也营运而生。利用滚珠来进行传动的减速机与一般的行星轮减速机一样都具有壳体、输入轴、输出轴、设置在输入轴上的偏心轴、安装在偏心轴外的偏心盘、以及与输出轴连成一体的输出盘。该减速机的主要特点是偏心盘和输出盘之间的摆线啮合传动关系是通过夹持在两盘端面摆线滚道内的滚珠实现的。在传动过程中，偏心盘被一个防自转机构限制只能绕输入轴公转而不能自转，而输入轴高速转动，通过防自转机构限制偏心盘自转而只作平动；此时，偏心盘和输出盘通过滚珠啮合，使得速度进行分流，减速推动输出盘绕输出轴旋转，从而输出轴减速输出。
[0004]专利号为99202368.8的一种密珠摆线钢球减速器公开了一种防自转机构，该防自转机构与动力输出机构组合形成减速器。该防自转机构由两侧面都开设长槽的十字滑板机构以及十字滑板机构两侧的保持架组成，十字滑板机构和保持架之间均设有防自转钢球。虽然该防自转机构可有效限制偏心盘只能绕输入轴公转或水平摆动而不能自转，但是其采用两层滚珠的结构使得传动结构复杂，导致减速机的内部空间利用率低，从而增大减速机的体积；并在十字滑板机构两侧面开槽使得减速机的加工难度大，从而提高了减速机的生产成本。
[0005]因此，在保持减速机传动效率的同时，如何简化减速机内部结构、降低减速机体积小和重量以及节能降耗显得尤为重要。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种结构简单和加工难度小的摆珠式减速机的防自转机构，从而实现在保持减速机传动效率的同时可简化减速机内部结构、降低减速机体积，进而降低减速机的生产成本。
[0007]为了达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案予以实现:一种摆珠式减速机的防自转机构，设置在壳体内并通过轴承套接在传动轴外侧，传动轴一端安装于壳体内部，另一端安装在输入轴上；其特征在于:包括通过轴承套接于传动轴外侧的支承板，所述支承板与壳体内部之间设置有滚珠和滚珠的运动区间；所述运动区间是指壳体内部端面设置的孔和支承板一侧面设置的轨迹槽；所述滚珠放置在孔内。
[0008]在上述方案中，支承板为防自转机构的一个部件，同时也作为现有减速机内的偏心盘。当输入轴高速转动，传动轴可使支承板的中心作以偏心量为半径的圆周运动，此时，放置在孔内的滚珠在对应的轨迹槽内滚动或滑动，从而限制了支承板自转并对支承板传递横向压力，实现支承板在水平方向往复摆动，最后通过支承板与动力输出机构的啮合，将输入轴的转动减速传递至减速机的输出轴。另一方面，防自转机构由两组滚珠啮合改进为一组滚珠啮合，从而减少了啮合接触面，减少了接触弹性变形环节，进而增强减速机的传动刚性。
[0009]更具体地说，所述轨迹槽为两两相互独立的圆轨迹槽。每个轨迹槽为圆轨迹槽，可实现滚珠在圆轨迹槽内做运动，来限制支承板的自转。
[0010]所述轨迹槽设置在支承板一侧面上的位置与所述孔的位置相对应。
[0011]所述轨迹槽的内径大于滚珠的直径。轨迹槽的内径的大小决定了支承板往复摆动的幅度。
[0012]所述轨迹槽的中心设置有尖部。本实用新型尖部的设置和轨迹槽设计为圆轨迹槽，可使得滚珠在轨迹槽内做圆周运动来限制支承板的自转，从而更好地实现防自转功能。
[0013]所述孔为孔径与滚珠外径相匹配的半圆孔。
[0014]所述支承板为圆环形支承板，其内圆通过轴承套接于传动轴外侧。
[0015]所述轨迹槽设置在支承板一侧面上的位置与所述孔的位置相对应是指:每个轨迹槽均匀设置在支承板一侧面的圆环面上，并且每个轨迹槽的圆心连线形成圆环的同心圆，轨迹槽的位置与所述孔的位置相对应。
[0016]所述滚珠、孔和轨迹槽的数量相等。
[0017]所述传动轴为凸轮轴或偏心轴。凸轮轴能减小摩擦和磨损，而且传递给支承板较大的动力。
[0018]与现有技术相比，本实用新型具有如下优点与有益效果:
[0019]1、本实用新型摆珠式减速机的防自转机构结构简单，而且加工难度小，从而实现在保持减速机传动效率的同时可简化减速机内部结构、降低减速机体积，进而降低减速机的生产成本。
[0020]2、本实用新型的防自转机构由两组滚珠啮合改进为一组滚珠啮合，从而减少了啮合接触面，减少了接触弹性变形环节，进而增强减速机的传动刚性。
