专利名称：共轭曲线减速器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种减速装置，特别涉及共轭曲线减速器。
目前减速装置种类很多，以齿轮减速器应用最广，但齿轮减速器体积大，噪音高，不平稳，效率低，而且一个减速器也很难实现大传动比，尽管行星轮减速器能实现大传动比，但它也是齿轮结构，因此上述缺点并没有真正解决，蜗轮蜗杆减速器也可以实现大传动比，但其效率较低，且需要大量的有色铜材料，成本较高。谐波齿轮减速器尽管具有体积小，传动比大效率高的优点，但谐波齿轮减速器的柔轮加工很困难，而且对柔性轴承的材料及制造精度要求较高，因此在实际中应用还较少。
本实用新型的目的在于设计一种体积小、结构简单、传动平稳、噪音低的共轭曲线减速器。
本实用新型的又一个目的在于找到满足功率及传动比的输入、输出盘上的共轭曲线滚道方程。
本实用新型是这样实现的箱体和端盖的结构其本相同，二者所构成的内腔为“凸”十字型，其内至少装有一套共轭传动组件，共轭传动组件由输入盘、槽盘、滚珠、输出盘组成，输入盘上的共轭曲线滚道周期为T入＝1，输出盘上的共轭曲线滚道周期为T出＝1+2n(n为自然数)，每组输入、输出盘上的共轭曲线滚道尺寸相同，其横截面皆为圆弧，圆弧半径和滚珠半径相同或稍大，槽盘上有均布的径向长孔，滚珠装在槽盘的长孔内，同时嵌装在输入、输出盘上的滚道内，滚珠只能沿长孔滚动或滑动，输入、输出盘通过槽盘上的滚珠相连，实现动力传递；输入、输出盘为法兰式结构，中心有内孔，输入盘内孔有键槽，输入轴穿过输出盘内孔与输入盘配合，输出盘内孔有花键，与输出轴配合，输入盘和输出盘分别通过轴承与端盖和箱体固定，箱体、槽盘及端盖用螺钉固定。
本实用新型输入、输出盘上的共轭曲线滚道方程为ρ＝r+AsinTθ，(ρ---共轭曲线矢径，θ---共轭曲线矢径与起始矢径夹角，T---共轭曲线周期)，其中基圆半径r≥(D+d1/4(D---相当轴承外径，d---相当轴承内径)，振幅A＝r/(T·tgα)，具中α≤45度。
本实用新型与现有技术相比具有下列优点1)由于采用共轭曲线滚珠减速，因此体积小，传动平稳，噪音低；2)可以实现大传动比；3)传动效率高，实测传动比为1∶49时，传动效率η＝96～98％；4)由于采用同端输入、输出，在一些特殊减速装置中，其安装体积更小，更适用，如电葫芦，工厂用流水线传送带等，5)由于动力只能从输入轴向输出轴传递，即具有反向自锁功能，在起吊重物场合使用更保险；6)预紧实现无间隙传动；7)结构简单，易加工制造，成本低，是减速器的换代产品。
以下结合附图进行详细说明。
图1为本实用新型剖视图；图2为本实用新型输入盘右视图；图3为本实用新型输出盘左视图。
图1为本实用新型两套传动组件实施例，箱体7和端盖2的结构基本相同，只是箱体7的宽度较大，与端盖2子口配合。二者组成的内腔为“凸”十字形，其内装有两套共轭传动组件，第一套共轭组件的输入盘3通过轴承固定在端盖2上，输入盘3为法兰式结构，中心有内孔，内孔上有键槽，用来与输入轴8配合。第二套共轭组件输出盘6通过轴承固定在箱体7上，箱体7也为法兰式结构，中心有内孔，内孔上有滑键，用来和输出轴(图中未画出)配合。第一套共轭组件的输入盘3与第二套共轭组件的输出盘6相对面上各有一条共轭曲线滚道，如图2、3所示。其中输入盘3上的滚道13周期为T入＝1，输出盘6为T出＝1+2n，n为自然数。在输入盘3和输出盘6之间有中间盘4，中间盘4的两端面上都有一条共轭曲线滚道，它既是第一套共轭组件的输出盘，又是第二套共轭组件的输入盘。