專利名稱：錐面摩擦傳動(dòng)減速箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用摩擦輪變速的減速箱，尤其涉及一種行星輪系摩擦輪 變速的減速箱。
背景技術(shù)：
一般減速箱是通過齒輪傳動(dòng)或摩擦輪傳動(dòng)來傳遞原動(dòng)機(jī)(包括汽車發(fā)動(dòng)機(jī) 或電動(dòng)機(jī))的動(dòng)力輸出，目的是改變輸出轉(zhuǎn)矩、輸出轉(zhuǎn)速、隔離動(dòng)力裝置和負(fù) 載以保護(hù)原動(dòng)機(jī)?，F(xiàn)有齒輪減速箱因齒輪的加工和安裝工藝復(fù)雜、要求精度高、噪音大、需安裝過載保護(hù)裝置、維修困難，并需要大量的潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑和散熱，制造成本高； 一般的摩擦傳動(dòng)減速箱雖然工作平穩(wěn)、噪音小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易制造、價(jià)格低、 有吸收沖擊和過載保護(hù)的能力，但傳動(dòng)比不穩(wěn)定、傳遞效率低、速度范圍小， 且由于施加正壓力原因，軸與軸承承載大、壽命較短，故只宜用于傳遞動(dòng)力較 小的場(chǎng)合。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是提供一種錐面摩擦傳動(dòng)減速箱，其解決了背景技術(shù)中減速箱 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、傳遞效率低、摩擦嚴(yán)重、壽命短、需要大量的潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑和散 熱的技術(shù)問題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是 一種錐面摩擦傳動(dòng)減速箱，包括減速箱殼體3、分別設(shè)置在減速箱殼體3相對(duì)兩個(gè)端面上的輸入軸2和輸出軸12、設(shè)置在減速 箱殼體3內(nèi)的行星輪系，所述行星輪系包括一個(gè)中心輪5、 一個(gè)行星架11、至 少一個(gè)固定輪4、至少兩個(gè)行星輪6及與行星輪6數(shù)量相對(duì)應(yīng)的行星輪軸承座7， 所述固定輪4和減速箱殼體3固連，所述中心輪5同軸固連在輸入軸2上，所 述行星輪軸承座7與行星架11鉸接，所述行星架11固連在輸出軸12上，其特 殊之處是，所述每個(gè)行星輪6的外圓周面、中心輪5的外圓周面、固定輪4的內(nèi)圓周面均為錐面，所述每個(gè)行星輪6的外圓周面同時(shí)與中心輪5的外圓周面和固定輪4的內(nèi)圓周面摩擦連接，所述行星輪6的軸線和中心輪5的軸線的夾 角e 〉0，所述每個(gè)行星輪軸承座7與行星架11鉸接的一端設(shè)置一個(gè)可向行星輪 6提供軸向推力的彈性裝置。上述彈性裝置設(shè)置在行星輪軸承座7下方，所述彈性裝置包括軸向彈簧10 和徑向設(shè)置的活動(dòng)連桿9，所述活動(dòng)連桿9的內(nèi)端與行星架11鉸接，所述活動(dòng) 連桿9的外端與行星輪軸承座7鉸接，所述軸向彈簧10設(shè)置在活動(dòng)連桿9的外 端和行星架ll之間。上述彈性裝置設(shè)置在行星輪軸承座7下方，所述彈性裝置包括軸向彈簧10 和徑向設(shè)置的活動(dòng)連桿9，所述活動(dòng)連桿9的內(nèi)端與行星架11鉸接，所述活動(dòng) 連桿9的中部與行星輪軸承座7鉸接，所述軸向彈簧10設(shè)置在活動(dòng)連桿9的外 端和行星架ll之間。上述行星輪軸承座7內(nèi)的軸承8為圓柱滾子軸承，所述彈性裝置包括設(shè)置 在行星輪軸承座7內(nèi)部的軸向彈簧10和設(shè)置在軸向彈簧10下方的端面推力球 軸承13，所述軸向彈簧10的一端同時(shí)與行星輪6中心轉(zhuǎn)軸的端面和圓柱滾子軸 承的內(nèi)圈端面相接觸，其另一端與端面推力球軸承13上端面接觸，所述端面推 力球軸承13的下端面與行星輪軸承座7內(nèi)部底面接觸。