專利名稱：少齒差滾柱嚙合傳動機構及其減速機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種新型傳動裝置，特別是一種結合少齒差原理、采用滾柱嚙合的傳動機構和減速機。
背景技術：
傳統已經有的傳動變速機構一般通過齒輪傳動、蝸輪、蝸桿傳動、擺線針輪機構、 鏈輪/鏈條傳動等。齒輪傳動可以采用外齒嚙合或內齒嚙合。外齒嚙合的同時嚙合齒數少、 一般只有通過增加齒輪的模數增大傳動扭矩，大速比輸出需要的機構體積大。內嚙合采用少齒差原理，可以同時有多齒嚙合，但傳動中內外齒的干涉制約了嚙合齒數量，同樣難以輸出特大扭矩。諧波齒輪機構可以克服上述缺點，但由于諧波齒輪的柔輪制造復雜，柔輪模數不宜太大，因此輸出大扭矩受到限制。另外，由于齒輪傳動的公稱壓力角為20°，在輸出特大扭矩的同時，會分解出相當大的徑向力，致使傳動效率低，軸承的使用壽命短。目前只有通過提高變速機構零部件制造精度和軸承的質量提高變速機構的傳動效率和性價比。鏈齒傳動采用鏈輪和鏈條的嚙合傳遞動力，采用多排鏈、多排齒的方式雖然可以傳遞大扭矩，但其變速比小，無法實現大速比傳動。

發明內容
本發明的一個目的是結合齒輪傳動和鏈齒(鏈輪/鏈條)傳動的優勢，采用少齒差原理和多排鏈齒的方式，提供一種全新的少齒差滾柱嚙合傳動機構。本發明第二個目的是提供一種采用上述少齒差滾柱嚙合傳動機構的減速機，它加工零件少、工藝簡單、體積小、速比和輸出扭矩大。本發明第三個目的是提供一種用于上述少齒差滾柱嚙合傳動機構減速機的偏心扭矩同軸輸出機構。為了實現上述目的，本發明提供了如下技術方案一種少齒差滾柱嚙合傳動機構，它包括輸入軸[1]、組成少齒差齒輪副的U槽輪、 柱輪[7]和滾柱[9]，U槽輪和柱輪[7]之間通過滾柱[9]嚙合傳遞動力，輸入軸[1]驅動 U槽輪，U槽輪有沿著圓周向外均布的U型槽，其特征在于所述U槽輪作為少齒差齒輪副的外齒輪，包括第一 U槽輪[8]和第二 U槽輪[11]； 所述柱輪[7]作為少齒差齒輪副的內齒輪；輸入軸[1]通過偏心體驅動U槽輪，所述偏心體包括第一偏心體[28]和第二偏心體[29]；所述柱輪[7]由兩只或兩只以上圓盤狀多孔輪并排組合而成，并排的多孔輪之間有軸向間距，所有多孔輪沿著圓周加工有nl個均勻分布的長孔[40]，所述并排多孔輪上相對的長孔W0]形成柱輪[7]上nl排長孔，每排長孔內裝有一根滾柱[9]；組合后形成少齒差齒輪副嚙合的U槽輪與柱輪[7]的結構為每個U槽輪分別布置在柱輪[7]的多孔輪之間的軸向間距內，第一 U槽輪[8]和第二 U槽輪[11]分別通過第一偏心體[28]和第二偏心體[29]在軸線兩側對稱偏心組裝在輸入軸[1]的中間段，柱輪[7]通過滾柱[9]與U槽輪上的U型槽[37]形成多排的少齒差滾柱嚙合；其中，柱輪[7]上有nl排長孔，U槽輪上有π2排U型槽，n2 < nl，其差值nl-n2 即是少齒差齒輪副中的齒數差，nUn2是整數。U槽輪為一沿圓周均布U型槽的園輪，第一 U槽輪[8]和第二 U槽輪[11]可以是一個或多個U槽輪并排組合，每個U槽輪沿著圓周加工有n2個U型槽[37]，并排U槽輪上相對的U型槽[37]形成η2排U型槽；在軸線兩側對稱偏心布置的第一 U槽輪[8]和第二 U槽輪[11]采用相同結構或等重量體。柱輪[7]上的每排長孔W0]內裝有一根滾柱[9]；滾柱[9]作為內齒輪的“活齒”， 形成柱輪[7]和U槽輪之間的嚙合。滾柱[9]通過滾柱彈簧[31]定位于長孔W0]中，可以在長孔W0]內有徑向小位移，以避開徑向干涉。滾柱彈簧[31]為一根金屬或橡膠有彈性的彈性圈，套在滾柱[9]上。滾柱彈簧[31]也可以采用nl根圓柱彈簧安裝在長孔W0]中。滾柱彈簧[31]可以是蝶簧、橡膠彈簧、鋼絲彈簧、異型彈簧或板簧等。柱輪[7]通過柱輪鍵槽[39]固定在主殼體W]內壁上。U槽輪中間有軸孔W2]用來與滾柱軸承[28]配合組裝，該軸孔周圍還有數個輸出銷孔[38]，用來安裝輸出銷套[12]。