CN102434643A - 非匀速间歇传动齿轮机构 - Google Patents

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俞高红
陈志威
赵匀
孙良
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Abstract

本发明公开了一种非匀速间歇传动齿轮机构。凸锁止弧与不完全非圆齿轮同轴固接，凹锁止弧与从动齿轮同轴固接；不完全非圆齿轮的节曲线是由与之共轭的从动齿轮及不完全非圆齿轮有齿部分所对应的圆心角β大小共同确定，不完全非圆齿轮有齿部分的节曲线长度与从动齿轮的节曲线周长相等。当不完全非圆齿轮匀速转动时，从动齿轮作非匀速运动，当不完全非圆齿轮转到无齿部分时，凸锁止弧和凹锁止弧相配合，从动齿轮不转动。当不完全非圆齿轮再次与从动齿轮啮合时，凸锁止弧和凹锁止弧脱离，从动齿轮又实现非匀速转动，使从动齿轮实现非匀速间歇传动。本发明可运用于一般的间歇非匀速机构。

Description

非匀速间歇传动齿轮机构
技术领域
本发明涉及一种农业机械，尤其是涉及一种非匀速间歇传动齿轮机构。
背景技术
目前，国内外的还没有由两个齿轮啮合传动实现非匀速间歇传动的齿轮机构。目前有的一种是通过四个齿轮实现的非匀速运动间歇传动的齿轮机构。该机构由不完全圆齿轮和圆齿轮实现匀速间歇运动，非圆齿轮之间啮合实现非匀速传动，然后把这两种传动进行叠加就实现了间歇非匀速传动。该机构结构复杂，齿轮多。目前还有其他的一些非匀速间歇传动，是基于电子设备和传感器实现非匀速间歇传动的，不太适合野外恶劣的工作环境，所以开发一种新型的非匀速间歇齿轮传动机构，就可以实现非匀速间歇传动。
发明内容
本发明的目的是提供一种非匀速间歇传动齿轮机构，该机构只有两个齿轮，结构相对简单，振动也小，就可以实现非匀速间歇传动。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明包括不完全非圆齿轮、从动齿轮，凸锁止弧和凹锁止弧；凸锁止弧与不完全非圆齿轮同轴固接，凹锁止弧与从动齿轮同轴固接；不完全非圆齿轮的节曲线是由与之共轭的从动齿轮及不完全非圆齿轮有齿部分所对应的圆心角β大小共同确定，不完全非圆齿轮有齿部分的节曲线长度与从动齿轮的节曲线周长相等。
所述的从动齿轮为椭圆齿轮，偏心齿轮，变性椭圆齿轮、巴斯噶蜗线齿轮，或者凸封闭节曲线的普通非圆齿轮。
所述的不完全非圆齿轮有齿部分与从动齿轮啮合实现该机构的非匀速传动；凸锁止弧与凹锁止弧配合时实现该机构的间歇运动。
本发明具有的有益效果是：
当不完全非圆齿轮作为输入构件时，即当不完全非圆齿轮匀速转动时，与之啮合的从动齿轮作非匀速运动，当不完全非圆齿轮转到无齿部分时，两个齿轮脱离啮合，此时凸锁止弧和凹锁止弧相配合，锁止从动齿轮，即从动齿轮不转动，而此时不完全非圆齿轮继续匀速转动，当不完全非圆齿轮再次与从动齿轮啮合时，凸锁止弧和凹锁止弧脱离，从动齿轮又实现非匀速转动，使从动齿轮实现非匀速间歇传动。此机构工作效率较高，结构简单，体积小，重量轻，振动小，制造成本低。该套机构是旋转式齿轮传动结构，可以达到比较高的速度，本机构运用于一般的间歇非匀速机构，如蔬菜和水稻，油菜等穴盘苗取苗机构可以实现很好的取苗效果，具有较高的应用价值。
附图说明
图1是本发明的机构原理示意图。 
图2是本机构三维造型正面示意图。
图3是图2的三维造型绕X轴转过45°视角示意图。
图4是图2的三维造型绕X轴转过135°视角示意图。
图5是本发明的传动比变化示意图。
图中：1.不完全非圆齿轮，2.凸锁止弧，3.凹锁止弧，4.从动齿轮，                                                
Figure 2011102709625100002DEST_PATH_IMAGE001
不完全非圆齿轮转速，
Figure 952108DEST_PATH_IMAGE002
从动齿轮转速，β不完全非圆有齿部分所对应的圆心角，L中心距，I.非匀速传动阶段，II.间歇阶段，III.行星架转过的第一周周期，IV.行星架转过的第二周周期，i传动比，
Figure 2011102709625100002DEST_PATH_IMAGE003
不完全非圆半径，
Figure 222683DEST_PATH_IMAGE004
从动轮半径，
Figure 2011102709625100002DEST_PATH_IMAGE005
不完全非圆转过的角度，
Figure 473274DEST_PATH_IMAGE006
从动轮转过的角度。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2所示，本发明包括不完全非圆齿轮1、从动齿轮4，凸锁止弧2和凹锁止弧3；凸锁止弧2与不完全非圆齿轮1同轴固接，凹锁止弧3与从动齿轮4同轴固接；不完全非圆齿轮1的节曲线是由与之共轭的从动齿轮4及不完全非圆齿轮1有齿部分所对应的圆心角β大小共同确定，不完全非圆齿轮1有齿部分的节曲线长度与从动齿轮4的节曲线周长相等。
所述的从动齿轮4为椭圆齿轮，偏心齿轮，变性椭圆齿轮、巴斯噶蜗线齿轮，或者凸封闭节曲线的普通非圆齿轮。
所述的不完全非圆齿轮1有齿部分与从动齿轮4啮合实现该机构的非匀速传动；凸锁止弧2与凹锁止弧3配合时实现该机构的间歇运动。
如图4所示，该图是该机构的传动比示意图，I区间是该机构非匀速运动阶段，即变传动比阶段，II区间是该机构定传动比阶段，此时，非圆齿轮4不运动，不完全非圆1继续匀速运动。III区间是该机构转一周的传动比图，即第一周期的传动比i示意图，IV区间是该机构第二周期的传动比i示意图。
图3是图2的三维造型绕X轴转过45°视角示意图。
图4是图2的三维造型绕X轴转过225°视角示意图。，
本发明的工作原理是：
如图1、图2所示，不完全非圆齿轮1匀速转动，与之啮合的从动齿轮4作非匀速转动，当不完全非圆齿轮1转到无齿部分时，两个齿轮脱离啮合，此时凸锁止弧2和凹锁止弧3相配合，锁止从动齿轮4，即从动齿轮4不转动，而此时不完全非圆齿轮1继续匀速转动，当不完全非圆齿轮1再次与从动齿轮4啮合时，凸锁止弧2和凹锁止弧3脱离，从动齿轮4又实现非匀速转动，使从动齿轮4实现非匀速间歇传动。
中心距L及不完全非圆齿轮节曲线方程
Figure 2011102709625100002DEST_PATH_IMAGE007
的求法：
已知：不完全非圆齿轮有齿部分节曲线所对应的圆心角β和从动轮的节曲线方程
Figure 171102DEST_PATH_IMAGE008
。
根据非圆齿轮有齿部分（即β角所对应的部分）的节曲线长度与从动轮节曲线周长相等，即
Figure 2011102709625100002DEST_PATH_IMAGE009
     （1）
当给定β值的大小和从动轮的节曲线方程，利用数值积分方法可求得中心距L和主动轮节曲线方程。
在主动轮匀速转动
Figure 10937DEST_PATH_IMAGE012
时，从动轮转过的角度为
Figure 2011102709625100002DEST_PATH_IMAGE013
，根据两齿轮所转过的弧长相等得，
        
