專利名稱：叁曲軸擺環(huán)機的制作方法
技術領域：
本專利涉及一種原動機和工作機械之間的中介機構—新型行星減速(增速)部件，能夠綜合改善現(xiàn)有減速(增速)機的經(jīng)濟技術指標，特別是提高承受超負荷的能力和大幅度降低噪音。一、背景技術1、各種行星減速機(參見〈機械工程手冊〉〈傳動設計卷〉P2-232、P2-240)2、ZL96116914.1，〈多拐曲柄內嚙合行星傳動機構〉發(fā)明人胡瑞生。
自從我國引進蘇聯(lián)〈單環(huán)機〉、英國〈三環(huán)機〉技術以來，近十五年中申報與此相關的專利已經(jīng)很多。此類專利開辟了圓柱齒輪內嚙合傳動廣泛應用的前提，從根本上改進了行星傳動的方法，對世界齒輪傳動理論的發(fā)展有重大意義。
申請人根據(jù)十余年研究、試制此類機構的經(jīng)驗，確認現(xiàn)有技術迫待解決以下問題1、現(xiàn)有常規(guī)行星傳動方法(如上書所列舉)，大都存在噪音嚴重，機構復雜、傳遞功率小、效率不高、慣性力不平衡、過載能力低等等弱點；2、〈擺環(huán)傳動〉采用可靠的平行四邊形連桿機構，但每一單片擺環(huán)，存在“運動死點”。〈單環(huán)機〉、〈雙環(huán)機〉均不能連續(xù)均勻運轉；叁環(huán)以上機組，每一單片環(huán)在0度和180度相位角嚙合時，支點反力無窮大，運動不確定，效率為負值，這是它們的致命弱點，故稱0度和180度為“死點”位置，此時靠其他環(huán)片幫助渡過死點。
3、〈三環(huán)機〉、〈四環(huán)機〉、〈六環(huán)機〉等均發(fā)現(xiàn)在“運動死點”位置，存在軸承和齒牙嚴重磨損，整體機組效率下降，震動加劇，動平衡破壞等一系列毛??；而且環(huán)片數(shù)量增加后，加工精度要求高，裝配工藝難。
4、當今在國內、國外關于圓柱齒輪內嚙合傳動的幾何計算、嚙合干涉驗算和切削干涉驗算，尤其是抗彎曲強度計算和接觸強度計算，均未形成權威性的標準，眾家學說紛紜，莫衷一是。二、本專利申請之目的針對上述1、2、3點，提出一種叁曲軸、多環(huán)片、結構簡化、噪音小、效率高、慣性力平衡、過載能力強的行星傳動機構。關于幾何計算，我們已解決，不在本專利中論述。三、本專利申請的技術方案和實施方式由三根曲軸(1)和環(huán)片(2)、內齒輪(3)和中心輪(4)組合而成，環(huán)片(2)與內齒輪(3)相互固定，曲軸(1)有三根，安裝在環(huán)處(2)上，分布在內齒輪(3)的外圍圓周上，環(huán)片(2)和內齒輪(3)在一個平面上移動，其特征在于曲軸(1)設置三根，環(huán)片上制三個孔安裝曲軸的拐徑軸承；曲軸(1)的拐徑中心線，相對于曲軸的安裝中心的座標軸mm，形成相位角Φ，此三根曲軸的Φ角相等。
環(huán)片至少需2片，最多用6片；用2只環(huán)片時，曲軸各自具有雙曲拐拐徑；用6只環(huán)片時，曲軸各自具有6個曲拐拐徑。
所有環(huán)片在空間均處于相互平行的幾何狀態(tài)。
所有曲軸拐徑的偏心距，和內齒輪與中心輪之間的嚙合中心距，完全相等。
減速時由曲軸1主動，輸入動力，中心輪4被動，輸出動力；增速時由中心輪4主動，輸入動力，曲軸1被動，輸出動力。四、本申請書的圖面說明軸向結構原理圖(


圖1)橫向結構原理圖(圖2)圖中代號含義1、曲軸；2、環(huán)片；3、內齒輪Z3；4‘中心輪Z4；代號Φ——曲軸的拐徑中心線，相對于曲軸安裝中心座標mm軸形成的相位角。五、對機構的工作原理展開論述由《理論力學》知一個雙曲柄平行四邊形連桿機構，當曲柄作等速旋轉時，連桿上各點之運動，與曲柄梢端點的運動，完全相同。本專利申請的環(huán)片2，就是由以上連桿演化而成，而內齒輪3，則設在環(huán)片2上。于是當雙曲柄由機殼定位而旋轉時，內齒輪3的中心，將繞某一定點而旋轉。
由《機械原理》知如在以上定點裝一根軸，軸上安裝中心輪4，它與內齒輪3的模數(shù)相同，且兩者間的嚙合中心距，恰好與以上曲柄的長度完全相同，則可組成“平面連桿一內嚙合”復合聯(lián)動機構。當曲柄旋轉時，內齒輪3將圍繞中心輪4作行星嚙合運動。
這就是〈單環(huán)內嚙合行星傳動〉的理論根據(jù)。
