CN108194610B - 一种具有消隙机构的摆杆活齿减速器 - Google Patents

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Abstract

一种具有消隙机构的摆杆活齿减速器，其中心轮的中心通孔上设有与其同轴线的椭圆形激波器，在中心轮内齿廓与激波器外周面之间的位置上设有端面低于中心轮端面且内径大于激波器大直径、外径小于内齿廓的圆环形活齿架，在该活齿架上设有3‑6个均布的摆杆活齿。该摆杆活齿主要包括上下构件、上下内构件及弹性组件。本发明采用的摆杆活齿可通过弹簧弹性形变产生的恢复力去自动地调整摆杆活齿上下滚轮的相对距离，在消隙的同时也消除了活齿轮在运转状态下产生的冲击和振动，起到缓冲吸振的效果；采用的摆杆活齿还可通过电致伸缩元件对电信号的反应实现了精确调隙，大大改善了由于磨损等原因而产生的间隙对传动性能造成影响的情况。

Description

一种具有消隙机构的摆杆活齿减速器
技术领域
本发明涉及一种摆杆活齿减速器。
背景技术
活齿减速器是一种可用来传递两同轴间回转运动的新型减速器。典型活齿传动的结构有：推杆活齿、摆动活齿、滚珠活齿和套筒活齿等。摆杆活齿传动作为在摆动活齿传动的基础上演化出来的一种多齿同时啮合的活齿少齿差行星传动，具有承载能力高、基本构件工艺性好、运动链短和结构紧凑等优点。但由于活齿轮在传动过程中啮合副的磨损，产生啮合间隙的同时也造成了振动和冲击，影响了其传动性能。
申请号为01108707.2的中国专利，《空间凸轮活齿传动装置》，空间凸轮活齿啮合副由端齿、活齿架、滚珠活齿、空间凸轮以及调整垫片组成，该装置利用调整垫片去调整啮合间隙，并利用活齿传动多齿啮合的误差均化作用实现了精密传动，但该装置无法同时对每个活齿实现消隙，并且由于采用一齿差，机构存在惯性力和单向工作载荷。在机械设计期刊第33卷第7期17-20页发布的《自动消隙摆杆活齿传动研究》针对的就是摆杆活齿的消隙研究，该文中提出通过轴向移动中心轮或激波器消除啮合副径向间隙的消隙方法，该方法实现了同时消除所有啮合副磨损间隙，但也无法同时对每个活齿实现消隙，并且产生了轴向力，影响其传动性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种既能使摆杆活齿与中心轮和激波器之间的间隙得以补偿，又能消除由传动间隙而引起的冲击和振动，改善活齿轮传动性能的具有消隙机构的摆杆活齿减速器。
本发明主要包括中心轮、活齿架、激波器和摆杆活齿。其中，中心轮为有中心通孔的圆盘，其一个端面上设有凹槽，凹槽内壁呈齿廓形，中心通孔上设有与其同轴线且外端面与中心轮端面平齐的椭圆形激波器，在中心轮内齿廓与激波器外周面之间的位置上设有端面低于中心轮端面且内径大于激波器大直径、外径小于内齿廓的圆环形活齿架，在该活齿架上设有3-6个均布的摆杆活齿。
该摆杆活齿主要包括上下构件、上下内构件及弹性组件。其中，等长的上下构件一端由支撑轴铰接，并且该支撑轴与活齿架垂直固连，上下构件另一端呈叉形，每个叉内设有一个滚轮，穿过滚轮中心通孔且与支撑轴平行的短轴两端设在两叉对应的通孔内，其一个滚轮与激波器外周面接触，其另一个滚轮与内齿廓接触。在上下构件两相对的面上各设一个固定端与其垂直相连的内构件，即上构件上设有内上构件，下构件上设有内下构件，等长的两内上下构件自由端各设一个通孔，两通孔内设有柱销，该柱销也与支撑轴平行，于是两内上下构件与两上下构件组成四连杆结构。在上下构件之间设有调节两者夹角大小的弹性组件，该弹性组件可以有多种结构，或一，弹性组件为两个弹簧，它们分别套在内上下构件上，两弹簧一端分别置于上下构件上，另一端分别置于靠近柱销的凸环上；当摆杆活齿处于工作位置时，上下构件及内上下构件为刚性接触，当摆杆活齿处于非工作位置或由于磨损而产生间隙时，上下构件由于被压缩弹簧的恢复力作用而相互远离，分别与激波器和中心轮相接触，从而消除了啮合间隙，并且具有缓冲、吸振的作用。或二，弹性组件为一根拉伸弹簧，其一端固定在上下构件间的支撑轴上，另一端固定在内上下构件间的短轴上。当活齿处于中心轮齿廓非工作面或由于运动副磨损而产生齿侧间隙时，通过拉伸弹簧的弹性恢复力使上下构件夹角增大，改变两滚轮间的距离，使活齿与中心轮和激波器实现无隙接触，在自动消隙的同时起到缓冲、吸振的作用。或三，弹性组件为部分采用锆钛铅(PZT)制作的自身可伸缩的电致伸缩元件，其一端设与柱销对应的通孔并与其套接，另一端设与支撑轴对应的通孔并与其套接。所述电致伸缩元件可根据输入的电信号改变自身长度，驱动内上下构件套接处移动，进而精确调整上下构件的角度，使活齿与中心轮和激波器实现无隙接触。
