專利名稱：彈性嚙合與摩擦耦合機(jī)械傳動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是彈性嚙合與摩擦耦合機(jī)械傳動(dòng)方法，屬機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。
目前，常用的機(jī)械傳動(dòng)的方法主要是嚙合傳動(dòng)及摩擦傳動(dòng)。嚙合傳動(dòng)的主要形式有齒輪傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)，其傳動(dòng)方式是通過一對(duì)或數(shù)對(duì)齒——齒或齒——槽的嚙合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的。嚙合傳動(dòng)有確定的傳動(dòng)比，一般要求傳動(dòng)副的加工精度高，因此造價(jià)也高。為了保證傳動(dòng)的有效，嚙合處不能有任何缺陷；摩擦傳動(dòng)的主要形式有帶傳動(dòng)和摩擦輪片傳動(dòng)及制動(dòng)。其傳動(dòng)方式是通過具有一定摩擦系數(shù)的表面在接觸壓力下所產(chǎn)生的摩擦力實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)的。由于存在滑移，摩擦傳動(dòng)的傳動(dòng)比一般是不準(zhǔn)確的。長(zhǎng)期以來，機(jī)械傳動(dòng)多是以嚙合或摩擦傳動(dòng)相互獨(dú)立形式為主。上述的機(jī)械傳動(dòng)是隨社會(huì)工業(yè)化進(jìn)程而發(fā)展起來的。現(xiàn)有的機(jī)械傳動(dòng)為了適合以動(dòng)力傳遞為主的機(jī)械需要，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工麻煩、安裝和定位要求嚴(yán)格。隨著電子、輕工等產(chǎn)業(yè)的迅速崛起，更多的機(jī)械傳動(dòng)是以運(yùn)動(dòng)傳遞為主。因此，需要更方便靈活的機(jī)械傳動(dòng)方法以減少生產(chǎn)投入、降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率。隨著近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多新材料、新結(jié)構(gòu)的發(fā)明和發(fā)現(xiàn)，特別是非金屬材料工業(yè)的發(fā)展，為新型機(jī)械傳動(dòng)方法的發(fā)展提供了可能。
本發(fā)明的目的是為了克服和解決現(xiàn)有的機(jī)械傳動(dòng)的嚙合傳動(dòng)及摩擦傳動(dòng)各自獨(dú)立，且其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工麻煩、安裝和定位要求嚴(yán)格等的缺點(diǎn)和問題，研究設(shè)計(jì)一種可減少生產(chǎn)投入、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率的、更靈活方便的彈性嚙合與摩擦耦合機(jī)械傳動(dòng)方法。
本彈性嚙合與摩擦耦合機(jī)械傳動(dòng)方法，其特征是將兩個(gè)具有彈性群體1的表面作為一對(duì)傳動(dòng)副，傳動(dòng)副表面結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。當(dāng)兩傳動(dòng)副表面2接觸時(shí)，兩表面上的彈性群體相互嵌入，當(dāng)主動(dòng)副發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，相互嵌入的彈性群體將產(chǎn)生嚙合與摩擦(如圖2所示)，主動(dòng)副通過這種嚙合與摩擦的耦合作用驅(qū)動(dòng)被動(dòng)副運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)；彈性群體傳動(dòng)副的構(gòu)成可以是這樣的表面為一層如錦綸或尼龍等高強(qiáng)度化學(xué)纖維材料的非金屬材料，用彈性化學(xué)纖維材料在該層表面上織構(gòu)出如鉤、桿、環(huán)等各種不同形狀的彈性群體結(jié)構(gòu)(如圖3～圖5所示)。本發(fā)明的原理是根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)的原理，當(dāng)兩傳動(dòng)副中(一般為主動(dòng)副)的一個(gè)發(fā)生運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí)，帶動(dòng)另一個(gè)傳動(dòng)副(被動(dòng)副)運(yùn)動(dòng)或靜止的必要條件是在這兩個(gè)表面之間存在切向阻力。當(dāng)切向動(dòng)力不大于表面間可提供的總切向阻力時(shí)，兩表面就會(huì)共同運(yùn)動(dòng)(傳動(dòng))或靜止(制動(dòng))。而當(dāng)切向動(dòng)力大于這一總阻力時(shí)，兩表面將產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，發(fā)生打滑。表面彈性群體在接觸過程中提供了傳動(dòng)所需的阻力，從而可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)。其切向阻力是由嚙合和摩擦共同引起的。除了彈性體間存在摩擦力外，彈性體的嚙合也不完全是齒輪傳動(dòng)或鏈傳動(dòng)下意義下的嚙合。因?yàn)椋我鈺r(shí)刻的傳動(dòng)不是單靠一個(gè)或幾個(gè)彈性體的嚙合完成的，而是通過大量的彈性群體的彈性嚙合所實(shí)現(xiàn)的。另外，相嚙合的結(jié)構(gòu)可以發(fā)生明顯的彈性變形，提高了表面間的相互適應(yīng)性。嚙合部分也可以發(fā)生分離。這些在通常意義下的嚙合傳動(dòng)中是決不容許的。