第二偏心體[29]和第一偏心體[28]為等偏心量，以消除偏心造成的偏心載荷。偏心體可以由多個獨立部件組成，也可以是一體式。偏心體是一帶有鍵槽的偏心圓環。U槽輪可以是一體式U槽輪，也可以是多個U槽輪的組合。輸入軸[1]由入端、中間段和出端三部分圓柱體組成，其中心線重合，所述第一偏心體[28]和第二偏心體[29]安裝在輸入軸[1]的中間段，輸入軸[1]出端的圓柱體通過第二軸承[24]與輸出軸[20]的入端孔配合組裝；輸入軸[1]入端的圓柱體上有鍵槽，與電機連接；輸入軸[1]入端圓柱體通過第一軸承[3]和第一密封圈[2]與輸入端蓋W]中心孔配合組裝。輸入軸[1]中間段上可以直接安裝偏心軸承，同樣可以達到安裝偏心體和普通軸承的效果。少齒差滾柱嚙合傳動機構的減速機，由少齒差滾柱嚙合傳動機構和偏心扭矩同軸輸出機構組成，其特征在于它包括主殼體W]、輸入端蓋W]、柱輪[7]、第一 U槽輪[8]、 第二U槽輪[11]、滾柱[9]、輸入軸[1]、第一偏心體[28]、第二偏心體[29]、輸出銷套[12]、 輸出銷[13]、輸出軸[20]、輸出端蓋[19]、輸出端軸承環[15]以及軸承和密封圈；其中少齒差滾柱嚙合傳動機構的結構為輸入軸[1]、組成少齒差齒輪副的U槽輪、柱輪[7]和滾柱[9]，U槽輪和柱輪[7] 之間通過滾柱[9]嚙合傳遞動力，輸入軸[1]驅動U槽輪，U槽輪有沿著圓周向外均布的U 型槽，其中所述U槽輪作為少齒差齒輪副的外齒輪，包括第一 U槽輪[8]和第二 U槽輪[11]； 所述柱輪[7]作為少齒差齒輪副的內齒輪；輸入軸[1]通過偏心體驅動U槽輪，所述偏心體包括第一偏心體[28]和第二偏心體[29]；
所述柱輪[7]由兩只或兩只以上圓盤狀多孔輪并排組合而成，并排的多孔輪之間有軸向間距，所有多孔輪沿著圓周加工有nl個均勻分布的長孔[40]，所述并排多孔輪上相對的長孔W0]形成柱輪[7]上nl排長孔，每排長孔內裝有一根滾柱[9]；組合后形成少齒差齒輪副嚙合的U槽輪與柱輪[7]的結構為每個U槽輪分別布置在柱輪[7]的多孔輪之間的軸向間距內，第一 U槽輪[8]和第二 U槽輪[11]分別通過第一偏心體[28]和第二偏心體[29]在軸線兩側對稱偏心組裝在輸入軸[1]的中間段，柱輪 [7]通過滾柱[9]與U槽輪上的U型槽[37]形成多排的少齒差滾柱嚙合；其中，柱輪[7]上有nl排長孔，U槽輪上有n2排U型槽，n2 < nl，其差值nl-n2 即是少齒差齒輪副中的齒數差，nUn2是整數；偏心扭矩同軸輸出機構結構為由第一U槽輪[8]和第二U槽輪[11]、輸出銷套[12]、輸出銷[13]、輸出銷固定圈 [34]、輸出軸[20]、第三軸承[33]、第四軸承[16]、輸入端軸承環[5]和輸出端軸承環[15] 等組成。輸出銷[13] —端插入輸出軸[20]的銷孔Wl]內，中間通過輸出銷套[12]穿過所有U槽輪上的輸出銷孔[38]，另一端安裝有輸出銷固定圈[34]，輸出銷固定圈[34]通過第三軸承[33]和輸入端軸承環[5]安裝在主殼體W]內輸入端中心線位置，輸出軸[20] 通過第四軸承[16]和輸出端軸承環[15]安裝在主殼體W]內輸出端中心線位置。輸出機構通過輸入軸[1]將扭矩傳遞到偏心體和U槽輪，U槽輪與柱輪[7]的嚙合過程中，將通過穿過U槽輪的輸出銷[13]將扭矩傳遞到輸出軸[20]，輸入軸[1]穿過輸出銷固定圈[34]的中間孔，其主中心線與輸出軸[20]同軸心。少齒差滾柱嚙合傳動機構的減速裝置，其特征在于該偏心扭矩同軸輸出機構的結構為由第一U槽輪[8]和第二U槽輪[11]、輸出銷套[12]、輸出銷[13]、輸出銷固定圈 [34]、輸出軸[20]、第三軸承[33]、第四軸承[16]、輸入端軸承環[5]和輸出端軸承環[15] 等組成。輸出銷[13] —端插入輸出軸[20]的銷孔Wl]內，中間通過輸出銷套[12]穿過所有U槽輪上的輸出銷孔[38]，另一端安裝有輸出銷固定圈[34]，輸出銷固定圈[34]通過第三軸承[33]和輸入端軸承環[5]安裝在主殼體W]內輸入端中心線位置，輸出軸[20] 通過第四軸承[16]和輸出端軸承環[15]安裝在主殼體W]內輸出端中心線位置。