滚动活齿内双圆弧轮传动机构制造技术

本发明专利技术属于齿轮传动机构。包含有内双圆弧轮，滚动活齿，活齿架和外齿轮，基本构件轴心线相互重合，具有同轴性。内双圆弧轮为筒形，在其横截面上，外廓线可设计成圆或其它曲线，内廓线则必为圆弧。本发明专利技术具有结构简单，传动比和重合度大、承载能力强、传动精度高等特点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于齿轮传动机构，具有少齿差行星轮传动产生大传动比的特点，但却无行星轮，具有轮齿沿圆周接近全啮合的大重合度，而无齿廓重迭干涉。其结构上的突出特点，基本组成构件轴心线相互重合，输入输出同轴，即具有同轴性。在齿轮传动装置中，有一类少齿差行星轮传动机构，典型的如渐开线少齿差行星轮传动、摆线针轮和活齿行星轮传动。上述传动机构都是由很少几个基本构件组成，但却能产生很大传动比，所以，获得广泛应用。但是，由于它的核心构件行星轮，是作偏心转动的，与其它转动构件的轴线不重合，输入输出不同轴，即无同轴性。因此，少齿差行星轮传动机构，在实际应用时，存在如下三个问题①由于行星轮偏心转动，产生惯性离心力，引起系统振动，为使工作平稳，采取在与行星轮相隔180°的位置上，又重复设置一套行星轮传动装置，用于进行平衡，从而使结构复杂。②由于行星轮是作复杂平面运动的，既有平动，又有转动，而要求输出的是行星轮的转动部分，因此，用一根轴是不能把行星轮的转动输出来的，在实际应用时，必须采用输出机构，从而使结构变得进一步复杂。③由于行星轮偏心，所以，轮齿的相互啮合，只在小于或等于行星轮半周齿上，同时参加啮合的齿数，即重合度，理论上最多为总齿数的50％，亦即还有≥50％的轮齿未参加啮合，不承载，故其承载能力未得到充分发挥。由上述分析可见，少齿差行星轮传动机构，在实际应用上存在的三个问题，都是因其结构上存在的不同轴性引起的。不但结构复杂，传动性能也受到影响。本专利技术为了克服上述缺点，提供一种输出输入同轴的滚动活齿内双圆弧轮传动机构。本专利技术由内双圆弧轮，滚动活齿，活齿架和外齿轮等刚性构件组成，其中内双圆弧轮，活齿架和外齿轮三个基本构件的轴线相互重合，即有同轴性。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图中1为内双圆弧轮，2滚动活齿，3活齿架，4外齿轮。滚动活齿2为滚珠或滚柱，可按GB4661规定选取现成系列。活齿架3，根据需要可设计成圆锥形或盘形等结构，在其大端均布径向孔。活齿架3的径向孔的形状根据滚动活齿2而定，如果滚动活齿2为滚珠时，为径向圆孔；如果滚动活齿2为滚柱时，为径向方孔。滚动活齿2置于径向孔中，与径向孔构成间隙配合，滚动活齿2可沿径向孔往复运动。内双圆弧轮1为筒形，位于活齿架3之外，在其横截面上，其外廓线可设计成圆或其它曲线，而其内廓线则必为双圆弧。外齿轮4为圆柱形，位于活齿架3之内，其齿廓曲线可选不完全外摆线或密切圆，即圆弧。活齿架3在内双圆弧轮1与外齿轮4之间，每个滚动活齿2即与内双圆弧内表面相接触又同时与外齿轮4相啮合在不同位置。在垂直转动轴线的横截面上，滚动活齿2的圆心位于与内双圆弧内表面曲线相同的等距曲线上。滚动活齿2个数Z2比外齿轮4齿数Z4多，即Z2-Z4＞n,n为大于1的自然数。附图1给出滚动活齿2的齿数Z2比外齿轮4齿数Z4多2，即Z2-Z4=2，为2齿差。本专利技术可作减速器使用。在内双圆弧轮1、活齿架3、外齿轮4三个基本构件中，根据使用需要，可将其中任一构件与机架相固联，以实现所需的传动。下面以内双圆弧轮1输入，活齿架3与机架相固联，外齿轮4输出为例，说明其传动工作原理。当内双圆弧轮1转动时，滚动活齿2便沿活齿架3径向孔往复运动，相对内双圆弧轮1上所设旋转坐标yox，滚动活齿2与外齿轮4的啮合状态呈规律性变化。当内双圆弧轮1反时针转动时，位于yox坐标Ⅰ、Ⅲ象限范围内的滚动活齿2与外齿轮3逐渐进入啮合状态，处于x轴上的2个滚动活齿2，进入完全啮合状态。而位于yox坐标Ⅱ、Ⅳ象限范围内的滚动活齿2与外齿轮3逐渐退出啮合状态，只有位于y轴上的2个滚动活齿2，处于完全啮出状态。因此，滚动活齿2沿活齿架3径向孔往复运动的同时，便推动外齿轮4向着与内双圆弧轮1高速转动的相反方向缓慢转动，达到减速的目的。