專利名稱：滾柱波動(dòng)傳動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系與減速機(jī)有關(guān)，更詳而言之，尤指一種利用曲柄滑塊運(yùn)動(dòng)激波規(guī)律，齒差傳動(dòng)相對(duì)速度和等速共軛原理所發(fā)展出來的滾柱波動(dòng)傳動(dòng)裝置。屬于傳動(dòng)裝置。
傳統(tǒng)齒差行星傳動(dòng)原理所發(fā)展出來的減速機(jī)，可按其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之不同，區(qū)分為行星齒輪減速機(jī)，擺線輪減速機(jī)，活齒減速機(jī)，其中間嚙合件則分別為內(nèi)接齒輪，擺線輪和銷形活齒等，其共同特性為體積小，傳動(dòng)比大，造價(jià)低廉，因此在減速機(jī)使用中，占有很大席位，其獨(dú)特功能非傳統(tǒng)圓桿齒輪減速機(jī)或蝸桿減速機(jī)所可比擬，其中以擺輪傳動(dòng)應(yīng)用較廣，其行星齒輪齒廓采用短幅外擺線的平行曲線，加工復(fù)雜，精度較難控制，短幅系數(shù)差距大，容易發(fā)生根切和應(yīng)力集中現(xiàn)象；擺線輪減速機(jī)構(gòu)(參閱

圖1A、B)，擺線輪4，由偏心圓7所驅(qū)動(dòng)，受外環(huán)圓形針齒5所限制，根據(jù)齒差傳動(dòng)原理，擺線輪4一面高速公轉(zhuǎn)，一面低速自轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速由擺線輪內(nèi)之軸銷6輸出，此機(jī)構(gòu)內(nèi)針輪采用圓弧齒形，行星齒輪采用擺線平行曲線，使得齒尖不易產(chǎn)生干涉，為生產(chǎn)車間最普遍采用機(jī)種，但擺線輪設(shè)計(jì)復(fù)雜，加工也較困難，非一般工廠可輕易制作，成本較高，難以普及；滾齒減速機(jī)構(gòu)(參閱圖2A、B)，此機(jī)構(gòu)源自上述機(jī)種，并為申請(qǐng)人先前申請(qǐng)之發(fā)明創(chuàng)造，申請(qǐng)?zhí)枮?1107526.7，其內(nèi)齒輪采用中空短圓柱滾筒滾齒12，動(dòng)轉(zhuǎn)亦采用擺線平行曲線，外齒輪則同為圓形針齒13，偏心圓11驅(qū)動(dòng)滾齒12和針齒13嚙合，一面高速公轉(zhuǎn)，一面以低速自轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速直接由滾齒12內(nèi)部軸銷14直接輸出，滾齒12可各別轉(zhuǎn)動(dòng)；激波器由入力軸16、偏心圓11所組成，輸出軸銷14直接插在輸出軸17上，滾齒12由托環(huán)15托住，能自由轉(zhuǎn)動(dòng)并使其保持和偏心圓11密切接觸，保證確切動(dòng)作能與針齒13正常嚙合，固定針齒齒輪由機(jī)壁10、針齒13和針齒套18所組成；自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速經(jīng)由輸出軸銷14從滾齒12內(nèi)部直接輸出，構(gòu)造簡單，傳動(dòng)效率高，制造容易，但滾齒群的嚙合曲線仍然采用擺線平行曲線，也具有擺線傳動(dòng)的缺點(diǎn)，且在高傳動(dòng)比時(shí)，滾齒徑小，自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速無法從滾齒12內(nèi)部直接輸出，傳動(dòng)比不能充份發(fā)揮。
本發(fā)明其主要目的是提供一種滾柱波動(dòng)傳動(dòng)裝置，其摩擦系數(shù)低(純滾動(dòng))，傳動(dòng)效率高、組件簡易、耐沖擊、耐磨損、結(jié)構(gòu)緊密、傳動(dòng)精確背隙低(0-5`)及扭矩大、壽命長。
本發(fā)明一種滾柱波動(dòng)傳動(dòng)裝置，包含有入力軸、輸出軸、偏心圓、中間傳動(dòng)構(gòu)件及針輪機(jī)壁，該入力軸相連于偏心圓激波器，偏心圓外為軸承，裝設(shè)在偏心圓外環(huán)之轉(zhuǎn)盤系為中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)件，而中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)件外為固定針輪機(jī)壁，針輪機(jī)壁上有復(fù)數(shù)環(huán)狀排列之針輪，針輪內(nèi)具有針輪銷；其特征在于該中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)件具有保持架，保持架外圍有復(fù)數(shù)凹入孔，凹入孔置入實(shí)心圓形滾柱，滾柱能自由滾動(dòng)，保持架內(nèi)設(shè)有輸出軸銷連接于輸出軸，保持架外徑略小于外環(huán)針輪之齒根圓直徑，保持架與偏心圓系用雙排結(jié)構(gòu)，兩只偏心圓對(duì)稱180度排列。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及其功效如下(1)摩擦系數(shù)低，傳動(dòng)效率高；傳動(dòng)組件均為余隙配合，純滾動(dòng)摩擦，摩擦系數(shù)低，傳動(dòng)效率相對(duì)提高。