第一 U槽輪[8]與第二 U槽輪[11]為輸入軸[1]中心軸線兩側對稱偏心布置。輸出機構由數個輸出銷[13]和等數量的輸出銷套[12]組成，輸出銷套[12]內裝有輸出銷[13]，并同時穿過由第一 U槽輪[8]和第二 U槽輪[11]上的輸出銷孔[38]經軸線兩側對稱偏心布置的重疊孔中。輸出銷固定圈[34]為一帶凸肩的園環結構，加工有與輸出軸[20]上同數量和尺寸布置的銷孔Wl]。輸出銷固定圈[34]安裝在主殼體[6]輸入端的中心線位置，并與輸出軸[20]中心線同心。該發明的優點是通過使用多排鏈齒傳動中鏈條滾柱和鏈齒嚙合的方法，結合少齒差齒輪傳動的原理，可以實現多排和多齒同時嚙合的大速比變速傳動。用U槽輪替代少齒差齒輪傳動的外齒輪(偏心齒輪即“U槽輪”)，用柱輪替代內齒輪，柱輪上加工有多排帶有等鏈節長孔，將滾柱(相當于“活齒”)布置在長孔內，替代內齒輪上的每個齒。為了解決少齒差傳動中齒和滾柱的徑向干涉，滾柱在長孔內可以作自由滾動或滑動，干涉通過后滾柱可以通過彈簧迅速回位。長孔的寬度根據滾柱的直徑確定，長孔的長度超過最大的徑向干涉量。該發明U槽輪上的齒型壓力角很小(通常為0° 5° )，而傳統漸開線齒輪的齒型壓力角為20°，因此該發明傳動中嚙合時產生的徑向力是傳統齒輪的百分之幾，有利于提高軸承10倍以上的使用壽命。本發明可以用于大速比的減速或增速，由于該新型傳動機構克服了傳統齒輪傳動的諸多缺點，其扭矩輸出不再受嚙合齒數少或齒干涉的影響，達到多齒和多排同時嚙合來傳遞特大扭矩；同時少齒差原理可以大大縮小大速比減速機的體積。本發明既可以單獨用于減速機，也可以用于制造低速大扭矩電機。


圖1是本發明少齒差滾柱嚙合減速機的平面結構圖。圖2是圖1的右視半剖面3是單排的第一 U槽輪8平面圖。圖3. 1圖3的B-B剖面圖。圖3. 2圖3上I的放大圖。圖4是帶有多個長孔40的多孔輪平面圖。圖4. 1是圖4的A-A剖面圖。圖4. 2是由3只多孔輪組裝而成的柱輪7。圖5是第一 U槽輪8和柱輪7通過滾柱9嚙合的平面圖。圖5. 1是圖5上I的局部放大圖，滾柱9通過滾柱彈簧31定位。圖6是輸出軸20的平面圖。圖6.1是圖6的左視圖。圖7是輸出銷固定圈34的平面7. 1是圖7的A-A的剖面圖附圖標記輸入軸[1]、第一密封圈[2]、第一軸承[3]、輸入端蓋[4]、輸入端軸承環[5]、主殼體[6]、柱輪[7]、第一 U槽輪[8]、滾柱[9]、U槽輪隔環[10]、第二 U槽輪[11]、輸出銷套 [12]、輸出銷[13]、加油和透氣孔帽[14]、輸出端軸承環[15]、第四軸承[16]、輸出端密封 0型圈[17]、第二密封圈[18]、輸出端蓋[19]、輸出軸[20]、軸承定位圈[21]、隔環[22]、 軸承擋圈[23]、第二軸承[M]、第二偏心體鍵[25]、第一偏心體鍵D6]、第五軸承[27]、第一偏心體口8]、第二偏心體口9]、第六軸承[30]、滾柱彈簧[31]、輸入端密封0型圈[32]、 第三軸承[33]、輸出銷固定圈[34]、軸承檔圈[35]、端蓋螺栓[36]、U型槽[37]、輸出銷孔 [38]、柱輪鍵槽[39]、長孔[40]、銷孔[41]、軸孔[42] 0
具體實施例方式本實施例的少齒差滾柱嚙合減速機的技術關鍵由兩部分組成一、少齒差滾柱嚙合傳動機構，二、偏心扭矩同軸輸出機構，下面分別介紹這里，一、少齒差滾柱嚙合傳動機構