与输入盘3紧靠的中间盘4的端面上的共轭曲线周期为T出1＝1+2n，n为自然数，与输出盘6紧靠的中间盘4端面上的共轭曲线周期为T入＝1。其中第一套和第二套共轭组件的传动比可以相同，也可以不同，即n的取值可以相同也可以不同。中间盘4、输入盘3和输出盘6之间各有一槽盘12和11，两个槽盘12、11结构相同，其上有均布的径向长孔15，每个长孔15内放入一粒滚珠10，滚珠10只能沿槽盘12、11上的长孔15滚动或滑动，它还嵌在输入盘3、中间盘4及输出盘6端面上的共轭曲线滚道13、14内，用滚珠10传递扭矩。两个槽盘12、11的内孔靠滑套9的凸肩定位，其凸肩宽度比中间盘4稍厚一点，以保证中间盘4能转动，滑套9外径与中间盘4内径为间隙配合，滑套9的内孔与输入轴8为间隙配合。两个槽盘12、11外端面之间有挡圈5，挡圈5的厚度与滑套9凸肩的宽度相同，挡圈5内孔和外径分别与中间盘4和箱体2间隙配合。在槽盘12、11与挡圈5，以及槽盘12、11与滑套9凸肩之间还可以有垫圈(图中未画出)，以调整中间盘4与槽盘12、11，以及中间盘4与输入、输出盘3、6之间的间隙，以达到最佳传动状态。在挡圈5、两槽盘12、11端面上有对应的孔，与之对应的端盖2和箱体7上也分别有孔和螺纹孔，螺钉1穿过端盖2、槽盘12、11、挡圈5上的孔旋合在箱体7的螺纹孔内，将槽盘12、11、挡圈5及滑套9固定，而输入盘3、中间盘4、输出盘6可以转动，调整合适可以实现无间隙传动。端盖2的内孔处可以有密封盖(图中未画出)。上述实施例只有一个中间盘4，即两组共轭组件，根据传动比的需要可以没有中间盘4，或者有多个中间盘4。上述的每组共轭曲线滚道的横截面的圆弧半径要和本组滚珠10的半径相同，但各组共轭曲线滚道及滚珠10半径可以相同，也可以不同。各盘上的共轭曲线滚道轨迹是本实用新型关键技术，按照常规的设计及加工习惯，往往加工出的共轭曲线滚道在200转/分(输入轴8转速)左右时，即出现相互锁死无法转动现象，而且转动时噪音也很大。下面对共轭曲线滚道轨迹作进一步的阐述。共轭曲线的方程为ρ＝r+A.SinTθ，其中ρ---共轭曲线的矢径，θ---共轭曲线任意矢径与起始矢径夹角，T---共轭曲线的周期，r---共轭曲线的基圆半径，A---共轭曲线的振幅。要确定共轭曲线的轨迹方程，关键是确定r和A。根据功率及传动比计算出受力F，按额定动负荷选择相当轴承负荷，按周期变化，中等冲击计算，选择1000900型或7000100型的深沟球轴承，参照《机械设计手册》第三版、第二卷3.3第118页，由C＝fnfmfdF/fnfr≤C0a来选择相当轴承的内径d和外径D。取共轭曲线的基圆半径r≥(D+d)/4，取滚珠直径B≥(D-d)/4，共轭曲线滚道振幅为A＝r/T·tgα，其中压力角α≤35度。上述共轭曲线基圆半径r和滚珠直径B取值越大，本实用新型结构越大，但承载能力越强，通常情况下取等于号，压力角α取值越小，振幅A越大，本实用新型结构越大但传动越平稳，噪音也越小，传动比也可以越大。
