本發(fā)明屬于減速機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種螺旋環(huán)狀蝸軌純滾動(dòng)減速器。

背景技術(shù)：
目前，常見的蝸輪蝸桿減速機(jī)廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，主要特點(diǎn)是具有反向自鎖功能，可以有較大的減速比，輸入軸和輸出軸不在同一軸線上，也不在同一平面上。但是一般體積較大，傳動(dòng)效率不高，嚙合度低，精度不高。行星減速機(jī)其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較緊湊，回程間隙小、精度較高，使用壽命很長，額定輸出扭矩可以做的很大，但價(jià)格較貴。齒輪減速機(jī)在模塊組合體系基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)制造，有極多的電機(jī)組合、安裝形式和結(jié)構(gòu)方案，傳動(dòng)比分級(jí)細(xì)密，滿足不同的使用工況，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。齒輪減速機(jī)傳動(dòng)效率高，耗能低，使用壽命長。但相比其他減速機(jī)，齒輪減速機(jī)要大很多，空間較小，抗震性能不好，齒根易斷裂。而且，上述減速機(jī)存在共同的缺點(diǎn)是摩擦傳動(dòng)，發(fā)熱量大,導(dǎo)致蝸輪蝸桿減速機(jī)單根蝸桿布置時(shí)，蝸桿受側(cè)向力大，容易變形，高精度蝸輪蝸桿減速機(jī)造價(jià)極高，亦或普通蝸輪蝸桿減速機(jī)精度保持差，有回差，限制其在高精度機(jī)床及機(jī)器人關(guān)節(jié)減速機(jī)等方面的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種螺旋環(huán)狀蝸軌純滾動(dòng)減速器，所述減速器包括基座、輸入軸、動(dòng)力輸出蝸殼及動(dòng)力輸出軸；其中，所述基座上設(shè)有輸入軸軸孔和蝸殼軸；所述輸入軸上緊固裝配有轉(zhuǎn)子，并通過軸承安裝在基座上；所述轉(zhuǎn)子包括滾子架及均勻分布在滾子架周圍的滾子；所述動(dòng)力輸出蝸殼包括上半蝸殼和下半蝸殼，所述上半蝸殼與下半蝸殼殼心設(shè)有等徑軸心孔，殼內(nèi)設(shè)有多條滾道，每條滾道的截面形狀為圓弧，上半蝸殼與下半蝸殼滾道對(duì)應(yīng)后形成多頭螺旋滾道，上半蝸殼與下半蝸殼通過螺桿相互緊固，蝸殼通過軸心孔裝配在基座上的蝸殼軸上，并將轉(zhuǎn)子夾在中間，使轉(zhuǎn)子上的滾子吻合在滾道內(nèi)；所述動(dòng)力輸出軸固定安裝在上半蝸殼外表面軸旋轉(zhuǎn)中心上。為保證轉(zhuǎn)子在動(dòng)力輸出蝸殼內(nèi)沿螺旋滾道作純滾動(dòng)，滾子在滾子架上不發(fā)生竄動(dòng)，本發(fā)明所述滾子由穿孔滾珠、法蘭軸承、銷軸組成；其中，所述穿孔滾珠為圓球狀，中心開有圓通孔，孔兩側(cè)對(duì)稱鑲嵌有法蘭軸承；所述法蘭軸承外圈與穿孔滾珠固連，法蘭軸承內(nèi)圈與銷軸固連；所述滾子架周圍均勻分布有斜槽和盲孔，滾子設(shè)置在滾子架相應(yīng)的盲孔中，通過安裝在滾子法蘭軸承兩側(cè)的墊圈，將其固定在盲孔內(nèi)，銷軸設(shè)置在斜槽內(nèi)，與斜槽固連，從而使穿孔滾珠可以圍繞銷軸靈活自轉(zhuǎn)，不能沿銷軸軸線方向竄動(dòng)，整個(gè)滾子不會(huì)沿滾子架軸線方向竄動(dòng)。本發(fā)明所述銷軸與斜槽固連可以靠夾持滾子架斜槽兩側(cè)的板狀結(jié)構(gòu)，將其向銷軸中心彎曲夾緊進(jìn)行固定。為保證每個(gè)滾子均能沿各自的螺旋滾道滾動(dòng)，所述上半蝸殼和下半蝸殼螺旋滾道頭數(shù)與滾子數(shù)相同，螺旋滾道的螺紋升角為滾子銷軸軸線與滾子架軸線在轉(zhuǎn)子中心的公轉(zhuǎn)平面上的投影角。本發(fā)明為防止墊圈在滾子滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生摩擦力，所述墊圈外徑小于法蘭軸承外圈內(nèi)徑。本發(fā)明上半蝸殼和下半蝸殼固連時(shí)，需將其內(nèi)部滾道對(duì)正，形成完整的螺旋滾道，才能保證轉(zhuǎn)子在蝸殼內(nèi)部進(jìn)行滾動(dòng)。