分线精密齿轮传动机构制造技术

本发明专利技术涉及分线精密齿轮传动机构，属于精密齿轮传动机构领域，包括设置于由端盖及外壳组成的腔体内的圆柱轮及齿轮，圆柱轮与齿轮啮合传动，其特征是：所述的圆柱轮包括绕其轴心设置的滚柱，滚柱的几何中心线位于圆柱轮的基圆上，利用多个滚柱与齿轮啮合，实现转速与力矩的传递；滚柱两端安装有滚针，实现滚柱在齿面的纯滚动，传动效率高，磨损小，传动机构寿命长；参与啮合的齿数多，传动平稳；机构无齿侧背隙，传动精度高；加工制造简单。

【技术实现步骤摘要】
分线精密齿轮传动机构
本专利技术属于精密齿轮传动机构领域，具体涉及分线精密齿轮传动机构。
技术介绍
齿轮传动机构主要齿轮等组成，作为传动机械中重要的组成部分，齿轮传动机构在工业生产中得到非常广泛的应用。大功率高速齿轮传动结构较复杂，制造精度要求较高；齿面存在相对滑动，易产生磨损；存在齿侧背隙，影响传动精度。
技术实现思路
为了解决上述技术中存在的不足，本专利技术提供一种分线精密齿轮传动机构。根据齿轮包络原理设计新型齿形，通过在齿轮上安装滚针实现齿轮的滚动啮合。通过改变齿轮上齿的个数，可以将传动机构设计为减速器和增速器使用；齿轮与圆柱轮基圆相切，在节圆处为纯滚动，传动比为定值；齿面为纯滚动，传动效率高，磨损小，传动机构寿命长；参与啮合的齿数多，传动平稳；机构无齿侧背隙，传动精度高；加工制造简单。本专利技术专利所采用的技术方案是：分线精密齿轮传动机构包括齿轮、圆柱轮、滚柱、键、轴承、外壳、挡板、螺栓、滚针、轴；其特征是圆柱轮周向均匀分布Zg个孔，分布圆半径为r0，滚柱通过滚针安装在孔内，滚柱个数为Zg，滚柱半径为r，挡板通过螺钉安装在圆柱轮端面，齿轮周向均匀加工有Zc个齿，基圆半径为R，Z1＝R/r0，分系数为k。圆柱轮、滚柱、螺栓、滚针、轴、挡板组成组合圆柱轮，滚针消除滚柱与圆柱轮的滑动摩擦，挡板消除滚柱轴向位移自由度，挡板和滚轮消除滚针的轴向自由度。滚柱数与齿数之间的关系为ZgR＝Zcr0，Z1＝R/r0，Z1为小数部分为有限项的正实数。分线包括外分线和内分线，内分线可根据r0与R的大小分为内内分线和内外分线。Z1＞1时，将内分线称为内内分线；1＞Z1＞0时，将内分线称为内外分线。分系数为k，k∈[1,0)。第i个齿的外分线齿面方程为式中h为齿轮宽度，Φi取值范围与i和齿数Zc有关，为法向角。外分线齿面等距偏移后形成外分线实际齿面，加工有外分线实际齿面的齿轮称为外分齿轮。外分齿轮实际齿廓为齿轮外分线齿面的等距偏移面，偏移距离为滚柱半径。滚柱几何中心在圆柱轮基圆上，滚柱外圆柱面在齿轮实际齿廓上纯滚动，实现啮合传动。