鋼球傳動同軸減速器的製作方法

2023-12-12 23:06:57

專利名稱：鋼球傳動同軸減速器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於傳動裝置領域，涉及一種鋼球傳動同軸減速器。
背景技術：
目前油田油井井下作業的機械設備，如管柱旋扣機械、螺杆泵、液壓鑽具、倒扣工具等，其傳動裝置普遍存在如下不足1、旋扣機械的傳動裝置通常採用十幾個齒輪，結構複雜，不能自動變速；2、螺杆泵抽油時在井口減速採用抽油杆作傳動軸下井帶動螺杆泵抽油，抽油杆在扭矩大時易扭曲和脫扣，下井深度受限制；3引進美國的倒扣工具是用NGW(2Z-X)負號機形式設計，受井下空間限制，齒輪模數和軸徑都很小，1983年美國專家在勝利油田試驗無效；4、引進俄羅斯的螺杆鑽具存在同樣問題；在這些現有技術中不論是國內和國外，均存在體積、重量和傳動比範圍等問題。

發明內容
本實用新型的目的在於解決上述現有技術問題而提供一種結構簡單、體積小、重量輕、傳動比範圍大的鋼球傳動同軸減速器。
本實用新型採用的技術方案一種鋼球傳動同軸減速器，包括凸輪、鋼球、軸承、心軸，心軸上設置有輸入凸輪、輸出凸輪、隔離罩圈，輸入凸輪內設置有輸入軸孔，輸入凸輪端面上沿圓周均布有球窩，隔離罩圈端面上沿圓周均布有通孔，心軸上安裝有球軸承、彈性擋圈。輸出凸輪內設置有輸出軸孔，輸出凸輪端面上沿圓周均布有球窩，心軸與輸入凸輪鍵聯結，隔離罩圈外徑上設置有鍵槽，輸入凸輪正向輸入，輸出凸輪反向輸出。輸入凸輪的輸入軸孔內設置有軸套，心軸固聯隔離罩圈，心軸與設置在固定凸輪內的輸出軸聯結，輸出軸上安裝有球軸承、彈性擋圈、軸承透蓋，固定凸輪端面上沿圓周均布有球窩，外徑上設置有鍵槽，輸入凸輪正向輸入，輸出軸及隔離罩圈正向輸出；所述的隔離罩圈內均布有滑動杆，安裝有雙排鋼球，滑動杆位於雙排鋼球之間。鋼球設置在球窩及通孔內，球窩的半徑大於鋼球的半徑，通孔與球窩數目和位置相對應。所述的輸入凸輪至少為單凸線、雙凸線、多凸線型狀。所述的鋼球為圓球體、短滾柱、錐滾柱。所述的固定凸輪為直線凹形、圓弧直線形、漸開線形、擺線形、齒形的中心角側傾一角度型狀。心軸上安裝有軸承、密封圈、鏈輪，心軸左端聯結左輸出凸輪、左扳軸，左輸出凸輪的端面上沿圓周均布有球窩；心軸右端安裝有軸承、墊圈、密封圈、右輸出凸輪，心軸右端聯結右扳軸，右輸出凸輪的端面上沿圓周均布有球窩，鏈輪的兩端面上沿圓周均布有通孔，通孔與球窩數目和位置相對應，鋼球設置在球窩及通孔內，球窩的半徑大於鋼球的半徑，左扳軸與右扳軸反向輸出。心軸上安裝有輸入凸輪、凸輪、球軸承、彈性擋圈、彈簧，凸輪設置在輸出齒輪內，凸輪與變速滑動盤由軸肖聯接，鋼球設置在輸出齒輪的行星孔和輸入凸輪、凸輪端面上沿圓周均布的球窩內，球窩的半徑大於鋼球的半徑，換向肖與變速滑動盤相嵌，變速滑動盤與輸出齒輪的端面牙相嵌。所述的鋼球的數量比凸輪牙數多一個，傳動比由鋼球數目確定。
