CN105179622A - 少齿差活齿钢球传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种少齿差活齿钢球传动机构，针对人们一直渴望解决降低活齿齿轮的加工精度要求，减小少齿差传动机构内齿轮与外齿轮误差敏感性、放宽干涉条件的技术难题，本发明包括内齿轮和偏心装在内齿轮中的活齿齿轮，所述活齿齿轮具有活齿架，活齿架外圆周沿轴向开有轴向槽，轴向槽内装有钢球，内齿轮的内齿与钢球滚动啮合。本发明具有如下的优点：活齿架不用修形或只需简单地修形，加工容易；将现有少齿差传动机构中的齿与齿之间的面接触、线接触变为点接触形式，增大齿轮啮合时的接触变形，增加了啮合齿数，降低了啮合齿的误差敏感性，能实现精密传动，或具有高扭转刚度、高承载能力，具备良好的综合性能。

Description

少齿差活齿钢球传动机构

技术领域

本发明属于一种传动机构，具体涉及一种少齿差活齿钢球传动机构。

背景技术

少齿差传动是由一对齿数相差很少（通常齿数差为1~2齿）的内啮合齿轮副、偏心元件和输出机构所组成的传动机构。它有体积小、质量轻、传动比及传动比范围大、效率高、承载能力强等优点，已广泛应用于航空航天、船舶、仪表等行业。少齿差传动存在的问题是：因其齿数差少，相互啮合的内齿轮与外齿轮误差敏感性极强，极易产生各种干涉，齿轮几何参数的设计计算十分复杂。通常为了补偿制造、装配等误差，避免干涉以及良好的润滑性等，齿轮需进行复杂的修形计算。即使如此，亦很难获得最佳运行状态。

活齿传动是利用一组中间活动件来实现刚性啮合传动，在啮合过程中相邻活齿间啮合点间的距离是变化的，这些啮合点间沿圆周方向形成蠕动的切向波，从而实现连续传动。目前较常见的活齿传动形式包括:ORT传动（OscillatoryRollerTransmission，即全滚动活齿传动）、滚子活齿（密切圆）传动、套筒活齿传动、外波式活齿传动和摆动活齿传动等。

中国专利文献CN1055986A公开了一种全滚动活齿传动，它由三部分组成：1、由偏心轮、套在偏心轮外层的滚动轴承及再套于滚动轴承外层的激波盘组成的激波器；2、由具有径向槽的活齿架和装于径向槽中活齿组成的活齿齿轮；3、由一个与活齿滚轮相包络的曲面齿廓的内齿轮组成的固齿齿轮。活齿在激波器的推动下，在活齿架的径向槽中作滑滚并存的自转和径向移动。这种活齿传动机构存在的问题是：当活齿盘的径向槽及活齿的加工精度达不到要求时，则将使摩擦、磨损加剧，运转不畅，降低传动精度、效率及寿命。因此，活齿架的高精度、高难度、高成本加工是制约活齿传动发展的主要因素。

人们一直渴望解决降低活齿齿轮的加工精度要求，减小少齿差传动机构内齿轮与外齿轮误差敏感性、放宽干涉条件的技术难题，但始终未能获得成功。

活齿齿轮的加工难度在于加工周向均布的径向孔而非轴向孔，且孔的加工精度及孔内壁表面质量要求很高，其工艺较为复杂，加工成本极高，这一难题为本领域技术人员所公认。

从齿形上讲，少齿差传动一般为渐开线内啮合少齿差传动或摆线针轮传动。就渐开线内啮合少齿差传动而言，参与啮合的内、外齿轮通常需要极大的变位，此外还需齿顶修缘，齿廓、齿向修形。其中，变位系数的选择极为关键，但变位系数的正确选择不仅要避免严格的干涉条件，还需要考虑刀具参数及磨损与否等诸多不可控的工艺因素，变位系数的选择及优化极为困难；此外，渐开线内啮合少齿差齿轮的轮齿修形技术并不成熟，仍是业内亟待解决的科学难题，这都极大阻碍了渐开线内啮合少齿差传动的发展。

就摆线针轮传动而言，其技术难题在于理想的摆线齿轮基本无法加工，且误差敏感性极强，为了补偿加工、装配误差，实现良好的润滑条件等，摆线齿轮通常需齿廓修形，但为了保证合理的多齿啮合齿数、改善齿面受力状况、保证良好的传动精度及润滑条件等要求，摆线齿轮的修形方式及修形量要极为恰当方可。但业内对摆线齿轮的修形技术仍众说纷纭，具体修形技术暂不成熟，这也极大地制约着摆线针轮传动的发展。

发明内容

针对人们始终未能解决的少齿差活齿传动的技术难题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种少齿差活齿钢球传动机构，它能降低活齿齿轮的加工精度要求，减小少齿差传动内齿轮与外齿轮误差敏感性、放宽干涉条件。

本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括内齿轮和偏心装在内齿轮中的活齿齿轮，所述活齿齿轮具有活齿架，活齿架外圆周沿轴向开有轴向槽，轴向槽内装有钢球，内齿轮的内齿与钢球滚动啮合。