第i个齿的内分线齿面方程为式中h为齿轮宽度，Φi取值范围与i和齿数Zc有关，为法向角。内分线齿面等距偏移后形成内分线实际齿面，加工有内分线实际齿面的齿轮称为内分齿轮。内分齿轮实际齿廓为齿轮内分线齿面的等距偏移面，偏移距离为滚柱半径。滚柱几何中心在圆柱轮基圆上，滚柱外圆柱面在齿轮实际齿廓上纯滚动，实现啮合传动。根据外分线和内分线加工制造的齿轮可与组合圆柱轮组成齿轮传动系统，齿轮传动系统包括单级齿轮传动系统、多级齿轮传动系统和行星齿轮传动系统。本专利技术专利的优点和有益效果是：分线精密齿轮传动机构能够实现无背隙传动，传动精度高，传动效率高，结构简单，加工制造简单，磨损小，寿命长，传动稳定，可作为减速器和增速器使用。附图说明图1是外分线精密齿轮传动机构结构简图；图2是外分线精密齿轮传动机构啮合部分结构简图；图3是内内分线精密齿轮传动机构结构简图；图4是内内分线精密齿轮传动机构啮合部分结构简图；图5是内外分线精密齿轮传动机构结构简图；图6是内外分线精密齿轮传动机构啮合部分结构简图；图7是外内分线精密行星齿轮传动机构结构简图；图8是外内分线精密行星齿轮传动机构啮合部分结构简图；图9是外内分线精密双排行星齿轮传动机构结构简图；图10是外内分线精密双排行星齿轮传动机构啮合部分结构简图；图11是外内分线精密行星齿轮传动机构结构简图；图12是外内分线精密行星齿轮传动机构啮合部分结构简图；图13是预紧外分线精密齿轮传动机构结构简图；图14是大滑块结构简图；图15是滑块Ⅰ结构简图；图16是滑块Ⅱ结构简图；图17是组合预紧滚轮结构简图；图18是圆柱轮Ⅶ结构简图；图19是支架结构简图。在上述附图中：1.滚针Ⅰ，2.大键Ⅰ，3.大轴Ⅰ，4.圆柱轮Ⅰ，5.小键Ⅰ，6.小轴Ⅰ，7.小轴承Ⅰ，8.外壳Ⅰ，9.滚柱Ⅰ，10.螺栓Ⅰ，11.大轴承Ⅰ，12.挡板Ⅰ，13.齿轮Ⅰ，14.端盖，15端盖螺栓Ⅰ，16.滚针Ⅱ，17.圆柱轮Ⅱ，18.小键Ⅱ，19.齿轮Ⅱ，20.大轴承Ⅱ，21.大键Ⅱ，22.大轴Ⅱ，23.外壳Ⅱ，24.滚柱Ⅱ，25.螺栓Ⅱ，26.小轴Ⅱ，27.小轴承Ⅱ，28.挡板Ⅱ，29.端盖Ⅱ，30.端盖螺栓Ⅱ，31.滚针Ⅲ，32.滚柱Ⅲ，33.外壳Ⅲ，34.小键Ⅲ，35.齿轮Ⅲ，36.大键Ⅲ，37.大轴Ⅲ，38.大轴承Ⅲ，39圆柱轮Ⅲ，40.挡板Ⅲ，41.端盖Ⅲ，42.螺栓Ⅲ，43.小轴Ⅲ，44.小轴承Ⅲ，45.端盖螺栓Ⅲ，46.滚针Ⅳ，47.圆柱轮Ⅳ，48.轴承Ⅰ，49.轴Ⅰ，50.大键Ⅳ，51.大轴承Ⅳ，52.外壳Ⅳ，53.保持架Ⅰ，54.小齿轮Ⅰ，55.