本发明与现有技术相比具有如下优点：采用的摆杆活齿可通过弹簧弹性形变产生的恢复力去自动地调整摆杆活齿上下滚轮的相对距离，在消隙的同时也消除了活齿轮在运转状态下产生的冲击和振动，起到缓冲吸振的效果；采用的摆杆活齿还可通过电致伸缩元件对电信号的反应实现了精确调隙，大大改善了由于磨损等原因而产生的间隙对传动性能造成影响的情况。
附图说明
图1是本发明的主视示意图。
图2是本发明摆杆活齿例1的轴侧示意图。
图3是本发明摆杆活齿例2的主视示意图。
图4是本发明摆杆活齿例3的主视示意图。
图中：1、中心轮，2、活齿架，3、激波器，4、摆杆活齿，5、下构件，6、支撑轴，7、上构件，8、铜套筒，9、内上下构件凸环，10、弹簧，11、上滚轮，12、短轴，13、柱销，14、下滚轮，15、内上构件，16、内下构件，17、拉伸弹簧，18、连接小轴，19、电致伸缩元件。
具体实施方式
在图1所示的具有消隙机构的摆杆活齿减速器的的主视示意图中，中心轮1为有中心通孔的圆盘，其一个端面上设有凹槽，凹槽内壁呈齿廓形，中心通孔上设有与其同轴线且外端面与中心轮端面平齐的椭圆形激波器3，在中心轮内齿廓与激波器外周面之间的位置上设有端面低于中心轮端面且内径大于激波器大直径、外径小于内齿廓的圆环形活齿架2，在该活齿架上设有6个均布的摆杆活齿4。该摆杆活齿主要包括上构件7、下构件5、内上构件15、内下构件16及弹性组件。
在图2所示的本发明摆杆活齿例1的轴侧示意图中，等长的上下构件一端由支撑轴6铰接，并且该支撑轴与活齿架2垂直固连，上下构件另一端呈叉形，上构件叉内设有上滚轮11，下构件叉内设有下滚轮14，上下滚轮均为深沟球轴承，穿过滚轮中心通孔且与支撑轴平行的短轴12两端设在两叉对应的通孔内，其一个滚轮与激波器外周面接触，其另一个滚轮与内齿廓接触。在上下构件两相对的面上各设一个固定端与其垂直相连的内构件，即上构件上设有内上构件15，下构件上设有内下构件16，上下内构件固定端分别置于上下构件对应的通孔内且通孔内表面设有降低磨损的铜套筒8，等长的两内上下构件自由端各设一个通孔，两通孔内设置柱销13，该柱销也与支撑轴平行。在上下构件之间设有弹性组件，弹性组件为两个弹簧10，它们分别套在内上下构件上，两弹簧一端分别置于上下构件上，另一端分别置于靠近柱销的凸环9上.
在图3所示的本发明摆杆活齿例2的主视示意图中，等长的上下构件一端由支撑轴6铰接，并且该支撑轴与活齿架2垂直固连，上下构件另一端呈叉形，上构件叉内设有上滚轮11，下构件叉内设有下滚轮14，上下滚轮均为深沟球轴承，穿过滚轮中心通孔且与支撑轴平行的短轴12两端设在两叉对应的通孔内，其一个滚轮与激波器外周面接触，其另一个滚轮与内齿廓接触。在上下构件两相对的面上各设一个固定端与其垂直相连的内构件，即上构件上设有内上构件15，下构件上设有内下构件16，上下内构件固定端置于上下构件对应的槽孔内且固定端的通孔与和槽孔垂直的通孔对应，两者的通孔内设一根连接小轴18，等长的两内上下构件自由端各设一个通孔，两通孔内设柱销13，该柱销也与支撑轴平行。弹性组件为一根拉伸弹簧17，其一端穿过上下构件间支撑轴6上的径向通孔并弯折，另一端穿过内上下构件间柱销13上的径向通孔并弯折。
在图4所示的本发明摆杆活齿例3的主视示意图中，等长的上下构件一端由支撑轴6铰接，并且该支撑轴与活齿架2垂直固连，上下构件另一端呈叉形，上构件叉内设有上滚轮11，下构件叉内设有下滚轮14，上下滚轮均为深沟球轴承，穿过滚轮中心通孔且与支撑轴平行的短轴12两端设在两叉对应的通孔内，其一个滚轮与激波器外周面接触，其另一个滚轮与内齿廓接触。在上下构件两相对的面上各设一个固定端与其垂直相连的内构件，即上构件上设有内上构件15，下构件上设有内下构件16，上下内构件固定端置于上下构件对应的槽孔内且固定端的通孔与和槽孔垂直的通孔对应，两者的通孔内设一根连接小轴18，等长的两内上下构件自由端各设一个通孔，两通孔内设柱销13，该柱销也与支撑轴平行。弹性组件为19中间部分用锆钛铅(PZT)制作的自身可伸缩的电致伸缩元件，其两侧为与其连为一体的导电金属杆，其一端设与柱销13对应的通孔并与其套接，另一端设与支撑轴6对应的通孔并与其套接。

