威尼斯人棋牌-威尼斯欢乐娱人城-首页

减速装置的制作方法

文档序号:24941465发布日期:2021-05-04 11:34
减速装置的制作方法

本发明涉及减速装置。



背景技术:

例如在专利文献1中示出了如下减速装置:如图10所示,使形成有滚珠卡合槽111的输入板110以及形成有滚珠卡合槽121的输出板120在轴向上对置地配置,并经由卡合于两滚珠卡合槽111、121的滚珠130,而从输入板110向输出板120传递旋转力矩。

具体而言,该减速装置具备:输入板110以及输出板120,它们设置为绕共同的旋转中心x旋转自如;多个滚珠130,它们介于输入板110与输出板120之间;以及保持器140,其同定于外壳160。设置于输入板110的第一滚珠卡合槽111形成为圆形,设置于输出板120的第二滚珠卡合槽121形成为波形(参照图11)。输入板110经由偏心凸轮180而安装于输入轴170的外周,由此,圆形的第一滚珠卡合槽111的曲率中心o1从旋转中心x偏心了偏心量a。当输入轴170旋转时,输入板110绕旋转中心x以振摆回转半径a公转,伴随于此,卡合于第一滚珠卡合槽111的滚珠130在设置于保持器140的凹槽141内沿半径方向进行往复运动。在该滚珠130与波形的第二滚珠卡合槽121的接触力的旋转方向的分力的作用下,输出板120旋转。

例如,当输入板110的中心线o1伴随着输入轴170的旋转而从图11所示的位置向箭头方向公转时,位于比旋转中心x靠上方的位置的滚珠130(a)被推压向波形的第二滚珠卡合槽121的外径侧部分,位于比旋转中心x靠下方的位置的滚珠130(b)被推压向波形的第二滚珠卡合槽121的内径侧部分。在此时的从滚珠130向第二滚珠卡合槽121赋予的接触力的旋转方向的分力f(参照箭头)的作用下,输出板120旋转。这样,在上述的减速装置中,在多个滚珠130中,不仅是比旋转中心x靠上侧的滚珠130(a),比旋转中心x靠下侧的滚珠130(b)也有助于力矩传递,因此能够实现负载能力的增大、振动减轻。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2018-021602号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

但是,在上述的减速装置中,如图12所示,滚珠130与各滚珠卡合槽111、121以相对于轴向方向倾斜的角度接触,因此输入板110以及输出板120从滚珠130承受的接触力f3’、f4’(施加于滚珠130的接触力f3、f4的反作用力)具有径向方向分量f3a’、f4a’以及轴向方向分量f3b’、f4b’。因此,需要对支承输入板110的轴承151、152以及支承输出板120的轴承153、154使用承受径向、轴向这两方向的载荷的轴承。作为这样的轴承,通常是深沟球轴承、角接触球轴承,但对于这些轴承,轴向方向的允许负载与径向方向的允许负载相比较小,因此若欲选定能够耐受径向、轴向这两方向的载荷的轴承,则轴承尺寸会变大,其结果是减速装置整体的尺寸变大。另外,若在作用有径向、轴向这两方向的载荷的环境下使用轴承,则轴承内部的力矩损失会变大,其结果是减速装置整体的传递效率降低。

根据以上的情况,本发明的目的在于,在经由滚动体而沿轴向传递旋转力矩的减速装置中实现装置整体的小型化,并且实现旋转力矩的传递效率的提升。

用于解决课题的方案

为了解决所述课题,本发明提供一种减速装置,所述减速装置具备:输入旋转部;输出旋转部,其与所述输入旋转部同轴配置;固定构件;第一滚动体卡合槽,其形成于所述输入旋转部,且沿着具有从所述输入旋转部以及所述输出旋转部的旋转中心偏心的曲率中心的圆设置;第二滚动体卡合槽,其形成于所述固定构件,并沿着相对于节圆交替地交叉的波形曲线设置,所述节圆在所述旋转中心上具有曲率中心;多个滚动体,它们卡合于在轴向上对置的所述第一滚动体卡合槽与所述第二滚动体卡合槽;以及多个凹槽,它们形成于所述输出旋转部,且沿周向将多个滚动体保持在所述第一滚动体卡合槽与所述第二滚动体卡合槽的轴向之间。

这样,通过将第二滚动体卡合槽形成于固定构件,能够利用固定构件来对在滚动体与第二滚动体卡合槽之间产生的接触力进行支承,因此不需要用于对该接触力进行支承的轴承。另外,在上述的减速装置中,伴随着输入旋转部的旋转,第一滚动体卡合槽一边偏心旋转一边与滚动体卡合,由此,滚动体沿着在固定构件形成的波形的第二滚动体卡合槽移动。该滚动体由于与设置于输出旋转部的凹槽在周向上卡合,从而使输出旋转部旋转。此时,在滚动体与凹槽的周壁之间仅产生周向(旋转方向)的接触力,因此不会对设置有凹槽的输出旋转部施加轴向方向的载荷。由此,对输出旋转部进行支承的轴承仅对径向载荷进行支承即可,因此减轻了施加于该轴承的负载,从而与例如图10所示的以往的减速装置的对输出旋转部(输出板120)进行支承的轴承153、154相比能够缩小轴承尺寸,并且能够减少轴承内部的力矩损失。

作为与两滚动体卡合槽卡合而在轴向上传递力矩的滚动体,可以使用滚珠或者滚子。特别是,若使用具有筒状的外周面的滚子(例如,圆柱滚子)作为滚动体,则在滚子的外周面与各滚动体卡合槽的侧壁之间几乎不会产生轴向方向的载荷。因此,从各滚动体卡合槽承受上述的接触力的、对输入旋转部以及输出旋转部进行支承的轴承仅对径向载荷进行支承即可,因此能够在维持耐久力的同时小型化。另外,通过将施加于轴承的载荷限定于径向方向,能够减少轴承内部的力矩损失。