通過柱輪[7]、第一 U槽輪[8]、第二 U槽輪[11]和滾柱[9]的組合實現多排和同時多齒的滾柱嚙合；其中，每個U槽輪分別布置在柱輪[7]的多孔輪之間的軸向間距內，第一 U槽輪[8]和第二 U槽輪[11]分別通過第一偏心體[28]和第二偏心體[29]在軸線兩側對稱且偏心組裝在輸入軸[1]的中間段。為消除偏心造成的偏心載荷，第二偏心體[29] 和第一偏心體[28]的偏心量相同，且對稱偏心布置的第一 U槽輪[8]和第二 U槽輪[11] 采用相同結構或等重量體。輸入軸[1]的入端通過第一軸承[3]安裝在輸入端蓋W]的中間孔內，輸入端蓋 [4]安裝在主殼體[6]上。輸入軸[1]的出端通過第二軸承[24]安裝在輸出軸[20]入端的深孔中，輸入軸[1]的主中心線與輸出軸[20]同軸心。滾柱[9]安裝在柱輪[7]上的長孔W0]內，柱輪[7]通過鍵安裝在主殼體W]內壁上。U槽輪上的U型槽[37]與柱輪[7]上長孔W0]內的滾柱[9]嚙合。滾柱[9]相當于“活齒”，可以在長孔內有徑向小位移，以避開徑向干涉。二、偏心扭矩同軸輸出機構由第一 U槽輪[8]、第二 U槽輪[11]、輸出銷[13]、輸出銷套[12]、輸出軸[20]、 輸出銷固定圈[34]、第三軸承[33]和第四軸承[16]組成，輸出銷[13]的一端裝入輸出軸 [20]上的銷孔Wl]內，中間通過輸出銷套[12]穿入由第一 U槽輪[8]和第二 U槽輪[11] 上輸出銷孔[38]的重疊孔內，輸出銷[13]的另一端分別插入輸出銷固定圈[34]對應的孔內，輸出銷固定圈[34]通過第三軸承[33]和輸入端軸承環[5]裝入主殼體W]內輸入端中心線位置。輸出軸[20]的輸入端深孔內通過第二軸承[24]安裝輸入軸[1]的出端，輸出軸[20]的輸出端通過第四軸承[16]和輸出端軸承環[15]裝入主殼體W]內輸出端中心線位置，輸出端蓋[19]通過端蓋螺栓[36]連接。上述輸出機構還可以采用本領域常用的其他偏心輸出機構或類似機構替代，而不影響本申請的主題和精神。下面結合附圖詳細介紹本發明少齒差滾柱嚙合減速機的一個實施例。如圖1，本實施例是一三排U槽輪的少齒差滾柱減速機。第一 U槽輪[8]為單排 U槽輪，第二 U槽輪[11]為雙排U槽輪，分別布置在第一 U槽輪[8]的兩側，輸入軸[1]由三部分圓柱體組成，輸入軸[1]出端的圓柱體通過第二軸承[24]與輸出軸的入端孔配合組裝。輸入軸[1]入端的圓柱體上加工有鍵槽，與電機輸出軸連接。輸入軸[1]入端圓柱體通過第一軸承[3]和第一密封圈[2]與輸入端蓋[4]中心孔配合組裝。輸入軸[1]中間段圓柱體上安裝有第一偏心體[28]和第二偏心體[四]，其偏心方向沿輸入軸[1]的軸線兩側對稱。第一偏心體[28]和第二偏心體[29]上分別安裝有第五軸承[27]和第六軸承[30]， 并分別與第一 U槽輪[8]和第二 U槽輪[11]的中心孔配合組裝。第一密封圈[2]是標準減速機密封圈，用來防塵和防漏油。第一軸承[3]可以采用普通標準滾柱軸承、球軸承或其它軸承。輸入端蓋[4]為一圓盤結構，中間加工有軸承[3]和密封圈[2]的安裝孔，通過端蓋螺栓[36]將輸入端蓋[4]與主殼體[6]緊固。輸入端軸承環[5]為一園環結構，安裝在主殼體[6]輸入端的內壁，用來阻止柱輪 [7]和滾柱[9]的軸向竄動，同時用來安裝第三軸承[33]。主殼體[6]的內部為圓柱體結構，外表面可以采用圓柱體或多方體等。主殼體[6]的內壁上加工有多個凸鍵，用來與柱輪[7]上的鍵槽[39]配合安裝柱輪[7]。主殼體[6] 的左右端加工有與輸入端蓋[4]和輸出端蓋[19]裝配的螺孔。柱輪[7]，由3只多孔輪并排組成，如圖4所示，多孔輪之間的軸向間距稍大于U槽輪上齒的軸向厚度(安裝時通常有0. 05 0. 5mm間隙)，多孔輪上加工有多個長孔W0]， 長孔的寬度由滾柱[9]的直徑確定，長度超過最大徑向干涉量(在速比和偏心量確定以后、 通過計算可以得到最大徑向干涉量)。為了與主殼體[6]安裝方便，柱輪[7]上加工有與主殼體W]同樣數量和配合的鍵槽。柱輪[7]可以加工成一個整體，但為了加工和組裝方便，也可以將柱輪[7]分解成數個簡單的部件，如3個獨立的多孔輪和2個間隔環。加工時將3個多孔輪用螺桿固定在一起同時加工，以保證3個多孔輪的加工精度一致。然后用厚度為等多孔輪之間軸向間距的圓環與多孔輪組裝成一個整體，再與主殼體[6]組裝。柱輪 [7]的多孔輪數量可以是m個，且2，計算時根據輸出扭矩的大小和同時嚙合齒的數量確定。