一种纯滚动齿轮机构制造技术

本发明专利技术公开了一种纯滚动齿轮机构。在机架上安装有两个轴线平行或相交的摩擦轮，两轮相切接触，依靠摩擦力做纯滚动，其上分别均布有凸出和凹下的配对齿形，使得在与两摩擦轮轴线垂直的任一啮合平面或球面内，配对齿形只在两节圆的公切点上相切接触、瞬时啮合，形成摩擦传动与啮合传动共存的传动机构。如果在任何瞬时都至少存在两个瞬时啮合点，它们分别位于不同的啮合平面或球面内，形成无隙啮合，就可以仅保留啮合传动，而不再需要摩擦传动，但两轮之间依旧为纯滚动，没有相对滑动。本发明专利技术综合了摩擦传动与啮合传动的主要优点：它既无滑动摩擦、无需润滑，又有准确速比。在载荷不大、需要准确速比又不便进行润滑的场合有着广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及齿轮机构，尤其是涉及在啮合时没有相对滑动的一种纯滚动齿轮机构。
技术介绍
在机械传动中，摩擦轮机构与齿轮机构是两种互补的机构，它们的传动原理完全不同。摩擦轮机构中有两个摩擦轮，它们具有封闭的光滑轮廓；工作时两摩擦轮相切接触依靠摩擦力做纯滚动，通常不必润滑；但摩擦轮机构难以保证准确的速比。齿轮机构中有两个齿轮，每个齿轮上分别均布有凸出和凹下的配对齿形；工作时两轮靠轮齿的啮合传动，可以保证准确的速比；但啮时都有相对滑动，存在滑动摩擦，通常需要润滑。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种纯滚动齿轮机构，能够综合摩擦传动与齿轮传动的主要优点，而避免其各自的主要缺点。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:技术方案1:一种纯滚动齿轮机构:在机架上安装有两个轴线平行的摩擦轮，两摩擦轮相切接触依靠摩擦力做纯滚动，两摩擦轮的圆柱面上分别均布有凸出和凹下的配对齿形，使得在与两摩擦轮轴线垂直的任一啮合平面内，配对的齿形只在两节圆的公切点上相切接触、瞬时啮合；两摩擦轮在啮合时没有相对滑动，形成摩擦传动与啮合传动共存的传动机构。所述的两个摩擦轮中，在第一个摩擦轮的圆柱面上均布有凸出在外的球形齿；在第二个摩擦轮的圆柱面上均布有与第一个摩擦轮上的球形齿齿距相等的、瞬时啮合的锥形孔；锥形孔的母线是渐开线、圆弧或直线；啮合点既在球形齿球面的大圆上，又在锥孔的棱边上。所述的两个摩擦轮中，在第一个摩擦轮的圆柱面上均布有凸出在外的螺旋齿；在第二个摩擦轮的圆柱面上均布有与第一个摩擦轮上的螺旋齿齿距相等的、瞬时啮合的螺旋槽；在任一啮合平面内，啮合点附近的齿形是渐开线、圆弧或直线；啮合点既在螺旋齿表面的内部，又在螺旋槽表面的棱边上。所述的两个摩擦轮中，第二个摩擦轮上的所有螺旋槽都沿半径向外延伸形成凸出在外的螺旋凸起，使啮合点出现在螺旋槽表面的内部，而不是出现在螺旋槽表面的棱边上；为了不与第二个摩擦轮上的螺旋凸起发生干涉，在第一个摩擦轮的圆柱面上所有螺旋齿的两侧都分布有不参与啮合的螺旋辅槽。技术方案2:一种纯滚动齿轮机构:在机架上安装有两个轴线平行的齿轮，在第一个齿轮的圆柱面上均布有凸出的螺旋齿，在第二个齿轮的圆柱面上均布有与第一个齿轮上的螺旋齿齿距相等的、瞬时啮合的凹下的螺旋槽；在与两齿轮轴线垂直的任一啮合平面内，配对的螺旋齿与螺旋槽之间只在两轮节圆的公切点上相切接触、瞬时啮合，两齿轮在啮合时没有相对滑动；螺旋齿与螺旋槽的螺旋角应保证在任何瞬时都至少存在两个啮合点，两个啮合点分别位于不同的啮合平面内，形成无隙啮合；在任一啮合平面内，啮合点附近的齿形是渐开线、圆弧或直线。