CN101260927A - 一种反向转换器 - Google Patents

Abstract

本发明系一种机械变向器的结构。一种反向转换器，输入轴(1)与偏心轴(17)固定联结为一体，与输出轴(14)断开，且与输出轴(14)、输出套筒(13)轴线重合；呈短幅外摆线轮的内转子(7)和输出轴(14)固定联接为一体，呈短幅内摆线齿圈的外转子(8)与输出盘(9)和输出套筒(13)固定联接为一体，内转子(7)和外转子(8)分别啮合位于两者之间的针齿(5)；柱销(3)固定在前盖(4)上，针齿(5)固定在平动盘(6)上，平动盘(6)上开有多个柱销孔。针齿(5)周向均布固定在平动盘(6)上，平动盘(6)通过轴承(16)安装在输入轴(1)上的一截偏心轴(17)上。本发明结构紧凑，体积减小，重量减轻，两根同轴反向的输出轴较输入轴(1)转速下降，下降的倍数与摆线齿轮的齿数相对应。

Description

一种反向转换器

(一)技术领域

本发明系机械行业的基础部件，特别是涉及一种机械变向器的结构。

(二)背景技术

在实际工程应用中，有许多场合要求两根输出轴实现转速大小相等(或近似相等)的同轴反向转动，例如最新式双螺旋桨直升飞机要求两个螺旋桨同轴反向旋转，还有高效搅拌机也要求两个搅拌叶片同轴反向转动。目前实现同轴反向转动的方法是采用两个独立的原动机通过中间的变速装置分别带动两根轴同轴反向转动，或者是采用一个原动机通过中间较复杂的传动装置(例如链传动加齿轮传动)带动两根轴同轴反向转动。这两种方式均存在结构复杂，外廓尺寸大，体积大，重量大，成本高的问题。

(三)发明内容

本发明的目的是，提供一种结构紧凑，尺寸小，重量轻的同轴反向转换器并且可以变速的反向转换器。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种反向转换器，其特征在于：输入轴1与偏心轴17固定联结为一体，与输出轴14断开，且与输出轴14、输出套筒13轴线重合。

呈短幅外摆线轮的内转子7和输出轴14固定联接为一体，呈短幅内摆线齿圈的外转子8与输出盘9和输出套筒13固定联接为一体，内转子7和外转子8分别啮合位于两者之间的针齿5。

柱销3固定在前盖4上，针齿5固定在平动盘6上，平动盘6上开有多个柱销孔，柱销孔的数量与固定在前盖4上柱销3的数量相等。针齿5周向均布固定在平动盘6上，与平动盘6一起构成针轮。平动盘6上的柱销孔直径大于柱销3的直径。平动盘6通过轴承16安装在输入轴1上的一截偏心轴17上。

所述内转子7和外转子8的全齿高等于偏心轴17偏心距的两倍，小于等于所述柱销3与柱销孔直径的差。

所述外摆线轮内转子7比针齿5少一个齿，外转子8的内摆线齿圈比针齿5多一个齿。在标准状态下如此配置。

所述内转子7比外转子8少两个齿，所述针齿5少于等于内转子7的齿数。在内、外转子齿数较多的场合，可以减少针齿5的齿数，俗称“抽齿”，可以达到简化机构的结构，而不影响工作效果的目的。

所述外摆线轮内转子7的齿数大于8。

工作过程：输入轴1，偏心轴17，前盖4、柱销3和平动盘6构成平行四边形机构，即孔销式平动机构。内转子7、针齿5和外转子8构成双摆线针轮啮合传动机构。输入轴1转动，带动偏心轴17，驱动平动盘6运动，由于受柱销3与平动盘6上的销孔的限制，由平动盘6和针齿5构成的针轮作圆平动运动，针齿5又同时拨动内转子7和外转子8同轴转动，内转子7的转动通过输出轴14输出。外转子8的转动通过输出盘9和输出套筒13输出。针齿5若顺时针拨动内转子7的轮齿，呈逆时针方向旋转，同时针齿5又拨动外转子8的轮齿，使外转子呈顺时针方向旋转，内转子7的转动通过输出轴14输出。针齿5若逆子时针拨动内转子7的针齿转动，则内转子7、外转子8呈与上述相反方向旋转。