Figure 2011102709625100002DEST_PATH_IMAGE015
                     （2）
在式（2）中，
Figure 486229DEST_PATH_IMAGE016
为已知变量（
Figure 2011102709625100002DEST_PATH_IMAGE017
），利用数值积分方法可求得
Figure 670917DEST_PATH_IMAGE018
（
Figure 2011102709625100002DEST_PATH_IMAGE019
）。
由式（2）求得
Figure 283295DEST_PATH_IMAGE018
后，由已知的从动轮节曲线方程
Figure 744364DEST_PATH_IMAGE008
，可求得相应的向径
Figure 174208DEST_PATH_IMAGE020
值。
不完全非圆齿轮的向径：
Figure 789735DEST_PATH_IMAGE022
                 （3）
式（3）即为不完全非圆齿轮的节曲线方程，式中A为主动轮无齿部分圆心角所对应的半径，半径大小的确定，只要保证主动轮转过自身无齿部分时不与从动轮干涉即可。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种非匀速间歇传动齿轮机构，其特征在于：包括不完全非圆齿轮(1)、从动齿轮(4)，凸锁止弧(2)和凹锁止弧(3)；凸锁止弧(2)与不完全非圆齿轮(1)同轴固接，凹锁止弧(3)与从动齿轮(4)同轴固接；不完全非圆齿轮(1)的节曲线是由与之共轭的从动齿轮(4)及不完全非圆齿轮(1)有齿部分所对应的圆心角β大小共同确定，不完全非圆齿轮(1)有齿部分的节曲线长度与从动齿轮(4)的节曲线周长相等。
2.根据权利要求1所述的一种非匀速间歇传动齿轮机构，其特征在于：所述的从动齿轮(4)为椭圆齿轮，偏心齿轮，变性椭圆齿轮、巴斯噶蜗线齿轮，或者凸封闭节曲线的普通非圆齿轮。
3.根据权利要求1所述的一种非匀速间歇传动齿轮机构，其特征在于：所述的不完全非圆齿轮(1)有齿部分与从动齿轮(4)啮合实现该机构的非匀速传动；凸锁止弧(2)与凹锁止弧(3)配合时实现该机构的间歇运动。
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