CN1082636C - 空间复合凸轮活齿传动装置 - Google Patents

Abstract

一种空间复合凸轮活齿传动装置，属于少齿差行星传动。本发明解决了现有多级串联活齿传动结匀复杂、动态特性差、承载能力低的问题。本发明的输出构件右端有多层均布有活齿孔的环形体，每层环形体上的活齿数与其相啮合的内齿齿数差值的绝对值为大于1的整数，在相邻环形体之间活动地装有环形齿轮，各环形齿轮及内齿轮的轮齿为曲线齿廓，各环形齿轮及输入构件的外轮廓为啮合曲线，从而实现了空间复合多级活齿传动。

Description

空间复合凸轮活齿传动装置

本发明为一种少齿差活齿行星传动装置。

1996年6月13日，福建省煤矿机械厂以《正弦活齿针轮传动装置》向中国专利局提交了实用新型专利申请，其设计人为张济华，申请号为96214755.9，1997年10月11日被授予专利权。该装置包括：内齿轮，即针轮，它由针齿壳，针齿销及针齿套组成；输入构件，即激波器，由偏心轮及转臂轴承组成；活齿的一端具有内包络曲线齿廓，另一端为矩形截面；输出构件，其右端具有安装活齿的径向矩形槽；机座等。其活齿齿廓以正弦曲线的内包络线代替了原有的圆弧齿廓活齿。但该装置存在以下不足：结构复杂，为了获得较大传动比，该装置需采用两级或多级串联的结构，即前一级的输出作为次一级的输入，并且每一级必须采用两个外套滚动轴承的偏心轮对称布置的结构形式；活齿齿廓为复杂曲线且针轮针齿孔的精度要求高，其制造较困难；动态特性差，其输入构件虽然采用双偏心轮结构平衡了重力和径向力，但转动时仍存在翻转力矩；承载能力较低，其活齿齿廓左右两条曲线的过渡部分为一尖劈，且存在转臂轴承、针齿等薄弱环节，降低了该装置的承载能力。

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种结构简单、制造容易、动态特性好、承载能力高的空间复合凸轮活齿传动装置。

为实现上述发明目的，本发明的技术解决方案是：内齿轮的内齿为曲线齿廓、该内齿与输出构件的最外层环形活齿架上的活齿啮合；输出构件的右端有多层同心的环形体，每层环形体上均布有活齿孔，构成多层环形活齿架；每层活齿架的活齿孔装有活动的滚动体形的活齿，活齿的齿数与其相啮合的内齿齿数差值的绝对值为大于1的整数；在相邻两层环形活齿架、活齿之间装有活动的环形齿轮，各环形齿轮的左端活动地支承在输出构件右端相应的两层环形体之间的底部环形台阶上，其右端支承在对应的定位件环形台阶上，各环形齿轮的内齿为曲线齿廓，其外轮廓曲线为输出构件作匀速转动时活齿同时沿环形体的径向及内齿齿廓运动所形成的包络线；输入构件的凸轮位于输出构件最内层环形体的中部，其外轮廓曲线为输出构件作匀速转动时活齿同时沿环形体的径向及环形齿轮内齿齿廓运动所形成的包络线；定位件与机座固定连接并保持与输出构件及输入构件同心，定位件的中部有通孔。

本发明的优点是：输出构件的多层环形体及其上的活齿和环形齿轮及输入构件的凸轮组成了空间复合的多级活齿传动，容易得到大的传动比。例如，当活齿数与其相啮合的内齿数差值同为正或同为负时，两级空间复合凸轮活齿传动装置的传动比为：

I_总＝i₁×(i₂-1)

式中

i₁，i₂分别为第一级和第二级的传动比

当活齿数与其相啮合的内齿数差值一正一负时，装置的传动比为：

式中

I_总＝i₁×(i₂+1)

i₁，i₂分别为第一级和第二级的传动比可见，本发明容易实现较大的传动比；输入构件的凸轮和环形齿轮为动平衡零件，使得传动装置的结构大大简化；活齿为形状简单的柱或球等圆形截面件，制造容易；由于采用了大于1的少齿差形式，环形齿轮及输入凸轮所受径向分力为平衡力系，消除了原活齿传动双偏心轮布置存在的翻转力矩，改善了装置的动态特性；活齿仅受压应力，输入凸轮和环形轮按啮合原理求得，可从理论上保证其多齿同时啮合，极大地提高了装置的承载能力。

下面结合附图予以详细说明。

图1为本发明两级空间复合凸轮活齿传动装置的主剖视图，图2为图1中的A-A剖面图，图3为整体式输出活齿架结构图，图4为整体活齿架的B向局剖视图，图5为三级空间复合凸轮活齿传动装置的原理图。

