專利名稱：用自調(diào)整浮動(dòng)式小驅(qū)動(dòng)齒輪帶動(dòng)一個(gè)大齒環(huán)的傳動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明目的在于提出一種傳動(dòng)裝置，用一個(gè)自調(diào)整浮動(dòng)式小驅(qū)動(dòng)齒輪帶動(dòng)一個(gè)齒環(huán)，特別是用來(lái)低速帶動(dòng)大齒寸的齒環(huán)。
大家知道，要用裝在固定支座上的小驅(qū)動(dòng)齒輪把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳給大尺寸的、帶外齒的齒環(huán)，幾乎不可能在全寬度上獲得齒型的良好的托力，由于尺寸大，齒環(huán)的加工精度也難以達(dá)到。
實(shí)際上，因材料的撓性而出現(xiàn)的變形，由于這樣的傳遞力的變化，以及溫度變化引起的膨脹，齒環(huán)若固定在一根支桿或一根管子上，桿和管的中心定位精度和旋轉(zhuǎn)精度都會(huì)隨之變化，結(jié)果裝置很快就會(huì)受損。
由于上述原因，法國(guó)FR-A-1230485號(hào)專利申請(qǐng)中，提出了一種帶動(dòng)齒環(huán)的裝置，其中一個(gè)浮動(dòng)式小驅(qū)動(dòng)齒輪裝在一個(gè)托架內(nèi)部，該托架有一些滾輪，滾輪在齒環(huán)齒圈的向心滑道上滾動(dòng)，并以此種方式使靠在所說(shuō)齒環(huán)上的托架徑向地保持運(yùn)行中心矩。該托架靠一根連桿來(lái)固定，連桿在齒的中平面上，一頭固定在托架的一個(gè)活節(jié)上，另一頭通過(guò)一個(gè)球形支座同一個(gè)固定部分相連。
法國(guó)FR-A-1464558號(hào)專利申請(qǐng)中也提出了一種裝置，其中，浮動(dòng)式小驅(qū)動(dòng)齒輪裝在一個(gè)托架里，托架靠三根端部鉸接的桿來(lái)支撐。其中的兩根桿同小驅(qū)動(dòng)齒輪和齒環(huán)的軸所形成的平面基本平行，并且一頭安置在齒環(huán)上，另一頭安置到所說(shuō)的平面上。齒環(huán)的外滑道位于齒的嚙圈處或位于齒的切割中央。
總地看，在迄今為止所采用的裝置中，齒環(huán)和小驅(qū)動(dòng)齒輪都是靠直齒嚙合在一起的。
然而，這類裝置所使用的直齒情況是，當(dāng)接觸點(diǎn)從齒根經(jīng)過(guò)節(jié)園(摩擦在那里消失并逆轉(zhuǎn))，逐步向齒頂移動(dòng)時(shí)，齒的摩擦也改換方向?；瑒?dòng)方向的改變，使接觸力在作用線的一端至另一端出現(xiàn)了角度差，從而在從一個(gè)齒向另一個(gè)齒過(guò)渡時(shí)，徑向的負(fù)荷也出現(xiàn)了很大的變化。
由滾輪承載的徑向負(fù)荷所出現(xiàn)的上述變化，會(huì)引起滑道的波動(dòng)，支撐小驅(qū)動(dòng)齒輪的托架上的滾輪就在齒環(huán)的這些滑道上滾動(dòng)，這就引起所說(shuō)托架的振動(dòng)，從而使得裝置的工作條件變壞，結(jié)果，工作一段時(shí)間之后，就需要對(duì)齒環(huán)上的滑道作調(diào)整。
為了避免齒環(huán)上滑道的波動(dòng)，許多生產(chǎn)廠家采用的辦法是增加滑道的寬度，以便減輕滾輪上的壓力，但是這種辦法用到大尺寸的齒環(huán)上，必然使齒環(huán)的重量、機(jī)械加工量乃至整個(gè)生產(chǎn)成本都大為增加。