第一 U槽輪[8]，如圖3，U槽輪上有多個齒，齒之間是U型槽[37]，用來與柱輪[7] 上的滾柱[9]嚙合，U型槽的形狀為U型，如圖3.2所示，寬度由滾柱的直徑確定，深度稍大于U型槽與滾柱的嚙合深度(主要取決于偏心量)。U槽輪中間的軸孔W2]用來與滾柱軸承[28]配合組裝。第一 U槽輪[8]加工有數個輸出銷孔[38]，用來安裝輸出銷套[12]。第一 U槽輪[8]可以有單只或多個U槽輪或其組合。滾柱[9]是一圓柱體，是柱輪[7]和U槽輪嚙合的“活齒”。通過滾柱彈簧[31]定位。滾柱[9]在遇到徑向干涉時，將在長孔W0]內作小偏移，干涉解除時，將通過滾柱彈簧 [31]迅速回位。滾柱[9]嚙合時將作純滾動或滑動。U槽輪隔環[10]是一園環結構，用于U槽輪之間的軸向定位。第二 U槽輪[11]與第一 U槽輪[8]有相似的結構和功能，可以是單個U槽輪，也可以是多個U槽輪或其組合。本實施例中，第一 U槽輪[8]為一體式，第二 U槽輪[11]由 2個U槽輪組成，第二 U槽輪[11]的總體重量與第一 U槽輪[8]相同。輸出銷套[12]是一圓筒結構，用來減少輸出銷[13]和U槽輪上輸出銷孔[38]之間的摩擦。輸出銷[13]為一圓柱結構，用來傳遞輸出扭矩。加油和透氣孔帽[14]為一標準部件。輸出端軸承環[15]為一園環結構，安裝在主殼體[6]輸出端的內壁，用來阻止柱輪[7]和滾柱[9]的軸向竄動，同時用來安裝第四軸承[16]。第四軸承[16]可以采用普通標準滾柱軸承、球軸承或其它軸承。輸出端密封0型圈[17]可以采用標準的0型橡膠密封圈。第二密封圈[18]是標準減速機無骨架橡膠密封圈，用來防塵和防漏油。輸出端蓋[19]是一園盤結構，中間加工有安裝第二密封圈[18]的配合安裝孔，通過端蓋螺栓[36]將輸出端蓋[19]與主殼體[6]緊固。輸出軸[20]，如圖6，入端部分圓柱體中心加工有深孔，用來安裝輸入軸[1]的出端和第二軸承[24]。出端圓柱體上加工有鍵槽，用來與外負荷上的鍵連接。輸出軸[20]上加工有凸肩，用于安裝第四軸承[16]，輸出軸[20]的入端面上加工有與U槽輪上同等數量的孔，用來安裝輸出銷[13]。
軸承定位圈[21]為一圓盤結構，用來定位第四軸承[16]。隔環[22]為一帶凸肩的園環結構，用來定位第二軸承[24]和第一偏心體[28]。軸承擋圈[23]是一標準軸承擋圈，與第二軸承[24]配合使用。第二軸承[24]可以采用普通標準滾柱軸承、球軸承或其它軸承。第二偏心體鍵[25]可以采用普通標準鍵或非標加工的鍵。第一偏心體鍵[26]可以采用普通標準鍵或非標加工的鍵。第五軸承[27]可以采用普通標準滾柱軸承、球軸承或其它軸承。第一偏心體[28]是一偏心的圓環結構，用來安裝第五軸承[27]，偏心量與第二偏心體[29]相同。偏心孔與輸入軸[1]安裝時，其偏心方向與第二偏心體[29]軸中心線對稱。第二偏心體[29]是一偏心的圓環結構，用來安裝第六軸承[30]，偏心量與第一偏心體[28]相同。偏心孔與輸入軸[1]安裝時，其偏心方向與第一偏心體[28]軸中心線對稱。第六軸承[30]可以采用普通標準滾柱軸承、球軸承或其它軸承。滾柱彈簧[31]用來控制滾柱[9]的位置，可以是普通彈簧，也可以是橡膠彈簧或扭簧。不同的彈簧采用不同的方式與柱輪[7]定位，也可以安裝在柱輪[7]的長孔W0]內。輸入端密封0型圈[32]可以采用標準的0型橡膠密封圈。第三軸承[33]可以采用普通標準滾柱軸承、球軸承或其它軸承。輸出銷固定圈[34]用來固定輸出銷的一端，并通過第三軸承[33]和輸入端軸承環[5]裝入到主殼體W]內輸入端中心線位置，將輸出銷的受力分解到主殼體。軸承擋圈[35]是一標準軸承擋圈，與第一軸承[3]配合使用。端蓋鏍栓[36]為標準普通鏍栓，用來將輸入端蓋W]以及輸出端蓋[19]與主殼體[6]連接。本實施例的裝配步驟如下1.將第二偏心體[29]與第六軸承[30]配合組裝，第一偏心體[28]與第五軸承 [27]配合組裝(共兩件第二偏心體[29]和第六軸承[30])(第一組件)。