齒輪均載裝置的製作方法
2023-04-25 08:20:36 5
專利名稱：齒輪均載裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種齒輪均載裝置，該齒輪均載裝置特別適用於星型齒輪傳動裝 置中中心輪的浮動均載以及行星齒輪傳動裝置中太陽輪和內齒圈的浮動均載。
背景技術：
在齒輪傳動中，特別是星型齒輪傳動和行星齒輪傳動裝置中，中心輪、太陽 輪或者內齒圈往往與多個星輪同時嚙合，但由於齒輪加工和裝配誤差以及外力作用 等原因容易造成傳動中嚙合輪齒間的載荷不均，當齒輪較寬時,還會造成單個輪齒 的齒向載荷不均。為此，在設計齒輪傳動裝置時，有意使嚙合齒輪副中的至少一個 齒輪的迴轉中心線能偏離設計中心線來實現均載，也就是讓齒輪能"浮動"，這種 均載方法被廣泛地應用在齒輪傳動裝置特別是行星齒輪傳動裝置中。由中國機械工
業出版社2002年出版的書名為《漸開線齒輪行星傳動的設計和製造》(ISBN 7 — 111一09832 —3)—書中提到了一種行星齒輪傳動裝置的內齒圈浮動式均載裝置(原 書154頁圖8-4)，該裝置將內齒圈分為具有斜齒的左右兩個部分，且左右兩個部 分斜齒的旋向相反，動力通過一個二聯齒套從傳動軸傳遞到一個三聯齒套，該三聯 齒套再將動力傳遞給兩部分內齒輪，假如與各齒套內齒嚙合的外齒為鼓形齒，則各 齒套的迴轉軸線能適當偏斜，使內齒圈具有一定的浮動量，並在成對安裝的斜齒作 用下實現齒間和齒向均載。但是這樣的均載裝置存在以下一些缺點，首先該裝置適 合高速輕載場合，不適合低速重載場合；其次，該裝置必須具有成對安裝的斜齒輪 才能有效地實現均載，應用範圍受到限制；最後，鼓形齒的加工相對比較困難，在 該裝置中，多處採用鼓形齒增加了該裝置的生產周期和成本。
發明內容
本發明的目的是要提供一種齒輪均載裝置，該齒輪均載裝置能方便地實現齒 輪傳動中嚙合輪齒間以及齒向的均載。為了實現所述目的，本發明齒輪均載裝置，其特點是，包括第一傳力件， 其上設置有第一正向傳力面和第一反向傳力面；第二齒輪，其上設置有第二正向傳 力面和第二反向傳力面;第三齒輪，其上設置有第三正向傳力面和第三反向傳力面；
以及至少兩相繞組，每相繞組包括第一繞線柱、第二繞線柱和撓性件，撓性件依次 纏繞包縛所述第一繞線柱和所述第二繞線柱，撓性件端部與第一傳力件、第一繞線 柱或第二繞線柱聯接；其中，對於每相繞組，第一繞線柱和第二繞線柱之間插設有 第一正向傳力面、第一反向傳力面、第二正向傳力面、第二反向傳力面、第三正向 傳力面以及第三反向傳力面，第一正向傳力面、第二反向傳力面以及第三反向傳力 面靠近第一繞線柱且相互錯開，第一反向傳力面、第二正向傳力面以及第三正向傳 力面靠近第二繞線柱且相互錯開，當第一傳力件和第二齒輪、第三齒輪之間傳遞扭 矩時，在包括第一正向傳力面、該相繞組、第二正向傳力面和第三正向傳力面的第 一傳力路徑中，第二正向傳力面所受到的力和第三正向傳力面所受到的力的合力作 用線與該第--傳力路徑中的第一正向傳力面所受到的力的合力作用線能重合，在包 括第一反向傳力面、該相繞組、第二反向傳力面和第三反向傳力面的第二傳力路徑 中，第二反向傳力面所受到的力與第三反向傳力面所受到的力的合力作用線與該第 二傳力路徑中的第一反向傳力面所受到的力的合力作用線能重合。
所述齒輪均載裝置工作時，第三齒輪和第二齒輪同時與多個齒輪嚙合，如果 第二齒輪或第三齒輪的設計中心與轉動中心不一致時，每相繞組中的第一繞線柱 和第二繞線柱之間的距離可以通過撓性件的遊動和自身長度的彈性伸縮發生 變化，有的會伸長，有的會縮短，從而第二齒輪和第三齒輪可以浮動，實現各 嚙合齒輪副的受載均勻。此外，任一個繞線柱和其接觸的傳力面與撓性件起著 槓桿系統的作用，當第三齒輪受到較大的載荷時，第三齒輪通過其上設置的傳 力面將載荷由繞線柱傳遞至第二齒輪，從而增加第二齒輪的載荷，反之，當第 二齒輪受到較大的載荷時，第二齒輪通過其上設置的傳力面將載荷由繞線柱傳 遞至第三齒輪，最終使得第三齒輪和第二齒輪受到的載荷大致相同，實現齒向 均載。
所述的齒輪均載裝置，其進一步的特點是，撓性件的端部通過彈性件與第一 傳力件、第一繞線柱或第二繞線柱聯接，或者撓性件的端部通過並聯設置的彈性件 和阻尼件與第一傳力件、第一繞線柱或第二繞線柱聯接。當撓性件與彈性件聯接時，
6撓性件的遊動範圍可以變大。此外，撓性件上設置彈性件和阻尼件，還進一步增強 了齒輪均載裝置的減振功能。