在使用滚子作为滚动体的情况下,优选在滚子的外周面与所述第一滚动体卡合槽、所述第二滚动体卡合槽以及所述凹槽接触的接触部中的至少一个部位设置有减少摩擦构件(例如,滚针轴承或者滑动轴承)。这样,通过使滚子与各构件(输入旋转部、输出旋转部或者固定构件)经由减少摩擦构件接触,从而与使它们直接接触的情况相比,大幅度减少了接触部的摩擦损失,因此进一步提高了力矩的传递效率。

另外,为了解决所述课题,本发明提供一种动力传递装置,其将输入到输入旋转部的旋转向同轴配置的输出旋转部以规定的变速比传递,所述动力传递装置具备:第一构件,其在轴向两侧的侧面具有第一滚动体卡合槽;一对第二构件,它们设置于所述第一构件的轴向两侧,且分别具有第二滚动体卡合槽;多个滚珠,它们分别设置在所述第一构件与所述一对第二构件的轴向之间,且卡合于在轴向上对置的所述第一滚动体卡合槽与所述第二滚动体卡合槽;以及一对第三构件,它们具有多个凹槽,所述多个凹槽分别设置在所述第一构件与所述一对第二构件的轴向之间,且沿周向对所述多个滚珠进行保持,所述第一滚动体卡合槽和所述第二滚动体卡合槽中的一方沿着具有从所述输入旋转部以及所述输出旋转部的旋转中心偏心的曲率中心的圆形成,所述第一滚动体卡合槽和所述第二滚动体卡合槽中的另一方沿着波状曲线形成,所述波状曲线相对于在所述旋转中心上具有曲率中心的节圆交替地交叉,所述第一构件、所述一对第二构件以及所述一对第三构件中的任意方设为所述输入旋转部,所述第一构件、所述一对第二构件以及所述一对第三构件中的其他任意方设为所述输出旋转部。

这样,在本发明的动力传递装置中,以在轴向两侧的侧面形成有第一滚动体卡合槽的第一构件为中心,将具有第二滚动体卡合槽的一对第二构件、具有凹槽的一对第三构件以及多个滚珠分别轴向对称地配置。由此,从轴向两侧对第一构件施加与滚珠的接触力,因此它们的接触力的轴向分量被抵消。由此,不会对第一构件施加轴向方向的负载,因此减轻了施加于对第一构件进行支承的轴承等支承部的负载,从而能够使该支承部小型化。

在上述的动力传递装置具有将第一构件支承为能够旋转的轴承的情况下,将该第一构件支承为旋转自如的轴承仅对径向载荷进行支承即可,因此能够在维持耐久力的同时小型化。另外,通过对施加于轴承的载荷的方向进行限定,能够减少轴承内部的力矩损失。

上述的动力传递装置例如可以将第一构件设为输入旋转部,将一对第三构件设为输出旋转部,并将一对第二构件设为固定构件。这样,通过将第二构件设为固定构件,能够利用固定构件对在滚珠与第二滚动体卡合槽之间产生的接触力进行支承,因此不需要用于对该接触力进行支承的大型的轴承。另外,通过将第三构件设为输出旋转部,从而在滚珠与输出旋转部(第三构件)的凹槽之间仅产生周向(旋转方向)的接触力,因此减轻了对支承第三构件的轴承施加的负载,从而能够缩小轴承尺寸,并且能够减少轴承内部的力矩损失。在该情况下,若使得设为输出旋转部的一对第三构件能够一体地旋转,则能够将从设为输入旋转部的第一构件分开传递到轴向两侧的滚珠的动力再次合成并输出。

在上述的动力传递装置中,第二构件、第三构件分别各设置有一对,因此担忧由部件数量增加引起的成本增加。于是,若将一对第二构件、一对第三构件分别设为同一形状,则能够通过使部件共有而减少各构件的制作成本,因此能够抑制由部件数量增加引起的成本增加。

发明效果

如以上那样,通过将具有波形的第二滚动体卡合槽的构件设为固定构件,从而不需要对第二滚动体卡合槽与滚动体的接触力进行支承的轴承。另外,通过将具有凹槽的构件设为输出旋转部,能够使对输出旋转部进行的支承的轴承小型化而使减速装置整体小型化,并且能够减少轴承内部的力矩损失而提高力矩传递效率。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的减速装置的剖视图。

图2是从输出侧(图1的右侧)观察输入构件而得到的主视图。

图3是从输入侧(图2的左侧)观察输出构件而得到的主视图。

图4是保持器的主视图。

图5是图4的v部的放大图。

图6是示意性地示出输入构件、输出构件、固定构件以及滚子的分解立体图。

图7是示出施加于滚珠的接触力的主视图。

图8是另一实施方式的减速装置的剖视图。

图9是又一实施方式的减速装置的剖视图。

图10是以往的减速装置的剖视图。

图11是图10的减速装置的输出板以及滚珠的主视图。

图12是图10的减速装置的放大图。

图13是本发明的第二实施方式的减速装置的剖视图。

图14是输入构件(第一构件)的主视图。

图15是固定构件(第二构件)的主视图。

图16是输出构件(第三构件)的主视图。

图17是图16的v部的放大图。

图18是示意性地示出输入构件、输出构件、固定构件以及滚珠的分解立体图。

图19是示出施加于滚珠的接触力的主视图。

图20是图13的减速装置的放大图。

具体实施方式

以下,基于图1~9对本发明的第一实施方式进行说明。

如图1所示,本发明的一实施方式的减速装置1主要具备输入旋转部2、输出旋转部3、作为滚动体的滚珠4、固定构件5以及将它们收容的外壳6。在图示例中,外壳6由设置于输入侧(在图1中为左侧)的第一外壳构件6a以及设置于输出侧(在图1中为右侧)的第二外壳构件6b构成。输入旋转部2与输出旋转部3同轴配置,且具有共同的旋转中心x。固定构件5固定于外壳6。

输入旋转部2具有输入轴7、偏心凸轮8、滚动轴承9以及输入构件10。输入轴7具有轴部7a和设置于轴部7a的输入侧端部(在图1中为左端)附近的凸缘部7b。输入轴7设为相对于外壳6绕旋转中心x旋转自如。在本实施方式中,利用在凸缘部7b的外周面与外壳6的第一外壳构件6a的内周面21之间装配的滚动轴承11以及在轴部7a的外周面与输出旋转部3的内周面之间装配的滚动轴承12,将输入轴7支承为相对于外壳6旋转自如。偏心凸轮8嵌合固定于输入轴7的轴部7a的外周面。偏心凸轮8的圆筒形外周面8a的中心线o1相对于旋转中心x向半径方向偏心了偏心量a。

