專利名稱：任意齒差數(shù)平面活齒傳動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機械傳動裝置，尤其涉及一種平面活齒傳動裝置。
背景技術(shù)：
目前，公知的平面活齒傳動裝置主要是一齒差的，典型實現(xiàn)是“ORT傳動”(參見化學工業(yè)出版社出版的《機械設(shè)計手冊》第四版第3卷的“活齒傳動”一章)。該類傳動裝置采用一個轉(zhuǎn)臂軸承實現(xiàn)滑動摩擦副轉(zhuǎn)滾動摩擦副，無法實現(xiàn)單自平衡，必須采用雙排式設(shè)計，結(jié)構(gòu)復雜，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，可以很好地解決上述二問題。目前只有“凸輪活齒行星傳動裝置”(專利申請?zhí)枮?9114729)和“擺線凸輪活齒傳動裝置”(專利申請?zhí)枮?2222809)實現(xiàn)了二齒差傳動，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雜，求解難度大(參見文獻《擺線凸輪活齒傳動原理及齒形理論》，2003年3月《機械傳動》P14)，也難于優(yōu)化設(shè)計和齒廓精確修形，不能很好地實現(xiàn)任意齒差數(shù)的傳動。
上述二齒差平面活齒傳動裝置在處理活齒與輸入凸輪之間高速相對滑動問題上，采用的是彈性動力潤滑的方式，這種提高傳動效率的方式嚴重依賴輸入凸輪的轉(zhuǎn)速、承載力大小及潤滑油的粘度等因素，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
為了實現(xiàn)一種數(shù)學模型簡單的任意齒差數(shù)平面活齒傳動，以及為了克服目前二齒差平面活齒傳動裝置中采用彈性動力潤滑的方式進行減磨增效的不足。本發(fā)明提供了一種任意齒差數(shù)平面活齒傳動裝置。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是將傳統(tǒng)的一片固齒輪對應(yīng)一片凸輪的兩片式結(jié)構(gòu)改為一對多的對稱式結(jié)構(gòu)，如一片固齒輪對應(yīng)兩片對稱布置的凸輪；或者一片凸輪對應(yīng)兩片對稱布置的固齒輪，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或數(shù)個徑向軸承共同構(gòu)成本發(fā)明的一個活齒，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；每個凸輪兩側(cè)對稱布置有各一片傳力盤，每個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，且每個活齒軸都與傳力盤上對應(yīng)的活齒槽通過徑向軸承精密配合；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的傳力盤相聯(lián)且軸心線重合。如果不考慮滑動轉(zhuǎn)滾動的問題，所有活齒軸承均可簡化為活齒軸上的一臺階面。
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上。為了實現(xiàn)任意齒差數(shù)恒速比傳動，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。傳動比i=ZHn.]]>當ZH＝ZG+n時，實現(xiàn)正向傳動，當ZH＝ZG-n時，實現(xiàn)逆向傳動。
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)方程形式上簡單一致，有利于活齒傳動零件的標準化。兩嚙合曲線均連續(xù)可導，曲線方程靈活多樣，便于設(shè)計優(yōu)化。
2.由于較好地實現(xiàn)了任意齒差數(shù)傳動，增大了傳動比設(shè)計的靈活性，單級傳動比幾乎可以為1至80；當傳動比一定時，若裝置承載能力不夠，可以通過加大齒差數(shù)的方式增加活齒數(shù)，實現(xiàn)對活齒均載，降低單個活齒的工作負荷。進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.采用一對多的結(jié)構(gòu)可以更進一步地對活齒均載，承載能力更大。
4.采用標準徑向軸承作為活齒軸承，因標準軸承價格低，效率高，易潤滑，使活齒傳動易于推廣。
5. 即使采用一齒差傳動方案，由于本發(fā)明去除了轉(zhuǎn)臂軸承，所以只要在凸輪的某個位置上去除部分材料，即可實現(xiàn)單自平衡的傳動，同時又避免了轉(zhuǎn)臂軸承這一薄弱環(huán)節(jié)。


圖1為本發(fā)明中結(jié)構(gòu)為一片固齒輪對應(yīng)兩片凸輪的實施例的裝配圖。
圖2為本發(fā)明中結(jié)構(gòu)為一片凸輪對應(yīng)兩片固齒輪的實施例的裝配圖。
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。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
在圖1、圖2和圖3中，由一根活齒軸2及安裝在活齒軸2上的一個或數(shù)個活齒軸承1共同構(gòu)成本發(fā)明的一個活齒；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；每個凸輪4兩側(cè)對稱布置各一片傳力盤5，每個傳力盤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上對應(yīng)的活齒槽6通過一滑動活齒軸承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對應(yīng)兩片對稱布置的凸輪4的結(jié)構(gòu)。
如圖2所示，為一片凸輪4對應(yīng)兩片對稱布置的固齒輪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，當動力或旋轉(zhuǎn)運動從輸入軸8輸入時，帶動其上的凸輪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也作相對旋轉(zhuǎn)運動，二曲線的交點位置也隨著繞旋轉(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處，所以活齒也隨著作恒速比旋轉(zhuǎn)運動，并進而帶動與活齒軸2在活齒槽6通過滑動活齒軸承13精密配合的傳力盤5旋轉(zhuǎn)運動，由于傳動盤5與輸出軸9是連為一體的，最終實現(xiàn)恒速比傳動。
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)。活齒架上的徑向槽數(shù)或活齒數(shù)ZH＝ZG±n。傳動比i=ZHn.]]>當ZH＝ZG+n時，實現(xiàn)正向傳動，當ZH＝ZG-n時，實現(xiàn)逆向傳動。
圖3實施例中的固齒輪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為脈動量，ZG＝8，n＝3。圖3實施例中固齒輪3的理論嚙合曲線11若采用ORT傳動中的固齒輪曲線，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。其特征是單個活齒由一根活齒軸(2)及安裝在活齒軸(2)上的數(shù)個活齒軸承(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，每個凸輪(4)兩側(cè)對稱布置各一片傳力盤(5)，每個傳力盤(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)平面活齒傳動裝置，其特征是整個裝置采用一片固齒輪對應(yīng)兩片對稱布置的凸輪的結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述任意齒差數(shù)平面活齒傳動裝置，其特征是整個裝置采用一片凸輪對應(yīng)兩片對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)平面活齒傳動裝置，其特征是活齒軸(2)與所有傳力盤(5)上對應(yīng)的活齒槽(6)通過一徑向軸承(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)平面活齒傳動裝置，其特征是活齒軸承是徑向滾動軸承或徑向滑動軸承。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述任意齒差數(shù)平面活齒傳動裝置，其特征是活齒軸承(1)和(13)可以簡化為活齒軸(2)上的一臺階面，或者活齒進一步演變?yōu)橐缓唵武N軸。
全文摘要
一種任意齒差數(shù)平面活齒傳動裝置。其單個活齒由一根活齒軸及安裝在活齒軸上的數(shù)個活齒軸承共同構(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，每個凸輪兩側(cè)對稱布置有傳力盤，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)計簡單靈活，任意齒差數(shù)，易優(yōu)化；克服了傳統(tǒng)平面活齒傳動中轉(zhuǎn)臂軸承這一薄弱環(huán)節(jié)，單排自平衡，傳動效率高，潤滑方便，適用范圍廣。
文檔編號F16H1/32GK1603658SQ200410079279
公開日2005年4月6日 申請日期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 申請人:陳賢湘