[发明专利]滚珠传动装置

说明书

本发明涉及一种由支承在壳体中的从动部分和主动部分组成的滚珠传动装置，主动部分上设偏心轮，偏心轮外套装着传力构件的支承承。

在已知的此类传动装置（摆线传动装置）中，偏心轮上设一定数量的爪，它们与两个设外齿的盘啮合，这两个外齿盘则与一个设有内齿的环共同工作，使盘持续地与环的一部分圆周啮合，所以，由于盘与环的齿数不同而实现了力或方向的变换。因为有近似于波形的强壮的齿，故此已知的传动装置可以传递大的力，但是只能在较窄的范围内改变传动比或减速比，因此主要适用于作为慢速传动的减速装置。此外，为了传力，齿或波纹彼此滑移，因此在结构上和工艺上特别复杂，一方面要求使用价格非常昂贵的材料，另一方面要求对啮合面进行费时费工的表面加工，在这种情况下，由于盘的这种工作方式而不可避免地产生大的摩擦损失。

由已公开的日本58-248324专利申请文件，已知一种滚珠传动装置，其中，设计成盘的主动部分上有偏心槽，同样设计成盘的从动部分上有一个环状的波形槽，用于传力的滚珠半球状也装在波形槽中，在主动盘和从动盘之间设置一个固定在外壳上的法兰盘，法兰盘上设置一定数量的径向长导向孔。这种传动装置除结构简单以外，其适用性与前面所介绍的那种传动装置基本相同，由于滚珠在两条槽和长导向孔中三次被强迫导引，因而使滚珠和滚珠轨道受到强烈的磨损。

由EP-OS207206已知一种滚珠传动装置，它有一个通过滚珠轴承装在主动轴偏心轮上的主动盘，主动盘两面设滚珠的导引槽，滚珠一方面在壳体上相应的导槽中，另一方面在从动盘的导槽中滚动。这种传动装置的功能与本文开始所介绍的摆线传动装置相同，它的共同工作的滚珠轨道，是两条有不同波长（n∶n-2）的数学上正弦曲线的外摆线和内摆线，准确地遵照这一差别对于传动装置的工作有重要意义。如本文开始所介绍的摆线传动装置中的情况那样，由于滚珠滚动轨道与数学上的摆线形状密切相关，此传动装置受到与齿轮传动装置相同的限制，尤其是可选择的减速比要取决于由摆线基圆的圆周所确定的模数，其后果是只能大跳跃式地选择减速比。此已知传动装置的另一个缺点是滚珠导轨的摆线形状引起的，它总是在滚珠接近摆线顶点和到达摆线顶点后在新的与目前的运动方向成锐角的曲线轨道中重新加速时，引起对旋转滚珠的阻尼，从而使各滚珠滚动不一致。虽然由于在连续的曲线范围内另外一些滚珠作用下使这种不一致得到平抑，并因此在从动端的感觉不那么明显，但实际上存在着这种不一致，并因而使运转不平稳，其后果是这种传动装置只限于用作低速传动。

本发明的目的是制成一种传动装置，它允许在结构简单和磨损小的情况下在宽广的范围内自由选择减速比和传动比。

通过在传动装置中采取以下措施来达到此目的：用于传力的滚珠借助于一个可自由旋转的惯性环使其贴靠在轴承上，这些传力滚珠一方面在直接制在壳体上的滚珠导引装置中，另一方面在制于从动部分上的滚珠导引装置中运动，前一个滚珠导引装置或为径向的滚珠导槽、一条连续的偏心槽加上一个由固定的径向槽构成的滚珠导引装置，或为一条连续的波形槽;而后一个滚珠导引装置由一条连续的波形轨道所构成，此波形轨道的波数与径向导槽的槽数或前一条波形轨道的波数不同，滚珠的数量则与径向的滚珠导槽数或两条波形轨道与节圆交点的数目相同。

在按本发明的滚珠传动装置中用滚珠来传力，通过在一个可自由旋转的支承环（惯性环）中导引滚珠，可避免引起高摩擦损失的其方向为垂直于主动端和从动端滚珠导轨走向的强迫导引。因此力的传递实际上是在只伴随有围绕中面微小摆动的滚动摩擦下进行的，只有微小而可忽略不计的摩擦损失。按本发明的这种滚珠传动装置可制成具有任意的减速比和传动比，可以自由而与预先给定的模数无关地加以选择。减速比可小于9∶1，用传统的齿轮传动装置不可能达到这种减速比。传力可以使用市场上易于购到的滚珠，壳体端和从动端的滚珠导轨可通过最简单的加工工序制成。因此制造成本很低。此外，这种传动装置可传递大的力，这是因为所有的滚珠同时持续地处于传力的接触状态。

其他的结构形式和优点，可见下面利用附图举例对本发明所作的说明，其中

图1  本发明的滚珠传动装置纵剖面图;

图2  图1的左视图;

图3  从内部看图1所示传动装置的主动端壳体壁;

图4  一种多级或多速传动装置实施例的主动部分纵剖面图;

图5  图4的右视图;

图6  图4和5所示传动装置从动部分纵剖面图;

图7  多级或多速传动装置另一种结构形式的纵剖面图;

图8  取走壳体盖和主动轴打开传动装置后的左视图;