输入构件10形成为环状,且在图示例中,具有圆筒部10a以及从圆筒部10a的输出侧端部朝向内径延伸的圆盘部10b。偏心凸轮8的圆筒形外周面8a的中心线o1也是输入构件10的圆筒部10a以及圆盘部10b的中心线。在偏心凸轮8的圆筒形外周面8a与输入构件10的圆筒部10a的内周面之间装配有滚动轴承9。由此,输入构件10设为相对于偏心凸轮8相对旋转自如。

在输入轴7的凸缘部7b以及偏心凸轮8,在周向多个部位形成有用于轻量化的轴向的贯通孔27、28。另外,在输入旋转部2,为了改善经由偏心凸轮8而振摆回转的轴承9以及输入构件10的旋转时的重量平衡,而设置有平衡器26。平衡器26的重心相对于旋转中心x向与输入构件10的中心线o1的偏心方向相差180°相位的方向偏心地设置。在图示例中,平衡器26固定于偏心凸轮8的外周面,且配置于轴承9与轴承11的轴向之间。

固定构件5呈环状,且通过螺栓23等适当的方案固定于外壳6的第二外壳构件6b。输入构件10与固定构件5以规定的间隔沿轴向排列配置。在输入构件10以及固定构件5的相互在轴向上对置的侧面,分别形成有第一滚动体卡合槽13以及第二滚动体卡合槽16。

如图2所示,在输入构件10的圆盘部10b形成的第一滚动体卡合槽13的轨道中心线l1形成为半径r的圆形。第一滚动体卡合槽13的轨道中心线l1的曲率中心与偏心凸轮8的圆筒形外周面8a及输入构件10的中心线o1一致。即,轨道中心线l1的曲率中心(即中心线o1)相对于输入旋转部2的旋转中心x偏心了偏心量a。各滚珠4通过与该第一滚动体卡合槽13卡合,从而以能够沿周向(沿着轨道中心线l1的方向)移动的状态被保持于规定的半径方向位置。需要说明的是,第一滚动体卡合槽13的轨道中心线l1是指使滚珠4沿着第一滚动体卡合槽13移动时的滚珠4的中心的轨迹。

如图3所示,形成于固定构件5的第二滚动体卡合槽16的轨道中心线l2由波状曲线形成,该波状曲线相对于以旋转中心x为中心的基准节圆c按照恒定的节距交替地交叉。即,第二滚动体卡合槽16由与旋转中心x之间的距离r相对于基准节圆半径pcr增减变动的波状曲线形成。在本实施方式中,在轨道中心线l2的波状曲线设置有10个与旋转中心x之间的距离r大于基准节圆半径pcr的峰部、10个与旋转中心x之间的距离r小于基准节圆半径pcr的谷部。需要说明的是,第二滚动体卡合槽16的轨道中心线是指使滚珠4沿着第二滚动体卡合槽16移动时的滚珠4的中心的轨迹。

如图1所示,输出旋转部3具备作为输出构件发挥功能的圆盘部3a和作为输出轴发挥功能的轴部3b。在图示例中,圆盘部3a与轴部3b分体地形成。另外,轴部3b分体地具有圆筒部3b1以及将圆筒部3b1的开口部闭塞的盖部3b2。在盖部3b2设置有连结部,该连结部连结有应对减速后的旋转进行传递的其他构件。输出旋转部3设为相对于外壳6绕旋转中心x旋转自如。在本实施方式中,通过在轴部3b的圆筒部3b1的外周面与固定构件5的内周面之间装配的滚动轴承14、以及在轴部3b的圆筒部3b1的内周面与输入轴7的轴部7a的外周面之间装配的滚动轴承12,将输出旋转部3支承为相对于外壳6旋转自如。在图示例中,两个滚动轴承12沿轴向排列配置。

输出旋转部3的圆盘部3a具有对滚珠4进行保持的多个凹槽17。在本实施方式中,如图4所示,凹槽17由以两旋转构件2、3的旋转中心x为中心向径向呈放射状延伸的长孔形成。在图示例中,各凹槽17在圆盘部3a的外周面开口。凹槽17沿周向等间隔地形成,且在各凹槽17分别配置有一个滚珠4。凹槽17的个数(即滚珠4的个数)是比轨道中心线l2的波状曲线的峰部或者谷部的个数(10个)多一个的11个。如图5所示,滚珠4在各凹槽17内能够以基准节圆c为中心而向半径方向在规定量m的范围内移动。在本实施方式中,在各凹槽17的周壁设置有在周向上对置的一对平行的平坦面17a,该平坦面17a的周向间隔设为与滚珠4的外径大致相等(稍大)。由此,各滚珠4以能够进行半径方向移动的状态被各凹槽17保持于规定的周向位置。

如图6所示,输入旋转部2与输出旋转部3具有共同的旋转中心x,在该旋转中心x上配置有固定构件5的轴心。在输入构件10形成的第一滚动体卡合槽13的轨道中心线l1的曲率中心o1相对于旋转中心x偏心了偏心量a。在输出旋转部3的各凹槽17内配置的滚珠4成为从凹槽17向输入侧(图中左侧)以及输出侧(图中右侧)突出的状态,该突出部分卡合于输入构件10的第一滚动体卡合槽13以及固定构件5的第二滚动体卡合槽16。需要说明的是,在图6中,示意性地示出了各构件,例如,由不在输出旋转部3的圆盘部3a的外周面开口的长孔表示凹槽17。

在本实施方式的减速装置1中,第二滚动体卡合槽16的轨道中心线l2的峰部的个数为10个(谷部的个数也同样为10个),滚珠4的个数为11个,因此,由下式求出的减速比i成为1/11。