本彈性嚙合與摩擦耦合機(jī)械傳動(dòng)方法與現(xiàn)有的機(jī)械傳動(dòng)相比有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果(1)為了實(shí)現(xiàn)彈性群體表面，傳動(dòng)副的表面為一層非金屬材料，如錦綸或尼龍等高強(qiáng)度化學(xué)纖維材料。并在該層表面上織構(gòu)出彈性群體。這樣的結(jié)構(gòu)不僅制造簡(jiǎn)單易行，而且成本低廉；(2)在本傳動(dòng)方法中，傳動(dòng)副的表面和基體無須作成一體?？梢詫鲃?dòng)副表面層十分方便地粘貼、壓緊或夾緊等方法固定在傳動(dòng)件的基體上。用同樣的方法可以方便地更換舊傳動(dòng)副表面，而保留原基體不變；(3)因?yàn)楸緜鲃?dòng)方法同時(shí)具有齒輪傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)和摩擦傳動(dòng)的特點(diǎn)，因此可以在短距傳動(dòng)、長(zhǎng)距傳動(dòng)及制動(dòng)等多方面應(yīng)用；(4)本傳動(dòng)利用了群體單元作為傳動(dòng)媒介，因此可以避免一般嚙合傳動(dòng)中因單個(gè)單元失效帶來整個(gè)傳動(dòng)失效的情況；(5)彈性群體結(jié)構(gòu)既保證了傳動(dòng)副間良好的嵌入性，又具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、制造及安裝容易、成本低、使用方便和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)；(6)所采用的非金屬傳動(dòng)材料本身已經(jīng)具有一定的減摩和耐磨作用，因此可少用或不用潤(rùn)滑劑，有利于環(huán)境的保護(hù)。
下面對(duì)說明書


如下圖1為傳動(dòng)副表面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明方法傳動(dòng)原理示意圖；圖3～圖5為各種形狀彈性體傳動(dòng)副表面結(jié)構(gòu)示意圖。其中圖3為鉤形彈性體的傳動(dòng)副表面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為桿形彈性體的傳動(dòng)副表面結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為環(huán)形彈性體的傳動(dòng)副表面結(jié)構(gòu)示意圖；圖6～圖9為本方法各種應(yīng)用實(shí)例示意圖。其中圖6為短距傳動(dòng)示意圖；圖7為長(zhǎng)距傳動(dòng)示意圖；圖8為條與輪短距傳動(dòng)示意圖；圖9為制動(dòng)示意圖。各圖中1為彈性體，2為傳動(dòng)副表面，3為傳動(dòng)面，4為基體。
本發(fā)明的實(shí)施方式較為簡(jiǎn)單(1)首先可按圖3～圖5所示，制造出包括鉤、桿、環(huán)等各種形狀彈性體的彈性體傳動(dòng)副，傳動(dòng)副的表面為一層如錦綸或尼龍等高強(qiáng)度化學(xué)纖維材料這樣的非金屬材料，并在該層表面上織構(gòu)出各種形狀彈性群體(2)在本傳動(dòng)方法中，傳動(dòng)副表面和基體是無須做成一體的，只須將傳動(dòng)副表面層采用粘貼、壓緊或或夾緊等方法固定在傳動(dòng)件的基體上。也可以用同樣的方法方便地更換舊傳動(dòng)副表面，而保留原基體不變。本方法可應(yīng)用于如圖6所示的圓(輪)形短距傳動(dòng)和圖8所示的條與輪短距傳動(dòng)，也可以應(yīng)用于如圖7所示的長(zhǎng)距傳動(dòng)和如圖9所示的制動(dòng)中；總之，按本發(fā)明方法特征所述，將兩個(gè)具有彈性群體的表面作為一對(duì)傳動(dòng)副。當(dāng)兩傳動(dòng)副表面接觸時(shí)，表面上的彈性群體相互嵌入。當(dāng)主動(dòng)副發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，相互嵌入的彈性群體就產(chǎn)生嚙合與摩擦并驅(qū)動(dòng)被動(dòng)副運(yùn)動(dòng)，就可實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)。這也就實(shí)施了本發(fā)明方法。
權(quán)利要求
1.一種彈性嚙合與摩擦耦合機(jī)械傳動(dòng)方法，其特征在于將兩個(gè)具有彈性群體的表面作為一對(duì)傳動(dòng)副，當(dāng)兩傳動(dòng)副表面接觸時(shí)，兩表面上的彈性群體相互嵌入，當(dāng)主動(dòng)副發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，相互嵌入的彈性體將產(chǎn)生嚙合與摩擦，主動(dòng)副通過這種嚙合與摩擦的耦合作用驅(qū)動(dòng)被動(dòng)副運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明是彈性嚙合與摩擦耦合機(jī)械傳動(dòng)方法,屬機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)。該方法是將兩個(gè)具有彈性群體的表面作為一對(duì)傳動(dòng)副,當(dāng)兩傳動(dòng)副表面接觸時(shí),兩表面上的彈性群體相互嵌入,當(dāng)主動(dòng)副發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí),相互嵌入的彈性體將產(chǎn)生嚙合與摩擦,主動(dòng)副通過這種嚙合與摩擦的耦合作用驅(qū)動(dòng)被傳動(dòng)副運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)。本彈性群體傳動(dòng)副制造安裝簡(jiǎn)單易行、成本低、使用和維護(hù)方便;本方法同時(shí)具有齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)及摩擦傳動(dòng)特點(diǎn),故可在短距及長(zhǎng)距傳動(dòng)和制動(dòng)等多方面應(yīng)用。
文檔編號(hào)F16H13/00GK1197899SQ9810719
公開日1998年11月4日 申請(qǐng)日期1998年4月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月16日
發(fā)明者黃平, 陳揚(yáng)枝, 朱文堅(jiān), 王濤, 崔漢森, 何軍 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)