所述的齒輪均載裝置，其進一步的特點是，第二齒輪與第三齒輪寬度相等， 可以是沿一個較寬齒輪的軸向剖開的兩部分。齒輪的齒寬越大時，齒輪在齒寬方 向上的載荷不均勻就越容易產生，將較寬齒輪沿其軸向剖開設置成本發明的第二齒 輪和第三齒輪時，可實現該較寬齒輪齒寬方向的均載。
所述的齒輪均載裝置，其進一步的特點是，對於每相繞組，在第一繞線柱和 第二繞線柱之間，撓性件纏繞包縛於第一繞線柱和第二繞線柱部分的一側設置有一 個第一正向傳力面、 一個第一反向傳力面、 一個第二正向傳力面和一個第二反向傳 力面，另一側設置有一個第一正向傳力面、 一個第一反向傳力面、 一個第三正向傳 力面和一個第三反向傳力面。
所述的齒輪均載裝置，其進一步的特點是，對於每相繞組，在第一繞線柱和 第二繞線柱之間，撓性件纏繞包縛於第一繞線柱和第二繞線柱部分的中間設置有一 個第一正向傳力面和一個第一反向傳力面，而其一側設置有一個第二正向傳力面和 一個第二反向傳力面，另一側設置有一個第三正向傳力面和一個第三反向傳力面。
所述的齒輪均載裝置，其進一步的特點是，至少第一繞線柱和第二繞線柱的 其中之一包括芯軸、軸承和滑輪，且芯軸上套置軸承，軸承上套置滑輪，撓性件纏 繞於滑輪上。通過在芯軸上設置軸承和滑輪，撓性件在繞線柱上的遊動就更加容易 了。
所述的齒輪均載裝置，其進一步的特點是，在第一繞線柱以及第二繞線柱的 芯軸上分別設置有中間件，中間件的內側設有與芯軸配合的內孔，外側設有承力面， 在所述第一傳力路徑中，第一正向傳力面擠壓第一繞線柱上的中間件的承力面且第 二正向傳力面、第三正向傳力面擠壓第二繞線柱上的中間件的承力面，在所述第二 傳力路徑中，第一反向傳力面擠壓第二繞線柱上的中間件的承力面且第二反向傳力 面、第三反向傳力面擠壓第一繞線柱上的中間件的承力面。在芯軸上設置中間件後， 繞組維修更加方便。
所述的齒輪均載裝置，其進一步的特點是，第一正向傳力面、第一反向傳力 面、第二正向傳力面、第二反向傳力面、第三正向傳力面以及第三反向傳力面分別 或都是平面、圓柱面或者球面。所述的齒輪均載裝置，其進一步的特點是，各相繞組中的撓性件是一個整體。 所述的齒輪均載裝置，其進一步的特點是，第二齒輪和第三齒輪是外齒輪且
第一傳力件是傳動軸或者第二齒輪和第三齒輪是內齒輪且第一傳力件是傳動環。
下面將結合
和具體實施方式
對本發明的前述目的、技術方案和優點
進行具體的描述。
圖1是本發明的第一實施例中齒輪均載裝置的主視圖2是沿圖1中的A — A線的剖視圖3是沿圖2中的B — B線的剖視圖4是沿圖1中的C一C線的剖視圖5是本發明的第二實施例中齒輪均載裝置的主視圖6是沿圖5中的D — D線的剖視圖7是沿圖6中的E — E線的剖視圖8是沿圖5中的F — F線的剖視圖9是本發明的第三實施例中齒輪均載裝置的主視圖IO是沿圖9中的G — G線的剖視圖11是沿圖10中的H — H線的剖視圖12是沿圖9中的I 一 I線的剖視圖13是本發明的第四實施例中一相繞組的剖視圖14是圖13中的繞線柱的軸向端面視圖。
具體實施例方式
下面將結合較佳的實施例對本發明進行詳細的描述，應當注意的是，在後 述的描述中，儘管所使用的術語是從公知公用的術語中選擇的，但是有些術語 則是申請人按其判斷來選擇的，其詳細含義應根據本發明欲揭示的精神來理 解。例如"力"應當從工程學而不應從物理學的角度來理解，在下面的描述中， 相互作用的兩個物體的作用面上的"力"應理解成由該作用面上的分布力簡化所得 的集中力，其可以通過一個作用點、 一條作用線以及一個方向來表示；"重合"是工程學中的一般定義而不是幾何學中的嚴格定義；所述"星型齒輪傳動裝置"是指 具有一個中心輪和兩個以上圍繞在該中心輪周圍並同時與該中心輪嚙合的齒
輪，且各齒輪的設計迴轉軸線固定的齒輪傳動裝置，其中與中心輪嚙合的所述 齒輪稱為"星輪"。
第一實施例
如圖1至圖4所示，齒輪均載裝置包括第一傳力件1也即傳動軸1、兩相
繞組2以及第二齒輪即左齒輪3和第三齒輪即右齒輪4。左齒輪3與右齒輪4 既可以是直齒輪也可以是斜齒輪或者其它形式的齒輪，也即具體的齒輪形式對 本實施例不產生實質性的影響。在本實施例中，左齒輪3與右齒輪4的寬度相 同，是沿一個較寬外齒輪的軸向剖開的兩部分而具有相同的幾何參數，但是左 齒輪3和右齒輪4的幾何參數並非必須要完全相同，這一點可以在後面的描述 中理解到。