当内双圆弧轮1顺时针方向转动时，其传动工作情形与上述相反。本专利技术具有行星轮转动特性，可按下列公式计算传动比1、当内双圆弧轮1输入，活齿架3输出，外齿轮4与机架固联时，其传动比为I143=1I341=11-I314=11-z4z2=Z2Z2-Z4]]>其中I143上角标4表示外齿轮4与机架固联，下角标1表示内双圆弧轮1输入，3表示活齿架3输出，即上角标数字，表示相应标号构件同机架固联，下角标前一个数字表示相应标号构件作为输入，后一个数字表示相应标号构件作为输出。以下相同。2、当内双圆弧轮l输入，外齿轮4输出，活齿架3与机架固联时，其传动比为I134=1I431=11-I413=11-z2z4=Z1Z2-Z4]]>3、当活齿架3输入，外齿轮4输出，内双圆弧轮1与机架固联时，其传动比为I314=n3n4=Z4Z2]]>式中Z2-活齿个数Z4-外齿轮齿数n3-活齿架转速n4-外齿轮转速本专利技术作减速器使用时，可获如下效果。①结构简单。由于具有同轴性，输入输出同轴，不存在行星轮。与少齿差行星齿轮传动相比，可省掉平衡装置和W输出机构，使整体结构简单、紧凑，尺寸小、重量轻，结构更趋合理。②传动比大，可供选择的范围宽，下限值低。根据理论分析，滚动活齿内双圆弧轮传动，仍有少齿差行星轮传动产生大传动比特性。单级传动比I=2～60，单级串联I=4～3600。由于具有同轴性，串联使用时，不但能获得大传动比，而且仍能保持较小体积。③重合度大。由于具有同轴性，活齿与外齿轮的啮合齿数，除差数齿(Z2-Z4=n)外，其余轮齿均保持在啮合位置上，齿轮轮齿沿圆周接近全啮合，因此，同时参加啮合的齿数多，理论上可达总齿数的75％～98％(对应单级传动比变化范围)以上，这是其它齿轮传动(摆线针轮和活齿行星轮传动的重合度为≤50％，谐波齿轮传动的重合度为30％～40％)所不及的。④承载能力强。由于重合度大，同时啮合的齿数多，且承载轮齿在圆周对称方向上构成多对力偶形式，故其承载能力强，约比体积和传动比相同的其它齿轮传动的承载能力高出2～5倍以上。⑤加工工艺性好。因组成构件的工作型面，为简单的圆或圆弧，加工不需特殊设备和尖端技术，且因组成构件均为刚性件(如谐波齿轮的柔性轮，对选材有较高要求，加工需专用设备)，便于加工，并且活齿可选现成的滚珠或滚柱标准件系列，使整体加工变得容易。⑥传动精度高。由于重合度大，存在多齿啮合的平均效应，其传动精度比精度等级相同的其它齿轮传动高1～4倍以上。综上所述，本专利技术可用于代替渐开线少齿差齿轮传动、摆线针轮传动和活齿行星轮传动机构使用。且由于重合度大及全部构件均为刚性等特点，在某些场合下，也可代替谐波齿轮传动。因此，本专利技术可在纺织、化工、起重运输、工程机械和航天工程等领域，广泛应用，蕴含着巨大的经济效益和社会效益。设计举例如图2所示，作图比例M2∶1。已知条件Z2=10、Z4=8、α=36°、β=22.5°、θ=45°、r1=14、r2=4、r3=20、r4=9、d1=8、d2=37、d3=40。传比计算I134=11-z2z4=11-108=-4]]>I143=11-z4z3=11-810=5]]>I314=z4z2=810=0.8]]>权利要求1.一种滚动活齿内双圆弧轮传动机构，包含有内双圆弧轮(1)，滚动活齿(2)，活齿架(3)和外齿轮(4)，其特征是活齿架(3)在内双圆弧轮(1)和外齿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滚动活齿内双圆弧轮传动机构，包含有内双圆弧轮（１），滚动活齿（２），活齿架（３）和外齿轮（４），其特征是活齿架（３）在内双圆弧轮（１）和外齿轮（４）之间，滚动活齿（２）分布在活齿架（３）的径向孔内，同内双圆弧轮（１）相接触，同外齿轮（４）相啮合，可在径向孔内往复运动；内双圆弧轮（１）为筒形，在横截面上，外廓线是圆或其它曲线，内廓线为双圆弧；滚动活齿（２）的齿数Ｚ↓［２］多于外齿轮（４）的齿数Ｚ↓［４］，Ｚ↓［２］－Ｚ↓［４］＞ｎ，ｎ为大于１的自然数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴庆国，吴克，
申请(专利权)人：吴庆国，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]