减速比i=(滚珠个数-峰部的个数)/滚珠的个数

需要说明的是,峰部的个数设为滚珠的个数±1,在减速比i成为负值的情况下,意味着输出旋转部3的旋转方向相对于输入旋转部2的旋转方向相反。

第二滚动体卡合槽16的轨道中心线l2的形状以将减速后的旋转运动从输入旋转部2向输出旋转部3同步旋转地传递的方式设定。具体而言,以如下方式设定第二滚动体卡合槽16的形状:在将减速装置1的减速比设为i时,在输入轴7的旋转角为θ的情况下,输出旋转部3的旋转角为iθ,在该状态下,卡合于第一滚动体卡合槽13的滚珠4与第二滚动体卡合槽16卡合并传递力矩。详细而言,以使输入旋转部2以及输出旋转部3的旋转中心x与第二滚动体卡合槽16的轨道中心线l2之间的距离r满足下述的式(1)的方式,来设定第二滚动体卡合槽16的形状。

r=a‘cos(ψ/i)+√{r2-(a‘sin(ψ/i))2}…(1)

其中,

r:旋转中心x与第二滚动体卡合槽16的轨道中心线l2之间的距离,

a:第一滚动体卡合槽13的轨道中心线l1的中心o1相对于旋转中心x的偏心量,

i:减速比,

ψ:输出旋转部3的旋转角,

r:第一滚动体卡合槽13的轨道中心线l1的半径。

在输入构件10、输出构件(输出旋转部3的圆盘部3a)以及固定构件5之中,至少对于与滚珠4接触的第一滚动体卡合槽13的侧壁、第二滚动体卡合槽16的侧壁以及凹槽17的周壁,为了减少由与滚珠4的表面硬度差引起的磨损,而优选赋予与滚珠4的表面同等程度的表面硬度。例如,优选将第一滚动体卡合槽13的侧壁、第二滚动体卡合槽16的侧壁以及凹槽17的周壁的表面硬度设为hrc50~60的范围内。具体而言,通过使用s45c、s50c等机械构造用碳钢、scm415、scm420等机械构造用合金钢形成输入构件10、输出构件以及固定构件5,并对它们进行整体热处理或者渗碳热处理,能够得到上述的表面硬度。或者,通过使用suj2等轴承钢形成上述的各构件,并对它们进行整体热处理或者高频热处理,也能够得到上述的表面硬度。

接下来,对本实施方式的减速装置1的动作进行归纳说明。当使图1所示的输入旋转部2的输入轴7旋转时,输入构件10以旋转中心x为中心而以振摆回转半径a进行公转运动。此时,输入构件10相对于在输入轴7设置的偏心凸轮8旋转自如,因此几乎不进行自转运动。由此,第一滚动体卡合槽13与滚珠4之间的相对的摩擦量减少,而提高了旋转力矩的传递效率。

当输入构件10进行公转运动时,与圆形的第一滚动体卡合槽13卡合的各滚珠4沿着形成于固定构件5的第二滚动体卡合槽16移动。详细而言,当输入构件10的中心线o1从图4所示的位置向箭头方向公转时,如图7所示,形成于输入构件10的第一滚动体卡合槽13与滚珠4卡合,而对滚珠4作用有大致向上的接触力f1。通过该滚珠4与第二滚动体卡合槽16卡合,从而在对第二滚动体卡合槽16作用有与滚珠4的接触力f2’的同时,对滚珠4作用有由于与第二滚动体卡合槽16的接触而产生的接触力f2。在该接触力f2的周向分量f2a的作用下,滚珠4沿着第二滚动体卡合槽16在周向上移动。该滚珠4与输出旋转部3的凹槽17在周向上卡合,由此产生的接触力f3’作为使输出旋转部3向与输入轴7相同的方向旋转的力来产生作用(参照图4)。

使输出旋转部3旋转的力(即,)根据滚珠4与波形的第二滚动体卡合槽16之间的接触状态而变化,因此其大小根据各个滚珠4的位置而不同(参照图4)。滚珠4以输入旋转部2以及输出旋转部3的旋转中心x为中心进行配置,因此,使输出旋转部3旋转的力以旋转中心x为中心分布。具体而言,在波形的第二滚动体卡合槽16中,对于与峰部的顶部与谷部的顶部之间的中央附近(相对于以旋转中心x为中心的节圆的倾斜角度较大的部位)接触的、图中上下两端的滚珠4,使输出旋转部3旋转的力较大;而对于与波形的第二滚动体卡合槽16的峰部的顶部或者谷部的顶部附近(相对于以旋转中心x为中心的节圆的倾斜角度较小的部位)接触的、图中左右两端的滚珠4,使输出旋转部3旋转的力较小。

在上述的减速装置1中,滚珠4与第二滚动体卡合槽16的接触力f2’由固定于外壳6的固定构件5支承,因此不需要对该接触力f2’进行支承的大型的轴承。另外,通过使得滚珠4一边在半径方向上进行往复运动一边在旋转方向上与凹槽17卡合,从而从滚珠4对输出旋转部3仅施加旋转方向的接触力f3’。这样,通过将接触力f3’的方向限定于旋转方向,从而使对输出旋转部3进行支承的轴承12、14小型化,进而实现减速装置1的小型化,并且减少了轴承内部的力矩损失,从而提高减速装置1的力矩传递效率。

如上述那样,在力矩传递时,在输出旋转部3的圆盘部3a之中,对在凹槽17之间设置的柱部施加由于与滚珠4的接触而产生的周向的接触力f3’。因此,担忧在圆盘部3a的凹槽17之间设置的柱部由于从滚珠4承受的接触力f3’而受到损伤。特别是,当为了增大减速比而使凹槽17的数量(即滚珠4的数量)增多时,凹槽17间的柱部的周向宽度变细,因此柱部在与滚珠4的接触力f3’的作用下受到损伤的担忧增高。