同時參照圖3和圖4，繞組2設置於傳動軸1以及左齒輪3與右齒輪4之 間。每相繞組2包括第一繞線柱2a、第二繞線柱2b以及撓性件2c，如圖4所 示，撓性件2c依次纏繞包縛第一繞線柱2a和第二繞線柱2b。每相繞組2中撓 性件2c的兩端通過並聯設置的彈性件5和阻尼件6與傳動軸1聯接。撓性件 2c可以是能承受拉力而不能承受壓力的細長繩類物體比如鋼絲繩、有機纖維束、 鋼帶、金屬纖維束等。在第一繞線柱2a和第二繞線柱2b兩端分別設置有定位 板2d，用來限制左齒輪3和右齒輪4的軸向可移動距離，但實現這樣的軸向定 位的方法不局限於此，還可以根據齒輪均載裝置的具體應用場合採用其它方法 和結構來實現這樣的軸向定位，並且定位板2d還可以省去，這也可以在後面 的描述中理解到。
在本實施例中，傳動軸l上設置有兩個沿周向均勻分布且沿徑向向外伸出 的凸臺la，每個凸臺la的周向兩側分別設置第一正向傳力面7和第一反向傳 力面8。相應於傳動軸1的凸臺1 a，左齒輪3和右齒輪4也分別設置有兩個沿 周向均勻分布且沿徑向向內伸出的凸臺3a和4a，凸臺3a的周向兩側分別設置 第二反向傳力面30和第二正向傳力面39，凸臺4a的周向兩側分別設置第三反 向傳力面40和第三正向傳力面49。繞組2的設置使第一正向傳力面7、第一反向傳力面8、第二正向傳力面
39、第二反向傳力面30、第三正向傳力面49和第三反向傳力面40位於第一繞 線柱2a和2b之間。第一正向傳力面7、第二反向傳力面30和第三反向傳力面 40靠近第一繞線柱2a，且沿第一繞線柱2a的軸線方向錯幵，第一正向傳力面 7靠近第一繞線柱2a的中部，凸臺3a上的第二反向傳力面30和凸臺4a上的 第三反向傳力面40分別靠近第一繞線柱2a的兩端。第一反向傳力面8、第二 正向傳力面39和第三正向傳力面49靠近第二繞線柱2b，且沿第二繞線柱2b 的軸線方向錯開，第一反向傳力面8靠近第二繞線柱2b的中間，凸臺3a上的 第二正向傳力面39和凸臺4a上的第三正向傳力面49分別靠近第二繞線柱2b 的兩端。以上是對任一相繞組2與各傳力面相對位置的說明，這樣的布置同樣 也適合於其它繞組2。
如圖l、圖3和圖4所示，當傳動軸1順時針轉動而向左齒輪3和右齒輪 4施加扭矩時，第一正向傳力面7擠壓第一繞線柱2a，第一繞線柱2a通過撓 性件2c給第二繞線柱2b拉力，第二繞線柱2b分別於其兩端擠壓凸臺3a的第 二正向傳力面39和凸臺4a上的第三正向傳力面49，作用在各個凸臺3a上的 第二正向傳力面39和各個凸臺4a的第三正向傳力面49上的力給左齒輪3和 右齒輪4施加扭矩，當扭矩足夠大時，左齒輪3和右齒輪4順時針旋轉。當傳 動軸1逆時針旋轉向左齒輪3和右齒輪4施加扭矩時，第一反向傳力面8擠壓 第二繞線柱2b，第二繞線柱2b通過撓性件2c給第一繞線柱2a拉力，第一繞 線柱2a分別於其兩端擠壓凸臺3a上的第二反向傳力面30和凸臺4a上的第三 反向傳力面40，作用在各個第二反向傳力面30和各個第三反向傳力面40上的 力給左齒輪3和右齒輪4施加扭矩，當扭矩足夠大時，能帶動左齒輪3和右齒 輪4逆時針旋轉。
在本實施例的均載裝置中，左齒輪3和右齒輪4可以浮動，以左齒輪3為 例，當其浮動時，每相繞組2中的第一繞線柱2a和第二繞線柱2b之間的距離 會發生變化，有的會伸長，有的會縮短，而由於彈性件5的存在，可以使撓性 件2c在第一繞線柱2a和第二繞線柱2b之間的遊動滿足這樣的伸縮。如圖1 所示，當左齒輪3的迴轉軸線相對設計中心線向左偏移時，上面的繞組2中兩 繞線柱的距離會在原有因扭矩傳遞造成的伸長量的基礎上進一步伸長，而下面的繞組2中兩繞線柱間的距離則會縮短，由於在撓性件2c端部設置有彈性件5， 所以可以保證上述繞線柱間距離的變化。其它方向的偏移以及右齒輪4的浮動 原理與此相同。當浮動的左齒輪3和右齒輪4同時與多個齒輪嚙合時，能保證 每個齒輪嚙合副均勻受載。應當注意到，彈性件5對於左齒輪3或右齒輪4的 浮動並非在任何場合都需要，當撓性件2c足夠長時，撓性件2c可由其自身的 彈性伸縮得到兩繞線柱間距離變化所需要的伸長量。並且，撓性件2c端部也 可以單獨通過彈性件或者同時具有彈性和阻尼的元件如橡膠塊與傳動軸1聯 接。
如圖4所示，用來向左齒輪3和右齒輪4施加扭矩的受力點分別位於第二 繞線柱2b的兩端，工作時，第二繞線柱2b只和傳力面39、 49接觸，而位於 第二繞線柱2b中部的撓性件2c由於各圈伸長量可以不同，容許繞線柱2b以 其中部為中心擺動，當作用在左齒輪3上的扭矩相對變大時，通過第二繞線柱 2b可以將力傳遞給右齒輪4，增加右齒輪4的載荷，當作用在右齒輪4上的扭 矩相對變大時，通過第二繞線柱2b可以將右齒輪4受到的載荷傳遞給左齒輪3， 從而通過這樣的相互平衡作用，使左齒輪3和右齒輪4的受載均勻。