滚柱Ⅳ，56.端盖Ⅳ，57.挡圈Ⅰ，58.螺栓Ⅳ，59.挡板Ⅳ，60.小键Ⅳ，61.小轴Ⅳ，62.小轴承Ⅳ，63.端盖螺栓Ⅳ，64.大轴Ⅳ，65.滚针Ⅴ，66.滚柱Ⅴ，67.轴承Ⅱ，68.轴Ⅱ，69.保持架Ⅱ，70.大键Ⅴ，71.大轴Ⅴ，72.大轴承Ⅴ，73.外壳Ⅴ，74.滚柱Ⅵ，75.挡板Ⅴ，76.端盖Ⅴ，77.挡圈Ⅱ，78.双排齿轮，79.挡板Ⅵ，80.圆柱轮Ⅴ，81.螺栓Ⅵ，82.小轴Ⅴ，83.小轴承Ⅴ，84.小键Ⅴ，85.滚针Ⅵ，86.螺栓Ⅴ，87.端盖螺栓Ⅴ，88.滚针Ⅵ，89.滚柱Ⅵ，90.轴承Ⅲ，91.轴Ⅲ，92.保持架Ⅲ，93.大键Ⅵ，94.大轴Ⅵ，95.大轴承Ⅵ，96.外壳Ⅵ，97.挡圈Ⅲ，98.双排轮，99.小挡板，100.小轴承Ⅵ，101.小键Ⅵ，102.小轴Ⅵ，103.小齿轮Ⅱ，104.螺栓Ⅶ，105.大挡板，106.端盖螺栓Ⅵ，107.端盖Ⅵ，108.滚针Ⅶ，109.大键Ⅶ，110滑块挡板，111.壳体螺栓，112.滑块螺栓Ⅰ，113.滑块Ⅰ，114.小轴Ⅶ，115.小轴承Ⅶ，116大滑块，117.滑块螺栓Ⅱ，118.滑块Ⅱ，119.滚柱Ⅶ，120.固定螺栓，121.大轴Ⅶ，122.圆柱轮Ⅵ，123.大轴承Ⅶ，124.轴向挡板，125.齿轮Ⅳ，126.小键Ⅶ，127.端盖螺栓Ⅶ，128.端盖Ⅶ，129.外壳Ⅶ，130.滚针Ⅷ，131.滚柱Ⅷ，132.定位螺栓，133.定位挡板，134.端面螺栓，135.支架，136.圆柱轮Ⅶ，137.固定挡板。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步说明：具体实施例1图1是本专利技术公开的外分线精密齿轮传动机构具体实施例，其特征在于齿轮Ⅰ13基圆为40mm，齿宽20mm，外圆柱面周向均匀加工有10个齿，圆柱轮Ⅰ4基圆为80mm，圆柱轮Ⅰ4上周向均匀安装有20个滚柱Ⅰ9，滚柱Ⅰ9直径为4mm，滚柱Ⅰ9几何中心线在圆柱轮Ⅰ4基圆上，滚柱Ⅰ9两端分别安装有8个滚针Ⅰ1，滚针Ⅰ1周向均匀分布，挡板Ⅰ12通过螺栓Ⅰ10安装在圆柱轮Ⅰ4端面，齿轮Ⅰ13安装在小轴Ⅰ6上，圆柱轮Ⅰ4安装在大轴Ⅰ3上，大轴Ⅰ3与小轴Ⅰ6回转中心平行，距离为60mm，齿轮Ⅰ13齿面与滚柱Ⅰ9相切，分系数k＝1。齿轮Ⅰ13上第i个齿的外分线齿面方程为圆柱轮Ⅰ4与挡板Ⅰ12限制滚针Ⅰ1、滚柱Ⅰ9轴向移动。小轴Ⅰ6作为输入轴时，外分线精密齿轮传动机构作为减速机构使用，大轴Ⅰ3旋转方向与小轴Ⅰ6相反。小轴Ⅰ6带动齿轮Ⅰ13转动，齿轮Ⅰ13上齿推动滚本文档来自技高网...

