專利名稱:特大速比差速機(jī)構(gòu)的制作方法
本發(fā)明是一種新型的變速機(jī)構(gòu)。這種變速機(jī)構(gòu)其外形尺寸之小和能夠得到的速比之大，是目前任何一種變速機(jī)構(gòu)不能比擬的。這種機(jī)構(gòu)在其速比、效率、傳遞精度、體積小、制造工藝性好、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等諸方面比公知的諧波齒輪都有突出的優(yōu)點(diǎn)。
諧波齒輪傳動(dòng)是靠發(fā)生器每轉(zhuǎn)一周剛輪轉(zhuǎn)過(guò)二個(gè)周節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)變速的。因此單級(jí)諧波齒輪的變速范圍受到限制，其速比在1.002-500之間。單級(jí)諧波齒輪速比不夠大，用多級(jí)諧波齒輪雖然能得到足夠大的速比，但因諧波齒輪是靠柔輪的變形傳遞動(dòng)力實(shí)現(xiàn)變速的，致使變速過(guò)程中的一部分功率消耗到柔輪的變形上，使效率下降。一般諧波齒輪的效率在60%-90%之間，諧波齒輪的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，在國(guó)外一般由高效或科研機(jī)關(guān)完成。諧波齒輪是靠柔輪的變形實(shí)現(xiàn)變速的，這必然對(duì)柔輪的材料提出較高的要求。
《特大速比差速機(jī)構(gòu)》克服了諧波齒輪的以上缺點(diǎn)?！短卮笏俦炔钏贆C(jī)構(gòu)》是一種全新的傳動(dòng)方式，它是靠?jī)蓚€(gè)純滾動(dòng)園的偏心e和滾動(dòng)圈的直徑差，在一定正壓力的作用下，通過(guò)介質(zhì)用兩輪分子間的親合力來(lái)傳遞動(dòng)力的;或用全新的方法用薄鋼板制成軸和孔，用腐蝕或其它方法制成超小模數(shù)齒輪，再用少齒差或其它方法得到大速比;或用細(xì)鋼絲扎成的軸和細(xì)鋼絲扎成的孔，經(jīng)加工后互相嚙合傳遞動(dòng)力?！短卮笏俦炔钏贆C(jī)構(gòu)》其速比i＝ (D1dO)/(2e(D1-d1)) (1)其中D1和d1分別為動(dòng)圈的輸入端和輸出端直徑，d0為輸出圈直徑，e為動(dòng)圈與靜圈的偏心距，(D1-d1)為動(dòng)圈左右二端的直徑差。從公式(1)中可以看到，對(duì)于人們所需要的任意大速比i，只要使2e(D1-d1)之積足夠小，就能得到所需要的大速比i。因動(dòng)圈左右二端的半徑差(D1-d1)是不難用加工精度來(lái)保證的，這使該機(jī)構(gòu)只有外園和孔的加工，比其它大速比變速機(jī)構(gòu)制造都容易。從公式(1)可以看到只要使2e與(D1-d1)之積足夠小，對(duì)人們所需要的足夠大的速比，公式(1)都能成立。這樣對(duì)于大速比i，該機(jī)構(gòu)的外形尺寸可以比任何其它大速比變速機(jī)構(gòu)都小。該機(jī)構(gòu)因沒(méi)有齒輪傳動(dòng)，只要控制動(dòng)圈、靜圈的尺寸精度，傳動(dòng)精度就可以比任何其它機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)精度都高。該機(jī)構(gòu)靠彈性偏心軸造成純滾動(dòng)園上足夠大的正壓力，又選擇了合適的中間介質(zhì)，使靜圈、動(dòng)圈和輸出圈表面分子產(chǎn)生親合力，加之在彈性偏心軸的作用下，動(dòng)圈的微小變形，使靜圈、動(dòng)圈、輸出圈接觸面的夾角達(dá)180°，這就使《特大速比差速機(jī)構(gòu)》具有很大的輸出扭矩?！短卮笏俦炔钏贆C(jī)構(gòu)》的動(dòng)圈與彈性偏心軸間加入滾針，二者又是以內(nèi)嚙合方式傳動(dòng)，這使該機(jī)構(gòu)效率遠(yuǎn)比諧波齒輪高?！短卮笏俦炔钏贆C(jī)構(gòu)》計(jì)算有簡(jiǎn)單的固定公式，設(shè)計(jì)也很簡(jiǎn)單，一般工程技術(shù)人員都能進(jìn)行設(shè)計(jì)。
下面就本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例來(lái)說(shuō)明圖(1)是《特大速比差速機(jī)構(gòu)》總成圖圖(2)是圖(1)的Ⅱ-Ⅱ剖視圖圖(3)是圖(1)的Ⅲ-Ⅲ剖視圖圖中(1)是彈性輸入軸、(2)是靜圈、(3)是動(dòng)圈、(4)是輸出圈、(5)是殼體、(6)是輸出軸、(7)是輸出軸支承、(8)(9)(10)(11)是滾針、(12)是輸入軸支承。
見(jiàn)圖(1)、(2)彈性輸入軸(1)(其左右兩端分別通過(guò)滾針(8)(11)支承在輸出軸(6)和輸入軸支承(7)上)以角速度ωH順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，彈性輸入軸(1)通過(guò)滾針(10)迫使動(dòng)圈(8)與靜圈(2)緊密接觸，在較大正壓力作用下，中間介質(zhì)模破裂，靜圈(2)、動(dòng)圈(3)和輸出圈(4)靠分子親合力瞬時(shí)在接觸部位產(chǎn)生很大的摩擦力，使動(dòng)圈(3)在具有偏心e的輸入軸(1)的作用下，沿靜圈(2)的表面作純滾動(dòng)。此時(shí)牽連速度Ve與相對(duì)速度Vr必滿足關(guān)系式