2.將第一 U槽輪[8]裝配到第一組件中的第五軸承[27]上，第二 U槽輪[11]裝配到第一組件中的第六軸承[30]上(共兩件第二 U槽輪[11])(第二組件)。3.將柱輪[7]的每個多孔輪裝入主殼體W]內，由四個鍵和鍵槽吻合裝配。裝入主殼體W]的同時，將第二組件中第一 U槽輪[8]、U槽輪隔環[10]和第二 U槽輪[11]與多孔輪交替裝入殼體。其順序為多孔輪一U槽輪一U槽輪隔環+多孔輪一U槽輪一U槽輪隔環+多孔輪一U槽輪一多孔輪。組裝后的第一 U槽輪[8]和第二 U槽輪[11]在柱輪 [7]的軸向中間(第三組件)。4.將滾柱[9]插入第三組件中柱輪[7]內的長孔W0]中(第四組件)。5.將滾柱彈簧[31]安裝在第四組件中柱輪[7]的兩側面，并將滾柱[9]定位在長孔W0]的槽底(第五組件)。6.將第一軸承[3]、軸承擋圈[35]與輸入軸[1]裝配，并將輸入軸[1]通過第二偏心體鍵[25]和第一偏心體鍵[26]與第五組件中的第二偏心體[29]和第一偏心體[28] 組裝，組裝后將輸入軸[1]的出端裝配上隔環[22]、第二軸承[24]和軸承擋圈[23](第六
11組件)。7.將第四軸承[16]和軸承定位圈[21]與輸出軸[20]組裝(a組件)。8.將輸出銷[13]安裝入a組件中輸出軸[20]輸入端面上的銷孔Wl]內，并將輸出銷套[12]套在輸出銷[13]上。(b組件)9.將b組件中的輸出銷套安裝入第六組件中第一 U槽輪和第二 U槽輪重疊的輸出銷孔[38]內，將第六組件中輸入軸[1]的輸出端第二軸承[24]與b組件中輸出軸[20]的入端配合組裝，將輸出銷固定圈[34]與輸出銷[13]的另一端組裝，裝配完成后將第三軸承 [33]與輸出銷固定圈[34]配合組裝。(第七組件)10.將輸入端軸承環[5]安裝入第七組件中的第三軸承[33]和主殼體[6]之間。 (第八組件)11.將第一密封圈[2]裝入輸入端蓋[4]的密封圈位置，將輸入端密封0型圈[32] 裝入輸入端蓋W]的0型槽內，然后將輸入端蓋[4]與第八組件中的輸入軸[1]的入端組裝，組裝到位后采用端蓋鏍栓[36]將輸入端蓋[4]與主殼體[6]緊固連接(第九組件)。12.將輸出端軸承環[15]安裝入第九組件中的第四軸承[16]和主殼體[6]之間。 (第十組件)13.將第二密封圈[18]裝入輸出端蓋[19]的密封圈位置，將輸出端密封0型圈 [17]裝入輸出端蓋[19]的0型槽內，然后將輸出端蓋[19]套入第十組件中輸出軸[20]的輸出端，組裝到位后采用端蓋鏍栓[36]將輸出端蓋[19]與第十組件中的主殼體[6]緊固連接，并將加油和透氣孔帽[14]安裝在主殼體[6]上。14.裝配完畢。
權利要求
1.一種少齒差滾柱嚙合傳動機構，它包括輸入軸[1]、組成少齒差齒輪副的U槽輪、柱輪[7]和滾柱[9]，U槽輪和柱輪[7]之間通過滾柱[9]嚙合傳遞動力，輸入軸[1]驅動U 槽輪，U槽輪有沿著圓周向外均布的U型槽，其特征在于所述U槽輪作為少齒差齒輪副的外齒輪，包括第一 U槽輪[8]和第二 U槽輪[11]；所述柱輪[7]作為少齒差齒輪副的內齒輪；輸入軸[1]通過偏心體驅動U槽輪，所述偏心體包括第一偏心體[28]和第二偏心體[29]；所述柱輪[7]由兩只或兩只以上圓盤狀多孔輪并排組合而成，并排的多孔輪之間有軸向間距，所有多孔輪沿著圓周加工有nl個均勻分布的長孔[40]，所述并排多孔輪上相對的長孔W0]形成柱輪[7]上nl排長孔，每排長孔內裝有一根滾柱[9]；組合后形成少齒差齒輪副嚙合的U槽輪與柱輪[7]的結構為每個U槽輪分別布置在柱輪[7]的多孔輪之間的軸向間距內，第一 U槽輪[8]和第二 U槽輪[11]分別通過第一偏心體[28]和第二偏心體[29]在軸線兩側對稱偏心組裝在輸入軸[1]的中間段，柱輪[7] 通過滾柱[9]與U槽輪上的U型槽[37]形成多排的少齒差滾柱嚙合；其中，柱輪[7]上有nl排長孔，U槽輪上有n2排U型槽，n2<nl，其差值nl-n2即是少齒差齒輪副中的齒數差，nUn2是整數。