所以，本發(fā)明的目的就在于克服上述弊端，提出一種傳動(dòng)裝置，用一個(gè)浮動(dòng)式小驅(qū)動(dòng)齒輪帶動(dòng)一個(gè)大齒環(huán)的傳動(dòng)裝置，小驅(qū)動(dòng)齒輪安裝在一個(gè)含有一些滾輪的托架里面。滾輪在大齒環(huán)齒圈的內(nèi)側(cè)向心滑道上滾動(dòng)，并通過(guò)一個(gè)彈性件，徑向地使托架在所說(shuō)的大齒環(huán)上保持運(yùn)行中心矩。傳動(dòng)裝置的特征在于小驅(qū)動(dòng)齒輪和齒環(huán)有一種“后縮”型的齒，使齒環(huán)接觸齒型的最大直徑，小于上述齒環(huán)的運(yùn)行節(jié)園的直徑，從而在運(yùn)行時(shí)形成齒上的單向滑動(dòng)。
本發(fā)明的另一個(gè)特征在于使?jié)L輪同齒環(huán)的內(nèi)滑道保持接觸的彈性件，是一個(gè)對(duì)托架發(fā)生作用的彈性牽引支腳。
為了更好地了解本發(fā)明，現(xiàn)用實(shí)施例并參照附圖加以說(shuō)明，附圖中，

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中此類裝置的簡(jiǎn)圖，用一個(gè)直角齒把一個(gè)大齒環(huán)和一個(gè)小驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合在一起;
圖2是本發(fā)明中一個(gè)齒環(huán)和一個(gè)小驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合的狀況;
圖3是按照本發(fā)明的傳動(dòng)裝置的平面圖;
圖4是圖3中4-4線的剖面圖;
圖5是動(dòng)態(tài)接觸力隨連桿傾角而變化的示意圖。
首先，參照?qǐng)D1來(lái)看浮動(dòng)式小驅(qū)動(dòng)齒輪1和大尺寸的齒環(huán)2之間的接觸力，該力由一個(gè)齒傳遞，我們還要看看該接觸力產(chǎn)生的反作用力，對(duì)支撐所說(shuō)的小驅(qū)動(dòng)齒輪的滾輪的影響。
一般情況下，浮動(dòng)式小驅(qū)動(dòng)齒輪1安裝在一個(gè)含有一些滾輪4的托架3里面(見圖3)，滾輪4在大齒環(huán)齒圈的內(nèi)側(cè)向心滑道(2a)上滾動(dòng)，并借助一個(gè)彈性件，徑向地使托架3在所說(shuō)的大齒環(huán)上保持運(yùn)行中心矩。
從圖1看出，按現(xiàn)有技術(shù)，小驅(qū)動(dòng)齒輪1和齒環(huán)2是用直齒嚙合在一起的，其中，齒的幾何特征以及被傳遞力的值，用以下符號(hào)表示01＝小驅(qū)動(dòng)齒輪的軸02＝齒環(huán)的軸I＝運(yùn)行節(jié)園上齒的觸點(diǎn)A＝在大于Rp的半徑上的觸點(diǎn)B＝在小于Rp的半徑上的觸點(diǎn)Rp＝齒環(huán)的運(yùn)行節(jié)園半徑Re＝齒環(huán)的齒頂半徑(接觸齒型的最大半徑)ry＝小驅(qū)動(dòng)齒輪的節(jié)園半徑
Rb＝齒環(huán)的基園半徑α＝齒的壓力角(α＝20°)φ＝齒的摩擦角tgφ＝齒的摩擦系數(shù)T1T2＝嚙合的作用線C＝作用于齒環(huán)上的阻力矩S＝齒的旋轉(zhuǎn)方向Fn＝齒的靜態(tài)接觸力F＝齒的動(dòng)態(tài)接觸力(摩擦角位移)在現(xiàn)有此類裝置所采用的直角齒里，當(dāng)接觸點(diǎn)從齒根經(jīng)過(guò)節(jié)園(I點(diǎn)，摩擦在那里消失并逆轉(zhuǎn))逐漸向齒頂移動(dòng)時(shí)，齒的摩擦方向會(huì)改變?；瑒?dòng)方向的變化使作用線T1、T2兩端出現(xiàn)接觸力的角位移(摩擦錐面)。
