行波减速传动机构制造技术

本发明专利技术公开了一种行波减速传动机构，包括均与机座（３）连接的输入轴（１）和输出轴（５），输入轴（１）轴线与输出轴（５）轴线在同一条直线上，输入轴（１）与输出轴（５）之间设有弹性应变层（４），弹性应变层（４）周边与机座（３）固定；在输入轴（１）与弹性应变层（４）之间设有若干个滚柱（８），输入轴（１）端面上有与滚柱（８）相配的凹槽，滚柱（８）沿输入轴（１）接触面圆周方向均匀分布；输入轴（１）与输出轴（５）通过机座（３）压紧；弹性应变层（４）与滚柱（８）接触面为光滑面，与输出轴（５）接触面为粗糙面。采用以上结构后，由于省略了齿轮减速传动中许多零部件，因此结构简单、制造成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种传动机构，具体讲是一种可广泛应用于矿山、冶金、机械电子、石油运 输等领域的行波减速传动机构。
技术介绍
在目前用于传递动力与运动的机构中，减速机构的应用范围相当广泛。几乎在各式机械 的传动系统中都可以见到它的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、机车，建筑用的重型机具， 机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等，其应用 从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速机构的应用。而且在工业 应用上，减速机构具有减速及增加转矩功能，因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备。现有 的减速机构一般利用齿轮的速度转换，将马达的回转数减速到所要的回转数。但是这种减速 传动机构有下面的缺点它的构造比较复杂，包含了各级齿轮，因此制造成本也较高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种结构简单、制造成本低的行波减速传动机构。 为解决上述技术问题，本专利技术行波减速传动机构，包括输入轴、输出轴，所述的输入轴 和输出轴均与机座连接，所述的输入轴的轴线与输出轴的轴线在同一条直线上，输入轴与输 出轴之间设有弹性应变层，所述的弹性应变层的周边与机座固定；在输入轴与弹性应变层的 之间设有若干个滚柱，输入轴的端面上有与滚柱相配的凹槽，所述的滚柱沿输入轴的接触面 圆周方向均匀分布；所述的输入轴与输出轴通过机座压紧；所述的弹性应变层与滚柱的接触 面为光滑面，与输出轴的接触面为粗糙面。采用以上结构后，与现有技术相比，本专利技术具有以下的优点首先，是机械行波的产生输入轴上的滚柱在对弹性应变层进行挤压的过程中，使弹性 应变层产生应变从而产生上下的振动，同时，整个输入轴带动滚柱作旋转，即使上述所说的 振动有了平面的移动，因此在弹性应变层的两侧表面形成了机械行波。其次，是行波的传动由行波引发的弹性应变层表面质点作椭圆形轨迹的运动。由于弹 性应变层与滚柱的接触面光滑，即摩擦系数小，与输出轴的接触面粗糙，即摩擦系数大，因此在弹性应变层椭圆运动轨迹的波峰处，弹性应变层质点与输出轴接触处产生摩擦力，从而 产生传动力(力矩)，推动输出轴转动。接着，是减速传动的实现滚柱沿输入轴的接触面圆周方向均匀分布，弹性应变层的剖 面呈周期性波纹状，每一个波纹状周期的弹性应变层内可和一个或若干个滚柱同时挤压，上 述若干个滚柱称为一组滚柱。每一组滚柱中，单个滚柱和弹性应变层的挤压振动为周期性的， 则每组滚柱的周期性振动将进行叠加，可形成一个合成的行波。很明显，不同数量的滚柱和 不同周期的弹性剖面层，可形成不同周期和振幅的合成行波。在一定范围内，弹性应变层粗 糙面质点的椭圆形轨迹的运动速度和行波的角速度、振幅、弹性应变层基本厚度呈正比，和 滚柱数量、波长、应变层有效半径呈反比。调节上述参数，则可调节行波的传播速度、频率 和振幅，由此调节输出轴转速，从而达到减速传动的目的。由于省略了齿轮减速传动中的许多零部件，因此结构简单、制造成本低。所述的输入轴和输出轴的端面均为圆锥面，相应的弹性应变层也为圆锥形；所述的滚柱 为圆锥状。采用圆锥形接触面，可以简化结构，达到更好地减速传动效果。所述的输入轴与输出轴通过机座压紧，是指输入轴与输出轴各设有台阶面，所述的输入 轴与输出轴上各紧配合有压环，压环的一个端面与台阶面紧贴，另一个端面与推力轴承的一 个端面紧贴，推力轴承的另一个端面与机座紧贴。所述的弹性应变层的材料为40CrNi或 30CrMnSi或尼龙66或卡普伦V或聚甲醛或縮醛树脂。采用以上结构后，只要将两端轴承压 紧，就可以使输入轴、弹性应变层、输出轴之间产生预紧力，结构更简单，通用性更强。 