有一個傳動輪作平動的變速器的製作方法

2023-05-07 19:57:06 1

專利名稱:有一個傳動輪作平動的變速器的製作方法
本發明屬於一種新型變速器，特別是具有一個作平移運動的傳動輪的高傳動比高效變速器，適用於高速或低速機械的變速傳動。
已有的行星齒輪減速器，主要由一個目轉同時又繞太陽輪(或中心軸)公轉的行星輪和一個固定內齒環及系杆所組成。如把太陽輪去掉，把行星輪的齒數加大到與固定內齒環只差很少幾個齒(常用的齒數差為1-4)，以系杆為動力，把行星輪傳動輸送出來，即構成少齒差行星齒輪傳動減速器，其傳動效率高達90.44%，傳動比範圍從幾十到一百多。然而該減速器結構複雜，體積較大，工藝性不太好。成本較高，不能取代諧波減速器。包括柔性內齒輪和數個外齒輪的諧波減速器，雖然其單級傳動比為70-500，效率高，承載能力高，但工藝複雜，價格昂貴，一般機械不能普及應用。
本發明的任務是提供一種新型高傳動比高效變速器，該變速器比少差減速器傳動比範圍寬，傳動效率高，體積小，承載能力高，工藝性好，另件數目少，經濟效益高;可做增速器用，可以取代高效高傳動比且價格昂貴的諧波減速器，應用極其廣泛。
本發明的任務是按如下方式完成的在包括繞其中心軸公轉的傳動輪的變速器中，具有使該傳動輪按輪心軌跡園做平移運動的限制機構，還有與上述傳動輪嚙合的第二個傳動輪。這兩個傳動輪可以是一對摩擦輪，最好是一對齒輪等。其齒形可以是斜齒，人字齒，也可以是直齒等。使用摩擦輪傳動的機構用於傳動比要求不很嚴格的場合。齒輪式結構，可分為兩類一類是傳動輪是外齒輪，第二個傳動輪是內齒環;第二種傳動輪是內齒環，第二個傳動輪是外齒輪。上述的各種類型的變速器中，所述的限制機構具有控制板，該控制板也可以做成一個交叉架體的形式。該板上具有使傳動輪相對其做單向往復運動的導向裝置，該裝置可以是導向槽、導向塊或其他形式的導向滑軌。與此運動方向垂直方向上，具有使板作往復運動的導向機構，該導向機構包括板上的滑動結構，軸套或其他形式的軌道，還包括使該滑動結構單向往復運動的導向結構，如箱體或架體連接的導向套，導向軸或其他形式的軌道。傳動輪上具有滑動裝置，如滑動槽，滑動塊或其他形式的滑動軌道。上述導向機構可具有使控制板單向往復滑動而不轉動的結構，如滑動結構中的軸或套是方軸、半園軸或方套、半圈套，導向結構中的導向套，導向軸是方孔導向套，半園孔導向套，或方導向軸，半園導向軸等;或控制板上的兩根軸(或套)可以互相互行而不同軸。為防止控制板轉動，還可以在傳動輪和控制板之間裝有沿相對滑動方向滾動的滾輪，如滾子或軸承等。和中心軸連接的系杆與傳動輪之間可轉動，機構可用滑動軸承或滾珠軸承等。
該變速器可作減速器使用，其傳動機械效率達91-94%，一級傳動比範圍大於1至無窮大，一級實用傳動比4至無窮大，與少齒差減速器相比，傳動比範圍寬，傳動效率高，結構簡單，緊湊，承載能力高，另件數目少，工藝性好，成本低，可以取代價格昂貴、工藝複雜的高效高傳動比諧波減速器，經濟效益高，一般機械上均能普及應用。
以下根據附圖及實施例對本發明進行具體描述。
實施例1外齒輪作主動件，內齒環作從動件時圖1是本減速器的傳動示意圖。
圖2是控制板控制傳動的示意圖。
參見圖1，圖2，主動外齒輪〔5〕通過滾珠軸承〔2〕裝在輸入偏心系杆(軸)〔1〕上，可繞其轉動，它與被動內齒環〔6〕嚙合，並作平移運動，其上有兩個導塊〔4〕，控制板〔3〕上有兩根方軸〔10〕，可沿導套〔9〕單向往復運動，控制板上有兩個導向槽〔11〕。當輸入偏心軸轉動時，帶動主動外齒輪公轉，主動外齒輪在軸承〔2〕、控制板〔3〕的作用下繞其輪心軌道園平動，與之嚙合的內齒環〔6〕作減速運動，通過軸〔8〕將動力輸出。
實施例2內齒環作主動件，外齒輪作從動件。
圖3是其傳動示意圖。
當輸入偏心軸〔1〕轉動時，帶動主動內齒環〔12〕公轉，主動內齒環在軸承〔2〕和控制板〔3〕的作用下繞其環心軌道園平動，與其嚙合的被動外齒輪〔13〕作減速運動，並通過軸〔8〕將動力輸出。
圖4是內齒環作為主動輪，外齒輪作為從動輪時的嚙合過程分析示意圖。
