[實(shí)用新型]一種用于角度輸出的滾珠絲杠減速機(jī)構(gòu)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920106375.0
• 申請(qǐng)日: 2009-03-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201363404Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚曉先;宋曉東;梁作寶;林凡;戴閏志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F16H37/00
• 分類號(hào): F16H37/00;F16H55/26;F16H55/17
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心
• 代理人: 張利萍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種減速機(jī)構(gòu)，特別涉及一種采用滾珠絲杠和齒輪齒條實(shí)現(xiàn)角度輸出的兩級(jí)減速機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

在位置伺服系統(tǒng)中，減速機(jī)構(gòu)主要用于將電動(dòng)機(jī)的高速小扭矩輸入轉(zhuǎn)換為低速大扭矩輸出。通常用于角度輸出的減速機(jī)構(gòu)有行星齒輪減速機(jī)構(gòu)、諧波齒輪減速機(jī)構(gòu)和蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)；用于直線輸出的減速機(jī)構(gòu)以滾珠絲杠減速機(jī)構(gòu)為主。行星輪減速機(jī)構(gòu)通常用于小速比場(chǎng)合，在減速比大于100時(shí)往往需要三級(jí)或更高級(jí)減速，工作效率低，且體積大。諧波齒輪減速機(jī)構(gòu)相對(duì)于行星輪機(jī)構(gòu)具有減速比大，體積小，效率高的特點(diǎn)，但是行星輪減速機(jī)構(gòu)和諧波齒輪減速機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上均要求輸出軸與輸出入同軸布置。蝸輪蝸桿加速機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)輸入軸與輸出軸的垂直布置，但蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)往往效率低，且體積相對(duì)較大。使用滾珠絲杠作為減速機(jī)構(gòu)是彌補(bǔ)效率低的有效途徑之一，但其不能實(shí)現(xiàn)角度輸出。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是為了彌補(bǔ)以上的不足，提供一種既具備工作效率高、減速比大，體積小的特點(diǎn)，又能夠?qū)崿F(xiàn)輸入軸與輸出軸垂直布置的減速機(jī)構(gòu)。

本實(shí)用新型采用滾珠絲杠和齒輪齒條兩級(jí)減速，既利用了滾珠絲杠工作效率高，傳動(dòng)精密的優(yōu)點(diǎn)，又實(shí)現(xiàn)了減速機(jī)構(gòu)的角度輸出。滾珠絲杠和齒輪齒條的十字交叉布置，使減速器具有體積小結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)。

本實(shí)用新型的目的通過(guò)如下減速機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。該減速機(jī)構(gòu)包括：滾珠絲杠、絲杠螺母、齒條、扇形齒輪、輸出軸、殼體、軸承。

本實(shí)用新型各個(gè)組件的連接關(guān)系如下：可在動(dòng)力元件的帶動(dòng)下回轉(zhuǎn)的滾珠絲杠通過(guò)軸承與殼體相連，并通過(guò)自身回轉(zhuǎn)帶動(dòng)螺母往復(fù)運(yùn)動(dòng)，齒條的內(nèi)側(cè)面與絲杠螺母的外側(cè)面相互配合，并與絲杠螺母固連，扇形齒輪齒部與齒條相互嚙合，輸出軸通過(guò)扇形齒輪的中心孔，并與扇形齒輪固連。

所述的齒條外形為U形或L形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)側(cè)面與絲杠螺母外側(cè)面配合。所述的扇形齒輪為與齒條相應(yīng)的倒U形或倒L形結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型工作過(guò)程如下：滾珠絲杠在動(dòng)力元件的帶動(dòng)下回轉(zhuǎn)時(shí)，由于絲杠螺母的軸向回轉(zhuǎn)自由度被齒條所限制，使其在絲杠上進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)齒條直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)；扇形齒輪在齒條的帶動(dòng)下擺動(dòng)，從而帶動(dòng)與其固聯(lián)的輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，將直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力元件的高速小扭矩輸入到輸出軸的低速大扭矩輸出。還可以增加直線導(dǎo)軌副，其底座與殼體固連，其滑塊與齒條外側(cè)面配合，用于平衡運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的絲杠軸向的多余扭矩。若齒條為U形結(jié)構(gòu)，且中小扭矩情況下，可以不安裝直線導(dǎo)軌副。

本實(shí)用新型通過(guò)滾珠絲杠副和齒輪齒條副的特殊布置方式，實(shí)現(xiàn)了輸入軸與輸出軸的正交布置。

本實(shí)用新型通過(guò)初級(jí)為滾珠絲杠副，次級(jí)為齒輪齒條副的兩級(jí)傳動(dòng)方案，使減速機(jī)構(gòu)具有減速比大、側(cè)隙小、效率高和結(jié)構(gòu)緊湊體積小的特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型所述L形扇形齒輪和齒條減速機(jī)構(gòu)的主視圖；

圖2為本實(shí)用新型所述L形扇形齒輪和齒條減速機(jī)構(gòu)的側(cè)剖視圖；

圖3為本實(shí)用新型所述U形扇形齒輪和齒條減速機(jī)構(gòu)的主視圖

圖4為本實(shí)用新型所述U形扇形齒輪和齒條減速機(jī)構(gòu)的側(cè)剖視圖；

圖5為倒U形和倒L形扇形齒輪剖視圖；

圖6為U形和L形齒條剖視圖。

其中：1-滾珠絲杠，2-絲杠螺母，3-齒條，4-扇形齒輪，5-輸出軸，6-殼體，7-軸承，8-軸承蓋，9-螺釘，10-鍵，11-直線導(dǎo)軌副，12、13、14-軸承，15-螺釘。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1、圖2示出了本實(shí)用新型減速機(jī)構(gòu)采用L形扇形齒輪和齒條的一個(gè)實(shí)施例。它以殼體6為支撐件，滾珠絲杠1由軸承7和軸承12固定在下殼體上，并能圍繞自身軸線回轉(zhuǎn)。齒條3為L(zhǎng)形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)側(cè)與絲杠螺母2外側(cè)相配合，并通過(guò)螺釘12與絲杠螺母2固連。扇形齒輪4與齒條3相互嚙合。輸出軸5通過(guò)鍵10與扇形齒輪4相連。直線導(dǎo)軌副11的底座兩端通過(guò)螺釘9與殼體固連，滑動(dòng)體與齒條外側(cè)面配合。

本實(shí)施例的工作過(guò)程如下：動(dòng)力元件驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠1轉(zhuǎn)動(dòng)。滾珠絲杠1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)絲杠螺母2直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)；絲杠螺母2帶動(dòng)齒條3直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；齒條3通過(guò)嚙合齒帶動(dòng)扇形齒輪4擺動(dòng)，將直線運(yùn)動(dòng)在轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；扇形齒輪的擺動(dòng)帶動(dòng)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)減速器的角度輸出。直線導(dǎo)軌副11用于平衡運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的絲杠軸向的多余扭矩。