轨道齿轮传动齿形、轨道齿轮传动及利用轨道齿轮传动的绞盘制造技术

公开了一种用于轨道齿轮传动机构的齿形，其中包括外部齿轮（１０）和内部齿轮（３０）。所述齿轮中至少有一个齿轮受约束进行轨道运动，而将旋转运动传递到另一个齿轮上。内部齿轮（３０）的齿（３４）的齿形为正弦曲线形，至少在内部齿轮（３０）的节圆（３６）的邻近区域为正弦曲线形，节圆（３６）与齿（３４）的正弦曲线形齿形的拐点（５２）相重合。外部齿轮（１０）具有节圆（２５），内部齿轮（３０）的拐点（１９）滚过外部齿轮（１０）的齿（１４）的齿形上的点，此处节圆（２５）与齿（１４）的齿形相交。还公开了一种轨道传动系统，其中一个或另一内部齿轮（１０）或外部齿轮（３０）安装在偏心元件（６３）上，偏心元件（６３）由输入轴（６４）驱动。轨道控制盘（６７）或减速齿轮（１１０）约束一个齿轮（１０或３０）进行轨道运动，盘（６７）或减速齿轮（１１０）具有一个用来固定盘（６７）或减速齿轮（１１０）的制动元件（８０）。为了将传动机构置于空档可将制动器（８０）释放；这样轨道控制盘（６７）就可转动，而不限制外部齿轮（１０）或内部齿轮（３０）进行轨道运动。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种轨道齿轮传动的齿形、一种轨道齿轮传动机构及绞盘，例如游艇甲板绞盘和用于提升重货物的升举器绞盘，这些装置中均包含轨道齿轮传动机构。动力的传送包括利用回转式机械传送的大扭矩负载通常是由不同的齿轮系统来完成的。在需要进行大比率减速及进行扭矩转换时通常利用正齿轮或行星齿轮系。这些机构由于包括许多部件而变得笨重。蜗杆和蜗轮传动提供了一种简单的替代方式，但是因为齿轮啮合依赖滑动接触，所以在大负载下这些装置就很无效。正齿轮和行星齿轮利用齿轮齿进行滚动接触，所用齿轮齿的表面形状为渐开线形，这样就产生了高效传动。轨道齿轮系统的运行是通过一个具有外齿的齿轮与在另一个轨道齿轮的内表面上形成啮合齿进行啮合转动，这种轨道齿轮系统是公知的。另外还已知这种齿轮系统具有从较简单的机器上提供很大减速的能力。与正齿轮或周转行星齿轮系统不同，其中的齿的啮合是依靠两个柱体在其外表面上的一起滚动，轨道齿轮是使一个柱体在另一个齿轮的内表面上滚动。正齿轮或齿条的齿在柱体的表面做较小的周转运动，因此啮合过程或多或少地与柱体的表面相切，这种运动就产生了齿轮齿表面的渐开线表面。相反，轨道齿轮在内齿轮的内表面上作摆线运动，因此啮合过程基本上是径向的，在负载作用下其渐开线形齿轮齿只产生高摩擦滑动接触。直到现在上述现象仍使轨道齿轮几乎成为一个工程奇事。为了利用轨道运动齿轮的其他重要特征，一些企业尝试利用简单的摆线齿形式。这种齿轮齿形式也产生滑动接触，虽然轴承的布置和协作减少了摩擦问题，但是也极大地增大了机械的尺寸和复杂性，这样就限制了这种机械的用途。因此需要开发一种新型齿轮以使轨道齿轮系统只使用齿的滚动啮合，同时遵守刚体齿轮啮合的基本规则，从而在无滑动的情况下确保齿轮的节圆一起滚动。本专利技术的第一方面在于一种用于轨道齿轮系统的齿轮，该齿轮包括齿轮体；齿轮体上的多个外齿，所述多个外齿用来与外部齿轮的内齿啮合；多个具有啮合表面和相反表面的外齿，所述外齿与外部齿轮的齿啮合；和在接触表面的至少部分长度上具有正弦曲线齿形，齿轮具有节圆，正弦曲线齿形上具有一个基本位于齿轮节圆上的拐点。本专利技术的第一方面还在于一种轨道齿轮系统，该轨道齿轮系统包括一个内部齿轮和一个外部齿轮；所述内部齿轮具有多个外齿，所述多个外齿具有一个接触表面和一个相反接触表面，在接触表面的至少部分长度上具有正弦曲线齿形，内部齿轮具有一个节圆，正弦曲线齿形上具有一个位于第一齿轮节圆上的拐点。外部齿轮具有多个与内部齿轮的外齿相啮合的内齿，所述内齿具有与内部齿轮的外齿的啮合面相啮合的啮合面，外部齿轮具有一个节圆；其中将内部齿轮和外部齿轮安装后从一个齿轮向另一个齿轮进行动力传递时，外齿的拐点与内部齿轮的啮合表面上的一点相啮合并沿其滚动，在此处外部齿轮的节圆与外部齿轮的啮合表面相交。本专利技术的第一个方面提供了一种包括轨道齿轮系统的轨道齿轮传动机构。本专利技术的第一个方面还提供了一种旋转传动机构，包括；具有接触元件的第一体；具有接触元件的第二体，第二体的接触元件用来与第一体的接触元件相啮合，并将旋转运动从第一体传递到第二体；第一体或第二体中的一个相对于二者中的另一个进行轨道运动；第一体的部件与第二体的部件相互啮合，传送旋转运动时二者相互进行杯状(cupsoid)摆线运动，并且通过两个部件中的一个在另一个部件的正弦曲线形表面上的摆动而使二者进行径向接触。