由转化机构可知，内转子7、外转子8、针轮(平动盘6和针齿5构成，针齿齿数为Z₅)之间的转速为

$\frac{n_7-n_1}{n_5-n_1}=\frac{Z_5}{Z_7}---\left(a\right)$

和

$\frac{n_8-n_1}{n_5-n_1}=\frac{Z_5}{Z_8}---\left(b\right)$

式中n₁为输入轴1的转速，也是偏心轴17的转速(n₁＝n₁₇)，n₅为针轮的实际转速，因针轮仅作平动运动，故n₅＝0，将n₅＝0代入式(a)可得

$\frac{n_7-n_1}{-n_1}=\frac{Z_5}{Z_7}$

整理后得

$n_7=\frac{Z_7-Z_5}{Z_7}{n}_1$

又因内转子7(外摆线轮)比针轮少一个齿，所以Z₇-Z₅＝-1，故得

$n_7=-\frac{1}{Z_7}{n}_1---\left(c\right)$

式中负号说明n₇与n₁转动方向相反，且当Z₇较大时，n₇远小于n₁，实现减速输出。

同理，将n₅＝0代入式(b)，又因外转子8(内摆线齿圈)比针轮多一个齿，所以Z₈-Z₅＝1，故得可得

$n_8=\frac{1}{Z_8}{n}_1---\left(d\right)$

式中正号说明n₈与n₁转动方向相同。且当Z₈较大时，n₈远小于n₁，实现减速输出。比较式(c)和式(d)，可以看出，两个输出轴转向相反，又因Z₈-Z₇＝2，当摆线轮齿数较多时，两个输出轴可以获得转速近似相等的同轴反向输出。

同时，由于本技术方案的输入轴1与输出轴14不是一根轴，两者在转动中会产生转速差，输入轴1通过偏心轴17的转动，经过过平动盘6、针齿5传递给内转子7和固定连接的输出轴14以及由针齿5传递给套筒13，因此，根据上述公式，在输出轴14以及套筒13上会分别产生相反方向旋转，并且与内转子7和外转子8齿数相对应减速为齿数倍数。

综上所述，一个输入轴1转速经减速后，由两个同轴的输出轴14及套筒13会产生反向减速输出。

发明的有益效果：

本发明结构紧凑，体积减小，重量减轻，两根同轴反向的输出轴当中一根为输出轴一根为输出轴套，简化了结构，而且两根输出轴或轴套的转速下降，下降的倍数与摆线齿轮的齿数相对应。本发明适合应用于类似在直升飞机上之类有以上特殊要求的机构装置上时，结构可靠，故障少。应用在搅拌器上时，在搅拌的过程中，使原料即翻动又对流，既搅又拌，可明显改善搅拌效果，且搅拌功率大。

(四)附图说明

图1是本发明一种反向转换器的结构剖面图；

图2是图1中A-A位于内转子前的剖面图；

图3是图1中B-B位于平动盘前的剖面图。

图中，1为输入轴、2为轴承、3为柱销、4为前盖、5为针齿、6为平动盘、7为内转子、8为外转子、9为输出盘、10为箱体、11为轴承，12为轴承、13为输出套筒、14为输出轴、15轴承、16轴承、17偏心轴。