動(dòng)態(tài)接觸力F經(jīng)過(guò)小驅(qū)動(dòng)齒輪把恒定的阻力矩C傳遞給上述齒環(huán)，按照前述IA接觸部位，在IA接觸區(qū)里力F的值應(yīng)為F＝ (C)/(RpCos(α+φ)-IASinφ)在IB接觸區(qū)里的力F，其值應(yīng)為F＝ (C)/(RpCos(α-φ)+IBSinφ)分母中第二數(shù)項(xiàng)(IASinφ和IBSinφ)的作用，是擴(kuò)大IA和IB兩個(gè)區(qū)域里F值的差距。然而，當(dāng)接觸點(diǎn)逼近I點(diǎn)時(shí)，這些數(shù)項(xiàng)的值可能接近于零，所以我們可以略去它們的一次近似值，這樣IA和IB區(qū)域中經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化后的情況為
F＝ (C)/(RpCos(α±φ))為求得在齒環(huán)2上徑向支撐小驅(qū)動(dòng)齒輪1的部件所承受的嚙合力，應(yīng)當(dāng)而且只需要把該值投影到OX軸上，也就是Fx＝F·Sin(α±φ)＝ (C·Sin(α±φ))/(RpCos(α±φ))＝ (C)/(Rp) tg(α±φ)Fx值含有C和Rp兩個(gè)常數(shù)項(xiàng)和一個(gè)變量項(xiàng)tg(α±φ)，摩擦角正是在這里改變方向的。
在IA和IB兩個(gè)接觸區(qū)域中，F(xiàn)x的兩個(gè)值比例關(guān)系可寫成(tg(α+φ))/(tg(α-φ))摩擦系數(shù)值(tgφ)是負(fù)載、速度、潤(rùn)滑等不同參數(shù)的函數(shù)，在低速運(yùn)行時(shí)的嚙合情況下，摩擦系數(shù)(tgφ)的值約為0.07至0.08，但速度很低時(shí)也可達(dá)到0.15。
例如，當(dāng)tgφ處于最小值即0.07，齒是標(biāo)準(zhǔn)化的，α＝20°時(shí)，IA和IB兩個(gè)區(qū)域內(nèi)Fx的兩個(gè)值之間的比例為 (tg(α+φ))/(tg(α-φ)) ＝1.55，這就是作用于滾輪4之上的負(fù)載變化情況。
在tgφ大于0.07時(shí)，這種負(fù)載變化很大，可以明顯地大于1.55。每當(dāng)齒-齒過(guò)渡時(shí)都會(huì)有這種負(fù)載變化，使齒環(huán)2上的滑道2a發(fā)生波動(dòng)，造成含有小驅(qū)動(dòng)齒輪1的托架3的振動(dòng)，從而惡化了運(yùn)行條件。
按照本發(fā)明，為避免齒環(huán)上滑道的波動(dòng)，小驅(qū)動(dòng)齒輪1和大齒環(huán)2上，有一種“后縮”型的齒，以便在單向滑行的情況下運(yùn)行。這樣，保持小驅(qū)動(dòng)齒輪的滾輪在齒環(huán)上滑行時(shí)，就不會(huì)有齒-齒轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的負(fù)載的變化。
圖2上各部件的標(biāo)號(hào)同圖1，小驅(qū)動(dòng)齒輪1和齒環(huán)2有一種“后縮”型的齒，使齒環(huán)上的最大接觸直徑小于該齒環(huán)的運(yùn)行節(jié)園直徑。
事實(shí)上，齒的兩個(gè)接觸點(diǎn)A和B均在T1T2的右側(cè)、即在接觸點(diǎn)I的同一側(cè)，也就是在小于齒環(huán)運(yùn)行節(jié)園半徑Rp上，這就產(chǎn)生單向滑動(dòng)，因此，徑向支撐小驅(qū)動(dòng)齒輪的部件承受的力不變，因?yàn)闊o(wú)論齒的接觸部件如何，F(xiàn)x的值都是 (C)/(Rp) ·tg(α-φ)。