Claims (2)

1.一种具有消隙机构的摆杆活齿减速器，其中心轮为有中心通孔的圆盘，其一个端面上设有凹槽，凹槽内壁呈齿廓形，中心通孔上设有与其同轴线且外端面与中心轮端面平齐的椭圆形激波器，在中心轮内齿廓与激波器外周面之间的位置上设有端面低于中心轮端面且内径大于激波器大直径、外径小于内齿廓的圆环形活齿架，在该活齿架上设有3-6个均布的摆杆活齿，其特征在于：摆杆活齿包括上构件、下构件、内上构件、内下构件及弹性组件，其等长的上构件和下构件一端由支撑轴铰接，并且该支撑轴与活齿架垂直固连，上构件和下构件另一端呈叉形，每个叉内设有一个滚轮，穿过滚轮中心通孔且与支撑轴平行的短轴两端设在两叉对应的通孔内，其一个滚轮与激波器外周面接触，其另一个滚轮与内齿廓接触，在上构件与下构件两相对的面上各设一个固定端与其垂直相连的内构件，即上构件上设有内上构件，下构件上设有内下构件，等长的内上构件和内下构件自由端各设一个通孔，两通孔内设有柱销，该柱销也与支撑轴平行，于是内上构件、内下构件、上构件、下构件组成四连杆结构，在上构件和下构件之间设有调节两者夹角大小的弹性组件。
2.根据权利要求1所述的具有消隙机构的摆杆活齿减速器，其特征在于：弹性组件的结构，或一，弹性组件为两个弹簧，它们分别套在内上构件和内下构件上，两弹簧一端分别置于上构件与下构件上，另一端分别置于靠近柱销的凸环上；或二，弹性组件为一根拉伸弹簧，其一端穿过上构件和下构件间支撑轴上的径向通孔并弯折，另一端穿过内上构件和内下构件间柱销上的径向通孔并弯折；或三，弹性组件为部分采用锆钛铅(PZT)制作的自身可伸缩的电致伸缩元件，其一端设与柱销对应的通孔并与其套接，另一端设与支撑轴对应的通孔并与其套接。
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