权利要求1.一种共轭曲线减速器，其特征在于箱体(7)和端盖(2)的结构基本相同，二者构成的内腔为“凸”十字型，其内至少装有一套共轭传动组件，共轭传动组件有轴入盘(3)、槽盘(12)、(11)、滚珠(10)、输出盘(6)组成，输入盘(3)上的共轭曲线滚道周期为T入＝1，输出盘(6)上的共轭曲线滚道周期为T出＝1+2n(n为自然数)，每一组输入盘(3)、输出盘(6)上的共轭曲线滚道尺寸相同，其横截面皆为圆弧，圆弧半径和滚珠(10)半径相同或稍大，槽盘(12)、(11)上有均布的径向长孔(15)，滚珠(10)装在槽盘(12)、(11)的长孔(15)内，同时嵌装在输入、输出盘(3)、(6)上的滚道(13)、(14)内，滚珠(10)只能沿长孔(15)滚动或滑动，输入、输出盘(3)、(6)通过槽盘(12)、(11)上的滚珠相连，实现动力传递；输入、输出盘(3)、(6)为法兰式结构，中心有内孔，输入盘(3)内孔有键槽，输入轴(8)穿过输出盘(6)内孔与输入盘(3)配合，输出盘(6)内孔有滑键，与输出轴配合，输入盘(3)和输出盘(6)分别通过轴承与端盖(2)和箱体(7)固定，箱体(7)、槽盘(12)、(11)及端盖(2)用螺钉(1)固定。
2.根据权利要求1所述的减速器，其特征在于在输入盘(3)和输出盘(6)之间有中间盘(4)，中间盘(4)的两端面上都有一条共轭曲线滚道，它既是第一套共轭组件的输出盘，又是下一套共轭组件的输入盘，与输入盘(3)紧靠的中间盘(4)的端面上的共轭曲线滚道周期为T出＝1+2n(n为自然数)，与输出盘(6)紧靠的端面上的共轭曲线周期为1；中间盘(4)与输入盘(3)之间，以及中间盘(4)与中间盘(4)或输出盘(6)之间分别有槽盘(12)、(11)，各槽盘(12)、(11)的内孔靠滑套(9)的凸肩定位，滑套(9)的内孔与输入轴(8)间隙配合，槽盘(12)与槽盘(11)之间有挡圈(5)，在对应于端盖(2)及箱体(7)上的螺钉孔处的槽盘(12)、(11)和挡圈(5)亦有螺钉孔。
3.根据权利要求2所述的减速器，其特征在于可以没有中间盘(4)，或者有多个中间盘(4)。
4.根据权利要求1所述的减速器，其特征在于每组共轭曲线滚道横截面的圆弧半径和本组滚珠(10)的半径相同或稍大，但各组共轭曲线滚道及滚珠(10)半径可以相同，也可以不同。
5.根据权利要求1所述的减速器，其特征在于各组共轭组件传动比可以相同也可以不同。
6.根据权利要求2所述的减速器，其特征在于挡圈(5)的厚度与滑套(9)的凸肩宽度相同，比中间盘(4)稍厚一点。
7.根据权利要求2所述的减速器，其特征在于在槽盘(12)、(11)与端盖(2)、中间盘(4)、滑套(9)凸肩及与输出盘(6)之间有垫圈。
8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的减速器，其特征在于输入盘(3)、中间盘(4)和输出盘(6)上的共轭曲线滚道方程为ρ＝r+A.SinT·θ，其中r≥(D+d)/4，A＝r/(T·tgα)，α≤35°。
9.根据权利要求1、2或7所述的减速器，其特征在于端盖(2)的中心孔处有密封盖。
专利摘要本实用新型涉及一种减速装置。箱体和端盖构成的内腔内至少有一套共轭传动组件,共轭传动组件由输入盘、槽盘、滚珠、输出盘组成,输入盘上的共轭曲线滚道周期为1,输出盘的周期为1+2n,槽盘上均布有径向长孔,滚珠装在槽盘的长孔内,同时嵌装在输入、输出盘上的滚道内,输入盘和输出盘分别通过轴承与端盖和箱体固定,其内孔都有键槽,分别与输入和输出轴配合,箱体、槽盘及端盖用螺钉固定。它具有传动比大,体积小,传动平稳,噪音小,传动效率高,结构简单,易加工制造的优点,可以广泛应用于减速机械上,是减速器的换代产品。
文档编号F16H1/28GK2359523SQ98251918
公开日2000年1月19日 申请日期1998年12月24日 优先权日1998年12月24日
发明者杨建生, 楚保英, 王志峰, 刘建春, 董显茂 申请人:邯郸纺织机械厂机一分厂