附图说明图l所示的是本专利技术行波减速传动机构的结构示意图2所示的是本专利技术行波质点的运动轨迹分析示意图3所示的是本专利技术行波减速传动机构局部剖视示意图4所示的是本专利技术行波减速传动机构改变滚柱数量的局部剖视示意图5所示的是本专利技术行波减速传动机构改变滚柱数量的局部剖视示意图。其中，1、输入轴；2、台阶面；3、机座；4、弹性应变层；5、输出轴；6、推力轴承；7、 压环；8、滚柱；a、质点；b、质点；C、质点；F、输出轴的运动方向；Fc、滚柱的挤压方向；Va、质点a的运动方向；Vax、质点a的水平运动方向；Vay、质点a的垂直运动方向；Vb、 质点b的运动方向；Vc、质点c的运动方向；Vcx、质点c的水平运动方向；Vcy、质点c的 垂直运动方向。 具体实施例方式4下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。由图1所示的本专利技术行波减速传动机构的结构示意图可知，包括输入轴1、输出轴5，所 述的输入轴1和输出轴5均与机座3连接，所述的输入轴1的轴线与输出轴5的轴线在同一 条直线上，输入轴1与输出轴5之间设有弹性应变层4，所述的弹性应变层4的周边与机座3 固定。在输入轴1与弹性应变层4的之间设有若干个滚柱8，输入轴1的端面上有与滚柱8 相配的凹槽，所述的滚柱8沿输入轴1的接触面圆周方向均匀分布。所述的输入轴1与输出 轴5通过机座3压紧，即所述的输入轴1与输出轴5通过机座3压紧，是指输入轴l与输出 轴5各设有台阶面2，所述的输入轴1与输出轴5上各紧配合有压环7，压环7的一个端面与 台阶面2紧贴，另一个端面与推力轴承6的一个端面紧贴，推力轴承6的另一个端面与机座 3紧贴。预紧力的施加有很多的种方法，如可设计调节螺旋的机构来施加，在这里不作详细 表述。所述的弹性应变层4与滚柱8的接触面光滑，与输出轴5的接触面粗糙。所述的输入 轴1和输出轴5的端面均为圆锥面，相应的弹性应变层4也为圆锥形；所述的滚柱8为圆锥 状。所述的弹性应变层4的材料为40CrNi或30CrMnSi或尼龙66或卡普伦V或聚甲醛或縮 醛树脂等高弹性的金属或非金属，当弹性应变层4经摩擦磨损后会变薄，此时在机座弹性预 紧力的作用下，使输入轴1与输出轴5再次压紧，再次进行减速传动。相反，当所述的输出轴5作为动力输入端时，由于弹性应变层4与输出轴5的大摩擦力 作用，并不会把转动传递给输入轴l，因此能实现输入轴l停转自锁的功能。由图2所示的本专利技术行波质点的运动轨迹分析示意图可知，输入轴上的滚柱在对弹性应 变层进行挤压Fc的过程中，使弹性应变层产生应变从而产生上下的振动，滚柱沿输入轴的接 触面圆周方向是均匀分布的，所以这个振动是周期性的，即弹性应变层与输出轴接触的一侧 表面上的质点(a、 b、 c)运动轨迹是上下振动的波形。同时，整个输入轴带动滚柱作旋转， 使上述所说的振动有了平面的移动，因此在弹性应变层的两侧表面形成了机械行波，这样各 个质点(a、 b、 c)的运动轨迹为椭圆形。从各质点的运动方向来看，质点a的运动方向可以 分解为水平方向Vax和垂直方向Vay，质点b由于在椭圆的顶端，只有一个Vb的水平运动方 向，质点c的运动方向可以分解为水平方向Vcx和垂直方向Vcy。这样每个质点的水平运动 方向均为同一个方向，这样各个质点的叠加运动，使弹性应变层有了一个方向的运动趋势。 根据作用力与反作用力的原理，再加上弹性应变层的周边由机座来固定住的，因此与弹性应 变层有较大摩擦系数的输出轴就有了反方向的运动趋势F，从而使输出轴得到一个转动的力。由图3所示的本专利技术行波减速传动机构局部剖视示意图可知，滚柱8沿输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种行波减速传动机构，包括输入轴（１）、输出轴（５），所述的输入轴（１）和输出轴（５）均与机座（３）连接，其特征在于：所述的输入轴（１）的轴线与输出轴（５）的轴线在同一条直线上，输入轴（１）与输出轴（５）之间设有弹性应变层（４），所述的弹性应变层（４）的周边与机座（３）固定；在输入轴（１）与弹性应变层（４）的之间设有若干个滚柱（８），输入轴（１）的端面上有与滚柱（８）相配的凹槽，所述的滚柱（８）沿输入轴（１）的接触面圆周方向均匀分布；所述的输入轴（１）与输出轴（５）通过机座（３）压紧；所述的弹性应变层（４）与滚柱（８）的接触面为光滑面，与输出轴（５）的接触面为粗糙面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋瑞银，沈文杰，应涵秉，
申请(专利权)人：浙江大学宁波理工学院，
类型：发明
国别省市：97[中国|宁波]