專利名稱：任意齒差數(shù)平面活齒傳動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械傳動(dòng)裝置，尤其涉及一種平面活齒傳動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
目前，公知的平面活齒傳動(dòng)裝置主要是一齒差的，典型實(shí)現(xiàn)是“ORT傳動(dòng)”(參見化學(xué)工業(yè)出版社出版的《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四版第3卷的“活齒傳動(dòng)”一章)。該類傳動(dòng)裝置采用一個(gè)轉(zhuǎn)臂軸承實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)摩擦副轉(zhuǎn)滾動(dòng)摩擦副，無(wú)法實(shí)現(xiàn)單自平衡，必須采用雙排式設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大；裝置中的轉(zhuǎn)臂軸承，由于處于高速重載下工作，成為機(jī)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)，降低了可靠性。
采用齒差數(shù)大于或等于2的活齒傳動(dòng)，可以很好地解決上述二問(wèn)題。目前只有“凸輪活齒行星傳動(dòng)裝置”(專利申請(qǐng)?zhí)枮?9114729)和“擺線凸輪活齒傳動(dòng)裝置”(專利申請(qǐng)?zhí)枮?2222809)實(shí)現(xiàn)了二齒差傳動(dòng)，其中后者主要是為了解決前者的凸輪局部變尖及存在嚙合沖擊等問(wèn)題。但由于二者都是基于擺線共軛嚙合理論的，所以嚙合曲線方程復(fù)雜，求解難度大(參見文獻(xiàn)《擺線凸輪活齒傳動(dòng)原理及齒形理論》，2003年3月《機(jī)械傳動(dòng)》P14)，也難于優(yōu)化設(shè)計(jì)和齒廓精確修形，不能很好地實(shí)現(xiàn)任意齒差數(shù)的傳動(dòng)。
上述二齒差平面活齒傳動(dòng)裝置在處理活齒與輸入凸輪之間高速相對(duì)滑動(dòng)問(wèn)題上，采用的是彈性動(dòng)力潤(rùn)滑的方式，這種提高傳動(dòng)效率的方式嚴(yán)重依賴輸入凸輪的轉(zhuǎn)速、承載力大小及潤(rùn)滑油的粘度等因素，因而也大大限制了其使用范圍，提高了使用成本。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)一種數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)單的任意齒差數(shù)平面活齒傳動(dòng)，以及為了克服目前二齒差平面活齒傳動(dòng)裝置中采用彈性動(dòng)力潤(rùn)滑的方式進(jìn)行減磨增效的不足。本發(fā)明提供了一種任意齒差數(shù)平面活齒傳動(dòng)裝置。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是將傳統(tǒng)的一片固齒輪對(duì)應(yīng)一片凸輪的兩片式結(jié)構(gòu)改為一對(duì)多的對(duì)稱式結(jié)構(gòu)，如一片固齒輪對(duì)應(yīng)兩片對(duì)稱布置的凸輪；或者一片凸輪對(duì)應(yīng)兩片對(duì)稱布置的固齒輪，兩片固齒輪相互連接為一體。固齒輪與凸輪軸心線重合。
由一根軸及安裝在軸上的一個(gè)或數(shù)個(gè)徑向軸承共同構(gòu)成本發(fā)明的一個(gè)活齒，軸稱為活齒軸，軸承稱為活齒軸承；一組活齒等角度地分布在固齒輪與凸輪之間，且固齒輪內(nèi)輪廓面與活齒軸外圓面緊緊貼合，凸輪外輪廓面與活齒軸承外圓面緊緊貼合；每個(gè)凸輪兩側(cè)對(duì)稱布置有各一片傳力盤，每個(gè)傳力盤盤面上均勻開有與活齒數(shù)數(shù)量相同的徑向活齒槽，所有相鄰的傳力盤兩兩相連，構(gòu)成一整體，且每個(gè)活齒軸都與傳力盤上對(duì)應(yīng)的活齒槽通過(guò)徑向軸承精密配合；輸入軸與所有凸輪相連且軸心線重合，輸出軸與傳力盤中離輸入軸最遠(yuǎn)的傳力盤相聯(lián)且軸心線重合。如果不考慮滑動(dòng)轉(zhuǎn)滾動(dòng)的問(wèn)題，所有活齒軸承均可簡(jiǎn)化為活齒軸上的一臺(tái)階面。