(2)組件簡易，成本低廉；主要傳動(dòng)元件采用圓形滾柱，不需特殊工具即可加工，適合中小企業(yè)投資，工藝簡化，成本較低。
(3)結(jié)構(gòu)緊湊，耐沖耐磨；齒廓并非漸開線也非擺線，真圓齒形最具耐磨耐沖，不易崩損。
(4)嚙合齒數(shù)多，傳動(dòng)精確；雙排結(jié)構(gòu)，嚙合數(shù)幾近50％，背隙低(0-5`)，輪齒可相互補(bǔ)償，傳動(dòng)精確，是精密傳動(dòng)的配備。
(5)機(jī)理平衡，傳動(dòng)平穩(wěn)；雙偏心圓對(duì)稱激動(dòng)，機(jī)構(gòu)平衡，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音較低。
(6)扭矩大，壽命長；激波徑反應(yīng)力矩，在有限的空間限制內(nèi)，本發(fā)明可根據(jù)需要，加大激波徑，承受扭矩大，機(jī)體結(jié)構(gòu)不易故障，壽命較長。
本發(fā)明具有如下附圖圖1A系習(xí)知擺線輪傳動(dòng)之裝置平面圖。
圖1B系習(xí)知擺線輪傳動(dòng)簡單示意圖。
圖2A系申請(qǐng)?zhí)?1107526.7滾齒減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)之裝置平面圖。
圖2B系申請(qǐng)?zhí)?1107526.7滾減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)簡單示意圖。
圖3A系本發(fā)明傳動(dòng)之裝置平面圖。
圖3B系本發(fā)明傳動(dòng)簡單示意圖。
圖4A系本發(fā)明激波規(guī)律有關(guān)曲柄滑塊之簡單平面示意圖。
圖4B系本發(fā)明激波規(guī)律有關(guān)曲柄滑塊運(yùn)轉(zhuǎn)之簡單平面示意圖。
圖5系本發(fā)明之結(jié)構(gòu)實(shí)施剖面示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)如下4擺線輪 5針齒 6軸銷
7偏心圓 10機(jī)壁 11偏心圓12滾齒 13針齒 14輸出軸銷15托環(huán) 16入力軸17輸出軸18針齒套20滾柱波動(dòng)傳動(dòng)裝置 21入力軸22輸出軸221輸出軸銷 222軸銷套23偏心圓232圓軸柱 24針輪機(jī)壁241針輪 242針輪銷 25軸承26保持架261凹入孔 262滾柱263間隔環(huán) 264轗孔 231鍵茲舉一較佳實(shí)施例，并配合圖式說明如下首先請(qǐng)參閱圖3A、圖3B所示，本發(fā)明一種滾柱波動(dòng)傳動(dòng)裝置20，包含有一入力軸21、輸出軸22、偏心圓23、中間傳動(dòng)構(gòu)件及針輪機(jī)壁24，入力軸21相連于偏心圓23，偏心圓23外圍有軸承25，即采用標(biāo)準(zhǔn)的偏心圓23以鍵231接合于一圓軸柱232，以形成一激波器裝置，其運(yùn)動(dòng)類似曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，中間傳動(dòng)構(gòu)件系裝置在偏心圓23之外環(huán)，主要系為一保持架26，保持架26外圍有復(fù)數(shù)凹入孔261，凹入孔261內(nèi)入短圓柱實(shí)心滾柱262，該保持架26內(nèi)設(shè)復(fù)數(shù)偏心轗孔264，轗孔264內(nèi)具有輸出軸銷221，輸出軸銷221連接于輸出軸22，并于保持架26外部環(huán)繞一固定的針輪機(jī)壁24，針輪機(jī)壁24內(nèi)緣有復(fù)數(shù)環(huán)形排列之針輪241，針輪241內(nèi)具有針輪銷242。