由此，可以理解到，將一個較寬齒輪分成左齒輪3和右齒輪4兩部分或者 一個較寬的齒輪同時與左齒輪3和右齒輪4嚙合時，根據本實施例的均載裝置， 則可以實現該較寬齒輪的齒寬方向均載。
還應當理解到，上面只是對傳動軸1作為動力輸入件而左齒輪3和右齒輪 4作為動力輸出件的情況，當動力輸出方向相反時，本實施例的均載裝置同樣 能實現齒間和齒寬方向的均載，具體原理可以參照上述說明，這裡不再贅述。
還應當理解到，當均載時，在包括第一正向傳力面7、 一相繞組2、第二正 向傳力面39和第三正向傳力面49的第一傳力路徑中，第二正向傳力面39所受 到的力和第三正向傳力面49所受到的力的合力作用線與第一正向傳力面7所受到 的力的合力作用線重合，在包括第一反向傳力面8、 一相繞組2、第二反向傳力面 30和第三反向傳力面40的第二傳力路徑中，第二反向傳力面30所受到的力與第 三反向傳力面40所受到的力的合力作用線與第一反向傳力面8所受到的力的合力 作用線重合。應當注意到，所述的第一傳力路徑具有按照第一正向傳力面7、 一相 繞組2、第二正向傳力面39和第三正向傳力面49順序的力傳遞方向或者相反順序的力傳遞方向，所述第二傳力路徑具有按照第一反向傳力面8、 一相繞組2、第
二反向傳力面30和第三反向傳力面40順序的力傳遞方向或者相反順序的力傳遞方向。
通過上面的說明可以看出，本實施例的均載裝置具有以下一些優點採用
繞組調節左齒輪3的載荷和右齒輪4的載荷，繞組的應用不受具體齒輪形式的
限制，故本實施例的均載裝置應用範圍廣，且還可以應用於低速重載場合，並
且不一定要求左右齒輪為旋向相反的斜齒輪；避免使用了鼓形齒，加工相對簡 單，節約成本；採用了彈性件5和阻尼件6能起到減振的作用。
第二實施例
與第一實施例不同的是，本實施例中繞組的數目發生變化，且傳動軸替換 成傳動環，外齒輪替換成內齒輪。
如圖5至圖8所示，本實施例的齒輪均載裝置包括傳動環12、六相繞組 22以及左齒輪32和右齒輪42。左齒輪32與右齒輪42是內齒輪。
同時參照圖6和圖8，繞組22設置於傳動環12以及左齒輪32與右齒輪 42之間。每相繞組22包括第一繞線柱2a2、第二繞線柱2b2以及撓性件2c2， 如圖8所示，撓性件2c2依次纏繞包縛第一繞線柱2a2和第二繞線柱2b2。本 實施例中，撓性件2c2的兩端直接與傳動環12聯接；此外，各相繞組22的撓 性件2c2可以是同一根撓性件，這樣可以減少聯接接頭；再者撓性件2c2不僅 可以與傳動環12聯接，還可以與第一繞線柱2a2或第二繞線柱2b2聯接。撓 性件2c2可以是能承受拉力而不能承受壓力的細長繩類物體比如鋼絲繩、有機纖 維束、鋼帶、金屬纖維束等。
在本實施例中，如圖6和圖7所示，傳動環12上設置左右兩圈沿徑向向 內伸出的凸臺la2，且每圈凸臺la2的數量為六個。相應地，如圖5和圖7所 示，位於左齒輪32的凸臺3a2和位於右齒輪42上的凸臺4a2的數量也增加到 六個，以及繞組22的數量也增加到六個。每個凸臺la2的周向兩側分別設置 第一正向傳力面72和第一反向傳力面82。相應於傳動環1 2的凸臺1 a2的第 一正向傳力面72和第一反向傳力面82，凸臺3a2的周向兩側分別設置第二反 向傳力面302和第二正向傳力面392，凸臺4a2的周向兩側分別設置第三反向傳力面402和第三正向傳力面492。
如圖8所示，繞組22的設置使兩個第一正向傳力面72、兩個第一反向傳 力面82、第二反向傳力面302、第二正向傳力面392、第三反向傳力面402和 第三正向傳力面492位於第一繞線柱2a2和2b2之間，且第一正向傳力面72、 第二反向傳力面302和第三反向傳力面402靠近第一繞線柱2a2，且沿第一繞 線柱2a2的軸線方向錯開，凸臺3a2上的第二反向傳力面302和凸臺4a2上的 第三反向傳力面402分別靠近第一繞線柱2a2的兩端，兩個第一正向傳力面72 在第二反向傳力面302和第三反向傳力面402之間。兩個第一反向傳力面82、 第二正向傳力面392和第三正向傳力面492靠近第二繞線柱2b2，且沿第二繞 線柱2b2的軸線方向錯開，凸臺3a2上的第二正向傳力面392和凸臺4a2上的 第三正向傳力面492分別靠近第二繞線柱2b2的兩端，兩個第一反向傳力面82 在第二正向傳力面392和第三正向傳力面492之間。以上是對任一相繞組22 與各傳力面相對位置的說明，這樣的布置同樣也適合於其它繞組22。