參見圖4，輸入偏心軸轉動時，主動內齒環在偏心軸和控制板的限制下，其園心只能在X-Y平面圍繞輸入軸心O以e為半徑，沿Oa，Ob，Oc，Od，Oe，Of，Og，Oh，……On的園周作平移運動。偏心軸帶動內齒圈以偏心距e為半徑作平移運動。當內齒環中心平移到Oa位置，內齒圈度園與外齒輪分度園的實際嚙合點(內齒圈、外齒輪、軌道園三者的相切點)在a1點，此時a與a1點重合。
隨著內齒環中心旋轉到Ob位置，內齒環分度園的a1點平移到a2點，外齒輪分度園上的a點轉到了a′點，此時
。內齒環繼續作平移運動。可見，內齒環分度園上a1點的軌道是以半徑為e的園，如a2，a3，a4，a5，a6，a7，a8等所在位置，而主動輪分度園a1點沿軌跡園繞一周後，從動輪分度園上的相應點a經過h，g，f，e，d，c，b等所走過的弧長則等於軌跡園的周長。
主動輪的平移運動使得主動輪分度園的任一點都在作以e為半徑的園周運動，亦即主動輪輸入軸旋轉一圈後，主動輪分度園上的任一點(如a1點)才與從動輪嚙合一次，與主動輪圍繞園心O完成一個平移運動周期後，主動輪與從動輪分度園上的每一相應點都相互嚙合一次。主動輪分度園上任意一點在整個嚙合過程中，既作園周運動(以e為半徑的軌跡園)又作環形包絡運動(軌跡園與從動輪分度園的連續相切)，這兩種運動的結合是這種機構能夠變速的實質。
在內齒環和外齒輪作包絡嚙合過程中，對於內齒環分度園上的每一點來說都必然出現與內齒環及外齒輪分度園相切半徑為e的園形軌跡，這樣從動外齒輪的分度園又相當於在與一個半徑為e的光滑外園輪做純滾動。由於主動輪分度園環形包絡運動的連續性，使內外齒輪分度園上每一時刻都在一實際嚙合點，從而使從動輪能夠連續旋轉，則整個嚙合過程所傳遞的動力也必然是連續的。
傳動計算(1)。外齒環作主動件，內齒環作從動件時因為df2＝df1+2e所以e＝(df2-df1)/2＝rf2-rf1……(1)
式中df1-主動輪分度園直徑df2-從動輪分度園直徑。
rf2-從動輪分度園直徑rf1-主動輪分度園直徑由主動輪環形包絡運動嚙合機理可知，主動輪作平移運動帶動從動輪轉動所產生的變速效果，可簡化為半徑為e的光滑外園輪與從動轉分度園作純滾動的形式，因此其速比i＝ (30V1/πe)/(30V2/πrf2) ＝ (rf2)/(e) ……(2)式中V1＝V2，將(1)式代入(2)式得i＝ (rf2)/(rf2-rf1) ＝ (df2)/(df2-df1)因為df1＝mz1 df2＝mz2所以i＝ (df2)/(df2-df1) ＝ (Z2)/(Z2-Z1)式中Z1＝主動輪齒數Z2＝從動輪齒數(2)。內齒環作主動件，外齒輪作從動件時df1＝df2+2ee＝(df1-df2)/2所以i＝ (df2)/(df1-df2) ＝ (Z2)/(Z1-Z2)以上各式符號定義同前。該式是以內齒環作主動件時的傳動比計算式。
權利要求
1.一種包括繞其中心軸公轉的傳動輪的變速器，其特徵在於具有使該傳動輪按其輪心軌跡園作平移運動的限制機構，有一個與該傳動輪嚙合的傳動輪。
2.按照權利要求
1規定的變速器，其特徵在於所述的傳動輪是外齒輪〔5〕，與該傳動輪嚙合的傳動輪是內齒環〔6〕。
3.按照權利要求
1規定的變速器，其特徵是所述的傳動輪是內環〔12〕，與該傳動輪嚙合的傳動輪是外齒輪〔13〕。
4.按照權利要求
1，2，3規定的變速器，其特徵是所述的限制機構具有控制板〔3〕，該板上具有使主動輪相對其做單向往復運動的導向裝置〔11〕，與此運動方向垂直方向上，具有使板作往復運動的導向機構，傳動輪上具有滑動裝置〔4〕。
5.按照權利要求
4規定的變速器，其特徵是所述的導向機構具有使控制板單向往復滑動而不轉動的結構。
6.按照權利要求
4規定的變速器，其特徵是所述的控制板和傳動輪〔1〕間有沿相對滑動方向滾動的滾輪。
專利摘要
本發明公開了一種高效高傳動比變速器，其結構特徵主要具有兩個傳動輪，其中一個作平移運動。與能力相同的現有減速器相比，結構簡單，緊湊，體積小，零件數量少。承載能力大，機械效率達91-94％，一級實用傳動比4—無窮大。高速及低速傳動機械均可應用，可代替價格昂貴的諧波減速器。
文檔編號F16H1/32GK86102598SQ86102598
公開日1987年2月11日 申請日期1986年4月12日
發明者陳信 申請人:陳信導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan