[发明专利]差速滚动摩擦减速器

说明书

一种滚动摩擦减速器，由输入轴1、多组工作滚动体2、可旋转的分珠片3、推力滚珠4、预紧推力螺母5、输出轴6和壳体7组成。所有轴向承力的零件，都以类似推力滚动轴承的方式工作，可以承受较大的轴向预紧力，使输出扭矩增大。变化各个接触端面的斜角、或变化工作滚动体2的半径、或变化滚动体中心到输入轴1旋转轴的距离，都可以主动改变减速器的减速比。本减速器不但结构简单、制造方便，而且单级减速比可以从个位数到10,000之间变化。

技术领域 本发明涉及一种新型结构的滚动摩擦减速器，尤其是单级大减速比、大输出扭矩的紧凑型减速器。

减速器是原动机与工作机之间，转速与转矩的匹配单元，是机械传动系统中不可缺少的重要元器件，应用面广、需求量大。迄今为止已经发明了多种不同结构的减速器，但仍不能满足大减速比、小型化、低成本的要求。

背景技术 1958年，苏联人帖烈霍夫(А.П.Терехов)和波利雅克维奇(В.Т.Полякевиц)首先提出，将普通的径向滚珠轴承施以适当的轴向预紧力，使轴承的内环、外环和滚珠之间错位，产生摩擦力防止打滑。并把滚珠笼改为可控的分珠片，也作为一个输入、输出或控制端使用，这样就可以利用单个径向滚珠轴承，实现行星减速器的功能。(见1958年机械工业出版社《滚珠式行星摩擦减速器》)。显然在这一发明中，径向滚珠轴承内环被视为太阳轮、滚珠被视为行星轮、分珠片被视为转臂、径向滚珠轴承外环被视为外齿轮。在这个周转轮系里，内环、外环、分珠片3个运动件中，只需确定其中任何2个的状态，余下1个的运动就完全受控。于是这种能按行星齿轮减速器的原理工作、既不需要制作轮齿、更省去了支承齿轮旋转的复杂轴承系统、结构简单的新型摩擦减速器受到广泛关注。

帖烈霍夫和波利雅克维奇原创形态的滚珠式行星摩擦减速器，虽有结构简单的优点，但限于径向滚珠轴承结构参数的限制，单级减速比太小。又加上径向滚珠轴承轴向承载能力弱，不能施加大的轴向预紧力而限制了减速器的输出扭矩，因此一直不能推广应用。此后许多人的研究工作，都集中在将多级滚珠轴承减速器串联，以增大减速比的方法。例如陈宫训在《机械工人：冷加工》1978年8期20-22页发表的《滚珠式行星摩擦减速器》；齐上智在《机械制造》1995年5期8-9页发表的《一种新颖滚珠行星减速器》；吴龙泉还申请了CN93236834.4《行星滚珠摩擦减速器》专利等。这些研究工作都在增大滚珠轴承摩擦减速器的减速比方面取得有益的进展。

实际上帖烈霍夫滚珠式行星摩擦减速器，先天性地存在两个重大缺陷：1，径向滚珠轴承承受轴向负载的能力弱，不能施加足够大的预紧力，限制了减速器输出扭矩的提高。2，减速比受限于径向滚珠轴承的结构参数，无法按需要改变。然而迄今为止，上述所有研究工作，都未涉及阻碍滚珠轴承摩擦减速器实用化的这两个根本缺陷。

本发明的目的就是要在保持滚珠轴承摩擦减速器结构简单这一显著优点的基础上，大幅提高输出力矩，并能方便地设定减速比，使这种新型减速器实用化。

发明内容 本差速滚动摩擦减速器发明的目的，主要是通过以下三条技术措施来实现的：1，将减速器中需要承受轴向预紧力的结构，由现有技术采用径向滚珠轴承，改换为类似推力滚动轴承的端面承力结构，以大幅提高轴向预紧力，从而显著提高输出扭矩；2，将现有技术中，减速比的数值完全受限于在径向滚珠轴承产品规格中，选择结构参数配对的被动状态，变成在减速器结构中，只要改变各个承载轴向预紧力端面的倾斜角和滚动体的尺寸参数，就能主动控制减速比；3，滚动体的形状除点接触的滚珠外，增加了线接触的圆柱体、圆锥体和园桶体，以进一步提高轴向预紧力。

本发明的结构原理见附图1。

附图说明 下面先对各附图作简要的说明。

图1：本发明差速滚动摩擦减速器第一种实施方案。

本图用以说明本发明采用双联分珠片结构和工作原理的示意图。

图2：本发明第一种实施方案的局部放大图。

本图是图1所示A圆圈内的局部放大图，用以说明双联分珠片结构的减速比计算方法。