如圖5、圖7和圖8所示，當傳動環12順時針轉動而向左齒輪32和右齒 輪42施加扭矩時，第一正向傳力面72擠壓第一繞線柱2a2，第一繞線柱2a2 通過撓性件2c2給第二繞線柱2b2拉力，第二繞線柱2b2分別於其兩端擠壓凸 臺3a2的第二正向傳力面392和凸臺4a2上的第三正向傳力面492，作用在各 個凸臺3a2上的第二正向傳力面392和各個凸臺4a2的第三正向傳力面492上 的力給左齒輪32和右齒輪42施加扭矩，當扭矩足夠大時，左齒輪32和右齒 輪42順時針旋轉。當傳動環12逆時針旋轉而向左齒輪32和右齒輪42施加扭 矩時，兩個第一反向傳力面82擠壓第二繞線柱2b2，第二繞線柱2b2通過撓性 件2c2給第一繞線柱2a2拉力，第一繞線柱2a2分別於其兩端擠壓凸臺3a2上 的第二反向傳力面302和凸臺4a2上的第三反向傳力面402，作用在各個第二 反向傳力面302和各個第三反向傳力面402上的力給左齒輪32和右齒輪42施 加扭矩，當扭矩足夠大時，能帶動左齒輪32和右齒輪42逆時針旋轉。
在本實施例的均載裝置中，左齒輪32和右齒輪42可以浮動，以左齒輪32 為例，當其浮動時，每相繞組22中的第一繞線柱2a2和第二繞線柱2b2之間 的距離會發生變化，有的會伸長，有的會縮短。如圖5所示，當左齒輪32的 迴轉軸線相對設計中心線向左偏移時，最上面的繞組22中兩繞線柱的距離會
13在原有因扭矩傳遞造成的伸長量的基礎上進一步伸長，而最下面的繞組22中
兩繞線柱間的距離則會縮短，依靠撓性件2c2自身彈性變形，也可以保證繞線 柱間距離的變化。其它方向的偏移以及右齒輪42的浮動原理與此相同。當浮 動的左齒輪32和右齒輪42同時與多個齒輪嚙合時，能保證每個齒輪嚙合副均 勻受載。
如圖8所示，用來向左齒輪32和右齒輪42施加扭矩的受力點分別位於第 二繞線柱2b2的兩端，工作時，第二繞線柱2b2隻和傳力面392、 492接觸， 而位於第二繞線柱2b2中部的撓性件2c2由於各圈伸長量可以不同，容許第二 繞線柱2b2以其中部為中心擺動，當作用在左齒輪32上的扭矩相對變大時， 通過第二繞線柱2b2可以將力傳遞給右齒輪42，提高右齒輪42的載荷，當作 用在右齒輪42上的扭矩相對變大時，通過第二繞線柱2b2可以將右齒輪42受 到的載荷傳遞給左齒輪32，從而通過這樣的相互平衡作用，使左齒輪32和右 齒輪42的受載均勻。
由此，可以理解到，將一個較寬齒輪分成左齒輪32和右齒輪42兩部分或 者一個較寬的齒輪同時與左齒輪32和右齒輪42嚙合，根據本實施例的均載裝 置，則可以實現該較寬齒輪的齒寬方向的均載。
還應當理解到，上面只是對傳動環12作為動力輸入件而左齒輪32和右齒 輪42作為動力輸出件的情況，當動力輸出方向相反時，本實施例的均載裝置 同樣能實現齒間和齒寬方向的均載，具體原理可以參照上述說明，這裡不再贅 述。還應當理解到，本實施例的均載裝置尤其適合於行星輪齒傳動裝置中，傳 動環12、左齒輪32和右齒輪42主要是起傳遞扭矩作用，傳動環12、左齒輪 32和右齒輪42可以不轉動。
還應當理解到，無論何種情況，當均載時，在包括兩個第一正向傳力面72、 一相繞組22、第二正向傳力面392和第三正向傳力面492的第一傳力路徑中，第 二正向傳力面392所受到的力和第三正向傳力面492所受到的力的合力作用線與 兩個第一正向傳力面72所受到的力的合力作用線重合，在包括第一反向傳力面82、 一相繞組22、第二反向傳力面302和第三反向傳力面402的第二傳力路徑中，第 二反向傳力面302所受到的力與第三反向傳力面402所受到的的力的合力作用線 與兩個第一反向傳力面82所受到的力的合力作用線重合。應當注意到，所述的第一傳力路徑具有按照第一正向傳力面72、 一相繞組22、第二正向傳力面392和第 三正向傳力面492順序的力傳遞方向或者按照相反順序的力傳遞方向，所述第二 傳力路徑具有按照第一反向傳力面82、 一相繞組22、第二反向傳力面302和第三 反向傳力面402順序的力傳遞方向或者按照相反順序的力傳遞方向。
此外，各相繞組22中的撓性件2c2可以相互連通，形成一個整體，該整 體撓性件2c2的兩端直接與傳動環12聯接，每相繞組22中繞線柱間距離的變 化通過撓性件2c2的彈性來實現。
本實施例具有與第一實施例相同的優點外，其更進一步的優點是，由於增
加了繞組22的相數，提高了齒輪副可以傳遞的額定載荷。 第三實施例
與第一實施例不同的是，本實施例中的繞組的數目發生變化，且各相繞組 的撓性件是同一根撓性件。本實施例的齒輪均載裝置尤其適合於星型齒輪傳 動。
如圖9至圖10所示，本實施例的齒輪均載裝置包括傳動軸13、四相繞組 23以及左齒輪33和右齒輪43。
同時參照圖10和圖11，繞組23設置於傳動軸13以及左齒輪33與右齒輪 43之間。每相繞組23包括第一繞線柱2a3、第二繞線柱2b3以及撓性件2c3。 如圖12所示，撓性件2c3依次纏繞包縛第一繞線柱2a3和第二繞線柱2b3。本 實施例中，每相繞組23的撓性件2c3是同一根撓性件，這樣可以減少聯接接 頭；再者撓性件2c3不僅可以與傳動軸13聯接，還可以與第一繞線柱2a3或 第二繞線柱2b3聯接。撓性件2c3可以是能承受拉力而不能承受壓力的細長繩類 物體比如鋼絲繩、有機纖維束、鋼帶、金屬纖維束等。
在本實施例中，如圖9、 11和圖12所示，傳動軸13上設置左右兩圈沿徑 向向外伸出的凸臺la3，且每圈凸臺la3的數量為四個。相應地，位於左齒輪 33的凸臺3a3和位於右齒輪43上的凸臺4a3的數量也增加到四個，以及繞組 23的數量也增加到四個。每個凸臺la3的周向兩側分別設置第一正向傳力面 73和第一反向傳力面83。相應於傳動軸13的凸臺1 a3的第一正向傳力面73 和第一反向傳力面83，凸臺3a3的周向兩側分別設置第二反向傳力面303和第二正向傳力面393，凸臺4a3的周向兩側分別設置第三反向傳力面403和第三 正向傳力面493。
如圖12所示，繞組23的設置使兩個第一正向傳力面73、兩個第一反向傳 力面83、第二反向傳力面303、第二正向傳力面393、第三反向傳力面403和 第三正向傳力面493位於第一繞線柱2a3和2b3之間，且第一正向傳力面73、 第二反向傳力面303和第三反向傳力面403靠近第一繞線柱2a3，且沿第一繞 線柱2a3的軸線方向錯開，凸臺3a3上的第二反向傳力面303和凸臺4a3上的 第三反向傳力面403分別靠近第一繞線柱2a3的兩端，兩個第一正向傳力面73 在第二反向傳力面303和第三反向傳力面403之間。兩個第一反向傳力面83、 第二正向傳力面393和第三正向傳力面493靠近第二繞線柱2b3，且沿第二繞 線柱2b3的軸線方向錯開，凸臺3a3上的第二正向傳力面393和凸臺4a3上的 第三正向傳力面493分別靠近第二繞線柱2b3的兩端，兩個第一反向傳力面83 在第二正向傳力面393和第三正向傳力面493之間。以上是對任一相繞組23 與各傳力面相對位置的說明，這樣的說明同樣也適合於其它繞組23。
如圖9、圖11和圖12所示，當傳動軸13順時針轉動而向左齒輪33和右 齒輪43施加扭矩時，第一正向傳力面73擠壓第一繞線柱2a3，第一繞線柱2a3 通過撓性件2c3給第二繞線柱2b3拉力，第二繞線柱2b3分別於其兩端擠壓凸 臺3a3的第二正向傳力面393和凸臺4a3上的第三正向傳力面493，作用在各 個凸臺3a3上的第二正向傳力面393和各個凸臺4a3的第三正向傳力面493上 的力給左齒輪33和右齒輪43施加扭矩，當扭矩足夠大時，左齒輪33和右齒 輪43順時針旋轉。當傳動軸13逆時針旋轉向左齒輪33和右齒輪43施加扭矩 時，第一反向傳力面83擠壓第二繞線柱2b3，第二繞線柱2b3通過撓性件2c3 給第一繞線柱2a3拉力，第一繞線柱2a3分別於其兩端擠壓凸臺3a3上的第二 反向傳力面303和凸臺4a3上的第三反向傳力面403，作用在各個第二反向傳 力面303和各個第三反向傳力面403上的力給左齒輪33和右齒輪43施加扭矩， 當扭矩足夠大時，能帶動左齒輪33和右齒輪43逆時針旋轉。
在本實施例的均載裝置中，左齒輪33和右齒輪43可以浮動，以左齒輪33 為例，當其浮動時，每相繞組23中的第一繞線柱2a3和第二繞線柱2b3之間 的距離會發生變化，有的會伸長，有的會縮短。如圖9所示，當左齒輪33的迴轉軸線相對設計中心線向左偏移時，最上面的繞組23中兩繞線柱的距離會
在原有因扭矩傳遞造成的伸長量的基礎上進一步伸長，而最下面的繞組23中 兩繞線柱間的距離則會縮短，由於在撓性件2c3端部設置有彈性件或者依靠撓 性件2c3自身彈性變形，所以可以保證繞線柱間距離的變化。其它方向的偏移 以及右齒輪43的浮動原理與此相同。當浮動的左齒輪33和右齒輪43同時與 多個齒輪嚙合時，能保證每個齒輪嚙合副均勻受載。