上述行星輪軸承座7內(nèi)的軸承8還可為向心球軸承，所述彈性裝置包括設(shè) 置在行星輪軸承座7內(nèi)部的軸向彈簧10和設(shè)置在軸向彈簧10下方的端面推力 球軸承13，所述軸向彈簧10的一端與行星輪6中心轉(zhuǎn)軸的端面接觸，其另一端 與端面推力球軸承13上端面接觸，所述端面推力球軸承13的下端面與行星輪 軸承座7內(nèi)部底面接觸；所述向心球軸承內(nèi)圈表面與行星輪6中心轉(zhuǎn)軸之間為 間隙配合，其間隙內(nèi)設(shè)置有潤(rùn)滑油14。上述每個(gè)行星輪6均包括同軸設(shè)置的大輪62和小輪61，所述大輪62的外 圓周面與中心輪5外圓周面摩擦連接，所述小輪61的外圓周面與固定輪4的內(nèi) 圓周面摩擦連接。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕。本發(fā)明減速箱采用行星輪系結(jié)構(gòu)，只有一個(gè)輸入軸 f口一個(gè)輸出軸，相對(duì)于齒輪減速箱來說，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單；加上采用錐面摩擦傳 動(dòng)行星輪結(jié)構(gòu)，行星輪軸向只需添加一個(gè)提供軸向推力的彈性裝置，即可提供
摩擦傳動(dòng)所需要的徑向壓力，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，相應(yīng)的減速箱重量輕。2、 傳動(dòng)效率高。本發(fā)明減速箱采用錐面摩擦傳動(dòng)行星輪系結(jié)構(gòu)，只需要在 行星輪軸向提供一個(gè)很小的軸向推力，就可以在行星輪和原動(dòng)機(jī)輸入軸(即中 心輪)之間產(chǎn)生數(shù)倍于軸向推力的徑向正壓力，則傳遞動(dòng)力的摩擦力也就足夠大，傳動(dòng)效率高。3、 使用壽命長(zhǎng)。本發(fā)明減速箱沒有齒輪傳動(dòng)，也就不存在因齒輪磨損所帶 來的齒輪嚙合問題，加上行星輪與中心輪之間以及行星輪和固定輪之間的摩擦 力可通過調(diào)節(jié)設(shè)置在行星輪軸向的軸向彈簧來保持相對(duì)的穩(wěn)定，所以可保證比 較穩(wěn)定的傳遞效率和較長(zhǎng)的使用壽命。4、 可進(jìn)行過載保護(hù)。本發(fā)明減速箱的傳動(dòng)是通過摩擦傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)負(fù) 載過大時(shí)，行星輪和中心輪之間或行星輪和固定輪之間將產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，對(duì)發(fā) 動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)。5、 不需要潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑。因?yàn)槟Σ羵鲃?dòng)不需要潤(rùn)滑油，所以除了行星輪 和輸入軸、輸出軸自身的軸承外，本發(fā)明減速箱不需要額外添加潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn) 滑。6、 減速比高。行星輪系自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了在相同輸出功率的情況下， 本發(fā)明的一級(jí)行星輪系傳動(dòng)可實(shí)現(xiàn)定軸輪系三級(jí)齒輪傳動(dòng)的減速比，也就是兩 級(jí)減速(一級(jí)行星輪系傳動(dòng))便可以達(dá)到負(fù)載所需要的輸出轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩。 本發(fā)明如果在行星輪輸入端同軸設(shè)置大輪和小輪，還可大幅度提高減速比。7、 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。由于摩擦傳動(dòng)屬于連續(xù)圓周傳動(dòng)，所以運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。8、 制造工藝簡(jiǎn)單。本發(fā)明減速箱輸入軸和輸出軸同軸線設(shè)置，則減速箱殼 體的結(jié)構(gòu)和鑄造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單；摩擦行星輪系的制造工藝也比齒輪行星輪系的 制造工藝簡(jiǎn)單。9、 使用及維護(hù)成本低。行星輪系最容易損壞的零件是行星輪，而更換一個(gè) 行星輪所花費(fèi)的時(shí)間和材料成本都很低。10、 體積小。因?yàn)楸景l(fā)明減速箱的輸入軸和輸出軸同軸線設(shè)置，所以與一 般的齒輪減速箱的非同軸設(shè)置相比，減速箱的體積大大減輕。附面說明