优选地，在活齿架轴向槽的两端装有防止钢球滑落的挡圈。

本发明传动原理：输入机构通过偏心转臂轴承将动力传递给活齿齿轮，由于活齿齿轮与内齿轮有微小偏心量，活齿齿轮既有自转，也绕内齿轮中心轴线公转。若内齿轮具有绕中心轴旋转的自由度，则动力能够通过内齿轮输出。若内齿轮固定，动力可通过柱销式输出机构或多曲柄式输出机构输出。

由于活齿架外圆周沿轴向开有轴向槽，只需保证轴向槽的位置精度，轴向槽易于加工。活齿架的修形也容易实现，只需将均布的轴向槽圆心向活齿架中心平移一个微小位移，加工简单。由于内齿轮与钢球滚动啮合实际为点接触，点接触有良好的低误差敏感性，钢球的高副接触能补偿内齿轮或活齿齿轮的轴线倾斜，还能补偿活齿架的轴向槽的圆柱度误差、位置度误差、直径误差等。

因此本发明具有如下的优点：活齿架不用修形或只需简单地修形，加工容易；将现有少齿差传动机构中的齿与齿之间的面接触、线接触变为点接触形式，增大齿轮啮合时的接触变形，增加了啮合齿数，降低了啮合齿的误差敏感性，能实现精密传动，或具有高扭转刚度、高承载能力，具备良好的综合性能。

附图说明

本发明的附图说明如下：

图1为本发明的第一个实施例的轴向剖视图；

图2为图1中Ⅰ处的局部放大图；

图3为图1中A-A的剖视图；

图4为图3中Ⅱ处的局部放大图；

图5为本发明的第二个实施例的轴向剖视图；

图6为图5中Ⅲ处的局部放大图；

图7为本发明与双曲柄机构、转臂轴承组合的结构图；

图8为图7中C-C的剖视图。

图中：1.针齿壳；2.针齿；3.钢球；4.活齿架；5.挡圈；6.箱体支撑轴承；7.箱体；8、8’.曲轴；9.转臂轴承；10、10’.齿轮；11.输入轴。

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：

本发明包括内齿轮和偏心装在内齿轮中的活齿齿轮，所述活齿齿轮具有活齿架，活齿架外圆周沿轴向开有轴向槽，轴向槽内装有钢球，内齿轮的内齿与钢球滚动啮合。

实施例1

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例包括针轮和偏心装在针轮的活齿齿轮，所述针轮具有针齿壳1，针齿壳1内圆周上沿轴向开有针齿槽，针齿槽内装有针齿2，所述活齿齿轮具有活齿架4，活齿架4外圆周沿轴向开有轴向槽，轴向槽内装有钢球3，针齿2与钢球3滚动啮合。

如图2所示，为了限制针齿2和钢球3的滑落出轴向槽，在针齿2与钢球3啮合的两侧边装有挡圈5。

在活齿架的轴向槽中，每个轴向槽可放置1个或2个以上钢球3。

本实施例中，针齿2为圆柱销，轴向槽中2个以上钢球的直径相同。

实施例2

如图5和图6所示，与实施例1不同的是：针齿2为圆锥销，轴向槽中2个以上钢球的直径不同。

本发明的内齿轮不仅是针轮，还可以是特定齿廓曲线的内齿轮，如内摆线、内摆线加分段圆弧、正弦或余弦曲线或其他能实现连续正确啮合的曲线。

本发明可广泛应用于多种复合行星传动中，通常，动力由单曲柄或多曲柄通过转臂轴承输入，转臂轴承驱动活齿齿轮，活齿齿轮与内齿轮啮合，动力由内齿轮或专门的W机构输出。W机构可以是多曲柄式、柱销式、十字滑块式、零齿差式、浮动盘等常用结构。

本发明的应用实例

如图7和图8所示：动力由输入轴11通过与齿轮10、10’外啮合行星传动将动力传递到曲轴8、8’组成的双曲柄机构，双曲柄机构通过四个偏心转臂轴承9将动力分别传递到两片钢球3与活齿架4组成的活齿齿轮中，活齿齿轮与针齿壳1、针齿2组成的固定针轮啮合，将动力通过转臂轴承9返回到双曲柄机构，双曲柄机构通过箱体支撑轴承6将动力从箱体7输出。

Claims (6)

1.少齿差活齿钢球传动机构，其特征是：包括内齿轮和偏心装在内齿轮中的活齿齿轮，所述活齿齿轮具有活齿架，活齿架外圆周沿轴向开有轴向槽，轴向槽内装有钢球，内齿轮的内齿与钢球滚动啮合。

2.根据权利要求1所述的少齿差活齿钢球传动机构，其特征是：在活齿架轴向槽的两端装有防止钢球滑落的挡圈。

3.根据权利要求2所述的少齿差活齿钢球传动机构，其特征是：所述轴向槽内放置有1个或2个以上钢球。

4.根据权利要求3所述的少齿差活齿钢球传动机构，其特征是：所述内齿轮为针轮，所述针轮具有针齿壳，针齿壳内圆周上沿轴向开有针齿槽，针齿槽内装有针齿。

5.根据权利要求4所述的少齿差活齿钢球传动机构，其特征是：所述针齿为圆柱销，轴向槽中2个以上钢球的直径相同。

6.根据权利要求4所述的少齿差活齿钢球传动机构，其特征是：所述针齿为圆锥销，轴向槽中2个以上钢球的直径不同。