如圖12所示，用來向左齒輪33和右齒輪43施加扭矩的受力點分別位於 第二繞線柱2b3的兩端，工作時，第二繞線柱2b3隻和傳力面393、 493接觸， 而位於第二繞線柱2b3中部的撓性件2c3由於各圈伸長量可以不同，容許第二 繞線柱2b3以其中部為中心擺動，當作用在左齒輪33上的扭矩相對變大時， 通過第二繞線柱2b3可以將力傳遞給右齒輪43，提高右齒輪43的載荷，當作 用在右齒輪43上的扭矩相對變大時，通過第二繞線柱2b3可以將右齒輪43受 到的載荷傳遞給左齒輪33，從而通過這樣的相互平衡作用，使左齒輪33和右 齒輪43的受載均勻。
應當理解到，上面只是對傳動軸13作為動力輸入件而左齒輪33和右齒輪 43作為動力輸出件的情況，當動力輸出方向相反時，本實施例的均載裝置同樣 能實現齒間和齒寬方向的均載，具體原理可以參照上述說明，這裡不再贅述。 本實施例的均載裝置尤其適合於星型齒輪傳動裝置中，如圖9和圖11所示的 星輪99同時與左齒輪33和右齒輪43嚙合。
還應當理解到，無論何種情況，當均載時，在包括兩個第一正向傳力面73、 一相繞組23、第二正向傳力面393和第三正向傳力面493的第一傳力路徑中，第 二正向傳力面393所受到的力和第三正向傳力面493所受到的力的合力作用線與 兩個第一正向傳力面73所受到的力的合力作用線重合，在包括第一反向傳力面83、 一相繞組23、第二反向傳力面303和第三反向傳力面403的第二傳力路徑中，第 二反向傳力面303所受到的力與第三反向傳力面403所受到的力的合力作用線與 兩個第一反向傳力面83所受到的力的合力作用線重合。應當注意到，所述的第一 傳力路徑具有按照第一正向傳力面73、 一相繞組23、第二正向傳力面393和第三 正向傳力面493順序的力傳遞方向或者按照相反順序的力傳遞方向，所述第二傳 力路徑具有按照第一反向傳力面83、 一相繞組23、第二反向傳力面303和第三反向傳力面403順序的力傳遞方向或者按照相反順序的力傳遞方向。
本實施例具有與第一實施例相同的優點外，其更進一步的優點是，由於增
加了繞組23的相數，提高了齒輪副可以傳遞的額定載荷。此外，各相繞組23 中的撓性件2c3相互連通，形成一個整體，該整體撓性件2c3的兩端通過並聯 設置的彈性件53和阻尼件63與傳動軸13聯接。通過將撓性件2c3聯通，可 以減少撓性件2c3與相應元件間的接頭，可以減小尺寸，降低加工難度，節約 成本。
第四實施例
如圖13和圖14所示，本實施例與第三實施例的不同之處在於每相繞組中 第一繞線柱2a4和第二繞線柱2b4都由芯軸25、軸承26和滑輪27組成，其中 軸承26套置在芯軸25上，滑輪27套置在軸承26上，撓性件2c4纏繞於滑輪 27上。在第一繞線柱2a4以及第二繞線柱2b4的芯軸25兩端設置有中間件98， 即在每相繞組中採用了四個中間件98。當傳動軸與左齒輪和右齒輪之間傳遞扭 矩時，第一正向傳力面74、第二反向傳力面304和第三反向傳力面404、第一 反向傳力面84或者第二正向傳力面394和第三正向傳力面494將擠壓第一繞 線柱2a4或第二繞線柱2b4上的中間件98。每個中間件98具有內圓外方的總 體外形，具體如圖14所示，在中間件98的內側設有內孔98a用來與芯軸25 的端部配合，外側設有承力面98b，各個中間件98中的承力面98b分別和與之 相鄰的第一正向傳力面74及第二正向傳力面394或者第一反向傳力面84及第 二反向傳力面304對應，並能承受壓力。
在本實施例中，第一正向傳力面73、第二反向傳力面304和第三反向傳力 面404、第一反向傳力面84或者第二正向傳力面394和第三正向傳力面494為 平面，但需要指出的是，這些面也可以分別是或都是圓柱面或者球面。此外， 本實施例中所述的繞線柱結構也可以應用於前述實施例中。
本實施例進一步的優點是，繞線柱中引入軸承26和滑輪27可以減少撓性件 2c4與繞線柱之間的摩擦， 一方面減少了相應部件的磨損，延長了使用壽命，
另一方面提高了撓性件遊動的靈活性，進而提高了浮動或不對中補償的靈敏 度；其次，在芯軸25與各傳力面和繞線柱之間增加了中間件98，可以方便本發明傳動裝置的維修。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而其並非用以限定本發明，任何熟 悉本領域的一般技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，應當可作出種種 的等效的變化或替換。因此，本發明的保護範圍當視後附的本申請權利要求所 界定的範圍為準。