2.根據權利要求1所述的傳動機構，其特征在于所述U槽輪為一沿圓周均布U型槽的園輪，第一 U槽輪[8]和第二 U槽輪[11]可以是一個或多個U槽輪并排組合，每個U槽輪沿著圓周加工有n2個U型槽[37]，并排U槽輪上相對的U型槽[37]形成η2排U型槽； 在軸線兩側對稱偏心布置的第一 U槽輪[8]和第二 U槽輪[11]采用相同結構或等重量體。
3.根據權利要求1所述的傳動機構，其特征在于所述柱輪[7]上的每排長孔W0]內裝有一根滾柱[9]；滾柱[9]作為內齒輪的“活齒”，形成柱輪[7]和U槽輪之間的嚙合。
4.根據權利要求1所述的傳動機構，其特征在于滾柱[9]通過滾柱彈簧[31]定位于長孔W0]中，可以在長孔W0]內有徑向小位移，以避開徑向干涉。
5.根據權利要求1所述的傳動機構，其特征在于滾柱彈簧[31]為一根金屬或橡膠有彈性的彈性圈，套在滾柱[9]上。
6.根據權利要求1所述的傳動機構，其特征在于滾柱彈簧[31]也可以采用nl根圓柱彈簧安裝在長孔W0]中。
7.根據權利要求1所述的傳動機構，其特征在于滾柱彈簧[31]可以是蝶簧、橡膠彈簧、鋼絲彈簧、異型彈簧或板簧等。
8.根據權利要求1所述的傳動機構，其特征在于柱輪[7]通過柱輪鍵槽[39]固定在主殼體W]內壁上。
9.根據權利要求1所述的傳動機構，其特征在于所述U槽輪中間有軸孔W2]用來與滾柱軸承[28]配合組裝，該軸孔周圍還有數個輸出銷孔[38]，用來安裝輸出銷套[12]。
10.根據權利要求1所述的傳動機構，其特征在于所述第二偏心體[29]和第一偏心體[28]為等偏心量，以消除偏心造成的偏心載荷。
11.根據權利要求1所述的傳動機構，其特征在于所述偏心體可以由多個獨立部件組成，也可以是一體式。
12.根據權利要求1所述的傳動機構，其特征在于所述偏心體是一帶有鍵槽的偏心圓環。
13.根據權利要求1所述的傳動機構，其特征在于所述U槽輪可以是一體式U槽輪， 也可以是多個U槽輪的組合。
14.根據權利要求1所述的傳動機構，其特征在于輸入軸[1]由入端、中間段和出端三部分圓柱體組成，其中心線重合，所述第一偏心體[28]和第二偏心體[29]安裝在輸入軸 [1]的中間段，輸入軸[1]出端的圓柱體通過第二軸承[24]與輸出軸[20]的入端孔配合組裝；輸入軸[1]入端的圓柱體上有鍵槽，與電機連接；輸入軸[1]入端圓柱體通過第一軸承[3]和第一密封圈[2]與輸入端蓋W]中心孔配合組裝。
15.根據權利要求1所述的傳動機構，其特征在于輸入軸[1]中間段上可以直接安裝偏心軸承，同樣可以達到安裝偏心體和普通軸承的效果。
16.一種采用如權利要求1所述的少齒差滾柱嚙合傳動機構的減速機，由少齒差滾柱嚙合傳動機構和偏心扭矩同軸輸出機構組成，其特征在于它包括主殼體W]、輸入端蓋[4]、柱輪[7]、第一U槽輪[8]、第二 U槽輪[11]、滾柱[9]、輸入軸[1]、第一偏心體[28], 第二偏心體口9]、輸出銷套[12]、輸出銷[13]、輸出軸[20]、輸出端蓋[19]、輸出端軸承環 [15]以及軸承和密封圈；其中少齒差滾柱嚙合傳動機構的結構為輸入軸[1]、組成少齒差齒輪副的U槽輪、柱輪[7]和滾柱[9]，U槽輪和柱輪[7]之間通過滾柱[9]嚙合傳遞動力，輸入軸[1]驅動U槽輪，U槽輪有沿著圓周向外均布的U型槽， 其中所述U槽輪作為少齒差齒輪副的外齒輪，包括第一 U槽輪[8]和第二 U槽輪[11]；所述柱輪[7]作為少齒差齒輪副的內齒輪；輸入軸[1]通過偏心體驅動U槽輪，所述偏心體包括第一偏心體[28]和第二偏心體[29]；所述柱輪[7]由兩只或兩只以上圓盤狀多孔輪并排組合而成，并排的多孔輪之間有軸向間距，所有多孔輪沿著圓周加工有nl個均勻分布的長孔[40]，所述并排多孔輪上相對的長孔W0]形成柱輪[7]上nl排長孔，每排長孔內裝有一根滾柱[9]；組合后形成少齒差齒輪副嚙合的U槽輪與柱輪[7]的結構為每個U槽輪分別布置在柱輪[7]的多孔輪之間的軸向間距內，第一 