如圖3與圖4所示，小驅(qū)動(dòng)齒輪1和一個(gè)驅(qū)動(dòng)桿連成一體，驅(qū)動(dòng)桿通過(guò)軸承6在托架3內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)。
托架3的上部有4個(gè)二二對(duì)稱的滾輪4，它們?cè)诖簖X環(huán)2內(nèi)側(cè)的滑道2a上滾動(dòng)，滑道在所說(shuō)的齒環(huán)的齒圈上是向心的。
托架3由一根聯(lián)結(jié)桿7支撐，該桿在齒的中心面上，一頭固定在所說(shuō)托架的一個(gè)鉸接接頭8上，另一頭同一個(gè)球形鉸座9的固定部分連接。
此外，用來(lái)固定運(yùn)行中心矩的，是使?jié)L輪4保持在內(nèi)側(cè)滑道2a上面，這要借助于一個(gè)彈性牽引支腳10來(lái)實(shí)現(xiàn)，彈性牽引支腳10位于齒環(huán)齒圈的中平面上，并且在小齒輪1和大齒環(huán)2的中心線上。彈性牽引支腳10對(duì)托架3發(fā)揮影響，使得當(dāng)滑道和滾輪的磨損只會(huì)使運(yùn)行中心矩變大。這樣，在單向滑動(dòng)時(shí)仍然能夠保持運(yùn)行，因?yàn)樵谟龅綋p耗時(shí)，大齒環(huán)接觸齒型的最大直徑同運(yùn)行節(jié)園直徑之間的差距也增大了。反之，如果不管什么樣的損耗使運(yùn)行中心矩變小，上述差距也變小，而且可以逆轉(zhuǎn)方向(接觸齒型最大直徑大于運(yùn)行節(jié)園的直徑)，這時(shí)會(huì)恢復(fù)雙向滑動(dòng)。這一點(diǎn)很重要，因?yàn)檫\(yùn)行節(jié)園直徑同齒環(huán)接觸齒型最大直徑之間的理論差距是很小的。
托架3的下部裝有一個(gè)支座11。支腳10是由一個(gè)鉸接在軸12上的園筒10a，一個(gè)園筒的內(nèi)室10b和一個(gè)室內(nèi)滑動(dòng)的活塞10c所組成?；钊?0c的延伸桿10d伸出內(nèi)室10b，端部用軸13鉸接在支座14上，支座14與一個(gè)固定部分相連。
活塞10c和內(nèi)室10b的底之間，插入別氏彈簧墊，以便對(duì)支架3起牽引作用并使?jié)L輪4和大齒環(huán)2的內(nèi)側(cè)滑道2a保持接觸。
在如下情況就需要有上述支腳，即，托架3在齒環(huán)2上的位置，使托架自身部分的重量會(huì)抵消掉讓齒分離的力量，因而會(huì)改變運(yùn)行中心矩，因?yàn)檫@時(shí)的運(yùn)行中心矩只靠?jī)蓚€(gè)相互扼合的齒的接觸力來(lái)限定。每當(dāng)齒的咬合情況改變時(shí)，例如起動(dòng)、剎車、加速或減速，都會(huì)出現(xiàn)上述情況，而且會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈干擾。
前面講的本發(fā)明與以下特定情況有關(guān)連桿7與Oy軸平行(見圖1和圖2)。在各種專用運(yùn)行裝置上，例如在只需把單方向咬合的力傳給齒環(huán)的絞車上、連桿7可有一個(gè)傾角β(見圖3)用以減輕滾輪4的負(fù)載。然而，這時(shí)若采用雙向滑動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)齒，IA和IB接觸區(qū)里Fx值的比率就會(huì)明顯增大。
這種情形表示在圖5，在圖5表明作為角β函數(shù)的Fx的變化，圖中橫軸代表β角的變化，縱軸代表Fx值的變化。
曲線A和B表示作為角β函數(shù)的Fx值的變化，其公式為Fx＝ (C)/(Rp) 〔tgβ-(tgα±φ〕其中， (C)/(Rp) 給定常數(shù)值是10，曲線A中(tgα-φ)＝16°，曲線B中(tgα+φ)＝24°。
曲線C表示Fx負(fù)載的變化，即曲線A和曲線B的比率。