【技术保护点】
分线精密齿轮传动机构，包括设置于由端盖及外壳组成的腔体内的圆柱轮及齿轮，圆柱轮与齿轮啮合传动，其特征是：所述的圆柱轮包括绕其轴心设置的滚柱，滚柱的几何中心线位于圆柱轮的基圆上；滚柱数与齿轮的齿数之间的关系为ZgR＝Zcr0，Z1＝R/r0，Z1为小数部分为有限项的正实数；分线包括外分线和内分线，内分线可根据r0与R的大小分为内内分线和内外分线；Z1＞1时，将内分线称为内内分线；1＞Z1＞0时，将内分线称为内外分线；分系数为k，k∈[1,0)；第i个齿的外分线齿面方程为

【技术特征摘要】
1.分线精密齿轮传动机构，包括设置于由端盖及外壳组成的腔体内的圆柱轮及齿轮，圆柱轮与齿轮啮合传动，其特征是：所述的圆柱轮包括绕其轴心设置的滚柱，滚柱的几何中心线位于圆柱轮的基圆上；滚柱数与齿轮的齿数之间的关系为ZgR＝Zcr0，Z1＝R/r0，Z1为小数部分为有限项的正实数；分线包括外分线和内分线，内分线可根据r0与R的大小分为内内分线和内外分线；Z1＞1时，将内分线称为内内分线；1＞Z1＞0时，将内分线称为内外分线；分系数为k，k∈[1,0)；第i个齿的外分线齿面方程为式中h为齿轮宽度，为法向角；外分线齿面等距偏移后形成外分线实际齿面，加工有外分线实际齿面的齿轮称为外分齿轮；外分齿轮实际齿廓为齿轮外分线齿面的等距偏移面，偏移距离为滚柱半径；滚柱几何中心在圆柱轮基圆上，滚柱外圆柱面在齿轮实际齿廓上纯滚动，实现啮合传动；第i个齿的内分线齿面方程为式中h为齿轮宽度，为法向角。2.根据权利要求1所述的分线精密齿轮传动机构，其特征是：所述的分线精密齿轮传动机构为外分线精密齿轮传动机构，所述的圆柱轮为圆柱轮Ⅰ(4)、齿轮为齿轮Ⅰ(13)、滚柱为滚柱Ⅰ(9)、端盖为端盖Ⅰ(14)、外壳为外壳Ⅰ(8)，其机构中包括滚针Ⅰ(1)，大键Ⅰ(2)，大轴Ⅰ(3)，圆柱轮Ⅰ(4)，小键Ⅰ(5)，小轴Ⅰ(6)，小轴承Ⅰ(7)，外壳Ⅰ(8)，滚柱Ⅰ(9)，螺栓Ⅰ(10)，大轴承Ⅰ(11)，挡板Ⅰ(12)，齿轮Ⅰ(13)，端盖(14)，端盖螺栓Ⅰ(15)；齿轮Ⅰ(13)外圆柱面周向均匀加工有Zc1个齿，圆柱轮Ⅰ(4)上周向安装有Zg1个半径为r1的滚柱Ⅰ(9)，滚柱Ⅰ(9)几何中心线在圆柱轮Ⅰ(4)基圆上，滚柱Ⅰ(9)两端分别安装有滚针Ⅰ(1)，滚针Ⅰ(1)周向均匀分布，挡板Ⅰ(12)通过螺栓Ⅰ(10)安装在圆柱轮Ⅰ(4)端面，齿轮Ⅰ(13)安装在小轴Ⅰ(6)上，圆柱轮Ⅰ(4)安装在大轴Ⅰ(3)上，大轴Ⅰ(3)与小轴Ⅰ(6)回转中心平行，齿轮Ⅰ(13)齿面与滚柱Ⅰ(9)相切，齿轮Ⅰ(13)基圆半径为R1，圆柱轮Ⅰ(4)基圆半径为r01，Z11＝R1/r01，分系数为k1；所述的Zg1R1＝Zc1r01，Z11小于1，k1∈[1,0)，齿轮Ⅰ(13)上第i1个齿的外分线齿面方程为3.