本實用新型的輸入凸輪、輸出凸輪、固定凸輪、隔離罩圈、鏈輪等為同一軸線傳動，結構簡單，體積小，重量輕，傳動比範圍大，傳動平穩，傳動件磨擦力小，可不停機變速，使用方便，經濟實用，可廣泛應用於自動變速、差速傳動等傳動裝置，應用於石油機械可達到提高下井深度的目的。


圖1為本實用新型實施例1結構示意圖的主視圖；圖2為圖1中A-A剖視圖；圖3為本實用新型實施例2結構示意圖的主視圖；圖4為圖3中B-B剖視圖；圖5為本實用新型實施例2雙排鋼球結構示意圖；圖6為本實用新型實施例3結構示意圖的主視圖；圖7為圖6中C-C剖視圖；圖8為本實用新型實施例4結構示意圖的主視圖；圖9為圖8中D-D剖視圖；圖10為圖8中E-E剖視圖；圖11為圖8中I部放大圖；圖12為本實用新型實施例5結構示意圖的機構簡圖；圖13為本實用新型的輸入凸輪雙凸線結構局部展開示意圖；圖14為本實用新型的輸入凸輪三凸線結構局部展開示意圖；圖15為本實用新型的固定凸輪結構型狀示意圖；圖16為本實用新型的工作原理局部展開示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖及較佳實施例對本實用新型作進一步說明
實施例1參閱圖1、圖2所示，一種鋼球傳動同軸減速器，包括輸出凸輪1、隔離罩圈2、鋼球3、輸入凸輪4、彈性擋圈5、軸承6、心軸7；其心軸7上安裝有輸入凸輪4、輸出凸輪1、隔離罩圈2，輸出凸輪1一端內設置有輸出軸孔101，另一端靠近隔離罩圈2的端面上沿圓周均布有球窩102，心軸7設置在輸出凸輪1和隔離罩圈2中心孔內，心軸7與輸入凸輪4鍵聯結，可在輸出凸輪1和隔離罩圈2中心孔內轉動，心軸7上安裝有深溝球軸承6及彈性擋圈5；輸入凸輪4一端內設置有輸入軸孔401，另一端靠近隔離罩圈2的端面上沿圓周均布有球窩402，隔離罩圈2端面上沿圓周均布有通孔201，外徑上設置有鍵槽202，用於固定隔離罩圈2，通孔201與球窩102、球窩402數目和位置相對應，鋼球3設置在球窩102、球窩402及通孔201內，球窩102、402的半徑大於鋼球3的半徑，以供鋼球3作自調均載，保證傳遞效率。鋼球3的數量比凸輪牙數多一個，傳動比由鋼球3數目確定。本實施例的隔離罩圈2固定不轉，輸入凸輪4正向輸入，輸出凸輪1反向輸出，輸出凸輪1與輸入凸輪4作反向旋轉。可應用於差速傳動裝置、管柱旋扣機械、倒扣工具等傳動裝置。
實施例2參閱圖3、圖4所示，一種鋼球傳動同軸減速器，包括隔離罩圈2、鋼球3、輸入凸輪4、彈性擋圈5、軸承6、心軸7、輸出軸8、固定凸輪9、軸承透蓋10；其輸入凸輪4一端內設置有輸入軸孔401，另一端靠近隔離罩圈2的端面上沿圓周均布有球窩402，輸入軸孔401內設置有軸套11，心軸7設置在輸入凸輪4和隔離罩圈2中心孔內，心軸7與輸入凸輪4鍵聯結，心軸7與隔離罩圈2固定聯結，心軸7與設置在固定凸輪9內的輸出軸8聯結，心軸7上安裝有深溝球軸承6及彈性擋圈5，輸出軸8上安裝有深溝球軸承6、彈性擋圈5及軸承透蓋10，固定凸輪9靠近隔離罩圈2的端面上沿圓周均布有球窩901，外徑上設置有鍵槽902；隔離罩圈2端面上沿圓周均布有通孔201，通孔201與球窩402、球窩901數目和位置相對應，鋼球3設置在球窩402、球窩901及通孔201內，球窩402、球窩901的半徑大於鋼球3的半徑，以供鋼球3作自調均載，保證傳遞效率。