從這些曲線可以看出，在雙向滑動(dòng)的齒上，滑動(dòng)方向的變化引起重要的激發(fā)(曲線C)，同時(shí)也說(shuō)明，對(duì)于這種浮動(dòng)式裝置，即對(duì)振動(dòng)性激發(fā)很敏感的裝置而言，采用單向滑動(dòng)齒的益處，這正是本發(fā)明的一個(gè)主要特征。
因此，采用具有“后縮”型齒的一個(gè)小驅(qū)動(dòng)齒輪和一個(gè)大齒環(huán)，造成齒上的單向滑動(dòng)，可以在齒環(huán)的滑道上避免波動(dòng)，這就明顯地改善了裝置的工作條件。
權(quán)利要求
1.用一個(gè)浮動(dòng)式小驅(qū)動(dòng)齒輪(1)帶動(dòng)一個(gè)大齒環(huán)(2)的傳動(dòng)裝置，小驅(qū)動(dòng)齒輪(1)安裝在一個(gè)含有一些滾輪(4)的托架(3)里面，滾輪(4)在大齒環(huán)齒圈的內(nèi)側(cè)向心滑道(2a)上滾動(dòng)，并通過(guò)一個(gè)彈性件(10)徑向地使托架(3)在所說(shuō)的大齒環(huán)上保持運(yùn)行中心矩，傳動(dòng)裝置的特征在于小驅(qū)動(dòng)齒輪(1)和大齒環(huán)(2)有一種“后縮”型的齒，使大齒環(huán)接觸齒型的最大直徑小于上述齒環(huán)的運(yùn)行節(jié)園直徑，從而運(yùn)行時(shí)形成齒上的單向滑動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于讓滾輪(4)與大齒環(huán)(2)的內(nèi)滑道保持接觸的彈性件是一個(gè)作用于托架(3)的彈性牽引支腳(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于彈性牽引支腳(10)位于齒環(huán)(2)的中心連線上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于彈性牽引支腳(10)是由一個(gè)鉸接在托架(3)上的園筒(10a)，一個(gè)園筒的內(nèi)室(10b)和一個(gè)室內(nèi)滑動(dòng)的活塞10c所組成，活塞的延伸桿(10d)的一端與一個(gè)支座(14)鉸接，支座(14)與一個(gè)固定部分相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于內(nèi)室(10b)在活塞(10c)和該室底部之間含有一些別氏彈簧墊(15)。
全文摘要
用一個(gè)浮動(dòng)式小驅(qū)動(dòng)齒輪(1)帶動(dòng)一個(gè)大齒環(huán)(2)的傳動(dòng)裝置，小驅(qū)動(dòng)齒輪(1)安裝在一個(gè)含有一些滾輪(4)的托架(3)里面，滾輪(4)在大齒環(huán)齒圈的內(nèi)側(cè)向心滑道(2a)上滾動(dòng)，并通過(guò)一個(gè)彈性件徑向地使托架(3)在所說(shuō)的大齒環(huán)上保持運(yùn)行中心矩。傳動(dòng)裝置的特征在于小驅(qū)動(dòng)齒輪(1)和大齒環(huán)(2)有一種“后縮”型的齒，使大齒環(huán)接觸齒型的最大直徑小于上述齒環(huán)的運(yùn)行節(jié)圓直徑，從而在運(yùn)行時(shí)形成齒上的單向滑動(dòng)。
文檔編號(hào)F16H1/24GK1047911SQ8910498
公開日1990年12月19日 申請(qǐng)日期1989年6月5日 優(yōu)先權(quán)日1989年6月5日
發(fā)明者米拉德·京·克魯?shù)? 皮肖克·熱拉德 申請(qǐng)人:雪鐵龍-梅西安-迪朗齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)和減速器公司