钢带传动机构及其带轮转让专利
申请号 : CN202010207268.8
文献号 : CN111706646B
文献日 : 2021-08-17
发明人 : 黄强 , 高峻峣 , 张春雷 , 高建程 , 余张国 , 陈学超 , 范徐笑 , 左昱昱
申请人 : 北京理工大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种钢带传动机构,包括带轮和钢带传动带(900),所述带轮包括主动轮(700)和从动轮(800),其特征在于,所述主动轮(700)和/或从动轮(800)包括:带轮外圈(710)、多个滚动体(720)以及与所述带轮外圈(710)同轴的带轮内衬(730);
所述带轮外圈(710)的周向方向上均匀分布有多个限位通孔(711),用于容纳所述多个滚动体(720),各个限位通孔(711)的位于所述带轮外圈(710)外表面的一端孔径收缩,用于防止所述滚动体(720)从所述带轮外圈(710)外表面滑出;
所述带轮外圈(710)的内表面上具有周向排布的第一齿形结构,所述带轮内衬(730)的外表面上具有与所述第一齿形结构相啮合的第二齿形结构;
各个限位通孔(711)内的滚动体(720)由所述带轮内衬(730)阻挡,以使得所述滚动体(720)的一部分凸出于所述带轮外圈(710)的外表面;其中,所述第一齿形结构和所述第二齿形结构均包括齿部和齿槽部,所述第二齿形结构的齿部阻挡所述限位通孔(711)内的滚动体(720);
所述传动带套置在所述带轮外圈(710)的外表面上,且所述传动带的内表面具有用于与所述滚动体(720)的凸出部分贴合的凹部。
2.根据权利要求1所述的钢带传动机构,其特征在于,所述主动轮(700)和/或从动轮(800)的带轮内衬(730)与对应的传动轴连接。
3.根据权利要求1所述的钢带传动机构,其特征在于,所述传动机构还包括:电机(100),其输出轴与所述主动轮(700)的带轮内衬连接,并用于驱动所述主动轮;
电机支架(200),用于固定所述电机(100);
从动轮输出轴(300),其与所述从动轮(800)的带轮内衬连接;以及从动轮输出轴支架(400),用于支撑所述从动轮输出轴(300)。
4.根据权利要求3所述的钢带传动机构,其特征在于,所述电机支架(200)和所述从动轮输出轴支架(400)的高度被设置为使得电机输出轴和从动轮输出轴在同一水平线。
5.根据权利要求1‑4中任一项所述的钢带传动机构,其特征在于,所述滚动体(720)为滚珠,各个限位通孔(711)的位于所述带轮外圈(710)外表面的一端的边缘为圆弧状收口结构。
6.根据权利要求1所述的钢带传动机构,其特征在于,所述多个滚动体(720)包括3个以上的滚珠,所述传动带的内表面上的凹部为圆弧槽。
7.根据权利要求1‑4中任一项所述的钢带传动机构,其特征在于,所述传动带(900)由多层薄钢带叠加而成。
8.根据权利要求7所述的钢带传动机构,其特征在于,所述钢带传动带的至少一个位置处在宽度方向上具有上压板和下压板,所述上压板和下压板之间通过螺钉紧固。
9.一种用于钢带传动机构的带轮,其特征在于,所述钢带传动机构的传动带的内表面具有沿传送带的传送方向均匀排布的凹部;所述带轮包括:带轮外圈(710)、多个滚动体(720)以及与所述带轮外圈(710)同轴的带轮内衬(730);
所述带轮外圈(710)的周向方向上均匀分布有多个限位通孔(711),用于容纳所述多个滚动体(720),各个限位通孔(711)的位于所述带轮外圈(710)外表面的一端孔径收缩,用于防止所述滚动体(720)从所述带轮外圈(710)外表面滑出;
所述带轮外圈(710)的内表面上具有周向排布的第一齿形结构,所述带轮内衬(730)的外表面上具有与所述第一齿形结构相啮合的第二齿形结构;
各个限位通孔(711)内的滚动体(720)由所述带轮内衬(730)阻挡,以使得所述滚动体(720)的一部分凸出于所述带轮外圈(710)的外表面;其中,所述第一齿形结构和所述第二齿形结构均包括齿部和齿槽部,所述第二齿形结构的齿部阻挡所述限位通孔(711)内的滚动体(720);
所述滚动体(720)的凸出部分用于与所述传动带内表面上的凹部相配合。
说明书 :
钢带传动机构及其带轮
技术领域
背景技术
而在较长的距离传动中一般使用带传动、链传动、齿条传动和钢丝绳传动。现有的远距离精
密机械传动中,链传动和齿条传动占用空间较大、重量较重,并且回差间隙较大,因此不适
