CN102878264A - 非圆锥齿轮分度装置 - Google Patents

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Abstract

一种非圆锥齿轮分度装置包括一个箱体、箱体上通过轴承支撑有输入轴和输出轴、固定在箱体上的齿轮轴、及其前端的非圆锥齿轮、行星架齿轮、输入齿轮、行星轮轴、行星非圆锥齿轮、圆锥齿轮、圆锥齿轮。动力从输入轴输入，经输入齿轮、行星架齿轮一级减速。由于非圆锥齿轮固定不动，从而非圆锥齿轮和输入齿轮自转加公转，并将合成运动通过圆锥齿轮传递给输出轴。由于采用了非圆锥齿轮-圆锥齿轮差动轮系组合机构，分度运动由行星轮和行星架运动合成，具有良好的动力学特性和较大的分度数。齿轮选用合理的齿廓可以极大提高承载能力。非圆锥齿轮的加工工艺只需现有齿轮加工工艺的基础上稍加改进，就能适应大批量生产。具有1/2的减速比，可选用高速电机输入。机构布局紧凑，易于安装，适用于转盘式组合机床。

Description

非圆锥齿轮分度装置
技术领域
本发明涉及机械传动装置，特别是涉及一种非圆锥齿轮分度装置。
 
背景技术
随着自动化程度的进步和发展，组合机床越来越多的被设计应用于实际生产中，用来提高生产效率，解决人力资源紧张的问题。而转盘式组合机床由于结构紧凑，体积相对较小，被越来越多的得到应用，其主运动为转盘的间歇运动，而要实现这种运动必须通过机械式的分度装置。分度装置的性能成为制约机床加工速度，加工精度等的关键因素。
槽轮机构分度装置和缺齿轮机构分度装置具有设计简单、加工容易的特点，但动力性能不好，精度低，无法用于高速重载的场合；凸轮式分度机构和星轮式分度机构具有良好的动力学性能，但加工困难，易磨损，成本高，且无法实现大分度数。
发明内容
本发明的的目的是提供一种非圆锥齿轮分度装置，其具有良好的动力学特性和较大的分度数，承载能力高，结构紧凑，易于安装。
本发明实现上述目的的的技术方案为：包括一个箱体，其特征在于：箱体上通过轴承支撑有输入轴和输出轴、固定在箱体上的齿轮轴、及其前端的非圆锥齿轮、行星架齿轮、输入齿轮、行星轮轴、行星非圆锥齿轮、小圆锥齿轮、大圆锥齿轮。
输入轴和输出轴空间交错布置。输入轴上通过键与输入齿轮联接，输入齿轮与行星架齿轮啮合。齿轮轴上通过圆锥滚子轴承支撑着行星架齿轮，行星轮轴固定在轴承上，行星非圆锥齿轮和小圆锥齿轮通过键槽固定在行星轮轴两端。其中一行星齿轮为行星非圆锥齿轮与非圆锥齿轮相啮合，另一行星齿轮为小圆锥齿轮，与固定在输出轴上的大圆锥齿轮啮合。
行星非圆锥齿轮和小圆锥齿轮布置在行星架齿轮的两侧，分别与非圆锥齿轮和大圆锥齿轮的不同侧啮合。可通过对行星架齿轮的质量分布进行调整，使机构达到完全的静平衡和一定程度上的动平衡，从而能适应较高的转速要求。
动力从输入轴输入，经输入齿轮、行星架齿轮一级减速。由于非圆锥齿轮固定不动，从而行星非圆锥齿轮和输入齿轮自转加公转，并将合成运动通过大圆锥齿轮传递给输出轴。
本发明采用非圆锥齿轮-圆锥齿轮差动轮系，将行星架运动作为主输入运动，由于太阳齿轮（非圆锥齿轮）固定，行星齿轮自转并且公转，通过一对圆锥齿轮将其复合运动输出。按照一定的传动比函数设计非圆锥齿轮的节曲线，即可得到所需的间歇运动输出。
非圆锥齿轮的设计采用一定的传动比函数，计算出该对非圆锥齿轮的节锥曲面，再根据产形轮的相对运动关系，通过空间啮合关系包络出齿廓。改变传动比函数可使本发明具有不同动力学性能。
其中非圆锥齿轮的传动比函数按照以下方法计算：
Figure 2012103684579100002DEST_PATH_IMAGE001
式中，
Figure 657009DEST_PATH_IMAGE002
为分度装置的分度数。
Figure 823417DEST_PATH_IMAGE003
为停歇期转角，运动期转角
Figure 917669DEST_PATH_IMAGE004
Figure 437512DEST_PATH_IMAGE005
为另一对圆锥齿轮的传动比，按下式计算
Figure 379447DEST_PATH_IMAGE006
 