為方便上半蝸殼和下半蝸殼固連，保證螺旋滾道對(duì)應(yīng)準(zhǔn)確，本發(fā)明上半蝸殼、下半蝸殼均設(shè)有定位孔，通過定位銷實(shí)現(xiàn)相互定位。本發(fā)明輸入軸與基座通過軸承安裝時(shí)，在輸入軸兩端安裝上軸承，將軸承內(nèi)圈與輸入軸固連，將軸承外圈與基座固連即可。本發(fā)明將輸入軸安裝在基座上時(shí)，還可以通過擋圈或其他能夠保證輸入軸相對(duì)基座轉(zhuǎn)動(dòng)，且不發(fā)生軸向竄動(dòng)的連接方式進(jìn)行安裝。本發(fā)明所述基座上設(shè)有蝸殼軸，通過蝸殼軸將上半蝸殼與下半蝸殼安裝在基座上，構(gòu)成滑動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副，即上半蝸殼和下半蝸殼可繞蝸殼軸轉(zhuǎn)動(dòng)，也可沿蝸殼軸線滑動(dòng)。輸入軸通過軸承安裝在基座上，只能繞輸入軸的軸線自傳，無其他自由度。當(dāng)上半蝸殼和下半蝸殼通過螺桿緊固后，輸入軸和轉(zhuǎn)子限制了上半蝸殼和下半蝸殼的所有自由度，滿足完全約束的條件。實(shí)際使用過程中，輸入軸連接高速旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力設(shè)備，通過輸入軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)子在動(dòng)力輸出蝸殼內(nèi)部沿螺旋滾道做純滾動(dòng)，最終形成沿輸入軸線方向的作用力，然后將作用力傳給動(dòng)力輸出蝸殼，最終由動(dòng)力輸出蝸殼上的動(dòng)力輸出軸輸出動(dòng)力。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：1、本發(fā)明所述減速器利用轉(zhuǎn)子上的滾子在蝸殼內(nèi)螺旋滾道上滾動(dòng)產(chǎn)生作用力，然后將作用力通過動(dòng)力輸出蝸殼傳給動(dòng)力輸出軸，達(dá)到減速的目的，改變了現(xiàn)有減速器摩擦傳動(dòng)，發(fā)熱量高的缺點(diǎn)；而且使用壽命較長，傳動(dòng)效率較高。2、本發(fā)明所述減速器可以通過控制每頭螺旋滾道的線圈數(shù)來改變傳動(dòng)比。3、本發(fā)明所述減速器在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，滾子與螺旋滾道重合度高，無回差，精度高；減速器體積很小，適合中高速旋轉(zhuǎn)，可在高精度機(jī)床及機(jī)器人關(guān)節(jié)減速機(jī)等方面應(yīng)用。附圖說明圖1為本發(fā)明減速器整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明減速器俯視圖。圖3為本發(fā)明減速器A-A階梯剖面圖。圖4為本發(fā)明減速器B-B旋轉(zhuǎn)剖面圖。圖5為本發(fā)明轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)三維放大圖。圖6為本發(fā)明滾子架結(jié)構(gòu)三維放大圖。圖7為本發(fā)明滾子剖面圖。圖8為本發(fā)明下半蝸殼結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為本發(fā)明原理結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式參閱圖1至圖4，本發(fā)明所述的減速器包括基座1、輸入軸2、動(dòng)力輸出蝸殼3及動(dòng)力輸出軸4；其中，所述基座1上設(shè)有輸入軸軸孔和蝸殼軸；所述輸入軸2上緊固裝配有轉(zhuǎn)子5，并通過軸承安裝在基座1上；所述動(dòng)力輸出蝸殼3包括上半蝸殼31和下半蝸殼32，所述上半蝸殼31與下半蝸殼32殼心設(shè)有等徑軸心孔，殼內(nèi)設(shè)有多條滾道33，每條滾道的截面形狀為圓弧，上半蝸殼31與下半蝸殼32滾道對(duì)應(yīng)后形成多頭螺旋滾道，上半蝸殼31與下半蝸殼32通過螺桿相互緊固，動(dòng)力輸出蝸殼3通過軸心孔裝配在基座上的蝸殼軸上，并將轉(zhuǎn)子5夾在中間；所述動(dòng)力輸出軸4通過螺釘安裝在上半蝸殼31外表面軸旋轉(zhuǎn)中心上。