鋼球3的數量比凸輪牙數多一個，傳動比由鋼球3數目確定。本實施例的固定凸輪9固定不轉，輸入凸輪4正向輸入，輸出軸8及隔離罩圈2正向輸出，與輸入凸輪4作同向旋轉。可應用於螺杆泵、液壓鑽具等傳動裝置。
參閱圖5所示，所述的固定凸輪9內輸出軸8上的隔離罩圈2內均布有滑動杆203，滑動杆203兩端面上均布有球窩204，可以安裝雙排鋼球3，滑動杆203位於雙排鋼球3之間。
實施例3參閱圖6、圖7所示，一種鋼球傳動同軸減速器，包括鋼球3、彈性擋圈5、軸承6、心軸7、左輸出凸輪11、鍵12、左扳軸13、鏈輪14、滑動推桿15、密封圈16、右輸出凸輪17、軸承18、墊圈19、右扳軸20；其心軸7中部安裝有深溝球軸承6、密封圈16及鏈輪14，心軸7左端通過鍵12聯結左輸出凸輪11，左輸出凸輪11端部聯結左扳軸13，左輸出凸輪11另一端靠近鏈輪14的端面上沿圓周均布有球窩1101；心軸7右端安裝有徑載止推球軸承18、墊圈19、密封圈16及右輸出凸輪17，心軸7右端部聯結右扳軸20，由密封圈16密封，右扳軸20設置在右輸出凸輪17的端孔內，右輸出凸輪17靠近鏈輪14的端面上沿圓周均布有球窩1701，鏈輪14的兩端面上沿圓周均布有通孔1401，通孔1401與球窩1101、球窩1701數目和位置相對應，鋼球3設置在球窩1101、球窩1701及通孔1401內；球窩1101、球窩1701的半徑大於鋼球3的半徑，以供鋼球3作自調均載，保證傳遞效率。鋼球3的數量比凸輪牙數多一個，傳動比由鋼球3數目確定。本實施例的左扳軸13與右扳軸20為反向輸出，可作為差速器使用。
實施例4參閱圖8、圖9所示，一種鋼球傳動同軸減速器，包括換向肖21、變速滑動盤22、輸出凸輪1、輸出齒輪23、鋼球3、輸入凸輪4、心軸7、彈簧24、殼體25、軸肖26；其同一心軸7上安裝有輸入凸輪4、輸出凸輪1，輸出凸輪1的端面上沿圓周均布有球窩，心軸7上安裝有深溝球軸承及彈性擋圈，心軸7的軸套上設置有彈簧24；輸入凸輪4靠近輸出凸輪1的端面上沿圓周均布有球窩，鋼球3設置在球窩內，球窩的半徑大於鋼球3的半徑，以供鋼球3作自調均載，保證傳遞效率；輸出凸輪1與變速滑動盤22由軸肖26聯接，輸出凸輪1和鋼球3設置在輸出齒輪23內，且鋼球3設置在輸出齒輪23的行星孔內，鋼球3的數量比凸輪牙數多一個，傳動比由鋼球3數目確定。
同時參閱圖10、圖11所示，換向肖21設置在殼體25上，換向肖21與變速滑動盤22相嵌，圖中(a)、(b)、(c)為其工作狀態；變速滑動盤22與輸出齒輪23的端面牙相嵌。
實施例5參閱圖12所示，傳動比由鋼球3數目確定，鋼球3的數量比凸輪牙數多一個，可根據傳動比要求，設置鋼球3的數目，製造一級、二級、三級等減速器，一級傳動比等於i1，二級傳動比等於i1×i2，三級傳動比等於i1×i2×i3。圖中隔離罩圈2固定不動，輸入凸輪4正向輸入，輸出凸輪1反向輸出，推動鋼球3左右運動作減速傳動。