技术方案3:一种纯滚动齿轮机构:在机架上安装有两个轴线相交的摩擦轮，两摩擦轮相切接触依靠摩擦力做纯滚动，两摩擦轮的圆锥面上分别均布有凸出和凹下的配对齿形，使得在与两摩擦轮轴线垂直的任一啮合球面内，配对的齿形只在两节圆的公切点上相切接触、瞬时啮合；两摩擦轮在啮合时没有相对滑动，形成摩擦传动与啮合传动共存的传动机构。所述的两个摩擦轮中，在第一个摩擦轮的圆锥面上均布有凸出在外的球形齿；在第二个摩擦轮的圆锥面上均布有与第一个摩擦轮上的球形齿齿距相等的、瞬时啮合的锥形孔；锥形孔的母线是渐开线、圆弧或直线；啮合点既在球形齿球面的大圆上，又在锥孔的棱边上。所述的两个摩擦轮中，在第一个摩擦轮的圆锥面上均布有凸出在外的螺旋齿；在第二个摩擦轮的圆锥面上均布有与第一个摩擦轮上的螺旋齿齿距相等的、瞬时啮合的螺旋槽；在任一哨合球面内，哨合点附近的齿形是球面渐开线、圆弧或哨合球面内的大圆；哨合点既在螺旋齿表面的内部，又在螺旋槽表面的棱边上。所述的两个摩擦轮中，第二个摩擦轮上的所有螺旋槽都沿半径向外延伸形成凸出在外的螺旋凸起，使啮合点出现在螺旋槽表面的内部，而不是出现在螺旋槽表面的棱边上；为了不与第二个摩擦轮上的螺旋凸起发生干涉，在第一个摩擦轮的圆锥面上所有螺旋齿的两侧都分布有不参与啮合的螺旋辅槽。技术方案4:一种纯滚动齿轮机构:在机架上安装有两个轴线相交的齿轮，在第一个齿轮的圆锥面上均布有凸出的螺旋齿，在第二个齿轮的圆锥面上均布有与第一个齿轮上的螺旋齿齿距相等的、瞬时啮合的凹下的螺旋槽；在与两齿轮轴线垂直的任一啮合球面内，配对的螺旋齿与螺旋槽之间只在两轮节圆的公切点上相切接触、瞬时啮合，两齿轮在啮合时没有相对滑动；螺旋齿与螺旋槽的螺旋角应保证在任何瞬时都至少存在两个啮合点，两个啮合点分别位于不同的啮合球面内，形成无隙啮合；在任一啮合球面内，啮合点附近的齿形是球面渐开线、圆弧或啮合球面内的大圆。本专利技术具有的有益效果是:作为摩擦轮机构与齿轮机构的杂合或变异，它综合了摩擦传动与啮合传动的主要优点，而避免了各自的主要缺点:它既无滑动摩擦、无需润滑，又有准确速比。当然，与一般摩擦传动相比，它增加了复杂性；与一般齿轮传动相比，它降低了承载能力。因而在载荷不大、需要准确速比又不便进行润滑的场合有着广阔的应用前景。附图说明图1是本专利技术的工作原理图。图2是图1在啮合点附近的工作原理图。图3是本专利技术的第一种具体形式图，称为校正啮合式。图4是本专利技术的第二种具体形式图，称为棱边啮合式。图5是图4的改进形式图。图6是本专利技术的第三种具体形式图，称为正常啮合式。图7是本专利技术的第四种具体形式图，称为单纯啮合式。图8是轴线相交时的校正啮合式图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术的工作原理图。位于同一啮合平面内的、圆心分别为点O1与点O2的两个节圆P1与P2相切于节点P。过节点P作一条斜直线与点O1与点O2的连线夹角为Y，并与圆心在点O1与点O2的两基圆B1与B2分别相切于点A1与点A2。过节点P可以分别作出基圆B1与B2的渐开线Γ i与Γ 2，它们在节点P的曲率中心分别是点A1与点A2。根据公知的渐开线啮合原理，当两个节圆P1与P2做纯滚动时，渐开线Γ i与Γ 2保持相切接触的啮合状态，但在除节点P之外的其它啮合点处均有相对滑动。为了避免相对滑动，本专利技术将啮合点限制在节点P处，而在其它位置则保持分离状态。为满足这一要求，方法之一是:将基圆B1与B2之一或两者同时向节点P收缩，获得一对新的渐开线，则它们仅在节点P处相切接触、瞬时啮合，在其它位置必处于分离状态。例如由基圆B2向节点P收缩得到的、圆心位于点O3点的基圆B3的渐开线Γ3，它在节点P的曲率中心是点A3 ;由于除节点P之外，渐开线1%完全落在Γ2的内侧，所以在图示瞬时渐开线「3与^相切啮合，但在其它位置则处于分离状态。当然，用于本专利技术的齿形并不局限于渐开线，任何仅在节点P处相切接触而在其它位置处于分离状态的一对平面曲线均可选用。因此，方法之二是:将渐开线之一或两者同时换成圆弧或直线。例如图中显示了圆弧Γ4与直线「5相切接触、瞬时啮合的情形，它们在其它位置处于分离状态，可以满足本专利技术的要求。对于轴线相交的情形，位于同一啮合球面内的、球面上圆心分别为点O1与点O2的两个节圆P1与P2相切于节点P。过节点P作一个啮合球面的大圆与过点O1与O2的大圆夹角为Y，并与球面上圆心在点O1与点O2的两基圆B1与B2分别相切于点A1与点Α2。过节点P可以分别作出基圆B1与B2的球面渐开线^与Γ2，它们在节点P的球面曲率中心分别是点A1与点Α2。根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纯滚动齿轮机构，其特征在于：在机架上安装有两个轴线平行的摩擦轮，两摩擦轮相切接触依靠摩擦力做纯滚动，两摩擦轮的圆柱面上分别均布有凸出和凹下的配对齿形，使得在与两摩擦轮轴线垂直的任一啮合平面内，配对的齿形只在两节圆的公切点上相切接触、瞬时啮合；两摩擦轮在啮合时没有相对滑动，形成摩擦传动与啮合传动共存的传动机构。

【技术特征摘要】
1.种纯滚动齿轮机构，其特征在于:在机架上安装有两个轴线平行的摩擦轮，两摩擦轮相切接触依靠摩擦力做纯滚动，两摩擦轮的圆柱面上分别均布有凸出和凹下的配对齿形，使得在与两摩擦轮轴线垂直的任一啮合平面内，配对的齿形只在两节圆的公切点上相切接触、瞬时啮合；两摩擦轮在啮合时没有相对滑动，形成摩擦传动与啮合传动共存的传动机构。2.据权利要求1所述的一种纯滚动齿轮机构，其特征在于:所述的两个摩擦轮中，在第一个摩擦轮的圆柱面上均布有凸出在外的球形齿；在第二个摩擦轮的圆柱面上均布有与第一个摩擦轮上的球形齿齿距相等的、瞬时啮合的锥形孔；锥形孔的母线是渐开线、圆弧或直线；啮合点既在球形齿球面的大圆上，又在锥孔的棱边上。3.据权利要求1所述的一种纯滚动齿轮机构，其特征在于:所述的两个摩擦轮中，在第一个摩擦轮的圆柱面上均布有凸出在外的螺旋齿；在第二个摩擦轮的圆柱面上均布有与第一个摩擦轮上的螺旋齿齿距相等的、瞬时啮合的螺旋槽；在任一啮合平面内，啮合点附近的齿形是渐开线、圆弧或直线；啮合点既在螺旋齿表面的内部，又在螺旋槽表面的棱边上。4.据权利要求3所述的一种纯滚动齿轮机构，其特征在于:所述的两个摩擦轮中，第二个摩擦轮上的所有螺旋槽都沿半径向外延伸形成凸出在外的螺旋凸起，使啮合点出现在螺旋槽表面的内部，而不是出现在螺旋槽表面的棱边上；为了不与第二个摩擦轮上的螺旋凸起发生干涉，在第一个摩擦轮的圆柱面上所有螺旋齿的两侧都分布有不参与啮合的螺旋辅槽。5.种纯滚动齿轮机构，其特征在于:在机架上安装有两个轴线平行的齿轮，在第一个齿轮的圆柱面上均布有凸出的螺旋齿，在第二个齿轮的圆柱面上均布有与第一个齿轮上的螺旋齿齿距相等的、瞬时啮合的凹下的螺旋槽；在与两齿轮轴线垂直的任一啮合平面内，配对的螺旋齿与螺旋槽之间只在两轮节圆的公切点上相切接触、瞬时啮合，两齿轮在啮合时没有相对滑动；螺旋齿与螺旋槽的螺旋角应保证在任何瞬时都至少存在两个啮合点，两个啮合点分别位于不同的啮合平面内，形成无隙啮合；在任一啮合平面内，啮合点附近的齿形是渐开线、圆弧或直线。6.种纯滚动齿轮机...

【专利技术属性】
技术研发人员：李立新，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：