[實(shí)用新型]一種基于滿球設(shè)計(jì)的柔性軸承

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520281051.6
• 申請日: 2015-05-04
• 公開（公告）號: CN205078610U
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉和義
• 申請（專利權(quán)）人: 劉和義
• 主分類號: F16C27/00
• 分類號: F16C27/00
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡吉科;孫偉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及的是一種基于滿球設(shè)計(jì)的柔性軸承。

背景技術(shù)

諧波齒輪傳動技術(shù)是50年代末隨著空間科學(xué)、宇航尖端技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的，諧波傳動是利用柔性構(gòu)件的彈性變形波進(jìn)行運(yùn)動或動力傳遞的一裝置。其優(yōu)點(diǎn)有：1,結(jié)構(gòu)簡單，2，傳動比大，傳動比范圍廣，3，承載能力高，傳動平穩(wěn)，精度高噪聲低，4，傳動的回差小，可以實(shí)現(xiàn)零側(cè)隙傳動，5，傳動效率高等。已被廣泛應(yīng)用于空間技術(shù)、雷達(dá)通訊、能源、機(jī)床、儀器儀表、機(jī)器人、汽車、造船、紡織、冶金、常規(guī)武器、精密光學(xué)設(shè)備、印刷包裝機(jī)械以及醫(yī)療器械等領(lǐng)域。

諧波齒輪減速器一般是由波發(fā)生器、柔輪和剛輪所組成。波發(fā)生器一般有:雙滾輪式，四滾輪式，偏心盤式和柔性軸承凸輪式等，其中柔性軸承凸輪式波發(fā)生器能全面控制柔輪變形，承載能力大，剛度好，精度高，目前被廣泛的使用。

以往在柔性軸承的設(shè)計(jì)中，在選定一定的鋼球直徑的基礎(chǔ)上，盡可能的選用多的球數(shù)。但受到當(dāng)時的材料，工藝條件的限制，填球角只能做到270度左右。所以，目前主流的柔性軸承設(shè)計(jì)，基本是選用23粒球，并根據(jù)不同軸承的中心徑的大小，選用不同直徑的鋼球，滿足填球角在270度左右的要求。由于過于追求球數(shù)，在有保持器的條件下，使得球間距很小。同時由于過于追求球數(shù)，保持器的梁寬也很窄。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型是對傳統(tǒng)柔性軸承凸輪式波發(fā)生器中的柔性軸承結(jié)構(gòu)改進(jìn)。為了解決“在有保持器的條件下，使得球間距很小。同時由于過于追求球數(shù)，保持器的梁寬也很窄。”的問題，本實(shí)用新型提供了一種基于滿球設(shè)計(jì)的柔性軸承。

一種基于滿球設(shè)計(jì)的柔性軸承，包括可以彈性變形的外圈和內(nèi)圈，外圈的內(nèi)壁上、內(nèi)圈的外壁上分別設(shè)有外溝槽、內(nèi)溝槽，外溝槽、內(nèi)溝槽之間填有1組鋼球，其特征在于：所述1組鋼球?yàn)镹顆，所述N顆鋼球圍繞外圈或者內(nèi)圈的軸向中心布滿直至無法填入第N+1顆鋼球，且所述柔性軸承內(nèi)部無保持器。

進(jìn)一步的，所述N為27-30。

進(jìn)一步的，所述軸承內(nèi)外圈、鋼球材料為ZGr15。

進(jìn)一步的，所述基于滿球設(shè)計(jì)的柔性軸承最大徑向變形量為0.2-1.5mm。

一種基于滿球設(shè)計(jì)的柔性軸承用途，其特征為：該軸承應(yīng)用于諧波減速器的柔性軸承凸輪式波發(fā)生器。

有益效果：

目前的柔性軸承填球角做多可以做多270度左右，該設(shè)計(jì)達(dá)到滿球，填球角接近360度，也就是在相同鋼球直徑的基礎(chǔ)上，可以增加近25%的鋼球數(shù)量。由于鋼球數(shù)量的增加：

1，大大增加了軸承的額定動負(fù)荷。

額定動負(fù)荷公式：

額定動負(fù)荷是鋼球數(shù)量（Z）的2/3次方。

如上所述，鋼球數(shù)量增加1.25倍，在其他條件相同的情況下，額定動負(fù)荷增加1.16倍。

2，由于鋼球數(shù)量的增加，鋼球間距減少，降低了撓度和剪切應(yīng)力。

鋼球數(shù)量增加25%,相應(yīng)地鋼球之間的間距，也就是兩個鋼球之間的支撐也相應(yīng)地減少了25%。

材料力學(xué)的撓度計(jì)算公式：

δ：撓度

E：鋼的彈性模量；

I：鋼的截面慣矩；

q:均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值；

L:梁支撐間距；

撓度是梁間距的4次方。按梁間距減少計(jì)25%，撓度可以降低60%左右。相應(yīng)的應(yīng)力也減少，（提高了軸承的使用壽命）。撓度的降低，極大地改善了諧波減速器的空程和傳動誤差。同時應(yīng)力的降低也降低了外圈斷裂的幾率，提高了使用壽命。

3，取消了保持器。原設(shè)計(jì)由于保持器壁很薄，使用中經(jīng)常發(fā)生斷裂等現(xiàn)象，影響軸承使用壽命。現(xiàn)取消保持器，使使用壽命延長。

柔性軸承是諧波減速器壽命的薄弱環(huán)節(jié)，按國標(biāo)《GB/T14118-93》諧波減速器的使用壽命要求，在額定轉(zhuǎn)速和額定負(fù)荷的正常工作條件下，柔性軸承的使用壽命不低于5000小時，諧波減速器不低于10000小時。柔性軸承的改進(jìn)，彌補(bǔ)了諧波減速器在技術(shù)上的短板，提高了整機(jī)的使用壽命。