上述諸實施例中所述的鋼球3為圓球體，也可以由短滾柱、錐滾柱等替代。
參閱圖13所示，所述的輸入凸輪4可以是單凸線、雙凸線等型狀；雙凸線凸輪同向輸出傳動比為鋼球3數目除以二，反向輸出傳動比為鋼球3數目除以二減一。
參閱圖14所示，所述的輸入凸輪4也可以是三凸線及其以上多凸線等型狀；三凸線凸輪同向輸出傳動比為鋼球3數目除以三，反向輸出傳動比為鋼球3數目除以三減一。
參閱圖15所示，所述的固定凸輪9型狀可以是(a)直線凹形、(b)圓弧直線形、(c)漸開線形、(d)擺線形、(e)齒形的中心角可側傾一角度，以減小摩擦力。
參閱圖16，同時參閱圖1、圖3、圖6、圖8所示，本實用新型的工作原理由液壓擺線馬達驅動心軸7，心軸7與輸入凸輪4鍵聯結，心軸7帶動輸入凸輪4正向輸入，輸入凸輪4推動鋼球3在輸入凸輪4與輸出凸輪1中左右移動實現自動變速，，當輸入凸輪4推動鋼球3作用於輸出凸輪1上時，由於隔離罩圈2固定不轉，使輸出凸輪1反向輸出，作與輸入凸輪4相反方向減速傳動；當輸入凸輪4推動鋼球3作用於不轉的固定凸輪9上時，由於心軸7與輸出軸8及隔離罩圈2固定聯結，輸入凸輪4帶動輸出軸8和隔離罩圈2作與輸入凸輪4相同方向減速傳動。
當旋扣扭矩增大時，變速滑動盤22與輸出齒輪23的端面牙嵌脫開，變速滑動盤22左端的凸鍵與自動換向肖21相嵌，使凸輪1固定，輸出齒輪23便以低速傳動；當扭矩減少時，彈簧24又將變速滑動盤22推回原位，變速滑動盤22與輸出齒輪23的端面牙相嵌，輸出齒輪23又恢復高速旋轉，與原動機1同步轉動。
權利要求1.一種鋼球傳動同軸減速器，包括凸輪、鋼球、軸承、心軸，其特徵在於心軸(7)上設置有輸入凸輪(4)、輸出凸輪(1)、隔離罩圈(2)，輸入凸輪(4)內設置有輸入軸孔(401)，輸入凸輪(4)端面上沿圓周均布有球窩(402)，隔離罩圈(2)端面上沿圓周均布有通孔(201)，心軸(7)上安裝有球軸承(6)、彈性擋圈(5)。
2.根據權利要求1所述的鋼球傳動同軸減速器，其特徵在於輸出凸輪(1)內設置有輸出軸孔(101)，輸出凸輪(1)端面上沿圓周均布有球窩(102)，心軸(7)與輸入凸輪(4)鍵聯結，隔離罩圈(2)外徑上設置有鍵槽(203)，輸入凸輪(4)正向輸入，輸出凸輪(1)反向輸出。
3.根據權利要求1所述的鋼球傳動同軸減速器，其特徵在於輸入凸輪(4)的輸入軸孔(401)內設置有軸套(11)，心軸(7)固聯隔離罩圈(2)，心軸(7)與設置在固定凸輪(9)內的輸出軸(8)聯結，輸出軸(8)上安裝有球軸承(6)、彈性擋圈(5)、軸承透蓋(10)，固定凸輪(9)端面上沿圓周均布有球窩(901)，外徑上設置有鍵槽(902)，輸入凸輪(4)正向輸入，輸出軸(8)及隔離罩圈(2)正向輸出；所述的隔離罩圈(2)內均布有滑動杆(203)，安裝有雙排鋼球(3)，滑動杆(203)位於雙排鋼球(3)之間。
