CN114215882A - 一种基于差动转位原理的多层乘积精细分度强力机械传动装置 - Google Patents

一种基于差动转位原理的多层乘积精细分度强力机械传动装置 Download PDF

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郭玉英
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李金龙
孙永超
季佳宁
丁来军
谢宇蒙
王吉
王彦明
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Abstract

本发明涉及一种基于差动转位原理的多层乘积精细分度强力机械传动装置，由首层，中层，末层组成；中层根据需要可以为N层；通过差动转位原理，由多层分度机械机构，利用每层间分度数互质关系，实现首末层之间，多层乘积分度机械传动。本发明在实际使用中可根据空间、扭矩、总等分数的条件，选择轴向或径向分层，和各层的等分数。本发明解决了因机械零件的加工制造限制、无法大量圆周等分、并传递较大扭矩的难题；通过差动转位原理，使每层的等分数量合理可制造，并且因每层等分数量的合理，可布置更宽的剪切截面，以承受较大的传动扭矩。本发明装置，具有圆周等分数量大、传递扭矩大、易于制造等优点。

Description

一种基于差动转位原理的多层乘积精细分度强力机械传动 装置
技术领域
本发明属于机械技术领域，具体涉及一种基于差动转位原理的多层乘积精细分度强力机械传动装置。
背景技术
机械动作可简化分为直线运动与回转传动；回转传动是机械动作的主要素之一，在各领域广泛使用。传统的回转传动装置有：单键、矩形花键、渐开线花键、涨套、端齿盘等；因各自的传动原理不同，在传动分度和传递力矩方面各有优缺点。但在一些应用场合，需要传递回转运动的两个部件间有细分的的圆周位置关系，还需要传递大的扭矩，传统的装置很难实现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于差动转位原理的多层乘积精细分度强力机械传动装置，通过差动转位原理，降低制造难度的同时，能够解决细分与大扭矩的矛盾。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种基于差动转位原理的多层乘积精细分度强力机械传动装置，由首层，中层，末层组成；中层根据需要可以为N层；通过差动转位原理，由多层分度机械机构，利用每层间分度数互质关系，实现首末层之间，多层乘积分度机械传动。
进一步地，所述多层分度机械机构包括径向圆环套装形式或者轴向串联方式。
进一步地，所述首层、中层、末层径向分层构成关系为：中层套装在首层外圈，二者之间通过等分机械机构连接；末层套装在中层外圈，二者之间通过等分机械机构连接；所述等分机械机构为花键。
进一步地，所述首层、中层、末层轴向分层构成关系为：首层安装在中层左侧，二者之间通过等分机械机构连接；末层安装在中层右侧，二者之间通过等分机械机构连接；所述等分机械机构为端齿盘。
进一步地，采用上述原理的基于差动转位原理的多层乘积精细分度强力机械传动装置，具体包括传动轴、传动齿轮和差动转位轮，所述传动轴、差动转位轮和传动齿轮三者从内到外依次套装；所述传动轴为花键轴；所述差动转位轮，内孔为花键，外圆为渐开线花键；所述传动齿轮，内孔为渐开线花键，外圆为齿轮；所述传动轴与差动转位轮通过内外花键，圆周定位和传递扭矩；所述差动转位轮与传动齿轮通过内外渐开线花键，圆周定位和传递扭矩。
基本动作原理为：矩形花键与渐开线花键，均具有传递扭矩大的优点，同时也因为机械加工能力限制，无法在圆周方向精细等分。
本发明，通过利用三层回转体之间的,两个结合部位处等分数的互质关系，实现首尾回转体之间的互质等分数乘积的总等分数。
本发明为一种差动转位原理的多层乘积精细分度强力机械传动装置，以上示例仅为原理介绍，实际应用在此原理上，可以广泛拓展：如每层间的等分数(ABC…N)可以成百上千，层数根据需要也可以增多，首末层之间的等分数量根据需要可以非常大(A×B×C×…×N )；另外除了这种内外圆环的套装连接，还可以像端齿盘轴向套装连接，原理相同，同样可以无限细分。
本发明的有益效果是：本发明在实际使用中可根据空间、扭矩、总等分数的条件，选择轴向或径向分层，和各层的等分数。本发明解决了因机械零件的加工制造限制、无法大量圆周等分、并传递较大扭矩的难题；通过差动转位原理，使每层的等分数量合理可制造，并且因每层等分数量的合理，可布置更宽的剪切截面，以承受较大的传动扭矩。本发明装置，具有圆周等分数量大、传递扭矩大、易于制造等优点。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图。
图2为本发明装置实际应用图。
图3为本发明装置原理示意图（夹角为0度）。
图4为本发明装置原理示意图（夹角为12度）。
图5为本发明装置原理示意图（夹角为24度）。
图6为本发明装置原理示意图（夹角为60度）。
图7为本发明装置原理示意图（夹角为72度）。
图8为本发明装置原理示意图（夹角为84度）。
图中标记说明：1、首层；2、中层；3、末层；4、首层花键轴；5、中层花键齿轮；6、末层内外齿轮。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。
实施例