本专利技术的第一个方面提供了一种齿形，该齿形极大地提高了轨道齿轮系统和轨道齿轮传动机构的性能。本专利技术第一方面所提供的齿轮、系统和传动机构遵守滚动齿轮规则，但能阻止内部齿轮和外部齿轮的节圆之间的滑动。滚动接触发生在每个齿轮大约4％的圆周上，但轨道齿轮系统中有多个齿轮进行相互啮合。本专利技术可使轨道齿轮具有相等直径的节圆。因为内部齿轮和外部齿轮的节圆工作而使齿轮啮合平稳，因此，以正弦曲线形式形成的内部齿轮的部分啮合面与系统的两个参数有关，即轨道系统的偏心率和给定数目齿的节圆的直径。所述齿轮可利用精密机械如激光切割机或线切割机来制造，但是也可通过成形机如费洛成形机来制造，也可利用其他工具如利用滚齿工具依据生产这种齿轮的规则来制造这种齿轮。利用本专利技术的该方面所提供的齿形的轨道齿轮系统，具有从简单机械上得到较低的减速及在负载下停止的能力，并且这种轨道齿轮系统能够保持静止直至输入传动时该循环运动继续进行。此外，通过将轨道系统中的轨道控制机构释放而将传动机构有效地放至空档可使传动机构很容易地脱开。所优选的正弦曲线齿形是由下面的等式来定义的y＝f(D)Sin{πWDθg(ε)}其中D为节圆直径；W为齿宽度；ε为偏心率；θ为角位移；在上面的限制条件中，内部齿轮的直径D应大于外部齿轮直径D的三分之二。被截短的内部齿轮的外齿最好具有一个平坦表面，啮合表面的正弦曲线部分从齿轮的节圆上径向向内的一个点延伸至截断表面。沿外齿的相反表面的至少一部分长度上最好提供有正弦曲线齿形。相反表面的正弦齿形上具有一位于齿轮节圆上的拐点，因此齿轮可在前后方向上运动，且其啮合面与外部齿轮的内齿在一个方向上啮合，在相反方向上运动时其相反表面可有效地成为其转动的啮合面。外齿的啮合面和其相反表面最好相互为镜像。内部齿轮的啮合表面最好为偏斜的平坦表面，该表面从径向的外部一点延伸至外部齿轮的节圆与啮合表面相交的点。平坦表面相对于外部齿轮的半径的角度，最好由形成正弦曲线形的外齿在正弦曲线形的拐点处的正弦的导数来确定。内齿的啮合表面最好从啮合表面与外部齿轮的节圆的交点径向向内延伸至内齿的径向最内点。内齿最好具有相反表面，该相反表面为啮合表面的镜像，所述相反表面成为齿轮系统的反向运动时的啮合表面。本专利技术的第二个方面涉及一种轨道齿轮传动机构。本专利技术的这一方面在于一种轨道齿轮传动机构，包括；一个具有多个外齿的内部齿轮；一个具有多个内齿的外部齿轮，用于与内部齿轮的外齿啮合；内部齿轮或外部齿轮之一安装在偏心元件上；和用来啮合内部齿轮或外部齿轮的轨道控制装置安装在偏心元件上，这样就可控制安装在偏心元件上的内部齿轮或外部齿轮进行轨道运动。本专利技术的这一方面为机械提供了一种传动机构，如绞盘包括升举器及游艇用甲板绞盘，所述传动机构为简单机械提供了高效率和低减速。为了控制安装在偏心元件上的内部齿轮或外部齿轮的轨道运动，最好利用制动装置来啮合轨道控制装置及保持轨道控制装置的静止，其中为了释放轨道控制装置则制动装置应可被释放，这样轨道控制装置就不再控制轨道运动，从而内部齿轮或外部齿轮可自由转动而将传动机构置于空档。轨道控制装置包括一个具有开口或销子的轨道控制盘，其中的开口或销子各自与位于内部齿轮或外部齿轮上的销子或开口相结合，内部齿轮或外部齿轮安装在偏心元件上。内部齿轮或外部齿轮的配置最好根据上述的本专利技术的第一个方面。在本专利技术的其他实施例中，轨道控制装置包括一个具有齿轮齿的减速控制齿轮，所述齿轮齿与安装在偏心元件上的内部齿轮或外部齿轮的控制齿轮齿相啮合。减速控制齿轮可使安装在偏心元件上的内部齿轮或外部齿轮进行减速运动，这样就可提供特别低的减速。根据本专利技术的第二个方面的传动机构最好应用在绞盘中。在一个实施例中绞盘为升举器的形式，该升举器具有安装在输入轴上的输入滑轮，输入轴安装在偏心元件上，输出滑轮安装在内部齿轮或外部齿轮上，内部齿轮或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于轨道齿轮系统的齿轮，包括： 一个齿轮体； 多个位于齿轮体上的外齿，所述外齿用来与外部齿轮的内齿相啮合； 多个具有用于与外部齿轮的齿啮合的啮合表面和相反表面的外齿； 在接触表面的至少部分长度上具有正弦曲线齿形，齿轮具有节圆，正弦曲线齿形上具有一个基本位于齿轮节圆上的拐点。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克P威尔莫特，
申请(专利权)人：艾姆博里治有限公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]