參閱圖4、圖5，本發(fā)明所述轉(zhuǎn)子5包括滾子架51及均勻分布在滾子架周圍的滾子52；所述轉(zhuǎn)子5被夾在動(dòng)力輸出蝸殼3中間，每個(gè)滾子52與動(dòng)力輸出蝸殼3內(nèi)部各自螺旋滾道吻合，使?jié)L子52沿各自螺旋滾道做純滾道。參閱圖5至圖7，本發(fā)明所述滾子架51周圍均勻分布有斜槽511和盲孔512，所述滾子52設(shè)置在滾子架51相應(yīng)的盲孔512中；所述滾子52由穿孔滾珠521、法蘭軸承522、銷軸523組成，其中，所述穿孔滾珠521為圓球狀，中心開有圓通孔，孔兩側(cè)對(duì)稱鑲嵌有法蘭軸承522；所述法蘭軸承522外圈與穿孔滾珠521固連，法蘭軸承522內(nèi)圈與銷軸523固連；在法蘭軸承522兩側(cè)安裝有墊圈524，所述墊圈524外徑小于法蘭軸承522外圈內(nèi)徑，通過墊圈524將滾子52固定在盲孔512內(nèi)；銷軸523設(shè)置在斜槽511內(nèi)，與斜槽511固連，使穿孔滾珠521可以圍繞銷軸523靈活自轉(zhuǎn)，不能沿銷軸523軸線方向竄動(dòng)，整個(gè)滾子52不會(huì)沿滾子架51軸線方向竄動(dòng)。在實(shí)際應(yīng)用過程中，銷軸523與斜槽511固連可以靠夾持滾子架斜槽511兩側(cè)的板狀結(jié)構(gòu)，將其向銷軸523中心彎曲發(fā)生塑性變形并夾緊進(jìn)行固定。參閱圖4、圖8，本發(fā)明所述下半蝸殼32殼心設(shè)有軸心孔321，殼內(nèi)設(shè)有多條滾道33，在軸心孔321周圍分布有螺孔322及定位銷323，通過定位銷323將下半蝸殼與上半蝸殼滾道對(duì)正，形成多頭環(huán)狀螺旋滾道；通過軸心孔321將上半蝸殼、下半蝸殼裝配在基座1上的蝸殼軸上，構(gòu)成滑動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副。本發(fā)明減速器在應(yīng)用過程中，電機(jī)連接輸入軸2，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子5自轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子5上均布的穿孔滾珠521與動(dòng)力輸出蝸殼3內(nèi)部螺旋滾道面接觸，并沿滾道做純滾動(dòng)，螺旋滾道與穿孔滾珠521間的互相作用最終形成沿轉(zhuǎn)子5軸線方向的作用力，在保證轉(zhuǎn)子5沿軸線方向不竄動(dòng)時(shí)，此作用力就通過動(dòng)力輸出蝸殼傳給動(dòng)力輸出軸4，最終由動(dòng)力輸出軸4輸出動(dòng)力。本發(fā)明減速器運(yùn)動(dòng)原理,參閱圖9，B中OZ、OY、OO1為正交軸系。P點(diǎn)在ZOO1平面內(nèi)，以O(shè)1為圓心，以固定半徑做圓周自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在ZOO1平面內(nèi)P點(diǎn)圍繞O1運(yùn)動(dòng)的角速度為定數(shù)nω。同時(shí)，ZOO1平面內(nèi)的P點(diǎn)圍繞OZ軸以勻角速度ω（常數(shù)）公轉(zhuǎn)。P點(diǎn)相對(duì)于OZ軸公轉(zhuǎn)一周的同時(shí)也圍繞O1點(diǎn)在ZOO1平面內(nèi)自轉(zhuǎn)了n周。P點(diǎn)所形成的軌跡即為環(huán)狀螺旋線。圖9中A所示為n=6的情形。如果在ZOO1平面內(nèi)，有P1~P6，共6個(gè)點(diǎn)，它們圍繞O1點(diǎn)，等半徑均勻分布。P1~P6的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與上述P點(diǎn)相同。P1~P6所形成的軌跡即為多頭環(huán)狀螺旋線，如圖9中A所示。本發(fā)明所述減速器傳動(dòng)比=1:n。本發(fā)明每個(gè)穿孔滾珠球心的軌跡即環(huán)狀螺旋線，具體參數(shù)方程如下：α=360×t（t初始值為0，在0-1之間遍歷）n=1~∞，（n為自然數(shù)，是每頭螺旋線旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)）r=PO1（滾子自轉(zhuǎn)半徑）rh=OO1（滾子幾何中心的公轉(zhuǎn)半徑）θ=n×αXt=(r×cosθ+rh)×cosαYt=(r×cosθ+rh)×sinαZt=r×sinθ。