如图1、图2所示的基于差动转位原理的多层乘积精细分度强力机械传动装置，由首层1、中层2和末层组成3；中层2根据需要可以为N层；通过差动转位原理，由多层分度机械机构，利用每层间分度数互质关系，实现首末层之间，多层乘积分度机械传动。 如图1所示结构关系为：径向分层构成关系为：中层2套装在首层1外圈，二者之间通过等分机械机构（如花键）连接；末层3套装在中层2外圈，二者之间通过等分机械机构（如花键）连接。轴向分层构成关系为：首层1安装在中层2左侧，二者之间通过等分机械机构（如端齿盘）连接；末层3安装在中层2右侧，二者之间通过等分机械机构（如端齿盘）连接。
如图3至图8所示，分度机械传动装置原理为：本发明，通过利用多层回转体之间的,两个结合部位处等分数的互质关系，实现首尾回转体之间的互质等分数乘积的总等分数。
举例说明：假如因制造能力限制，只能制作不大于6等分的矩形花键，而传动需要30等分；首中层间采用5等分的矩形花键，中末层间采用6等分的矩形花键，即可实现首末层间30等分，具体参见下表
序号 首层位置 中层位置 末层位置 首中层夹角 中末层夹角 首末层夹角
1. 零位 A a 0° 0° 0°
2. 零位 B a 72° -60° 12°
3. 零位 C a 144° -120° 24°
4. 零位 D a 216° -180° 36°
5. 零位 E a 288° -240° 48°
6. 零位 A b 0° 60° 60°
7. 零位 B b 72° 0° 72°
8. 零位 C b 144° -60° 84°
9. 零位 D b 216° -120° 96°
10. 零位 E b 288° -180° 108°
11. 零位 A c 0° 120° 120°
12. 零位 B c 72° 60° 132°
13. 零位 C c 144° 0° 144°
14. 零位 D c 216° -60° 156°
15. 零位 E c 288° -120° 168°
16. 零位 A d 0° 180° 180°
17. 零位 B d 72° 120° 192°
18. 零位 C d 144° 60° 204°
19. 零位 D d 216° 0° 216°
20. 零位 E d 288° -60° 228°
21. 零位 A e 0° 240° 240°
22. 零位 B e 72° 180° 252°
23. 零位 C e 144° 120° 264°
24. 零位 D e 216° 60° 276°
25. 零位 E e 288° 0° 288°
26. 零位 A f 0° 300° 300°
27. 零位 B f 72° 240° 312°
28. 零位 C f 144° 180° 324°
29. 零位 D f 216° 120° 336°
30. 零位 E f 288° 60° 348°
如图2所示，分度机械传动装置实际应用为：首层花键轴4与中层花键齿轮5，通过滑动花键10×180×200×30连接，二者之间为10等分圆周分度关系；中层花键齿轮5与末层内外齿轮6，通过渐开线花键m1.5，Z231连接，二者之间为231等分圆周关系；因231和10互质，因此首层花键轴4与末层内外齿轮5，二者之间形成了231×10=2310的超精细等分圆周分度关系；从而满足了上下连个M16右、M16左齿轮之间，一定圆周位置关系的需要，且能传递较大扭矩，满足了实际生产中的应用。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于差动转位原理的多层乘积精细分度强力机械传动装置，其特征在于：由首层、中层、末层组成；中层根据需要可以为N层；通过差动转位原理，由多层分度机械机构，利用每层间分度数互质关系，实现首末层之间，多层乘积分度机械传动。
2.根据权利要求1所述的一种基于差动转位原理的多层乘积精细分度强力机械传动装置，其特征在在于：所述多层分度机械机构包括径向圆环套装形式或者轴向串联方式。
3.根据权利要求1所述的一种基于差动转位原理的多层乘积精细分度强力机械传动装置，其特征在在于：所述首层、中层、末层径向分层构成关系为：中层套装在首层外圈，二者之间通过等分机械机构连接；末层套装在中层外圈，二者之间通过等分机械机构连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于差动转位原理的多层乘积精细分度强力机械传动装置，其特征在在于：所述首层、中层、末层轴向分层构成关系为：首层安装在中层左侧，二者之间通过等分机械机构连接；末层安装在中层右侧，二者之间通过等分机械机构连接。
5.根据权利要求3所述的一种基于差动转位原理的多层乘积精细分度强力机械传动装置，其特征在在于：所述等分机械机构为花键。
6.根据权利要求4所述的一种基于差动转位原理的多层乘积精细分度强力机械传动装置，其特征在在于：所述等分机械机构为端齿盘。
7.根据权利要求1所述的一种基于差动转位原理的多层乘积精细分度强力机械传动装置，其特征在在于：采用上述原理的基于差动转位原理的多层乘积精细分度强力机械传动装置，具体包括传动轴、传动齿轮和差动转位轮，所述传动轴、差动转位轮和传动齿轮三者从内到外依次套装；所述传动轴为花键轴；所述差动转位轮，内孔为花键，外圆为渐开线花键；所述传动齿轮，内孔为渐开线花键，外圆为齿轮；所述传动轴与差动转位轮通过内外花键，圆周定位和传递扭矩；所述差动转位轮与传动齿轮通过内外渐开线花键，圆周定位和传递扭矩。
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