(五)具体实施方式

以下结合附图对本发明作详细说明。

实施例

参见图1、2、3，本实例主要由输入轴1，前轴承2、输出盘轴承11、轴套轴承12、内转子轴承15，偏心轴承16，柱销3，前盖4，针齿5，平动盘6，内转子7，外转子8，输出盘9，箱体10，输出套筒13，输出轴14和偏心轴17等零部件组成。输入轴1与偏心轴17固定联结为一体，与输出轴14断开不同轴，但与输出轴14、输出套筒13轴线重合。内转子7和输出轴14固定联接为一体，外摆线轮内转子7比针齿5少一个齿为6个齿，外转子8的内摆线齿圈比针齿5多一个齿为8个齿，外转子8与输出盘9和输出套筒13固定联接为一体，内转子7和外转子8分别啮合位于两者之间的针齿5。柱销3固定在前盖4上，针齿5固定在平动盘6上，平动盘6上开有6个柱销孔，柱销孔的数量与固定在前盖4上柱销3的数量相等。柱销3与柱销孔对应分布在平动盘6上。针齿5周向均布固定在平动盘6上，与平动盘6一起构成针轮。平动盘6上的柱销孔半径大于柱销3的半径。内转子7通过轴承16安装在输入轴1上，内转子7为短幅外摆线轮，外转子8为短幅内摆线齿圈。内转子7和外转子8的全齿高等于偏心轴17的偏心距的两倍，小于等于所述柱销3与柱销孔直径的差值。

工作过程：输入轴1，偏心轴17，前盖4、柱销3和平动盘6构成平行四边形机构，即孔销式平动机构。内转子7、针齿5和外转子8构成双摆线针轮啮合传动机构。输入轴1转动，带动偏心轴17，驱动平动盘6运动，由于受柱销3与平动盘6上的销孔连续接触的限制，由平动盘6和针齿5构成的针轮作圆平动运动，针齿5又同时驱动内转子7和外转子8同轴转动，内转子7的转动通过输出轴14输出。外转子8的转动通过输出盘9和输出套筒13输出。由以上分析可得内转子7与输入轴1转速关系为

$n_{14}=n_7=-\frac{1}{Z_7}{n}_1$

显然，n₇与n₁的转向相反。

外转子8输入轴1转速关系为

$n_{13}=n_8=\frac{1}{Z_8}{n}_1$

显然，n₈与n₁的转向相同。故n₁₄和n₁₃转动方向相反，实现了减速同轴反向转动。

由于本技术方案的输入轴1与输出轴14不是一根轴，两者在转动中会产生转速差，输入轴1通过偏心轴17的转动，经过过平动盘6、针齿5传递给内转子7和固定连接的输出轴14以及由针齿5传递给套筒13，因此，根据上述公式，在输出轴14以及套筒13上会分别产生相反方向旋转，并且对与内转子7和外转子8齿数相对应减速为齿数倍数。

Claims (5)

1.一种反向转换器，其特征在于：输入轴(1)与偏心轴(17)固定联结为一体，与输出轴(14)断开，且与输出轴(14)、输出套筒(13)轴线重合；

呈短幅外摆线轮的内转子(7)和输出轴(14)固定联接为一体，呈短幅内摆线齿圈的外转子(8)与输出盘(9)和输出套筒(13)固定联接为一体，内转子(7)和外转子(8)分别啮合位于两者之间的针齿(5)；

柱销(3)固定在前盖(4)上，针齿(5)固定在平动盘(6)上，平动盘(6)上开有多个柱销孔，柱销孔的数量与固定在前盖4上柱销(3)的数量相等。针齿(5)周向均布固定在平动盘(6)上，与平动盘(6)一起构成针轮，平动盘(6)上的柱销孔直径大于柱销(3)的直径，平动盘(6)通过轴承(16)安装在输入轴(1)上的一截偏心轴(17)上。

2.根据权利要求1所述的反向转换器，其特征是所述内转子(7)和外转子(8)的全齿高等于偏心轴(17)的偏心距的两倍，小于等于所述柱销(3)与柱销孔直径的差。

3.根据权利要求1所述的反向转换器，其特征是所述外摆线轮内转子(7)比针齿(5)少一个齿，外转子(8)的内摆线齿圈比针齿(5)多一个齿。

4.根据权利要求1所述的反向转换器，其特征是所述内转子(7)比外转子(8)少两个齿，所述针齿(5)少于等于内转子(7)的齿数。

5.根据权利要求1所述的反向转换器，其特征是所述外摆线轮内转子(7)的齿数大于8。

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