用于往复运动的精密传动中。传统的采用皮带传动和钢丝绳传动具有一定的挠性,在距离
较长时挠性特性会放大,因此会影响传送的精密性。相比而言,现有的钢带传动结构紧凑,
占用空间小,传动方式简单,而且传动精度高,传递力矩大,能够远距离传送运动和动力,在
对空间、重量有一定要求的精密机械传动中应用日益广泛。
发明内容
述带轮外圈同轴的带轮内衬;
述带轮外圈外表面滑出;
述从动轮的带轮内衬连接;以及从动轮输出轴支架,用于支撑所述从动轮输出轴。
动体以及与所述带轮外圈同轴的带轮内衬;所述带轮外圈的周向方向上均匀分布有多个限
位通孔,用于容纳所述多个滚动体,各个限位通孔的位于所述带轮外圈外表面的一端孔径
收缩,用于防止所述滚动体从所述带轮外圈外表面滑出;所述带轮外圈的内表面上具有周
向排布的第一齿形结构,所述带轮内衬的外表面上具有与所述第一齿形结构相啮合的第二
齿形结构;各个限位通孔内的滚动体由所述带轮内衬阻挡,以使得所述滚动体的一部分凸
出于所述带轮外圈的外表面;所述滚动体的凸出部分用于与所述传动带内表面上的凹部相
配合。
钢带之间采用滚珠与凹部的配合进行精准定位,不仅同步性能好、不打滑,还实现了钢带往
复运动无回差。
知。本发明的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的
结构实现到并获得。
附图说明
了便于示出和描述本发明的一些部分,附图中对应部分可能被放大,即,相对于依据本发明
实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中:
具体实施方式
不作为对本发明的限定。
其他细节。
可以表示存在中间物的间接连接。直接连接为两个零部件之间不借助中间部件进行连接,
间接连接为两个零部件之间借助其他零部件进行连接。
入轴)驱动,并驱动传动带运转,通过传动带带动从动轮,从动轮与从动轮输出轴(第二传动
轴)连接从而将运动和动力输出至负载。在本发明实施例中,主动轮和/或从动轮通过设置
从其外表面突出的滚珠或其他滚动体结构,并在传动带内表面设置与滚珠或其他滚动体配
合(如贴合)的凹部,来消除或基本消除回差,从而提高精密机械传动的精度,该钢带传动机
构尤其适用于往复运动的精密传动中。
对应的传动轴连接,即主动轮的带轮内衬与电机输出轴连接,从动轮的带轮内衬与从动轮
输出轴连接。
得通孔能够容纳滚动体,同时对滚动体有限位作用,即能阻挡滚动体脱离通孔,用于防止滚
动体从带轮外圈外表面滑出。在本发明实施例中,传动轮上的滚动体可以是滚珠或轴线与
传动轮的传动轴平行的滚柱等,但本发明并不限于此。带轮外圈的内表面上具有周向排布
的第一齿形结构,带轮内衬的外表面上具有与第一齿形结构相配合(如相啮合)的第二齿形
结构。在将各滚动体装入各个限位通孔中之后,可将带轮外圈与带轮内衬同轴安装在一起,
此时,各个限位通孔内的滚动体由带轮内衬阻挡住,或者说滚动体由带轮内衬托住,以使得
滚动体的一部分凸出于带轮外圈的外表面。传动带套置在带轮外圈的外表面上,且传动带
的内表面具有用于与滚动体的凸出部分贴合的凹部(如弧形槽)。
发明实施例中,通过滚动体与传动带内表面凹部的配合(如贴合),能够有效防止从动轮产
生滞后或超前量,从而保证传动带在往复运动过程中无传动回差。
间通过螺钉紧固,使多层钢带压紧成为一整体,从而大大提升了钢带的承载能力。
700、从动轮800以及从动轮输出轴300。此外,还可包括电机支架200和从动轴支架400。电机
100的输出轴与主动轮700的带轮内衬730连接,用于驱动主动轮700;电机支架200用于固定
电机100。从动轮输出轴300与从动轮的带轮内衬连接。从动轮输出轴支架400用于支撑从动
轮输出轴300。在本发明一些实施例中,电机支架200和从动轴支架400二者的高度优选地可
被设置为使得电机输出轴和从动轮输出轴在同一水平线。
730。带轮外圈710的周向方向上均匀分布有多个限位通孔,图2中为6个,但本发明并不限于
此,还可以是更多或更少的数量,优选为3个以上。如图2所示,各个限位通孔711的位于带轮
外圈710外表面的一端的边缘为圆弧状收口结构,用于防止滚珠720从带轮外圈710外表面
滑出。带轮外圈710的内表面上具有周向均匀排布的第一齿形结构,带轮内衬730的外表面
上具有与第一齿形结构相啮合的第二齿形结构。第一齿形结构和第二齿形结构均包括齿部
和齿槽部。在本发明一些实施例中,第一齿形结构和第二齿形结构的齿部和齿槽部可以是