上述固齒輪與凸輪的輪廓線分別為各自理論嚙合曲線的等距線，等距量分別為相應(yīng)位置上的活齒軸半徑和活齒軸承外圓半徑，因此活齒的中心線正好位于兩理論嚙合曲線的一組交點(diǎn)上。為了實(shí)現(xiàn)任意齒差數(shù)恒速比傳動(dòng)，兩理論嚙合曲線必須滿足下列形式的基本參數(shù)方程 其中A為固齒輪的理論嚙合曲線參數(shù)方程，ZG為固齒輪的齒數(shù)，B為凸輪的理論嚙合曲線參數(shù)方程，n為凸輪齒數(shù)，也稱齒差數(shù)。α、β為各自的角參變量，ρ為[-1，+1]區(qū)間上的連續(xù)單調(diào)增函數(shù)或減函數(shù)?；铨X架上的徑向槽數(shù)或活齒數(shù)ZH＝ZG±n。傳動(dòng)比i=ZHn.]]>當(dāng)ZH＝ZG+n時(shí)，實(shí)現(xiàn)正向傳動(dòng)，當(dāng)ZH＝ZG-n時(shí)，實(shí)現(xiàn)逆向傳動(dòng)。
本發(fā)明的有益效果是，1. 凸輪和固齒輪的理論嚙合曲線參數(shù)方程形式上簡(jiǎn)單一致，有利于活齒傳動(dòng)零件的標(biāo)準(zhǔn)化。兩嚙合曲線均連續(xù)可導(dǎo)，曲線方程靈活多樣，便于設(shè)計(jì)優(yōu)化。
2.由于較好地實(shí)現(xiàn)了任意齒差數(shù)傳動(dòng)，增大了傳動(dòng)比設(shè)計(jì)的靈活性，單級(jí)傳動(dòng)比幾乎可以為1至80；當(dāng)傳動(dòng)比一定時(shí)，若裝置承載能力不夠，可以通過(guò)加大齒差數(shù)的方式增加活齒數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)活齒均載，降低單個(gè)活齒的工作負(fù)荷。進(jìn)而可以降低材料的性能要求和零件的加工難度，減少制造成本。
3.采用一對(duì)多的結(jié)構(gòu)可以更進(jìn)一步地對(duì)活齒均載，承載能力更大。
4.采用標(biāo)準(zhǔn)徑向軸承作為活齒軸承，因標(biāo)準(zhǔn)軸承價(jià)格低，效率高，易潤(rùn)滑，使活齒傳動(dòng)易于推廣。
5. 即使采用一齒差傳動(dòng)方案，由于本發(fā)明去除了轉(zhuǎn)臂軸承，所以只要在凸輪的某個(gè)位置上去除部分材料，即可實(shí)現(xiàn)單自平衡的傳動(dòng)，同時(shí)又避免了轉(zhuǎn)臂軸承這一薄弱環(huán)節(jié)。


圖1為本發(fā)明中結(jié)構(gòu)為一片固齒輪對(duì)應(yīng)兩片凸輪的實(shí)施例的裝配圖。
圖2為本發(fā)明中結(jié)構(gòu)為一片凸輪對(duì)應(yīng)兩片固齒輪的實(shí)施例的裝配圖。
圖3為圖2的左視圖。
圖中 1.活齒軸承，2.活齒軸，3.固齒輪，4.凸輪，5.傳力盤，6.活齒槽，7.傳力盤連結(jié)位，8.輸入軸，9.輸出軸，10.凸輪理論嚙合曲線，11.固齒輪理論嚙合曲線，12.固齒輪連結(jié)位，13.活齒軸承。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
在圖1、圖2和圖3中，由一根活齒軸2及安裝在活齒軸2上的一個(gè)或數(shù)個(gè)活齒軸承1共同構(gòu)成本發(fā)明的一個(gè)活齒；固齒輪3與凸輪4軸心線重合，一組活齒等角度地分布在固齒輪3與凸輪4之間，且固齒輪3的內(nèi)輪廓面與活齒軸2的外圓面緊緊貼合，凸輪4的外輪廓面與活齒軸承1的外圓面緊緊貼合；每個(gè)凸輪4兩側(cè)對(duì)稱布置各一片傳力盤5，每個(gè)傳力盤5的盤面上均勻開有與活齒數(shù)數(shù)量相同的徑向活齒槽6，所有相鄰的傳力盤5通過(guò)傳力盤連結(jié)位7兩兩相連，構(gòu)成一整體，活齒軸2與傳力盤5上對(duì)應(yīng)的活齒槽6通過(guò)一滑動(dòng)活齒軸承13精密配合；輸入軸8與所有凸輪4相連且軸心線重合，輸出軸9與離輸入軸最遠(yuǎn)的傳力盤5相連且軸心線重合。