关于这方面,在本实施方式中,如图4所示,不仅在比旋转中心x靠上侧的滚珠4,在比旋转中心x靠下侧的滚珠4也作用有与凹槽17的接触力f3’,从而有助于力矩传递。因此,例如,与仅通过比旋转中心x靠上侧的滚珠4来进行力矩传递的情况相比,分散了从各滚珠4对圆盘部3a施加的接触力f3’,因此,减轻了对圆盘部3a的各柱部施加的载荷。另外,在本实施方式中,如上述那样,通过圆盘部3a的材料选择、热处理,而将凹槽17的周壁的表面硬度提高到hrc50以上。通过以上方案,能够在提高输出旋转部3的圆盘部3a的凹槽17间的柱部的耐久性、或者维持柱部的耐久性的同时,提高负载能力。

这样,输入到输入旋转部2的输入轴7的旋转经由滚珠4而向输出旋转部3传递。此时,通过以使输入旋转部2以及输出旋转部3的旋转中心x与第二滚动体卡合槽16的轨道中心线l2之间的距离r满足上述的式(1)的方式来设计第二滚动体卡合槽16的轨道中心线l2,从而输出旋转部3以相对于输入轴7减速后的转速始终同步地旋转。

本发明的实施方式并不局限于上述方式。以下,对本发明的其他实施方式进行说明,但对于与上述的实施方式同样的方面省略说明。

在图8所示的实施方式中,使用了具有筒状的外周面的滚子25以作为卡合于两滚动体卡合槽13、16的滚动体。在图示例中,使用了圆柱滚子以作为滚子25。当输入轴7旋转时,一边使滚子25的外周面与两滚动体卡合槽13、16的外径侧或者内径侧的侧壁接触,一边经由滚子25向输出旋转部3传递旋转。滚子25的轴向两端面与两滚动体卡合槽13、16的底面既可以接触,也可以在它们之间设置轴向间隙。

在该实施方式中,在滚子25的外周面与各滚动体卡合槽13、16之间产生的接触力的方向成为与轴向方向正交的方向。由此,限定了对支承输入构件10的轴承9、支承输入轴7的轴承11、12(参照图1)施加的载荷的方向,因此与施加了径向、轴向这两方向的载荷的情况相比,能够在维持耐久性的同时使轴承小型化,进而能够使减速装置1整体进一步小型化。另外,通过将对轴承9、11、12施加的载荷限定于径向方向,从而这些轴承的内部的力矩损失变小,因此旋转力矩的传递效率进一步提高。

需要说明的是,滚子25并不局限于圆柱滚子,例如也可以使用外周面的轴向中央的直径大一些的桶型滚子、外周面为锥状的圆锥滚子。在这些情况下,虽然经由滚子25对输入旋转部2施加了一些轴向载荷,但其大小与使用滚珠作为滚动体的情况相比较小,因此能够得到使对输入旋转部2进行支承的轴承小型化的效果。

在如上述那样将使用滚子25作为滚动体的情况下,也可以如图9所示,在滚子25的外周面与第一滚动体卡合槽13、第二滚动体卡合槽16以及凹槽17接触的接触部设置减少摩擦构件30。作为减少摩擦构件30,例如可以使用滚针轴承、滑动轴承(例如烧结含油轴承)。这样,滚子25与第一滚动体卡合槽13、第二滚动体卡合槽16以及凹槽17经由减少摩擦构件30接触,由此各接触部的摩擦损失大幅度减少,因此力矩的传递效率提升。

需要说明的是,如上述那样,在滚子25与第一滚动体卡合槽13、第二滚动体卡合槽16以及凹槽17这三个要素全部接触的接触部设置减少摩擦构件30(滚针轴承或者滑动轴承)是最有效的,但是只要在滚子25与上述三个要素中的至少一个要素接触的接触部设置减少摩擦构件30,就能够得到由摩擦损失的减少带来的力矩的传递效率的提升效果。特别是,若在滚子25与上述三个要素中的至少两个要素接触的接触部设置减少摩擦构件30,则与剩余的一个要素的接触会成为滚动接触,因此力矩的传递效率的提升效果提高。

另外,在上述的实施方式中,示出了第一滚动体卡合槽13在整周连续的情况,但并不局限于此,也可以使第一滚动体卡合槽13例如构成为沿着以中心线o1为中心的圆形成的多个(例如与滚动体数量相同)圆弧状的槽。

另外,在上述的实施方式中,输入构件10设为相对于在输入轴7设置的偏心凸轮8旋转自如,但也可以将输入构件10与输入轴7设为一体地旋转的结构。另外,在上述的实施方式中,例示了使分体的偏心凸轮8嵌合于输入轴7的结构,但并不局限于此,也可以将输入轴7与偏心凸轮8设为一体件。另外,在上述的实施方式中,由于制造上的便利而将输出旋转部3的圆盘部3a、轴部3b的圆筒部3b1以及盖部3b2分体地形成,但并不局限于此,例如也可以将圆盘部3a与轴部3b的圆筒部3b1设为一体件。

在上述实施方式中,例示了将本发明应用于减速比i的大小为1/11的减速装置1的情况,但并不局限于此,本发明例如能够适当应用于具有1/5~1/50的范围内的任意大小的减速比的减速装置。在该情况下,只要根据减速比i来适当设定滚动体卡合槽的轨道中心线的波状曲线的峰部/谷部的数量、固定构件的凹槽及滚子的数量即可。

以下,基于图13~20对本发明的第二实施方式进行说明。

如图13所示,作为本发明的一实施方式的动力传递装置的减速装置1主要具备输入旋转部2、输出旋转部3、作为滚动体的滚珠4、固定构件5以及将它们收容的外壳6。在图示例中,外壳6由设置于输入侧(在图13中为左侧)的第一外壳构件6a以及设置于输出侧(在图13中为右侧)的第二外壳构件6b构成。两外壳构件6a、6b通过螺栓23等适当的方案而固定。输入旋转部2与输出旋转部3同轴配置,且具有共同的旋转中心x。固定构件5固定于外壳6。