圖1是本發(fā)明低轉(zhuǎn)速比的減速箱結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明高轉(zhuǎn)速比的減速箱結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明另一種高轉(zhuǎn)速比的減速箱結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3中局部視圖A的放大圖；其中的附圖標(biāo)記為l一原動(dòng)機(jī)，2 —輸入軸，3 —減速箱殼體，4一固定輪，5 —中心輪，6 —行星輪，61--小輪，62 —大輪，7 —行星輪軸承座，8 —軸承，9 —活動(dòng)連桿，10 —軸向彈簧，ll一行星架，12 —輸出軸，13 —端面推力球軸承， 14一潤(rùn)滑油。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明采用低轉(zhuǎn)速比的錐面摩擦傳動(dòng)減速箱見圖1，包括減速箱殼體3、分 別設(shè)置在減速箱殼體3相對(duì)兩個(gè)端面上的輸入軸2和輸出軸12、設(shè)置在減速箱 殼體3內(nèi)的行星輪系；行星輪系包括一個(gè)中心輪5、 一個(gè)行星架11、 一個(gè)固定 輪4、兩個(gè)行星輪6及兩個(gè)行星輪軸承座7;中心輪5和輸入軸2同軸固連，兩 個(gè)行星輪6均布在中心輪5的外側(cè)，固定輪4和減速箱殼體3固連，每個(gè)行星 輪6的中心通過行星輪軸承座7分別與行星架11活動(dòng)連接，行星架11與輸出 軸12固連，每個(gè)行星輪6的外圓周面同時(shí)與中心輪5外圓周面和固定輪4內(nèi)圓 周面摩擦連接；中心輪5的外圓周表面、行星輪6的外圓周表面、固定輪4的 內(nèi)圓周表面均為錐面；行星輪6的軸線和中心輪5的軸線之間的夾角為e ， e 大于0° ， 一般在0° 30°之間；行星輪6的外圓周面和行星輪6的軸線之間存 在一個(gè)夾角a ;每個(gè)行星輪軸承座7與行星架11鉸接的一端設(shè)置有一個(gè)可提供 軸向推力的彈性裝置，其設(shè)置在行星輪軸承座11下方，包括一個(gè)軸向彈簧10 和一個(gè)徑向設(shè)置的活動(dòng)連桿9，活動(dòng)連桿9的內(nèi)端與行星架11鉸接，活動(dòng)連桿 9的中部與行星輪軸承座7鉸接，軸向彈簧10設(shè)置在活動(dòng)連桿9的外端和行星 架11之間。本發(fā)明采用高轉(zhuǎn)速比的錐面摩擦傳動(dòng)減速箱見圖2，包括減速箱殼體3、分 別設(shè)置在減速箱殼體3相對(duì)兩個(gè)端面上的輸入軸2和輸出軸12、設(shè)置在減速箱 殼體3內(nèi)的行星輪系；行星輪系包括一個(gè)中心輪5、 一個(gè)行星架11、 一個(gè)固定 輪4和三個(gè)行星輪6及三個(gè)行星輪軸承座7;中心輪5和輸入軸2固連，三個(gè)行 星輪6均布在中心輪5的外側(cè)，固定輪4和減速箱殼體3固連，每個(gè)行星輪6 通過行星輪軸承座7分別與行星架11活動(dòng)連接，行星架11與輸出軸12固連，
行星輪6包括同軸設(shè)置的大輪62和小輪61 ，大輪62的外圓周面與中心輪5外 圓周面摩擦連接，小輪61的外圓周面與固定輪4的內(nèi)圓周面摩擦連接；中心輪 5的外圓周表面、行星輪6的外圓周表面、固定輪4的內(nèi)圓周表面均為錐面；行 星輪6的軸線和中心輪5的軸線之間的夾角為9 ;行星輪軸承座7內(nèi)的軸承8 為圓柱滾子軸承，彈性裝置包括設(shè)置在行星輪軸承座7內(nèi)部的軸向彈簧10和設(shè) 置在軸向彈簧10下方的端面推力球軸承13，軸向彈簧10的一端同時(shí)與行星輪 6的中心轉(zhuǎn)軸的下端面和圓柱滾子軸承的內(nèi)圈端面相接觸，其另一端與端面推力 球軸承13上端面接觸，端面推力球軸承13的下端面與行星輪軸承座7內(nèi)部底 面接觸。