CN100412414C - 复式系杆同步带传动周转轮系 - Google Patents

Abstract

公开了一种复式系杆同步带传动周转轮系，其特征是：有二个中心轮和一个复式系杆，中心轮和复式系杆均空套在一个中心轴上，其中一个中心轮带动第一行星轮，该行星轮与第二行星轮固装在同一轴上；另一个中心轮带动第四行星轮，第四行星轮和第三行星轮固装在同一轴上；装有行星轮的轴空套在复式系杆的轴孔中；第二行星轮和第三行星轮又相互传动；当该周转轮系用作行星轮系时，其中一个中心轮被锁定，另一个中心轮和复式系杆为传动的输入输出件。其有益效果为：仅用一级行星轮系即可实现极大的达到10000以上的传动比，且根据组成的同步带轮的齿数不同，形成不同的传动比。传动精度高，结构简化，成本降低，方便维修，噪音减少。可制成独立的减速装置。

Description

复式系杆同步带传动周转轮系

技术领域：

本发明涉及机械传动技术中的减速装置，是一种周转轮系，具体地说，是一种复式系杆同步带传动周转轮系。

背景技术：

迄今为至周转轮系主要用作传动，存在一系列不足之处，首先是中心轮、行星轮都是齿轮，传动时的噪音大；且由于齿轮传动误差带来的力不均衡，还要增加均衡装置，导致结构复杂，成本高，安装维修困难。另一不足之处是传动比一般为100以下，如要求更大的传动比必须采用多级串联的形式。也有采用滚轮或钢珠作为传动元件构成周转轮系的，但因为滚轮和钢珠通过摩擦传动，产生打滑现象，所以传动精度低，而且为了保证足够的摩擦力，必须加大滚轮或钢珠与其配合件之间的正压力，使得结构庞大，效率低下。

发明内容：

本发明的目的是提供一种用于解决现有的周转轮系传动比不够大和传动装置过于复杂及噪音大问题，传动精度高，简化了结构，降低了成本，方便了维修，且减少了噪音的复式系杆同步带传动周转轮系。

本发明的技术解决方案是：一种复式系杆同步带传动周转轮系，其特征是：有二个中心轮和一个复式系杆，中心轮和复式系杆均空套在一个中心轴上，其中一个中心轮带动第一行星轮，该行星轮与第二行星轮固装在同一轴上；另一个中心轮带动第四行星轮，第四行星轮和第三行星轮固装在同一轴上；装有行星轮的轴空套在复式系杆的轴孔中；第二行星轮和第三行星轮又相互传动；当该周转轮系用作行星轮系时，其中一个中心轮被锁定，另一个中心轮和复式系杆为传动的输入输出件。

本发明中所述的所有传动件由同步带及同步带轮组成。第二行星轮和第三行星轮置于中心轴的两侧。中心轮与第一行星轮间、第四行星轮间均有中心距调节机构。第二行星轮和第三行星轮之间的复式系杆上安装有张紧轮。

本发明的有益效果为：采用了创新设计的复式系杆，使得仅用一级行星轮系即可实现极大的达到10000以上的传动比，且根据组成的同步带轮的齿数不同，形成不同的传动比。本发明传动精度高，简化了结构，降低了成本，方便了维修，且减少了噪音。可制成独立的减速装置，供一般机械系统选用。

附图说明：

附图为本发明的一种复式系杆同步带传动周转轮系的结构示意图。

具体实施方案：

附图描述了本发明的一个实施例。本发明中的轮系全为同步带传动，且可采用相同的模数，各轮齿数在指定传动比后计算得出。在图中，中心轮2、中心轮11和复式系杆5都空套在中心轴1上。在周转轮系工作状态时，中心轮2的转动通过同步带3带动行星轮4。行星轮4和行星轮6固装在同一根轴上。另一方面，中心轮11的转动通过同步带10带动行星轮9。行星轮9和行星轮8固装在同一根轴上。在复式系杆中，装有行星轮4和6的轴，装有行星轮9和8的轴都空套在复式系杆的轴孔中，而行星轮6和8之间通过同步带7相互传动，从而实现复式。如要用作行星轮系，可锁定一个中心轮比如说中心轮11，则中心轮2和复式系杆5成为传动的输入输出件。

设系杆5的转速为n_H，n_x和z_x(x可为2、4、6、8、9、11)表示相应的同步带轮的转速和齿数，则

对中心轮2一端而言，有

$\frac{n_2-n_H}{n_4-n_H}=+\frac{z_4}{z_2}---\left(1\right)$

对中心轮11一端而言，有

$\frac{n_{11}-n_H}{n_9-n_H}=+\frac{z_9}{z_{11}}---\left(2\right)$

对复式系杆而言，有

$\frac{n_6-n_H}{n_8-n_H}=+\frac{z_8}{z_6}=\frac{n_4-n_H}{n_9-n_H}---\left(3\right)$