權利要求
1.一種齒輪均載裝置，其特徵在於，包括第一傳力件，其上設置有第一正向傳力面和第一反向傳力面；第二齒輪，其上設置有第二正向傳力面和第二反向傳力面；第三齒輪，其上設置有第三正向傳力面和第三反向傳力面；以及至少兩相繞組，每相繞組包括第一繞線柱、第二繞線柱和撓性件，撓性件依次纏繞包縛所述第一繞線柱和所述第二繞線柱，撓性件端部與第一傳力件、第一繞線柱或第二繞線柱聯接；其中，對於每相繞組，第一繞線柱和第二繞線柱之間插設有第一正向傳力面、第一反向傳力面、第二正向傳力面、第二反向傳力面、第三正向傳力面以及第三反向傳力面，第一正向傳力面、第二反向傳力面以及第三反向傳力面靠近第一繞線柱且相互錯開，第一反向傳力面、第二正向傳力面以及第三正向傳力面靠近第二繞線柱且相互錯開，當第一傳力件和第二齒輪、第三齒輪之間傳遞扭矩時，在包括第一正向傳力面、該相繞組、第二正向傳力面和第三正向傳力面的第一傳力路徑中，第二正向傳力面所受到的力和第三正向傳力面所受到的力的合力作用線與該第一傳力路徑中的第一正向傳力面所受到的力的合力作用線能重合，在包括第一反向傳力面、該相繞組、第二反向傳力面和第三反向傳力面的第二傳力路徑中，第二反向傳力面所受到的力與第三反向傳力面所受到的力的合力作用線與該第二傳力路徑中的第一反向傳力面所受到的力的合力作用線能重合。
2. 如權利要求l所述的齒輪均載裝置，其特徵在於，撓性件的端部通過彈性 件與第一傳力件、第一繞線柱或第二繞線柱聯接，或者撓性件的端部通過並聯設置 的彈性件和阻尼件與第一傳力件、第一繞線柱或第二繞線柱聯接。
3. 如權利要求1所述的齒輪均載裝置，其特徵在於，第二齒輪與第三齒 輪寬度相等。
4. 如權利要求l所述的齒輪均載裝置，其特徵在於，對於每相繞組，在第一繞線柱和第二繞線柱之間，撓性件纏繞包縛於第一繞線柱和第二繞線柱部分的一側 設置有一個第一正向傳力面、 一個第一反向傳力面、 一個第二正向傳力面和一個第 二反向傳力面，另一側設置有一個第一正向傳力面、 一個第一反向傳力面、 一個第 三正向傳力面和一個第三反向傳力面。
5. 如權利要求l所述的齒輪均載裝置，其特徵在於，對於每相繞組，在第一 繞線柱和第二繞線柱之間，撓性件纏繞包縛於第一繞線柱和第二繞線柱部分的中間 設置有一個第一正向傳力面和一個第一反向傳力面，而其一側設置有一個第二正向 傳力面和一個第二反向傳力面，另一側設置有一個第三正向傳力面和一個第三反向 傳力面。
6. 如權利要求l所述的齒輪均載裝置，其特徵在於，至少第一繞線柱和第二 繞線柱的其中之一包括芯軸、軸承和滑輪，且芯軸上套置軸承，軸承上套置滑輪， 撓性件纏繞於滑輪上。
7. 如權利要求6所述的齒輪均載裝置，其特徵在於，在第一繞線柱以及第二 繞線柱的芯軸上分別設置有中間件，中間件的內側設有與芯軸配合的內孔，外側設 有承力面，在所述第一傳力路徑中，第一正向傳力面擠壓第一繞線柱上的中間件的 承力面且第二正向傳力面、第三正向傳力面擠壓第二繞線柱上的中間件的承力面， 在所述第二傳力路徑中，第一反向傳力面擠壓第二繞線柱上的中間件的承力面且第 二反向傳力面、第三反向傳力面擠壓第一繞線柱上的中間件的承力面。
8. 如權利要求l所述的齒輪均載裝置，其特徵在於，第一正向傳力面、第一反向傳力面、第二正向傳力面、第二反向傳力面、第三正向傳力面以及第三反向傳 力面分別或都是平面、圓柱面或者球面。
9. 如權利要求l所述的齒輪均載裝置，其特徵在於，各相繞組中的撓性件是一個整體。
10.如權利要求l所述的齒輪均載裝置，其特徵在於，第二齒輪和第三齒輪 是外齒輪且第一傳力件是傳動軸或者第二齒輪和第三齒輪是內齒輪且第一傳力件 是傳動環。
全文摘要
一種齒輪均載裝置，不受齒輪的具體形式的限制，能實現齒輪副的齒間的均載以及齒寬方向的均載，該齒輪均載裝置包括第一傳力件，其上設置有第一正向傳力面和第一反向傳力面；第二齒輪，其上設置有第二正向傳力面和第二反向傳力面；第三齒輪，其上設置有第三正向傳力面和第三反向傳力面；以及至少兩相繞組，每相繞組包括第一繞線柱、第二繞線柱和撓性件，撓性件依次纏繞包縛所述第一繞線柱和所述第二繞線柱，撓性件端部與第一傳力件、第一繞線柱或第二繞線柱聯接。
文檔編號F16H1/28GK101526130SQ20081003430
公開日2009年9月9日 申請日期2008年3月6日 優先權日2008年3月6日
發明者周宏孝, 張志明 申請人:上海馳風機電科技有限公司