根据权利要求1所述的分线精密齿轮传动机构，其特征是：所述的分线精密齿轮传动机构为内内分线精密齿轮传动机构，所述的圆柱轮为圆柱轮Ⅱ(17)、齿轮为齿轮Ⅱ(19)、滚柱为滚柱Ⅱ(24)、端盖为端盖Ⅱ(29)、外壳为外壳Ⅱ(23)，其结构中包括滚针Ⅱ(16)，圆柱轮Ⅱ(17)，小键Ⅱ(18)，齿轮Ⅱ(19)，大轴承Ⅱ(20)，大键Ⅱ(21)，大轴Ⅱ(22)，外壳Ⅱ(23)，滚柱Ⅱ(24)，螺栓Ⅱ(25)，小轴Ⅱ(26)，小轴承Ⅱ(27)，挡板Ⅱ(28)，端盖Ⅱ(29)，端盖螺栓Ⅱ(30)；齿轮Ⅱ(19)内圆柱面周向均匀加工Zc2个齿，圆柱轮Ⅱ(17)上周向均匀安装有Zg2个半径为r2滚柱Ⅱ(24)，滚柱Ⅱ(24)几何中心线在圆柱轮Ⅱ(17)基圆上，滚柱Ⅱ(24)两端分别安装有滚针Ⅱ(16)，滚针Ⅱ(16)周向均匀分布，挡板Ⅱ(28)通过螺栓Ⅱ(25)安装在圆柱轮Ⅱ(17)端面；齿轮Ⅱ(19)安装在大轴Ⅱ(22)上，圆柱轮Ⅱ(17)安装在小轴Ⅱ(26)上，大轴Ⅱ(22)与小轴Ⅱ(26)回转中心平行，齿轮Ⅱ(19)齿面与滚柱Ⅱ(24)相切，齿轮Ⅱ(19)基圆大于圆柱轮Ⅱ(17)基圆，齿轮Ⅱ(19)基圆半径为R2，圆柱轮Ⅱ(17)基圆半径为r02，Z12＝R2/r02，分系数为k2；所述的Zg2R2＝Zc2r02，Z12大于1，根据传动要求Z12可取小数和整数，齿轮Ⅱ(19)实际齿面为齿面的等距偏移线，偏移距离为r2，k2∈[1,0)齿轮Ⅱ(19)上第i2个齿的内内分线齿面方程为4.根据权利要求1所述的分线精密齿轮传动机构，其特征是：所述的分线精密齿轮传动机构为内外分线精密齿轮传动机构，所述的圆柱轮为圆柱轮Ⅲ(39)、齿轮为齿轮Ⅲ(35)、滚柱为滚柱Ⅲ(32)、端盖为端盖Ⅲ(41)、外壳为外壳Ⅲ(33)，其结构中包括滚针Ⅲ(31)，滚柱Ⅲ(32)，外壳Ⅲ(33)，小键Ⅲ(34)，齿轮Ⅲ(35)，大键Ⅲ(36)，大轴Ⅲ(37)，大轴承Ⅲ(38)，圆柱轮Ⅲ(39)，挡板Ⅲ(40)，端盖Ⅲ(41)，螺栓Ⅲ(42)，小轴Ⅲ(43)，小轴承Ⅲ(44)，端盖螺栓Ⅲ(45)；齿轮Ⅲ(35)外圆柱面周向均匀加工有Zc3个齿，圆柱轮Ⅲ(39)上周向均匀安装有Zg3个半径为r3滚柱Ⅲ(32)，滚柱Ⅲ(32)几何中心线在圆柱轮Ⅲ(39)基圆上，滚柱Ⅲ(32)两端分别安装有滚针Ⅲ(31)，滚针Ⅲ(31)周向均匀分布，挡板Ⅲ(40)通过螺栓Ⅲ(42)安装在圆柱轮Ⅲ(39)端面，齿轮Ⅲ(35)安装在小轴Ⅲ(43)上，圆柱轮Ⅲ(39)安装在大轴Ⅲ(37)上，大轴Ⅲ(37)回转中心与小轴Ⅲ(43)回转中心平行，齿轮Ⅲ(35)齿面与滚柱Ⅲ(32)相切，齿轮Ⅲ(35)基圆半径为R3，圆柱轮Ⅲ(39)基圆半径为r03，Z13＝R3/r03，分系数为k3；所述的Zg3R3＝Zc3r03，0<Z1<1，齿轮Ⅲ(35)实际齿面为齿面的等距偏移线，偏移距离为r3，k3∈[1,0)齿轮Ⅲ(35)上第i3齿的内外分线齿面方程为5.