如圖1所示，為一片固齒輪3對(duì)應(yīng)兩片對(duì)稱布置的凸輪4的結(jié)構(gòu)。
如圖2所示，為一片凸輪4對(duì)應(yīng)兩片對(duì)稱布置的固齒輪3的結(jié)構(gòu)，兩片固齒輪3在固齒輪連結(jié)位12處連接為一體。
假設(shè)固齒輪3靜止，當(dāng)動(dòng)力或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從輸入軸8輸入時(shí)，帶動(dòng)其上的凸輪4旋轉(zhuǎn)，則固齒輪的理論嚙合曲線11與凸輪的理論嚙合曲線10也作相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，二曲線的交點(diǎn)位置也隨著繞旋轉(zhuǎn)軸作恒速比旋轉(zhuǎn)位移，由于活齒的中心線始終必須處于二曲線的交點(diǎn)處，所以活齒也隨著作恒速比旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)而帶動(dòng)與活齒軸2在活齒槽6通過(guò)滑動(dòng)活齒軸承13精密配合的傳力盤5旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于傳動(dòng)盤5與輸出軸9是連為一體的，最終實(shí)現(xiàn)恒速比傳動(dòng)。
固齒輪3與凸輪4的輪廓線分別為各自理論嚙合曲線11和10的等距線，等距量分別為相應(yīng)位置上的活齒軸2的半徑和活齒軸承1的外圓半徑，活齒的中心線正好位于兩理論嚙合曲線11和10的一組交點(diǎn)上。兩理論嚙合曲線滿足下列形式的基本參數(shù)方程 其中A為固齒輪3的理論嚙合曲線11的參數(shù)方程，ZG為固齒輪的齒數(shù)，B為凸輪4的理論嚙合曲線10的參數(shù)方程，n為凸輪齒數(shù)，也稱齒差數(shù)。α、β為各自的角參變量，ρ為[-1，+1]區(qū)間上的連續(xù)單調(diào)增函數(shù)或減函數(shù)?；铨X架上的徑向槽數(shù)或活齒數(shù)ZH＝ZG±n。傳動(dòng)比i=ZHn.]]>當(dāng)ZH＝ZG+n時(shí)，實(shí)現(xiàn)正向傳動(dòng)，當(dāng)ZH＝ZG-n時(shí)，實(shí)現(xiàn)逆向傳動(dòng)。
圖3實(shí)施例中的固齒輪3的理論嚙合曲線11的參數(shù)方程A，凸輪4的理論嚙合曲線10的參數(shù)方程B分別如下 其中，α、β為各自的角參變量，R為基圓半徑，e為脈動(dòng)量，ZG＝8，n＝3。圖3實(shí)施例中固齒輪3的理論嚙合曲線11若采用ORT傳動(dòng)中的固齒輪曲線，則A與B分別如下 其中，α、β為各自的角參變量，R為基圓半徑，e為偏心量，ZG＝8，n＝3。
權(quán)利要求
1.一種任意齒差數(shù)平面活齒傳動(dòng)裝置，在輸入軸上連接有凸輪，在輸出軸上連接有傳力盤，活齒安裝在由固齒輪、凸輪和傳力盤上的活齒槽所唯一確定的位置上。其特征是單個(gè)活齒由一根活齒軸(2)及安裝在活齒軸(2)上的數(shù)個(gè)活齒軸承(1)和(13)共同構(gòu)成，固齒輪(3)的內(nèi)輪廓面與活齒軸(2)的外圓面緊緊貼合，凸輪(4)的外輪廓面與活齒軸承(1)的外圓面緊緊貼合，每個(gè)凸輪(4)兩側(cè)對(duì)稱布置各一片傳力盤(5)，每個(gè)傳力盤(5)的盤面上均勻開有與活齒數(shù)數(shù)量相同的徑向活齒槽(6)，所有相鄰的傳力盤(5)通過(guò)傳力盤連結(jié)位(7)兩兩相連，活齒軸(2)與所有傳力盤(5)上對(duì)應(yīng)的活齒槽(6)精密配合，輸入軸(8)與所有凸輪(4)相連為一體且軸心線重合，輸出軸(9)與離輸入軸最遠(yuǎn)的傳力盤相連為一體且軸心線重合，固齒輪(3)與凸輪(4)的輪廓線分別為各自理論嚙合曲線(11)和(10)的等距線，兩理論嚙合曲線滿足下列兩個(gè)基本參數(shù)方程 其中A為固齒輪(3)的理論嚙合曲線(11)的參數(shù)方程，ZG為固齒輪的齒數(shù)，B為凸輪(4)的理論嚙合曲線(10)的參數(shù)方程，n為凸輪齒數(shù)，也稱齒差數(shù)。