Ve+
Vr＝0
Ve＝
ωH(R0-R1)＝
Vr動(dòng)圈(3)的角速度
ω1＝
Vr/R1＝ (ωH(RO-R1))/(R1) 同樣動(dòng)圈(3)的左端與(通過(guò)滾針(9)支承石殼體(5)上的)輸出圈(4)做純滾動(dòng)，並通過(guò)支承在輸出軸支承(7)上的輸出軸(6)輸出扭矩。見(jiàn)圖(1)圖(3)滾動(dòng)圈(3)是一個(gè)整體，其左右兩端有相同的角速度
ω1＝
ω1′，而ωH不變必有Ve＝Ve′但因r1≠R1使
Vr≠
Vr′致使
Ve′+
Vr′＝
Va≠0
Vr′＝
ω1′r1＝ (ωH(RO-R1))/(R1) r1R0-R1＝eVa=
Ve'-
Vr'= (ωH(RO-R1)(R1-r1))/(R1)= (ωH·e·(R1-r1))/(R1)ωi＝Va/r0＝ (ωH·e·(R1-r1))/(R1rO) i＝ (ωH)/(ωi) ＝ (R1rO)/(e(R1-r1))＝ (D1dO)/(ze(D1-d1))當(dāng)D1-d1＞0時(shí)ωi與ωH方向相同D1-d1＜0時(shí)ωi與ωH方向相反。
如D0＝30 D1＝29.99 e＝0.005 d0＝29.99 d1＝29.98 i＝ (29.992)/(0.01×0.01) ＝8.99401×106
為輸出更大的扭矩，把動(dòng)輪的輸出端和輸出輪分別做成齒輪、齒圈，在彈性輸入軸的作用下，靠動(dòng)輪輸出端的分度園直徑與動(dòng)輪輸入端純滾動(dòng)園(也就是外園)直徑差(D1-mZ1)實(shí)現(xiàn)差速並得到所需速比其速比為i＝ (D1mzO)/(ze(D1-mZ1)) 其中mZ0為輸出輪分度園直徑，mZ1為動(dòng)輪輸出端的分度園直徑。同時(shí)因動(dòng)輪是一個(gè)薄殼，在彈性輸入軸的作用下，因其變形使動(dòng)輪輸出端與輸出齒圈的同時(shí)嚙合齒數(shù)大大增加(動(dòng)輪輸出端在180°園心角所包含的齒都參加嚙合)，因此這種《大速比差速機(jī)構(gòu)》輸出的扭矩是很大的。同時(shí)仍然很得到很大速比。
如m＝0.5 Z0＝80 d0＝40 Z1＝79 d1＝39.5 2e＝0.5 D0＝40.01 D1＝39.49i＝ (39.49×40)/(0.5×0.01) ＝1.5846×10權(quán)利要求
1.一種《特大速比差速機(jī)構(gòu)》其特征在于同軸上的不同直徑的雙聯(lián)滾輪，與一組同軸上的不同直徑的固定輪和可轉(zhuǎn)動(dòng)的輸出輪做純滾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)差速並得到所需要的速比。
2.按照權(quán)利要求
1《特大速比差速機(jī)構(gòu)》，其特征還在于固定輪、滾動(dòng)輪、輸出輪可以用薄鋼板迭砌成園，用一定的方法加工成特殊的齒輪，再用少齒差的辦法使固定輪、滾動(dòng)輪、輸出輪嚙合，得到所需速比。
3.按照權(quán)利要求
1和2，其特征還在于固定輪、動(dòng)輪、輸出輪可以用鋼絲扎成，在偏心e的作用下，動(dòng)輪二端分別與固定輪、輸出輪嚙合，實(shí)現(xiàn)差速，得到所需速比。
4.按照權(quán)利要求
1、2和3，其特征還在于可以用一定的方法使固定輪和輸出輪的嚙合面粗糙，用鋼絲扎成或用薄鋼板迭砌成的動(dòng)輪與具有粗糙嚙合面的靜輪、輸出輪嚙合，實(shí)現(xiàn)差速並得到所需速比。
5.按照權(quán)利要求
1、2和3，其特征還在于用鋼絲或薄鋼板制成靜輪、輸出輪，在彈性輸出軸的作用下使具有粗糙表面的動(dòng)輪沿靜輪，輸出輪做純滾動(dòng)實(shí)現(xiàn)差速並得到所需速比。
6.按照權(quán)利要求
1，其特征還在于可以將動(dòng)輪的輸出端制成齒輪，而輸出輪制成齒圈，它們?cè)趶椥暂斎胼S的做用下，靠動(dòng)輪輸出端的分度園直徑和動(dòng)輪輸入端的純滾動(dòng)園(也就是外園)的直徑差(D1-mZ1)實(shí)現(xiàn)差速並得到所需速比。
專利摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種可根據(jù)需要提供足夠大速比的機(jī)構(gòu)，其特征在于，其同軸上的不同直徑的一個(gè)雙聯(lián)滾輪，與一組同軸的不同直徑的固定輪(靜輪)和可轉(zhuǎn)動(dòng)的輸出輪在彈性輸入軸和中間介質(zhì)的作用下，做純滾動(dòng)，由固定輪和滾動(dòng)輪的偏心e和滾動(dòng)輪左右二端的直徑差(D
文檔編號(hào)F16H13/00GK86106479SQ86106479
公開(kāi)日1988年4月13日 申請(qǐng)日期1986年9月29日
發(fā)明者于杰, 王秦 申請(qǐng)人:于杰導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan