CN100363649C - 多滚轮摩擦盘传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多滚轮摩擦盘传动机构，它包括输入圆盘(1)、输出圆盘(2)，输入圆盘(1)和输出圆盘(2)之间设有可在两圆盘(1、2)的盘面上滚动的调速滚轮(3)；调速滚轮(3)为两个以上，各调速滚轮(3)均匀地分布在两圆盘(1、2)间的盘面上，各调速滚轮(3)的转轴(4)之间设有转向联动机构。本发明传动机构的调速滚轮为两个以上，且各调速滚轮均匀地分布在两圆盘间的盘面上，使得输入圆盘、输出圆盘的盘面受力均匀，两圆盘的转轴不会偏心受力，因此整个传动机构工作的稳定。各调速滚轮的转轴之间设有转向联动机构，使得各调速滚轮转动保持一致，确保了输出圆盘与输入圆盘之间的传动比的稳定性，实现传动比的连续可调节。

Description

多滚轮摩擦盘传动机构

技术领域

本发明涉及传动机构，特别是基于滚轮摩擦传动的摩擦盘传动机构。

背景技术

现有的基于滚轮摩擦传动的摩擦盘传动机构(如图12所示)，它包括输入圆盘1、输出圆盘2，输入圆盘1和输出圆盘2之间设有可在两圆盘1、2的盘面上滚动的调速滚轮3。其工作原理为：输入圆盘1的转动ω_i，带动输入圆盘1和输出圆盘2之间的调速滚轮3滚动，滚动的调速滚轮3使输出圆盘2以ω_o转动。此时，输出圆盘2与输入圆盘1之间的传动比关系取决于调速滚轮3相对于输入圆盘1和输出圆盘2的位形，也就是说，只要改变调速滚轮3的转轴4的角位移，就可以改变输出圆盘2与输入圆盘1之间的传动比。由于调速滚轮3的转动可以是连续的，即调速滚轮3相对于输入圆盘1和输出圆盘2的转动角位移可以是连续变化的，因此可实现输入圆盘1与输出圆盘2之间的转动传动比的连续调节。

如图12所示的现有摩擦盘传动机构，输入圆盘1和输出圆盘2之间都只设一个调速滚轮3，这是因为：如果设置两个以上的调速滚轮，当各调速滚轮转动的角位移不同时，会造成输出圆盘与输入圆盘之间的传动比的不稳定变化，实际上达不到传动比的连续可调节的效果。

但输入圆盘和输出圆盘之间都只设一个调速滚轮，却会造成输入圆盘、输出圆盘的盘面受力不均匀的缺陷，使得输入圆盘、输出圆盘的转轴8偏心受力，造成整个传动机构工作的不稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种多滚轮摩擦盘传动机构，该传动机构的输入圆盘、输出圆盘的盘面受力均匀，输入圆盘、输出圆盘的转轴不会偏心受力，整个传动机构工作稳定。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

多滚轮摩擦盘传动机构，它包括输入圆盘、输出圆盘，输入圆盘和输出圆盘之间设有可在两圆盘的盘面上滚动的调速滚轮；调速滚轮为两个以上，各调速滚轮均匀地分布在两圆盘间的盘面上，各调速滚轮的转轴之间设有转向联动机构。

上述方案中，它还包括与调速滚轮数量相同的圆环、用于将圆环支撑在一个平面上的支架；一个调速滚轮设置在一个圆环内，调速滚轮的转轴两端连接在圆环的内壁上；转向联动机构为带动各圆环同时转动的联动机构。

上述方案中，各圆环均为规格相同的齿轮毂，转向联动机构为齿轮联动机构。

上述方案中，转向联动机构为皮带联动机构。

上述方案中，支架包括支座和与调速滚轮数量相同的圆环套，各圆环套固定在支座上；各圆环的一段分别插入在各圆环套内，另一段用于与转向联动机构配合。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、它的调速滚轮为两个以上，且各调速滚轮均匀地分布在两圆盘间的盘面上，使得输入圆盘、输出圆盘的盘面受力均匀，两圆盘的转轴不会偏心受力，因此整个传动机构工作的稳定。

2、各调速滚轮的转轴之间设有转向联动机构，使得各调速滚轮转动保持一致，确保了输出圆盘与输入圆盘之间的传动比的稳定性，实现传动比的连续可调节。

3、转向联动机构为皮带联动机构或齿轮联动机构，结构简单，成本低。

4、支架可稳定地将内设有调速滚轮的圆环均匀地支撑在两圆盘间之间，且不会影响转向联动机构的工作。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图

图2为本发明实施例的分解结构示意图

图3为输入圆盘与调速滚轮之间的运动传递关系

图4为调速滚轮与输出圆盘之间的运动传递关系

图5为齿轮毂圆环的结构示意图

图6为本发明实施例的结构原理图

图7、8、9、10、11为各种转向联动机构的结构原理图

图12为现有的摩擦盘传动机构的结构原理图

具体实施方式

如图1、2所示的本发明实施例，传动机构包括底座9、输入圆盘1、输出圆盘2，两圆盘1、2的轴8分别通过轴承7由支架10支撑在底座9上。输入圆盘1和输出圆盘2之间设有三个可在两圆盘1、2的盘面上滚动的调速滚轮3，各调速滚轮3均匀地分布在两圆盘1、2间的盘面上，各调速滚轮3的转轴4之间设有转向联动机构。

如图1、2、5所示，传动机构还包括三个(与调速滚轮3数量相同)圆环5、用于将圆环5支撑在一个平面上的支架6。一个调速滚轮3设置在一个圆环5内，调速滚轮3的转轴4两端连接在圆环5的内壁上。支架6包括支座602和三个与调速滚轮3数量相同圆环套601，各圆环套601固定在支座602上，支座602固定在底座9上。

如图2、5、7所示，各圆环5的一段分别插入在各圆环套601内，另一段用于与转向联动机构配合，即：各圆环5均为规格相同的齿轮毂，齿轮毂的外壁的一段光滑，用于插入在圆环套601内，另一段为用于与转向联动机构配合的齿轮。

转向联动机构为带动各圆环5同时转动的联动机构，它为齿轮联动机构，它包括与各圆环5齿轮啮合的齿轮12、用于带动齿轮12的步进电机11。

如图3、4，本发明实施例的工作原理为：

三个调速滚轮3均匀地分布在输入圆盘1和输出圆盘2之间，且都与输入圆盘1和输出圆盘2形成滚动接触。在圆盘之间的滚动摩擦作用下，输入圆盘1的转动ω_i通过调速滚轮3传递给输出圆盘2，使输出圆盘2以ω_o转动。此时，输出圆盘2与输入圆盘1之间的传动比关系取决于调速滚轮3相对于输入圆盘1和输出圆盘2的位形(即图中所示的角位移θ)。由于调速滚轮3的圆环5是一个外齿轮，它们同时与齿轮12构成外啮合构成传动、联动关系。当步进电机11使齿轮12转动一个角位移，就可调整所有圆环5转动，从而使各调速滚轮3的转轴4相对于输入圆盘1和输出圆盘2转动一个角位移θ。由于圆环5的转动可以是连续的，则调速滚轮3相对于输入圆盘1和输出圆盘2的转动角位移θ可以是连续变化的，从而可实现输入圆盘1与输出圆盘2之间的转动传动比的连续调节。

输入圆盘1与输出圆盘2之间的转动传动比计算不失一般性，这里以本实施例进行运动传递关系的分析计算。输入圆盘1与调速滚轮3之间的运动传递关系如图3所示，调速滚轮3与输出圆盘2之间的运动传递关系如图4所示。

在图3中，线速度v是调速滚轮3上的与输入圆盘1接触点的速度，计算为：

v＝Rω_i cosθ    (1)

这里的R是调速滚轮3与输入圆盘1的接触点距输入圆盘1中心的距离，ω_i是输入圆盘1的转动角速度。

在图4中的线速度v_o是输出圆盘1上的与调速滚轮3接触点的速度，计算为：

-v_o＝-vcosθ＝-Rω_icos²θ    (2)

这里的v是调速滚轮3上的与输出圆盘2接触点的速度，在数值上有v＝Rω_icosθ。因此，若输出圆盘2的转动角速度为ω_o，且调速滚轮3与输出圆盘2接触点距输出圆盘2中心的距离仍为R时，可依据式(1)、(2)计算出输出圆盘2的转速ω_o与输入圆盘1的转速ω_i之间的关系为：

${\mathrm{\ω}}_o=-\frac{v_o}{R}=-{\mathrm{\ω}}_i{\cos }^2\mathrm{\θ}---\left(3\right)$

本发明传动机构的转向联动机构可以有很多种形式，如图9所示的齿轮联动机构，它的传动齿轮12为内齿齿轮。如图8所示的转向联动机构，它的传动齿轮12由皮带13带动。如图10所示，传动机构具有5个圆环5，各圆环5由皮带联动机构带动，皮带13为普通皮带或齿形带或链条。如图11所示，传动机构具有2个圆环5。

本发明传动机构，它的角位移θ的调节和控制，可以通过多种方式(包括手动、伺服驱动等)实现，即可步进电机和手柄调节，因而机构的转动传动比的连续调节是方便的。另外，机构的输入圆盘1和输出圆盘2是对称，因此，输入圆盘1和输出圆盘2可以对换使用。

本发明传动机构具有两个以上调速滚轮3，以上只以2、3、5个调速滚轮3为例说明本发明的原理和设计，其实当有2、3、4、5、6…等多个均匀分布的调速滚轮3传动时，原理均相同。

Claims (4)

1.多滚轮摩擦盘传动机构，它包括输入圆盘(1)、输出圆盘(2)，输入圆盘(1)和输出圆盘(2)之间设有可在两圆盘(1、2)的盘面上滚动的调速滚轮(3)；其特征在于：调速滚轮(3)为两个以上，各调速滚轮(3)均匀地分布在两圆盘(1、2)间的盘面上，各调速滚轮(3)的转轴(4)之间设有转向联动机构；

传动机构还包括与调速滚轮(3)数量相同的圆环(5)、用于将圆环(5)支撑在一个平面上的支架(6)；一个调速滚轮(3)设置在一个圆环(5)内，调速滚轮(3)的转轴(4)两端连接在圆环(5)的内壁上；转向联动机构为带动各圆环(5)同时转动的联动机构。

2.如权利要求1所述的传动机构，其特征在于：各圆环(5)均为规格相同的齿轮毂，转向联动机构为齿轮联动机构。

3.如权利要求1所述的传动机构，其特征在于：转向联动机构为皮带联动机构。

4.如权利要求2或3所述的传动机构，其特征在于：支架(6)包括支座(602)和与调速滚轮(3)数量相同的圆环套(601)，各圆环套(601)固定在支座(602)上；各圆环(5)的一段分别插入在各圆环套(601)内，另一段用于与转向联动机构配合。

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