α、β為各自的角參變量，ρ為[-1，+1]區(qū)間上的連續(xù)單調(diào)增函數(shù)或減函數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述任意齒差數(shù)平面活齒傳動(dòng)裝置，其特征是固齒輪(3)的理論嚙合曲線(11)的參數(shù)方程A，凸輪(4)的理論嚙合曲線(10)的參數(shù)方程B分別如下 其中，α、β為各自的角參變量，R為基圓半徑，e為脈動(dòng)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述任意齒差數(shù)平面活齒傳動(dòng)裝置，其特征是固齒輪(3)的理論嚙合曲線(11)的參數(shù)方程A，凸輪(4)的理論嚙合曲線(10)的參數(shù)方程B分別如下 其中，α、β為各自的角參變量，R為基圓半徑，e為偏心量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述任意齒差數(shù)平面活齒傳動(dòng)裝置，其特征是整個(gè)裝置采用一片固齒輪對(duì)應(yīng)兩片對(duì)稱布置的凸輪的結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述任意齒差數(shù)平面活齒傳動(dòng)裝置，其特征是整個(gè)裝置采用一片凸輪對(duì)應(yīng)兩片對(duì)稱布置的固齒輪的結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述任意齒差數(shù)平面活齒傳動(dòng)裝置，其特征是活齒軸(2)與所有傳力盤(5)上對(duì)應(yīng)的活齒槽(6)通過(guò)一徑向軸承(13)精密配合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述任意齒差數(shù)平面活齒傳動(dòng)裝置，其特征是活齒軸承是徑向滾動(dòng)軸承或徑向滑動(dòng)軸承。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述任意齒差數(shù)平面活齒傳動(dòng)裝置，其特征是活齒軸承(1)和(13)可以簡(jiǎn)化為活齒軸(2)上的一臺(tái)階面，或者活齒進(jìn)一步演變?yōu)橐缓?jiǎn)單銷軸。
全文摘要
一種任意齒差數(shù)平面活齒傳動(dòng)裝置。其單個(gè)活齒由一根活齒軸及安裝在活齒軸上的數(shù)個(gè)活齒軸承共同構(gòu)成，固齒輪內(nèi)輪廓面與活齒軸外圓面貼合，凸輪外輪廓面與活齒軸承外圓面貼合，每個(gè)凸輪兩側(cè)對(duì)稱布置有傳力盤，傳力盤盤面上均勻開有活齒槽，所有傳力盤兩兩相連，構(gòu)成一個(gè)整體，活齒軸與傳力盤上的活齒槽精密配合，輸入軸與所有凸輪相連為一體，輸出軸與傳力盤組相連為一體，固齒輪與凸輪的理論嚙合曲線由兩條曲線參數(shù)方程確定。本裝置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單靈活，任意齒差數(shù)，易優(yōu)化；克服了傳統(tǒng)平面活齒傳動(dòng)中轉(zhuǎn)臂軸承這一薄弱環(huán)節(jié)，單排自平衡，傳動(dòng)效率高，潤(rùn)滑方便，適用范圍廣。
文檔編號(hào)F16H1/32GK1603658SQ200410079279
公開日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2004年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月31日
發(fā)明者陳賢湘 申請(qǐng)人:陳賢湘