按下式用数值方法解出。
Figure 451177DEST_PATH_IMAGE008
    
改变圆锥齿轮的齿数比，同时改变非圆锥齿轮的传动比函数可使装置具有不同的分度数。实际受几何尺寸零件结构的限制，可以达到200以上；分度角可以设计成任意值，能实现非整数分度数的输出要求。
圆锥齿轮和非圆锥齿轮可以根据受力和设计要求选用直齿、斜齿、螺旋齿，其齿廓的形状也可根据设计要求使用渐开线、圆弧、正弦曲线等。
本发明的有益效果：该装置采用了非圆锥齿轮-圆锥齿轮差动轮系组合机构，分度运动由行星轮和行星架齿轮运动合成，具有良好的动力学特性和较大的分度数；齿轮选用合理的齿廓可以大大提高承载能力；非圆锥齿轮的加工工艺只需现有齿轮加工工艺的基础上稍加改进，就能适应大批量生产；具有1/2的减速比，可选用高速电机输入；机构布局紧凑，易于安装。
附图说明
图1为本发明的的结构示意图。
图2为渐开线斜齿非圆锥齿轮主视示意图。
图3为渐开线斜齿非圆锥齿轮俯视示意图。
图4为渐开线斜齿非圆锥齿轮主视示意图。
图5为渐开线斜齿非圆锥齿轮俯视示意图。
图6为圆弧斜齿非圆锥齿轮主视示意图。
图7为圆弧斜齿非圆锥齿轮俯视示意图。
图8为圆弧斜齿非圆锥齿轮主视示意图。
图9为圆弧斜齿非圆锥齿轮俯视示意图。
图10为渐开线直齿非圆锥齿轮主视示意图。
图11为渐开线直齿非圆锥齿轮俯视示意图。
图12为渐开线直齿非圆锥齿轮主视示意图。
图13为渐开线直齿非圆锥齿轮俯视示意图。
具体实施方式
具体实施方式一
如图1所示的非圆锥齿轮分度装置，包括一个箱体10，其特征在于：箱体上通过轴承支撑有输入轴8和输出轴1、固定在箱体10上的齿轮轴11、及其前端的渐开线斜齿非圆锥齿轮5、行星架齿轮6、输入齿轮9、行星轮轴3、行星非圆锥齿轮4、小圆锥齿轮7、大圆锥齿轮2。输入轴8和输出轴1空间交错布置。输入轴上8通过键与输入齿轮9联接，输入齿轮9与行星架齿轮6啮合。齿轮轴11上通过圆锥滚子轴承支撑着行星架齿轮6，行星轮轴3固定在轴承上，渐开线斜齿非圆锥齿轮4和圆锥齿轮7通过键槽固定在行星轮轴3两端。其中一行星齿轮为渐开线斜齿非圆锥齿轮4与渐开线斜齿非圆锥齿轮5相啮合，另一行星齿轮为小圆锥齿轮7，与固定在输出轴1上的大圆锥齿轮2啮合。
渐开线斜齿非圆锥齿轮4和小圆锥齿轮7布置在行星架齿轮6的两侧，分别与非圆锥齿轮5和大圆锥齿轮2的不同侧啮合。
动力从输入轴8输入，经输入齿轮9、行星架齿轮6一级减速。由于渐开线斜齿非圆锥齿轮5固定不动，从而渐开线斜齿非圆锥齿轮4和输入齿轮9自转加公转，并将合成运动通过大圆锥齿轮2传递给输出轴1。
具体实施方式二
如图1所示的非圆锥齿轮分度装置，包括一个箱体10，其特征在于：箱体上通过轴承支撑有输入轴8和输出轴1、固定在箱体10上的齿轮轴11、及其前端的圆弧斜齿非圆锥齿轮5、行星架齿轮6、输入齿轮9、行星轮轴3、行星非圆锥齿轮4、小圆锥齿轮7、大圆锥齿轮2。输入轴8和输出轴1空间交错布置。输入轴上8通过键与输入齿轮9联接，输入齿轮9与行星架齿轮6啮合。齿轮轴11上通过圆锥滚子轴承支撑着行星架齿轮6，行星轮轴3固定在轴承上，圆弧斜齿非圆锥齿轮4和圆锥齿轮7通过键槽固定在行星轮轴3两端。其中一行星齿轮为圆弧斜齿非圆锥齿轮4，与圆弧斜齿非圆锥齿轮5相啮合，另一行星齿轮为小圆锥齿轮7，与固定在输出轴1上的大圆锥齿轮2啮合。
圆弧斜齿非圆锥齿轮4和小圆锥齿轮7布置在行星架齿轮6的两侧，分别与非圆锥齿轮5和大圆锥齿轮2的不同侧啮合。
动力从输入轴8输入，经输入齿轮9、行星架齿轮6一级减速。由于圆弧斜齿非圆锥齿轮5固定不动，从而圆弧斜齿非圆锥齿轮4和输入齿轮9自转加公转，并将合成运动通过大圆锥齿轮2传递给输出轴1。
具体实施方式三
如图1所示的非圆锥齿轮分度装置，包括一个箱体10，其特征在于：箱体上通过轴承支撑有输入轴8和输出轴1、固定在箱体10上的齿轮轴11、及其前端的渐开线直齿非圆锥齿轮5、行星架齿轮6、输入齿轮9、行星轮轴3、行星非圆锥齿轮4、小圆锥齿轮7、大圆锥齿轮2。输入轴8和输出轴1空间交错布置。输入轴上8通过键与输入齿轮9联接，输入齿轮9与行星架齿轮6啮合；齿轮轴11上通过圆锥滚子轴承支撑着行星架齿轮6，行星轮轴3固定在轴承上，渐开线直齿非圆锥齿轮4和圆锥齿轮7通过键槽固定在行星轮轴3两端。其中一行星齿轮为渐开线直齿非圆锥齿轮4，与渐开线直齿非圆锥齿轮5相啮合，另一行星齿轮为小圆锥齿轮7，与固定在输出轴1上的大圆锥齿轮2啮合。
渐开线直齿非圆锥齿轮4和小圆锥齿轮7布置在行星架齿轮6的两侧，分别与非圆锥齿轮5和大圆锥齿轮2的不同侧啮合。
动力从输入轴8输入，经输入齿轮9、行星架齿轮6一级减速。由于渐开线直齿非圆锥齿轮5固定不动，从而渐开线直齿非圆锥齿轮4和输入齿轮9自转加公转，并将合成运动通过大圆锥齿轮2传递给输出轴1。