输入旋转部2具有输入轴7、偏心凸轮部8、滚动轴承9以及输入构件10。输入轴7设为相对于外壳6绕旋转中心x旋转自如。在本实施方式中,输入轴7被在与输出旋转部3的内周面之间装配的多个滚动轴承11支承为相对于外壳6旋转自如。在图示例中,在偏心凸轮部8的轴向两侧,分别各设置有两个轴承11。在输入轴7的外周面与第一外壳构件6a的内周面之间,设置有用于防止在外壳6内填充的润滑脂或者油漏出的密封构件21。偏心凸轮部8设置于输入轴7的外周,且在图示例中与输入轴7一体地设置。偏心凸轮部8的圆筒形外周面8a的中心线o1相对于旋转中心x向半径方向偏心了偏心量a。输入构件10呈大致圆盘状,输入构件10的中心线与偏心凸轮部8的圆筒形外周面8a的中心线o1一致。在偏心凸轮部8的圆筒形外周面8a与输入构件10的内周面之间装配有滚动轴承9。由此,输入构件10设为相对于偏心凸轮部8相对旋转自如。

固定构件5设置于输入构件10的轴向两侧。固定构件5呈环状,在图示例中,两固定构件5由相同材料形成为同一形状。各固定构件5通过适当的方案固定于外壳6。在图示例中,设置有对固定构件5相对于外壳6的周向移动进行限制的限制构件24。限制构件24装配于在各外壳构件6a、6b的内周面以及各固定构件5的外周面设置的键槽,并与它们在周向上卡合,由此限制了固定构件5相对于外壳6的周向移动。

输入构件10与各固定构件5以规定的间隔在轴向上排列配置。在输入构件10的轴向两侧的侧面分别形成有第一滚动体卡合槽13。在各固定构件5分别形成有与第一滚动体卡合槽13在轴向上对置的第二滚动体卡合槽16。即,在本实施方式中,具有第一滚动体卡合槽13的第一构件作为输入构件10而设置于输入旋转部2,具有第二滚动体卡合槽16的第二构件设为固定构件5。

如图14所示,在输入构件10形成的第一滚动体卡合槽13的轨道中心线l1形成为半径r的圆形。第一滚动体卡合槽13的轨道中心线l1的曲率中心与偏心凸轮部8的圆筒形外周面8a以及输入构件10的中心线o1一致。即,轨道中心线l1的曲率中心(即中心线o1)相对于输入旋转部2的旋转中心x偏心了偏心量a。各滚珠4通过与该第一滚动体卡合槽13卡合,从而以能够沿周向(沿着轨道中心线l1的方向)移动的状态被保持于规定的半径方向位置。需要说明的是,第一滚动体卡合槽13的轨道中心线l1是指使滚珠4沿着第一滚动体卡合槽13移动时的滚珠4的中心的轨迹。

如图15所示,形成于固定构件5的第二滚动体卡合槽16的轨道中心线l2由波状曲线形成,该波状曲线相对于在旋转中心x上具有曲率中心的基准节圆c以恒定的节距交替地交叉。即,第二滚动体卡合槽16由与旋转中心x之间的距离r相对于基准节圆半径pcr增减变动的波状曲线形成。在本实施方式中,在轨道中心线l2的波状曲线设置有10个与旋转中心x之间的距离r大于基准节圆半径pcr的峰部、10个与旋转中心x之间的距离r小于基准节圆半径pcr的谷部。形成于两固定构件5的第二滚动体卡合槽16具有相同的形状,且配置为相同的相位。需要说明的是,第二滚动体卡合槽16的轨道中心线是指使滚珠4沿着第二滚动体卡合槽16移动时的滚珠4的中心的轨迹。

如图13所示,输出旋转部3具有:第一输出构件31,其设置于输入构件10的轴向一侧(图中左侧);第二输出构件32,其设置于输入构件10的轴向另一侧(图中右侧);以及连结构件33,其将第一输出构件31与第二输出构件32连结。第一输出构件31具有圆筒状的轴部31a、以及从轴部31a向外径侧延伸的圆盘部31b。第二输出构件32具有作为输出轴发挥功能的轴部32a、以及从轴部32a向外径侧延伸的圆盘部32b。第二输出构件32的轴部32a具有圆筒部32a1以及将圆筒部32a1的开口部闭塞的盖部32a2。在盖部32a2设置有连结部,该连结部用于连结应对减速后的旋转进行传递的其他构件。在图示例中,第一输出构件31的轴部31a以及圆盘部31b一体成形,第二输出构件32的轴部32a以及圆盘部32b一体成形。

输出旋转部3设为相对于外壳6绕旋转中心x旋转自如。在本实施方式中,第一输出构件31的圆盘部31b的外径端与第二输出构件32的圆盘部32b的外径端通过连结构件33连结,由此两输出构件31、32被设为能够一体地旋转。具体而言,利用在第一输出构件31的轴部31a的外周面与轴向一侧的固定构件5的内周面之间装配的滚动轴承14、以及在第二输出构件32的轴部32a的外周面与轴向另一侧的固定构件5的内周面之间装配的滚动轴承15,将输出旋转部3支承为相对于外壳6一体地旋转自如。在第二输出构件32的轴部32a的外周面与第二外壳构件6b的内周面之间设置有用于防止在外壳6内填充的润滑脂或者油漏出的密封构件22。

在第一输出构件31的圆盘部31b以及第二输出构件32的圆盘部32b分别形成有对滚珠4进行保持的多个凹槽17。即,在本实施方式中,具有凹槽17的一对第三构件作为输出构件31、32而设置于输出旋转部3。如图16所示,凹槽17由以两旋转构件10、20的旋转中心x为中心而向径向呈放射状延伸的长孔形成。在图示例中,各凹槽17在圆盘部31b、32b的外周面开口。凹槽17在同一圆周上以周向等间隔形成。在本实施方式中,设置于两输出构件31、32的凹槽17在与轴向正交的面内设置于相同的位置,在各凹槽17分别配置有一个滚珠4。在各输出构件31、32形成的凹槽17的个数(即,在各输出构件31、32与输入构件10之间配置的滚珠4的个数)是比轨道中心线l2的波状曲线的峰部或者谷部的个数(10个)多一个的11个。

如图17所示,滚珠4在各凹槽17内能够以基准节圆c为中心而向半径方向在规定量m的范围内移动。在本实施方式中,在各凹槽17的周壁设置有在周向上对置的一对平行的平坦面17a,该平坦面17a的周向间隔与滚珠4的外径大致相等(稍大)。由此,各滚珠4以能够进行半径方向移动的状态被各凹槽17保持于规定的周向位置。