將以上二只單環(huán)平行地串疊起來，延長中心輪4的厚度，使3、4輪嚙合，再與叁根具有相同偏心距的曲軸聯(lián)接，(曲軸上各制出兩段曲柄)于是就組合而成為〈叁曲軸兩環(huán)擺環(huán)機〉。兩只環(huán)片上的內齒輪3，將有順序地繞中心輪4流轉嚙合。
采用三根曲軸后，其傳動原理的模式已變化，變成了“三組四連桿機構首尾相銜接”傳動模式，呈三角形格式布局，于是就不再出現(xiàn)“運動死點”問題。
本專利申請作為減速機工作時，可由一根曲軸輸入動力；也可由兩根或叁根曲軸同步輸入動力，此時稱為同步傳動“電軸”。
本專利申請的運動逆轉時，即由低速軸輸入動力，曲軸1輸出動力時，可作為增速機使用。此時Z4主動，Z3不能自轉，于是Z4帶動Z3的中心線圍繞Z4轉動，使環(huán)片2作平面平行移動，此運動就迫使曲軸的拐徑中心，繞曲軸兩端定軸中心旋轉，于是曲軸增速輸出動力。
〈叁曲軸擺環(huán)機〉傳動比計算方法I14=-Z4/(Z3-Z4)(負號表示轉速方面相反)N1=I14×N4Z3、Z4—內齒輪和中心輪的齒數(shù)N1、N4—曲軸1和Z4的轉速(轉/分)六、有益效果本申請是借鑒蘇聯(lián)和英國的專利，并總結多年實施ZL9611691-4.1專利的經(jīng)驗而提出，有歷史先例為實證，并經(jīng)過小批量試制驗證，對比現(xiàn)有相關技術，具有如下優(yōu)點1、對比各種行星減速機(參見〈機械工程手冊〉〈傳動設計卷〉P2-232)
機構已經(jīng)簡化許多，取消了其中的外嚙合齒輪副，取消了其中的W形輸出機構，取消了各種懸臂梁結構，加固并簡化了系桿H機構。這對提高功率和效率，降低噪音、降低成本起重要作用。
2、對比各種少齒差行星傳動機構(參見上書P2-240)比K-H-V簡化了輸出機構；比2K-H解決了慣性力平衡問題；比2K-V機構簡單，并且無外嚙合副。
3、對比〈三環(huán)機〉、〈四環(huán)機〉，解決了0°和180°發(fā)生“運動死點”問題又將三段或四段曲軸拐徑簡化為二段，提高了加工和裝配工藝性，成本大幅下降。
總而言之，對比ZL96116914.1發(fā)明專利的優(yōu)點，本專利基本上具備，但結構和工藝性有提高；串聯(lián)多組雙環(huán)機構，也可實現(xiàn)四環(huán)、六環(huán)傳動，以適應500千瓦以上大中型原動機的工作要求。
權利要求1.一種叁曲軸擺環(huán)機，它由曲軸(1)、環(huán)片(2)、內齒輪(3)和中心輪(4)組合而成，環(huán)片(2)與內齒輪(3)相互固定，曲軸(1)有三根，安裝在環(huán)片(2)上，分布在內齒輪(3)的外圍圓周上，環(huán)片(2)和內齒輪(3)在一個平面上移動，其特征在于A、曲軸(1)設置三根，環(huán)片上制三個孔安裝曲軸的拐徑軸承；B、曲軸(1)的拐徑中心線，相對于曲軸的安裝中心的座標軸mm，形成相位角Φ，此三根曲軸的Φ角相等。
2.根據(jù)權利要求1所述的叁曲軸擺環(huán)機，其特征在于環(huán)片(2)至少需2片，最多用6片；用2只環(huán)片時，曲軸(1)各自具有雙曲拐拐徑；用6只環(huán)片時，曲軸(1)各自具有6個曲拐拐徑。
3.根據(jù)權利要求1所述的叁曲軸擺環(huán)機，其特征在于所有環(huán)片(2)在空間均處于相互平行的幾何位置。
4.根據(jù)權利要求1所述的叁曲軸多環(huán)機，其特征在于所有曲軸(1)的拐徑的偏心距和內齒輪(3)與中心輪(4)之間的嚙合中心距，完全相等。
專利摘要一種內嚙合行星傳動機構,其特征是:2～6只行星輪,安裝在相互平行的環(huán)片上,用叁根曲軸帶動,圍繞一只中心輪流轉嚙合。優(yōu)點:慣性力平衡,噪音60～75dB(A),每一瞬間重迭嚙合的齒牙對數(shù)達到總齒數(shù)四分之一以上,能傳遞10～1000KW功率,效率90～97%,壽命超過4萬小時,承受沖擊和高峰載荷能力強,傳動精度高,Kw/Kg和Kw/m3比值高,單位Kw的成本比硬齒面機低,比擺線機更低,100Kw以下機組,不需淬火磨齒,通用件比率高,適合大批量生產(chǎn)。
文檔編號F16H37/12GK2438872SQ0025030
公開日2001年7月11日 申請日期2000年9月1日 優(yōu)先權日1999年9月14日
發(fā)明者胡瑞生 申請人:胡瑞生