本發(fā)明舍棄短幅外擺線平行曲線之齒廓，以短圓柱實(shí)心滾柱262作為行星輪之齒廓，激波運(yùn)動(dòng)類似曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，滾柱保持架26，受偏心圓23激動(dòng)后，驅(qū)動(dòng)保持架26上的滾柱262，循曲柄滑塊運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)轉(zhuǎn)，受外環(huán)也是圓柱形針輪241的限制，形成近似等速共軛的包絡(luò)嚙合曲線，其自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速則由保持架26上之偏心轗孔264經(jīng)輸出軸銷221直接輸出，由于齒面共軛，可有效排除干涉和滑動(dòng)，背隙微小，定位精確，是精密等級(jí)的新式傳動(dòng)裝置；滾柱波動(dòng)傳動(dòng)的激波規(guī)律(參閱圖4A、B)，當(dāng)行星輪的齒廓采用圓形滾柱262和標(biāo)準(zhǔn)偏心圓23時(shí)，其激波規(guī)律類似曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，滾柱262為滑塊，偏心圓23為曲柄，保持架26為連桿，其關(guān)系式如下S＝Rp Cos β-e Cos ωS′=Rp2-e2Sin2ωt-eCosωt-Ro]]>式中Rp-偏心圓理論輪廓半徑Ro-激波器基圓半徑e-偏心距
ω-偏心圓角速度β-連桿和導(dǎo)軌中線間夾角t-時(shí)間參數(shù)固齒輪齒廓相對(duì)應(yīng)點(diǎn)的精密計(jì)算，可建立以固齒輪坐標(biāo)為動(dòng)坐標(biāo)系，利用偏微分可求得相關(guān)的圓族方程式，從而得到固齒輪齒廓形成的相對(duì)應(yīng)點(diǎn)，本發(fā)明固齒輪之齒廓仍然采用圓柱形針輪241，即在尋求近似等速共軛包絡(luò)曲線，實(shí)務(wù)上不需如此繁復(fù)計(jì)算，采用靜態(tài)嚙合時(shí)的等距曲線，以三角函數(shù)設(shè)定未知參數(shù)利用畢氏定理聯(lián)立方程解之或圖解法直接擬合，較為迅速便捷；本發(fā)明的結(jié)構(gòu)實(shí)施例(參閱圖5、3B)，激波器由入力軸21及偏心圓23所組成，輸出軸銷221直接插在輸出軸22上，滾柱262等距排列于保持架26上，采余隙配合，使?jié)L柱262能于保持架26孔內(nèi)自由滾動(dòng)，保持架26之外徑為(Dz-dz-2e-0.002dz)，使其滾動(dòng)時(shí)避開針輪241，避免碰撞，固定針齒齒輪由針輪機(jī)壁24、針輪241和針輪銷242所組成，激波器(偏心圓23)和滾柱齒輪(滾柱262、保持架26)均采用雙排結(jié)構(gòu)，兩偏心圓23對(duì)稱180度安裝，滾柱262間以間隔環(huán)263定位，輸出軸銷221穿過兩只保持架26連接于輸出軸22上，輸出軸銷221上附軸銷套222，可自由滾動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種滾柱波動(dòng)傳動(dòng)裝置，其系包含有入力軸、輸出軸、偏心圓、中間傳動(dòng)構(gòu)件及針輪機(jī)壁，該入力軸相連于偏心圓激波器，偏心圓外為軸承，裝設(shè)在偏心圓外環(huán)之轉(zhuǎn)盤系為傳動(dòng)構(gòu)件，而中間傳動(dòng)構(gòu)件外為固定針輪機(jī)壁，針輪機(jī)壁上有復(fù)數(shù)環(huán)狀排列之針輪，針輪內(nèi)具有針輪銷；其特征在于該中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)件具有保持架，保持架外圍有復(fù)數(shù)凹入孔，凹入孔置入實(shí)心圓形滾柱，滾柱能自由滾動(dòng)，保持架內(nèi)設(shè)有輸出軸銷連接于輸出軸，保持架外徑略小于外環(huán)針輪之齒根圓直徑，保持架與偏心圓系用雙排結(jié)構(gòu)，兩只偏心圓對(duì)稱180度排列。
全文摘要
一種滾柱波動(dòng)傳動(dòng)裝置,包含有入力軸、輸出軸、偏心圓、中間傳動(dòng)構(gòu)件及針輪機(jī)壁,入力軸相連于偏心圓激波器,偏心圓外為軸承,設(shè)在偏心圓外環(huán)之轉(zhuǎn)盤為傳動(dòng)構(gòu)件,中間傳動(dòng)構(gòu)件外為固定針輪機(jī)壁,針輪機(jī)壁上有復(fù)數(shù)環(huán)狀排列之針輪,針輪內(nèi)有針輪銷;該中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)件具有保持架,保持架外圍有復(fù)數(shù)凹入孔,凹入孔置入實(shí)心圓形滾柱,保持架內(nèi)設(shè)有輸出軸銷連接于輸出軸,保持架外徑略小于外環(huán)針輪之齒根圓直徑,保持架與偏心圓為雙排結(jié)構(gòu),兩只偏心圓對(duì)稱180度排列。
文檔編號(hào)F16H1/28GK1261133SQ9910023
公開日2000年7月26日 申請(qǐng)日期1999年1月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月20日
發(fā)明者柯重成 申請(qǐng)人:柯重成