式(1)(2)(3)中的“+”号表示旋转方向相同。

对式(1)(2)和(3)进行整理得出本专利的通式

$\frac{n_2-n_H}{n_{11}-n_H}=\frac{z_4}{z_2}\·\frac{z_{11}}{z_9}\·\frac{z_8}{z_6}---\left(4\right)$

设n₁₁＝0，即周转轮系蜕变为行星轮系，有

$n_2=n_H(1-\frac{z_4\·z_{11}\·z_8}{z_2\·z_9\·z_6})---\left(5\right)$

对由z₂和z₄，z₉和z₁₁，z₆和z₈组成的三对啮合，可以构成许多工程可行的组合，以实现极大的传动比。设z₄·z₁₁·z₈＝C，当z₂·z₉·z₆＝C-1时， $i_{H2}=\frac{n_H}{n_2}=1-C,$ 系杆5与中心轮2反方向转动；当z₂·z₉·z₆＝C+1时， $i_{H2}=\frac{n_H}{n_2}=1+C,$ 系杆5与中心轮2同方向转动。举例如下：

取C＝15625＝z₄·z₁₁·z₈＝25×25×25，C-1＝15624＝z₂·z₉·z₆＝18×28×31，i_H2＝-15624，为极大的反向转动传动比。若调整为z₂·z₉·z₆＝25×25×25，z₄·z₁₁·z₈＝18×28×31，则i_H2＝15626，为极大的正方向转动传动比。传动比绝对值都突破了15000。相互通过同步带啮合传动的带轮组为z₂＝18和z₄＝25，z₆＝31和z₈＝25，z₉＝28和z₁₁＝25，带轮齿数的差值都较小，不会造成大、小带轮差过大的缺陷，易于工程实施。(可以列出许多可行方案，实现多种大传动比)

由于装置的对称性，若设n₂＝0，而n₁₁不为零，式(5)仍有效，只需把n₂改写成n₁₁即可。

与以往的行星轮系减速器相比，由于传动全由同步带进行，可吸收振动和噪音，故传动平稳；且由于同步带的柔性，不必另设力均衡装置，结构简单。当系杆转动时，从动件中心轮2作精确但极其微小的转动。

为确保上述优点，在具体实施时有下列要点：

首先要使复式系杆中的行星轮6和8置于中心轴的两侧，并进一步对复式系杆进行配重，使其重心基本与中心轴一致，以保证其转动时不产生过大的离心力。

所有的带轮采用相同的模数，以方便带轮和同步带的购买、装配和配件的准备。

结构设计时要考虑行星轮6和8的装拆方便，以便根据传动比需要更换同步带。

在选择各轮齿数时，应在z＝8～40范围内，以便购买成品件。同步带模数以m＝2为好，以方便购买和使结构尺寸较小。配对带轮的齿数差越小越好，以确保传动可靠，结构紧凑。

为了保证同步带张紧而正常工作，轮2和轮4间中心距可调，轮9和轮11间中心距可调，在轮6和轮8之间的复式系杆上安装张紧轮。这些细节可参照现有技术，因此在图中予以省略。

Claims (5)

1. 一种复式系杆同步带传动周转轮系，有二个中心轮和一个复式系杆，其中一个中心轮带动第一行星轮，该行星轮与第二行星轮固装在同一轴上；装有行星轮的轴空套在复式系杆的轴孔中；当该周转轮系用作行星轮系时，其中一个中心轮被锁定，另一个中心轮和复式系杆为传动的输入输出件，其特征是：中心轮和复式系杆均空套在一个中心轴上；另一个中心轮带动第四行星轮，第四行星轮和第三行星轮固装在同一轴上；第二行星轮和第三行星轮又相互传动。

2. 根据权利要求1所述的复式系杆同步带传动周转轮系，其特征是：所有传动件由同步带及同步带轮组成。

3. 根据权利要求1或2所述的复式系杆同步带传动周转轮系，其特征是：第二行星轮和第三行星轮置于中心轴的两侧。

4. 根据权利要求1或2所述的复式系杆同步带传动周转轮系，其特征是：中心轮与第一行星轮间、第四行星轮间均有中心距调节机构。

5. 根据权利要求1或2所述的复式系杆同步带传动周转轮系，其特征是：第二行星轮和第三行星轮之间的复式系杆上安装有张紧轮。

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