Claims (5)

1.一种非圆锥齿轮分度装置，包括一个箱体（10），其特征在于：还包括箱体（10）上通过轴承支撑有输入轴（8）和输出轴（1）、固定在箱体（10）上的齿轮轴（11）、及其前端的非圆锥齿轮（5）、行星架齿轮（6）、输入齿轮（9）、行星轮轴（3）、行星非圆锥齿轮（4）、大圆锥齿轮（2）、小圆锥齿轮（7）；
输入轴（8）和输出轴（1）空间交错布置，输入轴上（8）通过键与输入齿轮（9）联接，输入齿轮（9）与行星架齿轮（6）啮合；齿轮轴（11）上通过圆锥滚子轴承支撑着行星架齿轮（6），行星轮轴（3）固定在轴承上，行星非圆锥齿轮（4）和小圆锥齿轮（7）通过键槽固定在行星轮轴（3）两端；其中一行星齿轮为行星非圆锥齿轮（4），与非圆锥齿轮（5）相啮合，另一行星齿轮为小圆锥齿轮（7），与固定在输出轴（1）上的大圆锥齿轮（2）啮合；
动力从输入轴（8）输入，经输入齿轮（9）、行星架齿轮（6）一级减速；由于非圆锥齿轮（5）固定不动，从而行星非圆锥齿轮（4）和输入齿轮（9）自转加公转，并将合成运动通过大圆锥齿轮（2）传递给输出轴（1）。
2.根据权利要求1所述的非圆锥齿轮分度装置，其特征在于：行星非圆锥齿轮（4）和小圆锥齿轮（7）布置在行星架齿轮（6）的两侧，分别与非圆锥齿轮（5）和大圆锥齿轮（2）的不同侧啮合。
3.根据权利要求1或2所述的非圆锥齿轮分度装置，其特征在于：所述的行星非圆锥齿轮（4）和非圆锥齿轮（5）为渐开线斜齿非圆锥齿轮。
4.根据权利要求1或2所述的非圆锥齿轮分度装置，其特征在于：所述的行星非圆锥齿轮（4）和非圆锥齿轮（5）为圆弧斜齿非圆锥齿轮。
5.根据权利要求1或2所述的非圆锥齿轮分度装置，其特征在于：所述的行星非圆锥齿轮（4）和非圆锥齿轮（5）为渐开线直齿非圆锥齿轮。
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