本發(fā)明另一種采用高轉(zhuǎn)速比的錐面摩擦傳動(dòng)減速箱見圖3，其與圖2中的減 速箱的結(jié)構(gòu)不同之處是行星輪6獲取正壓力的方式是在軸向彈簧10的推力下采 取中心軸與軸承8內(nèi)圈表面之間的間隙配合產(chǎn)生滑動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的行星輪軸承座7 內(nèi)的軸承8為向心球軸承，彈性裝置包括設(shè)置在行星輪軸承座7內(nèi)部的軸向彈 簧10和設(shè)置在軸向彈簧10下方的端面推力球軸承13，軸向彈簧10的一端與行 星輪中心轉(zhuǎn)軸的端面接觸，其另一端與端面推力球軸承13上端面接觸，端面推 力球軸承13的下端面與行星輪軸承座7內(nèi)部底面接觸；向心球軸承內(nèi)圈表面與 行星輪中心轉(zhuǎn)軸之間為間隙配合，其間隙內(nèi)設(shè)置有潤(rùn)滑油14，詳見圖4。 .本發(fā)明只需要添加適當(dāng)?shù)那袚Q轉(zhuǎn)置，就可以實(shí)現(xiàn)兩級(jí)或多級(jí)變速。本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路主要采用以下原理1、 采用錐面摩擦傳動(dòng)的原理，以較小的力施加在行星輪的軸線上獲得較大的正壓力；錐面摩擦傳動(dòng)時(shí)，行星輪傾斜很小的角度就可以在行星輪和原動(dòng)機(jī) 輸入軸(即中心輪)之間產(chǎn)生數(shù)倍于軸向推力的徑向正壓力，該徑向正壓力和軸向推力的關(guān)系如下F ft = F軸/ Sin a 其中a為行星輪的外圓周面和行星輪的軸線之間的夾角。2、 采用行星輪系結(jié)構(gòu)；中心輪、固定輪和行星輪分別為錐型輪(即表面為 錐面)，施加在行星輪軸線上的力將行星輪楔入中心輪和固定輪兩錐面之間并相 互吻合進(jìn)行摩傳動(dòng)；3、 至少兩組以上的行星輪均布在中心輪周圍，使施加在中心輪上的正壓力 相互抵消，從而減小和消除了正壓力對(duì)各自軸承和軸的作用力。4、每個(gè)摩擦輪(包括中心輪、固定輪和行星輪)上任意摩擦點(diǎn)的線速度和 與其摩擦傳動(dòng)的摩擦輪相應(yīng)摩擦點(diǎn)的線速度必須相等。本發(fā)明以較小的力施加在行星輪的軸線上是通過在行星輪軸端設(shè)置的可調(diào) 節(jié)彈簧來實(shí)現(xiàn)的，在向錐面摩擦傳動(dòng)行星輪提供軸向推力的同時(shí)，還可在一定 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)軸向推力的大小。^ 另外，本發(fā)明通過在行星輪上輸入端上同軸設(shè)置大輪和小輪，可大幅度提 高本發(fā)明減速箱的減速比， 一般只需要兩級(jí)減速便可以達(dá)到所需要的輸出轉(zhuǎn)速 和輸出轉(zhuǎn)矩。
權(quán)利要求
1、 一種錐面摩擦傳動(dòng)減速箱，包括減速箱殼體(3)、分別設(shè)置在減速箱殼 體(3)相對(duì)兩個(gè)端面上的輸入軸(2)和輸出軸(12)、設(shè)置在減速箱殼體(3)內(nèi)的行 星輪系，所述行星輪系包括一個(gè)中心輪(5)、 一個(gè)行星架(ll)、至少一個(gè)固定輪 (4)、至少兩個(gè)行星輪(6)及與行星輪(6)數(shù)量相對(duì)應(yīng)的行星輪軸承座(7)，所述 固定輪(4)和減速箱殼體(3)固連，所述中心輪(5)同軸固連在輸入軸(2)上，所 述行星輪軸承座(7)與行星架(11)鉸接，所述行星架(11)固連在輸出軸(12)上， 其特征在于所述每個(gè)行星輪(6)的外圓周面、中心輪(5)的外圓周面、固定輪 (4)的內(nèi)圓周面均為錐面，所述每個(gè)行星輪(6)的外圓周面同時(shí)與中心輪(5)的外 圓周面和固定輪(4)的內(nèi)圓周面摩擦連接，所述行星輪(6)的軸線和中心輪(5)的軸線的夾角e>o，所述每個(gè)行星輪軸承座(7)與行星架ai)鉸接的一端設(shè)置一個(gè)可向行星輪(6)提供軸向推力的彈性裝置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的錐面摩擦傳動(dòng)減速箱，其特征在于所述彈性裝 置設(shè)置在行星輪軸承座(7)下方，所述彈性裝置包括軸向彈簧(10)和徑向設(shè)置的 活動(dòng)連桿(9)，所述活動(dòng)連桿(9)的內(nèi)端與行星架(11)鉸接，所述活動(dòng)連桿(9)的 外端與行星輪軸承座(7)鉸接，所述軸向彈簧(10)設(shè)置在活動(dòng)連桿(9)的外端和 