如图18所示,输入构件10与两输出构件31、32具有共同的旋转中心x,两固定构件5的轴心配置在该旋转中心x上。输入构件10的中心轴o1(即,第一滚动体卡合槽13的轨道中心线l1的曲率中心)相对于旋转中心x偏心了偏心量a。在各输出构件31、32的凹槽17内配置的滚珠4成为从凹槽17向轴向两侧突出的状态,该突出部分卡合于输入构件10的第一滚动体卡合槽13以及固定构件5的第二滚动体卡合槽16(参照图13)。需要说明的是,在图18中,示意性地示出了各构件,例如,由不在各输出构件31、32的外周面开口的长孔表示凹槽17。

在本实施方式的减速装置1中,第二滚动体卡合槽16的轨道中心线l2的峰部的个数为10个(谷部的个数也同样为10个),滚珠4的个数为11个,因此,由下式求出的减速比i成为1/11。

减速比i=(滚珠个数-峰部的个数)/滚珠的个数

需要说明的是,峰部的个数设为滚珠的个数±1,在减速比i成为负值的情况下,意味着输出旋转部3的旋转方向相对于输入旋转部2的旋转方向相反。

第二滚动体卡合槽16的轨道中心线l2的形状以将减速后的旋转运动从输入旋转部2向输出旋转部3同步旋转地传递的方式设定。具体而言,以如下方式设定第二滚动体卡合槽16的形状:在将减速装置1的减速比设为i时,在输入轴7的旋转角为θ的情况下,输出旋转部3的旋转角为iθ,在该状态下,卡合于第一滚动体卡合槽13的滚珠4与第二滚动体卡合槽16卡合并传递力矩。详细而言,以使输入旋转部2以及输出旋转部3的旋转中心x与第二滚动体卡合槽16的轨道中心线l2之间的距离r满足下述的式(1)的方式,来设定第二滚动体卡合槽16的形状。

r=a·cos(ψ/i)+√{r2-(a·sin(ψ/i))2}…(1)

其中,

r:旋转中心x与第二滚动体卡合槽16的轨道中心线l2之间的距离,

a:第一滚动体卡合槽13的轨道中心线l1的中心o1相对于旋转中心x的偏心量,

i:减速比,

ψ:输出旋转部3的旋转角,

r:第一滚动体卡合槽13的轨道中心线l1的半径。

在输入构件10、两输出构件31、32以及两固定构件5之中,至少对于与滚珠4接触的第一滚动体卡合槽13的侧壁、第二滚动体卡合槽16的侧壁以及凹槽17的周壁,为了减少由与滚珠4的表面硬度差引起的磨损,而优选赋予与滚珠4的表面同等程度的表面硬度。例如,优选将第一滚动体卡合槽13的侧壁、第二滚动体卡合槽16的侧壁以及凹槽17的周壁的表面硬度设为hrc50~60的范围内。具体而言,通过使用s45c、s50c等机械构造用碳钢、scm415、scm420等机械构造用合金钢形成输入构件10、输出构件31、32以及固定构件5,并对它们进行整体热处理或者渗碳热处理,能够得到上述的表面硬度。或者,通过使用suj2等轴承钢形成上述的各构件,并对它们进行整体热处理或者高频热处理,也能够得到上述的表面硬度。

接下来,对本实施方式的减速装置1的动作进行归纳说明。当使图13所示的输入旋转部2的输入轴7旋转时,输入构件10以旋转中心x为中心而以振摆回转半径a进行公转运动。此时,输入构件10相对于在输入轴7设置的偏心凸轮部8旋转自如,因此几乎不进行自转运动。由此,第一滚动体卡合槽13与滚珠4之间的相对的摩擦量减少,而提高了旋转力矩的传递效率。

当输入构件10进行公转运动时,与圆形的第一滚动体卡合槽13卡合的各滚珠4沿着形成于固定构件5的第二滚动体卡合槽16移动。详细而言,当输入构件10的中心线o1从图16所示的位置向箭头方向公转时,如图19所示,形成于输入构件10的第一滚动体卡合槽13与滚珠4卡合,而对各滚珠4作用有大致向上的接触力f1。通过该滚珠4与第二滚动体卡合槽16卡合,从而在对第二滚动体卡合槽16作用与滚珠4的接触力f2’的同时,对滚珠4作用有由于与第二滚动体卡合槽16的接触而产生的接触力f2。在该接触力f2的周向分量f2a的作用下,滚珠4沿着第二滚动体卡合槽16在周向上移动。该滚珠4与输出旋转部3的凹槽17在周向上卡合,由此产生的接触力f3’作为使输出旋转部3向与输入轴7相同的方向旋转的力来产生作用(参照图16)。

使输出旋转部3旋转的力(即,)根据滚珠4与波形的第二滚动体卡合槽16之间的接触状态而变化,因此其大小根据各个滚珠4的位置而不同(参照图16)。滚珠4以输入旋转部2以及输出旋转部3的旋转中心x为中心进行配置,因此,使输出旋转部3旋转的力以旋转中心x为中心分布。具体而言,在波形的第二滚动体卡合槽16中,对于与峰部的顶部与谷部的顶部的中央附近(相对于以旋转中心x为中心的节圆的倾斜角度较大的部位)接触的、图中上下两端的滚珠4,使输出旋转部3旋转的力较大;而对于与波形的第二滚动体卡合槽16的峰部的顶部或者谷部的顶部附近(相对于以旋转中心x为中心的节圆的倾斜角度较小的部位)接触的、图中左右两端的滚珠4,使输出旋转部3旋转的力较小。

在上述的减速装置1中,以输入构件10为中心,将一对固定构件5、一对输出构件31、32以及多个滚珠4分别轴向对称地配置。由此,如图20所示,输入构件10从设置于轴向两侧的滚珠4承受接触力f1’,从而该接触力f1’的轴向分量f1a’被抵消。由此,不会向支承输入构件10的轴承9、支承输入轴7的轴承11(参照图13)传递轴向方向的负载,因此能够使轴承9、11小型化,进而使减速装置1小型化。另外,通过对施加于轴承9、11的载荷的方向进行限定,从而减少了轴承内部的力矩损失,提高了减速装置1的力矩传递效率。