4.根據權利要求1或2或3所述的鋼球傳動同軸減速器，其特徵在於鋼球(3)設置在球窩(102)、(402)、(901)及通孔(201)內，球窩(102)、(402)、(901)的半徑大於鋼球(3)的半徑，通孔(201)與球窩(102)、(402)、(901)數目和位置相對應。
5.根據權利要求1所述的鋼球傳動同軸減速器，其特徵在於所述的輸入凸輪(4)至少為單凸線、雙凸線、多凸線型狀。
6.根據權利要求1所述的鋼球傳動同軸減速器，其特徵在於所述的鋼球(3)為圓球體、短滾柱、錐滾柱。
7.根據權利要求3所述的鋼球傳動同軸減速器，其特徵在於所述的固定凸輪(9)為直線凹形、圓弧直線形、漸開線形、擺線形、齒形的中心角側傾一角度型狀。
8.根據權利要求1所述的鋼球傳動同軸減速器，其特徵在於心軸(7)上安裝有軸承(6)、密封圈(16)、鏈輪(14)，心軸(7)左端聯結左輸出凸輪(11)、左扳軸(13)，左輸出凸輪(11)的端面上沿圓周均布有球窩(1101)；心軸(7)右端安裝有軸承(18)、墊圈(19)、密封圈(16)、右輸出凸輪(17)，心軸(7)右端聯結右扳軸(20)，右輸出凸輪(17)的端面上沿圓周均布有球窩(1701)，鏈輪(14)的兩端面上沿圓周均布有通孔(1401)，通孔(1401)與球窩(1101)、(1701)數目和位置相對應，鋼球(3)設置在球窩(1101)、(1701)及通孔(1401)內，球窩(1101)、(1701)的半徑大於鋼球(3)的半徑，左扳軸(13)與右扳軸(20)反向輸出。
9.根據權利要求1所述的鋼球傳動同軸減速器，其特徵在於心軸(7)上安裝有輸入凸輪(4)、凸輪(1)、球軸承、彈性擋圈、彈簧(24)，凸輪(1)設置在輸出齒輪(23)內，凸輪(1)與變速滑動盤(22)由軸肖(26)聯接，鋼球(3)設置在輸出齒輪(23)的行星孔和輸入凸輪(4)、凸輪(1)端面上沿圓周均布的球窩內，球窩的半徑大於鋼球(3)的半徑，換向肖(21)與變速滑動盤(22)相嵌，變速滑動盤(22)與輸出齒輪(23)的端面牙相嵌。
10.根據權利要求1所述的鋼球傳動同軸減速器，其特徵在於所述的鋼球(3)的數量比凸輪牙數多一個，傳動比由鋼球(3)數目確定。
專利摘要本實用新型屬於傳動裝置領域，涉及一種鋼球傳動同軸減速器，包括凸輪、鋼球、軸承、心軸，其心軸上設置有輸入凸輪、輸出凸輪、隔離罩圈，輸入凸輪內設置有輸入軸孔，輸入凸輪端面上沿圓周均布有球窩，隔離罩圈端面上沿圓周均布有通孔，心軸上安裝有球軸承、彈性擋圈；本實用新型的輸入凸輪、輸出凸輪、固定凸輪、隔離罩圈、鏈輪等為同一軸線傳動，結構簡單，體積小，重量輕，傳動比範圍大，傳動平穩，傳動件磨擦力小，可不停機變速，使用方便，經濟實用，可廣泛應用於自動變速、差速傳動等傳動裝置，應用於石油機械可達到提高下井深度的目的。
文檔編號F16H49/00GK2648184SQ03208528
公開日2004年10月13日 申請日期2003年8月27日 優先權日2003年8月27日
發明者賈偉志 申請人:周德育