U槽輪[8]和第二 U槽輪[11]分別通過第一偏心體[28]和第二偏心體[29]在軸線兩側對稱偏心組裝在輸入軸[1]的中間段，柱輪[7] 通過滾柱[9]與U槽輪上的U型槽[37]形成多排的少齒差滾柱嚙合；其中，柱輪[7]上有nl排長孔，U槽輪上有n2排U型槽，n2<nl,其差值nl-n2即是少齒差齒輪副中的齒數差，nUn2是整數；偏心扭矩同軸輸出機構結構為由第一 U槽輪[8]和第二 U槽輪[11]、輸出銷套[12]、輸出銷[13]、輸出銷固定圈 [34]、輸出軸[20]、第三軸承[33]、第四軸承[16]、輸入端軸承環[5]和輸出端軸承環[15] 等組成。輸出銷[13] —端插入輸出軸[20]的銷孔Wl]內，中間通過輸出銷套[12]穿過所有U槽輪上的輸出銷孔[38]，另一端安裝有輸出銷固定圈[34]，輸出銷固定圈[34]通過第三軸承[33]和輸入端軸承環[5]安裝在主殼體W]內輸入端中心線位置，輸出軸[20] 通過第四軸承[16]和輸出端軸承環[15]安裝在主殼體W]內輸出端中心線位置。
17.根據權利要求16所述的減速機，其特征在于所述輸出機構通過輸入軸[1]將扭矩傳遞到偏心體和U槽輪，U槽輪與柱輪[7]的嚙合過程中，將通過穿過U槽輪的輸出銷[13]將扭矩傳遞到輸出軸[20],
18.根據權利要求16所述的減速機，其特征在于輸入軸[1]穿過輸出銷固定圈[34] 的中間孔，其主中心線與輸出軸[20]同軸心。
19.一種偏心扭矩同軸輸出機構，用于如權利要求16所述的少齒差滾柱嚙合傳動機構的減速裝置，其特征在于該偏心扭矩同軸輸出機構的結構為由第一 U槽輪[8]和第二 U槽輪[11]、輸出銷套[12]、輸出銷[13]、輸出銷固定圈 [34]、輸出軸[20]、第三軸承[33]、第四軸承[16]、輸入端軸承環[5]和輸出端軸承環[15] 等組成。輸出銷[13] —端插入輸出軸[20]的銷孔Wl]內，中間通過輸出銷套[12]穿過所有U槽輪上的輸出銷孔[38]，另一端安裝有輸出銷固定圈[34]，輸出銷固定圈[34]通過第三軸承[33]和輸入端軸承環[5]安裝在主殼體W]內輸入端中心線位置，輸出軸[20] 通過第四軸承[16]和輸出端軸承環[15]安裝在主殼體W]內輸出端中心線位置。
20.根據權利要求19所述的輸出機構，其特征在于第一U槽輪[8]與第二U槽輪[11] 為輸入軸[1]中心軸線兩側對稱偏心布置。
21.根據權利要求19所述的輸出機構，其特征在于它有數個輸出銷[13]和等數量的輸出銷套[12]組成，輸出銷套[12]內裝有輸出銷[13]，并同時穿過由第一 U槽輪[8]和第二 U槽輪[11]上的輸出銷孔[38]經軸線兩側對稱偏心布置的重疊孔中。
22.根據權利要求19所述的減速機，其特征在于輸出銷固定圈[34]為一帶凸肩的園環結構，加工有與輸出軸[20]上同數量和尺寸布置的銷孔Wl]。
23.根據權利要求19所述的減速機，其特征在于輸出銷固定圈[34]安裝在主殼體 [6]輸入端的中心線位置，并與輸出軸[20]中心線同心。
全文摘要
本發明涉及一種新型傳動裝置，通過結合鏈齒傳動中多排鏈和多排齒嚙合以及齒輪傳動中的少齒差原理，實現多排和同時多齒嚙合的大速比和大扭矩變速傳動。該發明中是用U槽輪替代少齒差齒輪傳動的外齒輪，柱輪替代內齒輪。U槽輪可以是單個或多個U槽輪組合而成，U槽輪沿著圓周加工有多個均布的U型槽。柱輪為兩排或兩排以上帶有多個均布長孔的園輪，長孔內布置有滾柱，滾柱在長孔中由彈簧定位，傳動時滾柱作滾動或滑動，以避開傳動中的徑向干涉。因此實現了U槽輪和柱輪通過滾柱嚙合的少齒差傳動副。本發明中的減速機利用滾柱嚙合少齒差原理，實現大速比和大扭矩輸出、結構簡單，體積小、使用壽命長。
文檔編號F16H57/02GK102287490SQ201110082338
公開日2011年12月21日 申請日期2011年4月2日 優先權日2010年6月18日
發明者不公告發明人 申請人:姚杰, 顧仲球