行星架(ll)之間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的錐面摩擦傳動(dòng)減速箱，其特征在于所述彈性裝 置設(shè)置在行星輪軸承座(7)下方，所述彈性裝置包括軸向彈簧(10)和徑向設(shè)置的 活動(dòng)連桿(9)，所述活動(dòng)連桿(9)的內(nèi)端與行星架(11)鉸接，所述活動(dòng)連桿(9)的 中部與行星輪軸承座(7)鉸接，所述軸向彈簧(10)設(shè)置在活動(dòng)連桿(9)的外端和 行星架(ll)之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的錐面摩擦傳動(dòng)減速箱，其特征在于所述行星輪 軸承座(7)內(nèi)的軸承(8)為圓柱滾子軸承，所述彈性裝置包括設(shè)置在行星輪軸承 座(7)內(nèi)部的軸向彈簧(10)和設(shè)置在軸向彈簧(10)下方的端面推力球軸承(13)， 所述軸向彈簧(IO)的一端同時(shí)與行星輪(6)中心轉(zhuǎn)軸的端面和圓柱滾子軸承的 內(nèi)圈端面相接觸，其另一端與端面推力球軸承(13)上端面接觸，所述端面推力 球軸承(13)的下端面與行星輪軸承座(7)內(nèi)部底面接觸。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的錐面摩擦傳動(dòng)減速箱，其特征在于所述行星輪軸承座(7)內(nèi)的軸承(8)為向心球軸承，所述彈性裝置包括設(shè)置在行星輪軸承座 (7)內(nèi)部的軸向彈簧(10)和設(shè)置在軸向彈簧(10)下方的端面推力球軸承(13)，所 述軸向彈簧(10)的一端與行星輪(6)中心轉(zhuǎn)軸的端面接觸，其另一端與端面推力 球軸承(13)上端面接觸，所述端面推力球軸承(13)的下端面與行星輪軸承座(7) 內(nèi)部底面接觸；所述向心球軸承內(nèi)圈表面與行星輪(6)中心轉(zhuǎn)軸之間為間隙配 合，其間隙內(nèi)設(shè)置有潤(rùn)滑油(14)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至5之任一權(quán)利要求所述的錐面摩擦傳動(dòng)減速箱，其特 征在于所述每個(gè)行星輪(6)均包括同軸設(shè)置的大輪(62)和小輪(61)，所述大輪 (62)的外圓周面與中心輪(5)外圓周面摩擦連接，所述小輪(61)的外圓周面與固 定輪(4)的內(nèi)圓周面摩擦連接。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種錐面摩擦傳動(dòng)減速箱，包括減速箱殼體和行星輪系，中心輪固連在輸入軸上，行星輪軸承座與行星架鉸接，行星架固連在輸出軸上，行星輪、中心輪、固定輪均為錐面輪，行星輪軸線和中心輪軸線的夾角θ＞0，每個(gè)行星輪軸承座與行星架鉸接的一端設(shè)置有彈性裝置。該減速箱采用錐面摩擦傳動(dòng)行星輪系結(jié)構(gòu)，只需要在行星輪軸向提供一個(gè)很小的軸向推力，就可產(chǎn)生數(shù)倍于軸向推力的徑向正壓力，該徑向壓力即可提供摩擦傳動(dòng)所需要的壓力。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有減速箱，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、體積小、傳動(dòng)效率高、使用壽命長(zhǎng)、可進(jìn)行過載保護(hù)、不需要潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑、減速比高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、制造工藝簡(jiǎn)單、使用及維護(hù)成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16H13/06GK101144523SQ200610104560
公開日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2006年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月12日
發(fā)明者嚴(yán)家驍, 衛(wèi)榮斌, 張帥豪, 徐建敏, 楊云山, 王宏衛(wèi), 郭家波 申請(qǐng)人:陜西航天動(dòng)力高科技股份有限公司