[0021]3、本实用新型的防自转机构不需要设置保持架，提高了减速机的结构紧凑性，同时也增加了滚珠与支承板一侧面的接触域，从而提高减速机的承载能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型摆珠式减速机的结构示意图；
[0023]图2是壳体内部端面的示意图；
[0024]图3是减速机防自转机构中支承板一侧面上设置有轨迹槽的示意图；
[0025]图4是本实用新型摆珠式减速机的防自转机构结构示意图；
[0026]图5是减速机动力输出机构中支承板另一侧面设置有孔二的示意图；
[0027]图6是减速机动力输出机构中输出轴端面设置有轨迹槽的示意图；
[0028]图7是图1中A处放大图；
[0029]其中，I为壳体、2为轴承、3为凸轮轴、4为支承板、5为滚珠、6为孔、7为轨迹槽、8为尖部、9为轴承二、10为输出轴、11为轨迹槽二、12为孔二、13为滚珠二、14为外壳。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的描述。
[0031]实施例一
[0032]如图1至7所示，本实用新型的摆珠式减速机的防自转机构是设置在壳体I内并通过轴承套接在凸轮轴3外侧，凸轮轴3 —端安装于壳体I内部，另一端安装在输入轴上。本实用新型的防自转机构包括通过轴承2套接于凸轮轴3外侧的支承板4，其中，支承板4与壳体I内部之间设置有滚珠5和滚珠的运动区间，该运动区间是指壳体I内部端面设置的孔6和支承板4 一侧面设置的轨迹槽7，而孔6为孔径与滚珠5外径相匹配的半圆孔，滚珠5放置在孔6内。本实用新型的滚珠5、孔6和轨迹槽7的数量相等，传动轴也可采用偏心轴代替凸轮轴3进行传动。
[0033]本实用新型的支承板4为圆环形支承板，其内圆通过轴承2套接于凸轮轴3外侧。而轨迹槽7为两两相互独立的圆轨迹槽，每个轨迹槽7均匀设置在支承板4 一侧面的圆环面上，并且每个轨迹槽7的圆心连线形成圆环的同心圆，轨迹槽7的位置与孔6的位置相对应。为了实现滚珠5在圆轨迹槽内做圆周运动来限制支承板4的自转，轨迹槽7的内径大于滚珠5的直径，而且轨迹槽7的中心设置有尖部8。
[0034]本实用新型的防自转机构结构简单、加工难度小，该机构可以与动力输出机构组合一起形成减速机。动力输出机构是与壳体I连接并通过轴承套接在凸轮轴3外侧，具体包括通过轴承二 9套接于凸轮轴3外侧的输出轴10，该输出轴10为一个轴承，其外套接有外壳14，外壳14与壳体I连接。支承板4与输出轴10之间设置有滚珠二 13和滚珠二 13的运动区间；该运动区间是指输出轴10端面设置的轨迹槽二 11和支承板4另一侧面设置的孔二 12，滚珠二 13放置在孔二 12内。轨迹槽二 11在输出轴端面形成具有波数的摆线封闭导槽，而孔二 12为孔径与滚珠二 13外径相匹配的半圆孔，孔二 12的数量与滚珠二 13的数量相同。
[0035]本实用新型的防自转机构与上述的动力输出机构组合形成的减速机结构简单紧凑，而且无齿轮传动能达到理想减速效果。该减速机减速的工作原理是这样的:支承板4可为防自转机构的一个部件，同时也作为减速机内的偏心盘。当输入轴高速转动，凸轮轴3可使支承板4的中心作以偏心量为半径的圆周运动，此时，放置在孔6内的滚珠5在对应的轨迹槽7内滚动或滑动，从而限制了支承板4自转并对支承板4传递横向压力，实现支承板4在水平方向往复摆动。同时，在支承板4水平方向往复摆动过程中，放置在孔二 12内的滚珠二 13在轨迹二槽11内滚动或滑动，并对输出轴10施加运动作用力，使得支承板4另一侧面以滚珠作为媒介啮合件来实现与输出轴10端面啮合，从而实现凸轮轴3每转动360°，输出轴10在滚珠二 13的运动压力作用下偏移一定量的转动角度，进而将输入轴的转动减速传递至减速机的输出轴10，以达到减速的效果。
