[发明专利]一种带有自增力结构的行星式摩擦传动减速机构

说明书

技术领域

本发明涉及机械工程领域，尤其是一种带有自增力结构的行星式摩擦传动减速机构。

背景技术

为适应电机小型高速化的发展趋势，对减速器的要求也相应地提高。相比减速器中广泛应用的齿轮传动形式，摩擦传动的振动噪声能够降低近80％、传动平稳，具有优异的高速传动性能。摩擦传动的原理实际上是在滚动体之间接触产生变形处封入的特殊润滑油在较高的压力下发生固化，利用滚动体和油之间的摩擦力来传递动力。通常产生正压力的方式有恒压加压法和自适应加压法(即自增力)两种。恒压加压法使滚动体持续处于高压应力状态，易引起滚动体的接触疲劳而失效，且一旦过载，滚动体之间易产生打滑现象；自适应加压法可以避免前者这两种现象的发生，根据外载荷(需求力矩)的大小自动调节正压力的大小，从而改变转矩容量，避免打滑，也能够避免摩擦传动装置中的滚动副长时间处在高接触应力状态，提高其使用寿命。在摩擦传动减速器中，尤其以行星滚轮摩擦传动形式应用较为广泛，此形式的正压力作为内力能够获得很好的平衡，因而成为摩擦传动的优选机构。专利JP5108974提出了一种利用负载状态下行星轮的相位变化和外圈的柔性来改变接触正压力的结构，此结构的行星轮的个数有一定限制，且由于考虑外圈柔性，对尺寸设计和材料特性等方面要较高的要求。专利US7118512提出了一种双行星式的结构，在负载状态下利用双行星轮圆心连线相对行星架的角度变化实现自增力功能，但只能单向传递动力。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供了一种带有自增力结构的行星式摩擦传动减速机构，它一方面通过较为简单的结构实现了摩擦行星传动的自增力功能，对行星轮的个数没有绝对依赖；利用刚体之间的几何关系实现自增力功能，降低了在设计、制造以及对材料特性等方面的要求；一方面在使用磨损后，由于采用特殊的锥面行星减速机构，以及具有自增力机构和预紧机构，仍能使滚动体之间保持充分的接触，避免磨损后正压力不足而失效，提高了使用寿命和安全性；再一方面能够实现动力的双向传递，能够满足电动汽车制动能量回收等功能的需求，其采用的技术方案如下：

一种带有自增力结构的行星式摩擦传动减速机构，其特征在于，包括:行星减速机构、自增力机构、预紧机构以及壳体；

所述壳体包括：壳体A和壳体B；

所述行星减速机构包括：太阳轮轴、至少两个行星轮、规定行星轮自转轴线与公转轴线的行星架和外圈，所述壳体A、壳体B和外圈固定连接于一起，所述太阳轮轴与壳体转动连接，所述行星架与壳体转动连接，所述行星轮为一圆台形滚子，所述太阳轮轴上具有与行星轮的外锥面相配合的接触圆锥面,所述外圈的内侧面为与行星轮的外锥面相配合的接触内锥面，所述太阳轮轴、行星轮和外圈的几何关系满足：太阳轮轴、外圈、行星架有共同轴线O_x，所有滚动体的轴线、所有滚动体之间的接触线、行星轮与外圈之间的接触线都相交于一点，所述滚动体是指太阳轮轴和行星轮；

所述自增力机构包括：行星轮轴和输出盘轴，所述输出盘轴与壳体转动连接，所述行星轮通过行星轮轴与行星架转动连接，所述输出盘轴由行星架驱动；

预紧机构用于将行星轮压入太阳轮轴和外圈之间使它们之间保持一定正压力的接触。

在上述技术方案基础上，所述预紧机构以弹簧作为压紧手段为行星轮提供一压入太阳轮轴和外圈之间的力使得行星轮可相对太阳轮轴和外圈进行一定量的移动，所述太阳轮轴和外圈相对壳体不发生轴向移动。

在上述技术方案基础上，所述输出盘轴与壳体转动连接且可相对壳体轴向滑动，所述行星轮轴的右端与输出盘轴相连接，行星轮轴公转的同时带动输出盘轴转动，所述预紧机构设置于壳体和输出盘轴之间为输出盘轴提供一向左的推力。

在上述技术方案基础上，所述行星轮沿轴线开有安装向心滚针轴承的圆柱孔，在行星轮较大端面一侧安装有止推轴承，在行星轮轴上相应地设置有向心轴承和止推轴承的安装面，行星轮和行星轮轴之间的轴向力通过止推轴承传递，此轴向力将行星轮压入太阳轮轴和外圈之间。

在上述技术方案基础上，所述行星架包括前保持架、后保持架和销钉，所述前保持架和后保持架通过螺栓固定连接，用以安装、约束行星轮轴；在后保持架安装行星轮轴的孔壁上开销孔，并在行星轮轴相应位置设置长圆销孔，前、后保持架能够约束行星轮轴不发生自转且允许其少量的轴向移动。

在上述技术方案基础上，所述行星轮轴尾端具有第一楔面，所述第一楔面与输出盘轴上的第二楔面相互配合，所述第一楔面和第二楔面为相同的直纹面。

在上述技术方案基础上，在圆柱坐标系(r,θ,x)中，曲面方程应满足：