另外,在上述的减速装置1中,滚珠4与第二滚动体卡合槽16的接触力f2’由固定于外壳6的固定构件5支承,因此不需要对该接触力f2’进行支承的大型的轴承。另外,通过使得滚珠4一边在半径方向上进行往复运动一边与凹槽17在旋转方向上卡合,从而从滚珠4对输出旋转部3仅施加旋转方向的接触力f3’。这样,通过将接触力f3’的方向限定于旋转方向,从而使对输出旋转部3进行支承的轴承14、15小型化,而实现减速装置1的小型化,并且减少了轴承内部的力矩损失,从而提高了减速装置1的力矩传递效率。

如上述那样,在力矩传递时,在各输出构件31、32的圆盘部31b、32b之中,对在凹槽17之间设置的柱部施加由于与滚珠4的接触而产生的周向的接触力f3’。因此,担忧在圆盘部31b、32b的凹槽17之间设置的柱部由于从滚珠4承受的接触力f3’而受到损伤。特别是,当为了增大减速比而使凹槽17的数量(即滚珠4的数量)增多时,凹槽17间的柱部的周向宽度变细,因此柱部在与滚珠4的接触力f3’的作用下受到损伤的担忧增高。

关于这方面,在本实施方式中,如图16所示,不仅在比旋转中心x靠上侧的滚珠4,在比旋转中心x靠下侧的滚珠4也作用有与凹槽17的接触力f3’,从而有助于力矩传递。因此,例如,与仅通过比旋转中心x靠上侧的滚珠4来进行力矩传递的情况相比,分散了从各滚珠4对圆盘部31b、32b施加的接触力f3’,因此,减轻了对圆盘部31b、32b的各柱部施加的载荷。特别是,在本实施方式中,通过在输入构件10的两侧设置输出构件31、32,从而滚珠4与输出构件31、32的接触点增加,因此能够进一步减轻各接触点处的载荷。并且,在本实施方式中,如上述那样,通过圆盘部31b、32b的材料选择、热处理,而将凹槽17的周壁的表面硬度提高到hrc50以上。通过以上方案,能够在提高各输出构件31、32的凹槽17间的柱部的耐久性、或者维持柱部的耐久性的同时,提高负载能力。

这样,输入到输入旋转部2的输入轴7的旋转经由滚珠4而向输出旋转部3传递。此时,通过以使输入旋转部2以及输出旋转部3的旋转中心x与第二滚动体卡合槽16的轨道中心线l2之间的距离r满足上述的式(1)的方式来设计第二滚动体卡合槽16的轨道中心线l2,从而输出旋转部3以相对于输入轴7减速后的转速始终同步地旋转。

本发明的实施方式并不局限于上述内容。以下,对本发明的其他实施方式进行说明,但对于与上述的实施方式同样的方面省略说明。

在上述的实施方式中,示出了圆形的第一滚动体卡合槽13在整周上连续的情况,但并不局限于此,也可以使第一滚动体卡合槽13例如构成为沿着圆形的轨道中心线l1形成的多个(例如与滚动体数量相同)圆弧状的槽。

另外,在上述的实施方式中,将输入构件10设为相对于输入轴7旋转自如,但也可以将输入构件10与输入轴7设为一体地旋转的结构。另外,在上述的实施方式中,例示了将输入轴7与偏心凸轮部8一体形成的结构,但并不局限于此,也可以将输入轴7与偏心凸轮部8分体地形成,并将偏心凸轮部8固定于输入轴7的外周面。

另外,在上述的实施方式中,将第一输出构件31的轴部31a以及圆盘部31b、第二输出构件32的轴部32a以及圆盘部32b分别一体形成,但也可以将这些构件分体地形成。另外,若将第一输出构件31与第二输出构件32由同一材料形成为同一形状,则能够减少它们的制作成本。

另外,在上述的实施方式中,示出了利用连结构件33将第一输出构件31与第二输出构件32连结的情况,但并不局限于此,例如,也可以将两输出构件31、32一体形成、或者通过焊接而将它们一体化。另外,两输出构件31、32并不一定需要连结,也可以将它们设为能够分别独立地旋转。

另外,在上述实施方式中,例示了将本发明应用于减速比i的大小为1/11的减速装置1的情况,但并不局限于此,本发明例如能够适当地应用于具有1/5~1/50的范围内的任意大小的减速比的减速装置。在该情况下,只要根据减速比i来适当设定滚动体卡合槽的轨道中心线的波状曲线的峰部/谷部的数量、固定构件的凹槽及滚子的数量即可。

另外,在上述的实施方式中,示出了将具有第一滚动体卡合槽13的第一构件设为输入构件10、将具有第二滚动体卡合槽16的第二构件设为固定构件5、将具有凹槽17的第三构件设为输出构件31、32的情况,但并不局限于此,可以根据使用者的要求规格、使用环境等,将输入旋转部、固定构件以及输出旋转部分别适当分配给第一构件、第二构件以及第三构件,由此对动力传递方式任意进行变更。

附图标记说明:

1减速装置

2输入旋转部

3输出旋转部

3a圆盘部(输出构件)

4滚珠(滚动体)

5固定构件

6外壳

7输入轴

8偏心凸轮

10输入构件

13第一滚动体卡合槽

16第二滚动体卡合槽

17凹槽

25滚子(滚动体)

30减少摩擦构件

f1、f1’滚珠与第一滚动体卡合槽的接触力

f2、f2’滚珠与第二滚动体卡合槽的接触力

f3、f3’滚珠与凹槽的接触力

l1第一滚动体卡合槽的轨道中心线

l2第二滚动体卡合槽的轨道中心线

o1第一滚动体卡合槽的轨道中心线的曲率中心(输入构件的中心线)

x输入旋转部以及输出旋转部的旋转中心。

再多了解一些
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1

威尼斯人棋牌|威尼斯欢乐娱人城

XML 地图 | Sitemap 地图