[0036]在减速机的工作过程中，由于防自转机构由两组滚珠啮合改进为一组滚珠5啮合，从而减少了啮合接触面，减少了接触弹性变形环节，进而增强减速机的传动刚性。而且动力输出机构中的滚珠二 13的运动区间是采用半圆孔与轨迹槽二 11的结合，相对于现有的采用内摆线滚道和外摆线滚道两个轨迹槽形成的运动区间来说，则不存在滚珠二 13在内摆线滚道和外摆线滚道滚动时产生的相位差，可有效避免滚珠二在两个轨迹槽滚动时相互抵消输出的转动角度的现象，因此，本实用新型的减速机采用半圆孔与轨迹槽二 11的结合可有效提高减速机的减速比和传动效率。本实施例的减速机的减速比大，零间隙，转动效率可达到85-90%，而且低噪音，转动平稳可靠。
[0037]实施例二
[0038]本实施例与实施例一不同之处仅在于:本实用新型的防自转机构代替专利号为99202368.8中的防自转机构，与动力输出机构连接组合，形成一种新的减速机。本实施例中的防自转机构的结构与实施例--致。本实施例的防自转机构、轨迹槽和支承板如图2、
3和4所示。
[0039]本实施例的减速机的结构是这样的:防自转机构的结构与实施例一的防自转机构的结构相同，支承板可为防自转机构的一个部件，同时也作为减速机内的偏心盘，而动力输出机构采用专利号为99202368.8的输出轴和输出盘。本实施例中，支承板的另一侧面开有内摆线滚道，输出盘与输出轴连成一体并在侧面开有外摆线滚道，支承板与输出盘的两滚道间密集装有传动钢球，内、外摆线滚道与传动钢球形成啮合传动。输出盘支承在机壳孔内的轴承中，输入轴支承在壳体的轴承和输出盘孔内的轴承中，输入轴上的偏心轴支承有支承板孔内的轴承中，壳体与机壳用螺钉固紧。
[0040]本实施例的减速机工作原理:当输入轴高速转动，偏心轴可使支承板的中心作以偏心量为半径的圆周运动，此时，放置在孔内的滚珠在对应的轨迹槽内滚动或滑动，从而限制了支承板自转并对支承板传递横向压力，实现支承板在水平方向往复摆动。同时，在支承板水平方向往复摆动过程中，传动钢球在内、外摆线滚道之间滚动或滑动，并对与输出轴连成一体的输出盘施加运动作用力，使得支承板另一侧面与输出盘啮合，实现偏心轴每转动360°，输出轴在传动钢球的运动压力作用下偏移一定量的转动角度，从而将输入轴的转动减速传递至减速机的输出轴，以达到减速的效果。
[0041]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种摆珠式减速机的防自转机构，设置在壳体内并通过轴承套接在传动轴外侧，传动轴一端安装于壳体内部，另一端安装在输入轴上；其特征在于:包括通过轴承套接于传动轴外侧的支承板，所述支承板与壳体内部之间设置有滚珠和滚珠的运动区间；所述运动区间是指壳体内部端面设置的孔和支承板一侧面设置的轨迹槽；所述滚珠放置在孔内。
2.根据权利要求1所述的摆珠式减速机的防自转机构，其特征在于:所述轨迹槽为两两相互独立的圆轨迹槽。
3.根据权利要求1所述的摆珠式减速机的防自转机构，其特征在于:所述轨迹槽设置在支承板一侧面上的位置与所述孔的位置相对应。
4.根据权利要求1所述的摆珠式减速机的防自转机构，其特征在于:所述轨迹槽的内径大于滚珠的直径。
5.根据权利要求1所述的摆珠式减速机的防自转机构，其特征在于:所述轨迹槽的中心设置有尖部。
6.根据权利要求1所述的摆珠式减速机的防自转机构，其特征在于:所述孔为孔径与滚珠外径相匹配的半圆孔。
7.根据权利要求3所述的摆珠式减速机的防自转机构，其特征在于:所述支承板为圆环形支承板，其内圆通过轴承套接于传动轴外侧。
8.根据权利要求7所述的摆珠式减速机的防自转机构，其特征在于:所述轨迹槽设置在支承板一侧面上的位置与所述孔的位置相对应是指:每个轨迹槽均匀设置在支承板一侧面的圆环面上，并且每个轨迹槽的圆心连线形成圆环的同心圆，轨迹槽的位置与所述孔的位置相对应。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的摆珠式减速机的防自转机构，其特征在于:所述滚珠、孔和轨迹槽的数量相等。
10.根据权利要求1所述的摆珠式减速机的防自转机构，其特征在于:所述传动轴为凸轮轴或偏心轴。
【文档编号】F16H1/28GK204127214SQ201420543407
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】卢新建, 廖绪森, 陈飞龙 申请人:佛山市诺尔贝机器人技术有限公司