轴承保持架驱动装置研究

寂静回声

图中这样的传动结构，把滚动轴承保持架作为传动输出的装置通常被称为保持架驱动装置（bearing-cage drive），也被称为保持架传动（cage-driven transmission）、滚动体齿轮箱（rolling-element gearbox），在某些文献中还被称作球/轴承差速器（ball/bearing-differential）。
这种传动方式从轴承的保持架（即承载滚珠或滚子的环形结构）提取扭矩，但并不普及。
原因在于存在若干实际缺点：
相比齿形齿轮，其扭矩承载能力有限；
对轴承设计和润滑要求较高，以避免滑动和磨损；
同时需要更严格的制造与装配公差。
因此，这类结构主要出现在专用设备或研究型装置中。
https://www.freepatentsonline.com/5131285.pdf
在上面这份1992的专利文件中有更详细描述。
《Design / simulation of a rolling-contact gearless differential (SAGE 2023)》（SAGE出版社是全球知名的学术出版机构）
https://journals.sagepub.com/doi ... _source=chatgpt.com
围绕滚动接触（滚珠/滚子）构建无齿轮差速机构，研究其运动学、接触应力及有限元行为。有助于理解类“保持架/行星”元件如何实现紧凑减速及其接触应力特性。
性能局限：适用于极紧凑、低至中等扭矩场景；受限于牵引力/接触应力，局部滑动导致效率损失，且需高精度几何结构与润滑。

轴承保持架基础知识
https://koyo.jtekt.co.jp/en/bear ... r_beginners_04.html

《An Analysis of Power Friction Losses in Gear Engagement with Intermediate Rolling Elements and a Free Cage》
https://www.mdpi.com/2227-7390/12/6/873
《A New Approach for Including Cage Flexibility in Dynamic Bearing Models” (ASME Tribology)》
展示保持架柔性如何改变接触力与运动状态；证明保持架动力学行为复杂，在某些载荷/转速下可能引发失稳。当保持架需传递扭矩时尤为重要（因其变形直接影响扭矩传递与寿命）。
性能局限：保持架变形会限制转速与扭矩容量；需谨慎进行机械设计与材料选型。
https://asmedigitalcollection.as ... _source=chatgpt.com

《A Discrete Element Approach for Modeling Cage Flexibility in Ball Bearing Dynamics” / related dynamic-analysis papers》
多篇论文（如 Weinzapfel 等人）对滚珠-滚道及滚珠-保持架相互作用建模，量化了保持架运动、微滑移及混合润滑状态对能量损失与磨损的影响。
性能局限：预测当保持架被驱动或重载时，磨损与能耗显著增加——解释了为何纯保持架驱动设计必须严格润滑并限制扭矩。
https://www.researchgate.net/fig ... _source=chatgpt.com

NuVinci  CVT



广为人知的商用 CVT，采用多个由保持架/载体固定的牵引“行星”（球体）。
该载体/保持架的几何结构是传动动作的核心（用于定位滚珠并承受反作用力），公司多项专利明确将其列为主动机械元件。
NuVinci 变速器曾用于自行车及部分电动自行车，并曾探索更大规模应用。

性能局限：已在自行车轮毂和小型设备中验证；典型牵引式 CVT 以部分效率损失（文献指出倾角滚珠 CVT 效率通常为 70%–89%，取决于负载与工况）换取极其平顺的无级变速与结构紧凑性。实际限制包括牵引损失、发热，以及对专用牵引液和预紧力的依赖。

车辆/车桥 OEM 维修手册与零件清单（如 Meritor 型差速器、取力器/减速单元、部分紧凑直驱系统）显示，滚子保持架与轴承子组件已成为输出轴总成的组成部分。虽非“纯保持架齿轮箱”，但证明了工业界确实在真实动力系统中将保持架用作承载型驱动子部件。例如：Meritor 车桥/差速器手册，以及部分船用/工业直驱减速器手册提及的滚子/保持架组件。
https://www.centralstatesbus.com ... _source=chatgpt.com
性能局限：此类设计仍由滚道与轴承担主要扭矩；保持架在此类系统中坚固且量产成熟——但几乎不会在重型传动系统中仅依赖保持架作为主扭矩路径。

一些小众企业、专利持有人及研究团队开发了“基于滚珠/滚子”的减速器，刻意利用保持架/滚珠在极短轴向长度内实现高减速比。由于制造、润滑与扭矩限制，这类装置多见于论文与专利，而非大规模量产产品。