弧形齿和齿槽,如图2所示,但本发明并不限于此。
啮合,使带轮外圈710、滚珠720、带轮内衬730安装为一体,在带轮外圈710、滚珠720、带轮内
衬730为一体状态时,各个限位通孔711内的滚珠720由带轮内衬730阻挡,更优选的由第二
齿形结构的齿部阻挡,以使得滚珠720的一部分凸出于带轮外圈710的外表面。滚珠720由于
带轮内衬730与收口限位通孔711开口位置的限位,只在带轮外圈710的收口限位通孔711内
做旋转运动。
与滚珠720完全贴合。如图3所示,滚珠720凸出于传动轮的表面,凸出的部分嵌入钢带900的
圆弧槽内,当钢带的圆弧槽与滚珠的配合,可使得主动轮带动钢带传送,并且钢带带动从动
轮旋转。这保证了钢带900在往复运动传递运动和动力过程中无回差。应当理解的是,在整
个传动机构中,也可以将主动轮700和从动轮800中的任意一个传动轮设计为带有滚珠720
的结构,同样能实现所要达到的效果。
为一体,因此带轮外圈710可与带轮内衬730同步旋转。如图2所示,带轮内衬730的中心设有
安装传动轴的通孔,传动轴与带轮内衬730间的周向固定方式可选择键连接,轴向固定方式
可选用轴肩固定和轴端挡圈固定等,但本发明并不限于此。除此之外,传动轴也可以固定在
带轮外圈710上,如带轮外圈710的端部可具有端盖,传动轴通过与端盖固定,可将转动轴与
带轮外圈710连接为一体,传动轴带动带轮外圈710旋转,带轮内衬730与带轮外圈做同步旋
转。由上述的连接方式可知,传动轴即可以与带轮内衬730连接为一体,也可以与带轮外圈
710连接为一体,并且它们之间的连接方式也不唯一,所以在实际使用时,不应限制传动轴
与带轮间的连接方式,只要能实现传动轴与传动轮之间的同步旋转即可。
柱通孔与带轮外圈710外表面相贯线的直径小于滚珠的直径,以确保滚珠不会从带轮外圈
710的外表面滑落。通过上述方式的设置,滚珠处于安装在通孔内时,该滚珠小于二分之一
半部会凸出带轮外圈710的外表面。
形通孔。通孔位于带轮外圈外表面的一端孔径逐渐收缩,形成了收口限位通孔711,以能够
漏出滚柱的一部分又能防止滚柱从通孔中滑出。
轮齿相应的应设计为圆弧状,带轮外圈710与带轮内衬730的轮齿均匀分布,且同一零部件
上的相邻的齿宽与齿槽宽尺寸可以相等也可以不相等。
带轮外圈710的中空部,使带轮内衬730的轮齿与带轮外圈710的齿槽啮合。此时,带轮内衬
730的轮齿与滚珠720相接触。
面接触,或者说滚动体720与带轮内衬730的齿槽接触。此时由于带轮内衬730上的轮齿没有
位于滚动体720的正下方,滚动体720与带轮内衬730的轮齿之间形成不了磨损,则此时轮齿
形状不仅可以设计为圆弧状轮齿,也可设计为梯形轮齿或三角形轮齿等。
对紧凑的空间内能大大的提高传动机构的承载能力。如图2所示,本实施例中对多层薄钢带
采用压板固定,多层薄钢带置于钢带上压板910和钢带下压板920之间,钢带上压板910和钢
带下压板再通过固定螺钉930进行固定。多层薄钢带通过钢带上压板910和钢带下压板920
形成一体连接,能保证在传输运动和动力时多层薄钢带共同作用,避免了单层薄钢带的应
力集中,大大提升了钢带900的承载能力。压板固定方式仅为示例,本发明并不限于此。该传
动机构在传动时,由电机100通过电机输出轴驱动主动轮700旋转,主动轮700旋转驱动钢带
900运转,钢带900带动从动轮800转动,从动轮800通过从动轴300将运动和动力输出至负
载。
大大提高了传动机构的承载能力;此外,钢带与传动轮之间用滚珠定位,传动精度高,同步
性能好、不打滑,钢带往复运动无回差。
圈的外表面滑出的收口限位通孔。各个限位通孔位于带轮外圈外表面一端的孔径收缩,用
于防止滚动体从带轮外圈的外表面滑出。该带轮外圈的内表面具有第一齿形结构,带轮内
衬的外表面上具有与该第一齿形结构相啮合的第二齿形结构。安装时,将滚动体从带轮外
圈的内部安装在通孔中,再将带轮内衬与带轮外圈通过齿轮齿槽相啮合,进而将带轮外圈、
滚动体、带轮内衬固定为一体,在带轮外圈、滚动体、带轮内衬为一体状态时,滚动体与带轮
内衬相接触,且滚动体的一小部分凸出与带轮外圈的外表面。当传动带套置在该带轮外圈
的外表面时,滚动体的凸出部分用于与钢带传动机构的传动带内表面上的槽贴合。
用滚柱,则收口限位通孔可被设置为矩形通孔。
实施方式的特征。
等同变化及修饰,均应落在本发明技术方案保护的范围内。