根据权利要求1所述的分线精密齿轮传动机构，其特征是：所述的分线精密齿轮传动机构为外内分线精密行星齿轮传动机构，所述的圆柱轮为圆柱轮Ⅳ(47)、齿轮为小齿轮Ⅰ(54)、滚柱为滚柱Ⅳ(32)、端盖为端盖Ⅳ(56)、外壳为外壳Ⅳ(52)，其结构中包括滚针Ⅳ(46)，圆柱轮Ⅳ(47)，轴承Ⅰ(48)，轴Ⅰ(49)，大键Ⅳ(50)，大轴承Ⅳ(51)，外壳Ⅳ(52)，保持架Ⅰ(53)，小齿轮Ⅰ(54)，滚柱Ⅳ(55)，端盖Ⅳ(56)，挡圈Ⅰ(57)，螺栓Ⅳ(58)，挡板Ⅳ(59)，小键Ⅳ(60)，小轴Ⅳ(61)，小轴承Ⅳ(62)，端盖螺栓Ⅳ(63)；外壳Ⅳ(52)内圆柱面周向均匀加工Zcd4个齿，小齿轮Ⅰ(54)外圆柱面周向均匀加工Zcx4个齿，圆柱轮Ⅳ(47)周向均匀安装有Zg4个半径为r4滚柱Ⅳ(55)，滚柱Ⅳ(55)几何中心线在圆柱轮Ⅳ(47)基圆上，滚柱Ⅳ(55)两端分别安装有滚针Ⅳ(46)，滚针Ⅳ(46)周向均匀分布，挡板Ⅳ(59)通过螺栓Ⅳ(58)安装在圆柱轮Ⅳ(47)端面，n1(n1≥2)个轴Ⅰ(49)轴向均匀安装在保持架Ⅰ(53)，外壳Ⅳ(52)上的齿轮基圆半径为R4，圆柱轮Ⅳ(47)基圆半径为r04，Z14＝R4/r04，小齿轮Ⅰ(54)基圆为R14，Z24＝R14/r04，分系数1为k41，分系数2为k42；所述的Zg4R4＝Zcd4r04，Z14大于1，根据传动要求Z14可取分数和整数，齿轮外壳Ⅳ(52)实际齿面为齿面的等距偏移线，偏移距离为r4，k41∈[1,0)，外壳Ⅳ(52)上第i41个齿的内内分线齿面方程为所述的Zg4R4＝Zcx4r04，0<Z24<1，小齿轮Ⅰ(54)实际齿面为齿面的等距偏移线，偏移距离为r4，k42∈[1,0)，小齿轮Ⅰ(54)上第i42个齿的外分线齿面方程为6.根据权利要求1所述的分线精密齿轮传动机构，其特征是：所述的分线精密齿轮传动机构为外内分线精密双排行星齿轮传动机构，所述的圆柱轮为圆柱轮Ⅴ(80)、齿轮为双排齿轮(78)、端盖为端盖Ⅴ(76)、外壳为外壳Ⅴ(73)，其结构中包括大轴Ⅳ(64)，滚针Ⅴ(65)，滚柱Ⅴ(66)，轴承Ⅱ(67)，轴Ⅱ(68)，保持架Ⅱ(69)，大键Ⅴ(70)，大轴Ⅴ(71)，大轴承Ⅴ(72)，外壳Ⅴ(73)，滚柱Ⅵ(74)，挡板Ⅴ(75)，端盖Ⅴ(76)，挡圈Ⅱ(77)，双排齿轮(78)，挡板Ⅵ(79)，圆柱轮Ⅴ(80)，螺栓Ⅵ(81)，小轴Ⅴ(82)，小轴承Ⅴ(83)...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨荣刚，徐宝文，
申请(专利权)人：杨荣刚，
类型：发明
国别省市：河北,13