输出构件包括主活齿架3、中间活齿架4，中间活齿架4与主活齿架3的右端底部固定联接并保持同心；主活齿架3与中间活齿架4的右端各有一层均布有活齿孔的环形体，活齿活动地装于其中；中间活齿架4的端部有与环形齿轮一端配合的环形台阶，中部有圆通孔；主活齿架3左端由机座2内的轴承15支承，机座2可根据需要确定为卧式或立式结构；输出构件也可采用整体式活齿架18，其右端具有多层环体，每层环体均布有活齿槽；内齿轮7用连接件17(销或螺纹等)固定在机座2内，并保持与输出构件同心，其内齿齿廓为给定曲线，该曲线通常为外切的两段圆弧，也可确定为直线圆弧或渐开线或抛物线以及或其它一阶连续曲线，活齿6、13可根据需要确定为实心圆柱或钢球；输入构件为整体凸轮轴10，或输入轴与输入凸轮用连结件组装的结构；凸轮的廓线为输出构件匀速转动时活齿同时沿环形体径向及环形齿轮内齿齿廓运动所形成的包络线；输入构件10的两端装有轴承，其左端装于活齿架右端孔内，右端位由右支承9孔内的轴承支承；环形齿轮5的左端支承在中间活齿架底部环形台阶上，右端支承在定位件8内台阶上，其内齿齿廓为相切的直线和圆弧，也可确定为圆弧或渐开线或抛物线以及或其它一阶连续曲线，其外轮廓为输出构件匀速转动时活齿同时沿环形体径向及内齿轮齿廓运动所形成的包络线；活齿数与其相啮合内齿数的差值可确定为±2、±3等。通过增加环形齿轮20、中间活齿架19可形成三级及三级以上的空间复合凸轮活齿传动。

Claims (9)

1一种空间复合凸轮活齿传动装置，包括机座，固定在机座左端的左端盖，固定在右支承右端的右端盖，分别装在左、右端盖内的密封圈，与机座固定连接的右支承，位于活齿架上的活齿。内齿轮通过联结件与机座固定连接，输出构件的左端由机座内的轴承支承，输入构件的左端由输出构件右端中部孔内的轴承支承，其右端由右支承中部孔内的轴承支承，内齿轮、输出构件输入构件同心；其特征在于：内齿轮的内齿为曲线齿廓，该内齿与输出构件的最外层环形活齿架上的活齿啮合；输出构件的右端有多层同心的环形体，每层环形体上均布有活齿孔，构成多层环形活齿架；每层活齿架的活齿孔装有活动的滚动体形的活齿，活齿的齿数与其相啮合的内齿齿数差值的绝对值为大于1的整数；在相邻两层环形活齿架、活齿之间装有活动的环形齿轮，各环形齿轮的左端活动地支承在输出构件右端相应的两层环形体之间的底部环形台阶上，其右端支承在对应的定位件环形台阶上，各环形齿轮的内齿为曲线齿廓，其外轮廓曲线为输出构件作匀速转动时活齿同时沿环形体的径向及内齿齿廓运动所形成的包络线；输入构件的凸轮位于输出构件最内层环形体的中部，其外轮廓曲线为输出构件作匀速转动时活齿同时沿环形体的径向及环形齿轮内齿齿廓运动所形成的包络线；定位件与机座固定连接并保持与输出构件及输入构件同心，定位件的中部有通孔。

2根据权利要求1所述空间复合凸轮活齿传动装置，其特征在于输出构件包括主活齿架，其右端有一层均布有活齿孔的环形体；与主活齿架的右端底部固定连接的中间活齿架，其端部有与环形齿轮一端配合的环形台价，中部有圆通孔，右端有一层均布有活齿孔的环形体；主活齿架与中间活齿架保持同心。

3根据权利要求1所述空间复合凸轮活齿传动装置，其特征在于输出构件为整体式活齿架，其右端为多层环形体，各层环形体上均布有活齿槽。

4根据权利要求1所述空间复合凸轮活齿传动装置，其特征在于输入构件包括输入轴，用联接件固定在输入轴上的输入凸轮。

5根据权利要求1所述空间复合凸轮活齿传动装置，其特征在于输入构件为整体凸轮轴。

6根据权利要求1所述空间复合凸轮活齿传动装置，其特征在于内齿轮及各环形齿轮的轮齿齿廓为相切的圆弧。

7根据权利要求1所述空间复合凸轮活齿传动装置，其特征在于内齿轮及各环形齿轮的轮齿齿廓为相切的直线和圆弧。

8根据权利要求1所述空间复合凸轮活齿传动装置，其特征在于活齿为圆柱。

9根据权利要求1所述空间复合凸轮活齿传动装置，其特征在于活齿为钢球。

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