CN114562547A - 一种栏栅式减速器 - Google Patents

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CN114562547A CN202210371733.0A CN202210371733A CN114562547A CN 114562547 A CN114562547 A CN 114562547A CN 202210371733 A CN202210371733 A CN 202210371733A CN 114562547 A CN114562547 A CN 114562547A
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    • F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
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Abstract

本发明提供一种栏栅式减速器，其由输入端、多个独立的滑块、栏栅、齿条共四部分组成；输入端中设有三角形凸台，滑块上部设有三角形凸台下部设有梯形齿，栏栅上设有等距孔，齿条上等距设有梯形齿槽；输入端运行时，其上的三角形凸对滑块上的三角形凸台施加作用力，使滑块在栏栅的孔内向齿条方向运动，滑块下方的梯形齿再将作用力传递给齿槽，使齿条运动；本减速器的特点是结构简单成本低廉，传动比范围大，回差小。

Description

一种栏栅式减速器
本发明涉及机械传动的变速装置领域。
背景技术：目前常见的减速器主要有齿轮减速器、行星减速器、蜗轮蜗杆减速器、摆线针轮减速器、RV摆线针轮减速器和谐波减速器；齿轮减速器和行星减速器都有体积大减速比低的缺点；蜗轮蜗杆减速器虽然可以有很大的减速比，但缺点是体积大效率低。摆线针轮减速器、RV摆线针轮减速器和谐波减速器缺点价格昂贵。
本发明提供一种栏栅式减速器，其结构如图1和图2相互所示：由输入端（1）、多个独立的滑块（2）、栏栅（3）、齿条（4）共四部分组成；如图2所示：输入端（1）中设有三角形凸台（5），其底角为A和B，高度为L3；滑块（2）中部为长方形其宽度为L6，滑块（2）上部设有三角形凸台（6），其底角分别为C和D，滑块（2）下部设有梯形齿（7），高度为L4，梯形齿的两个底角的余角分别为E和F；栏栅（3）上设有孔（8），孔间距为L1，孔数为Z1；齿条（4）上设有梯形齿槽（9），其宽度为L7间距为L2数量为Z2，梯形齿槽的两个底角的余角分别为G和H；各部分的关系为：A=C， B=D，E=G，F=H，L3=L4=L5，L6=L7，A= arccot(((L1-L2)*cot(E))／L1)，B=arccot(((L1-L2)*cot(F))／L1)，Z1*L1=Z2*L2；滑块（2）的三角形凸台（6）的顶点在滑块的中线上；滑块（2）和输入端（1）、栏栅（3）和齿条三者保持垂直；滑块（2）的数量和栏栅（3）上孔（8）的数量相等，滑块（2）与孔（8）为间隙配合，滑块（2）可以在孔（8）中上下移动；如图3所示：当（L1-L2）的绝对值大于等于cot(E)*L3或cot(F)*L3时，输入端（1）中的三角形凸台（5）分为相同的两个，其错开距离为L8，其大小为L8=（L1-L2）／2，栏栅（3）上的孔（8）也相对应的分为相同的两排，其错开距离同样为L8，而齿条（4）不做改变；如图4所示：当需要提高输出扭矩和运行稳定性时，可将多个相同参数的减速器以并联的形式集成到一个减速器内。
如图1所示：输入端（1）沿水平方向运动时，其上的三角形凸台（5）的腰对滑块(2)上方的三角形凸台（6）的腰施加作用力，使滑块（2）在栏栅（3）的孔（8）内向下运动，滑块(2)下方的梯形齿（7）再将作用力传递给齿槽（9），使齿条（4）沿水平方向运动；当齿条（4）作为输出端时减速器减速比为L1／（L1-L2）； 本发明的减速器有三种工作形式：工作形式一如图1所示，输入端（1）、栏栅（3）和齿条（4）相互平行，滑块（2）在输入端（1）的作用下在水平分布的孔（8）内进行上下往复运动，此时减速器输入和输出都是直线运动；工作形式二：如图5所示：输入端（1）、栏栅（3）和齿条（4）呈同心圆环分布，滑块（2）在输入端（1）的作用下在呈圆环分布的孔（8）内进行轴向的往复运动。如图6所示：这里用齿条（4）来说明工作形式一到工作形式二的旋转过程中，齿条（4）上的任一点K在绕O点旋转前后的对应关系：L9=L14，L10=R1，L11=R2，L13=2*Π*R1，<a=360°*(L12/L13)；用同样的方法可以得出圆环形的输入端（1）、栏栅（3）和滑块（2）；该形式下减速器输入端和输出端做圆周运动。 工作形式三：如图7所示：输入端（1）、栏栅（3）和齿条（4）呈同心圆环分布，滑块（2）在输入端（1）的作用下在呈圆环分布的孔（8）内进行轴向往复运动；如图8所示：这里用齿条（4）来说明工作形式一到工作形式三的旋转过程中，齿条（4）上的任一点K在绕O点旋转前后的对应关系：L9=L14，L10=R1，L11=R2，L13=2*Π*R1，<a=360°*(L12/L13)；用同样的方法可以得出圆环形的输入端（1）；因滑块（2）需要在孔（8）内滑动，所以滑块（2）的中部和孔（8）的截面需要保持为等截面的矩形，而滑块（2）的梯形齿（7）形状保持和齿条（4）上的齿槽（9）形状一致，滑块（2）上三角形（6）在相同的旋转条件下将两腰延长至滑块（2）同宽（如图9所示）；工作在形式三中梯形齿（7）和齿槽（9）的啮合中，由于滑块（2）的中线和齿槽的中线会有一个夹角，其在啮合的最初期值达到最大，随着啮合的深入角度a会慢慢变小，在啮合完成后其值为零；为消除这个夹角对啮合过程的影响，孔（8）和滑块（2）的间隙需适当加大，使滑块（2）可以在孔（8）内进行摆动，以保持滑块（2）中线和齿槽（9）的中线相互平行。
附图说明：
图1为减速器三视图；
图2为减速器剖视图，这里为便于看图取消了剖切线，并把各零件间距离拉开；
图3为两排的三角形凸台（5）和孔（8）；
图4为并联时的减速器剖视图；
图5为工作形式二的减速器三视图；
图6为工作形式一和工作形式二的对应关系图；
图7为工作形式三的减速器三视图；
图8为工作形式一和工作形式三的对应关系图；
图9为工作形式三的滑块；
图10为实施例参数列表。
具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围；本文所使用的术语＂及／或＂包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本实施例以图5进行实施，其具体参数由图10所示，其中R为栏栅（3）所在圆环中间位置的半径，本实施例输出端为齿条（4）。

Claims (5)

1.一种栏栅式减速器，其由输入端、多个独立的滑块、栏栅、齿条共四部分组成；其特征在于包括：输入端中设有三角形凸台，其底角为A和B，高度为L3；滑块中部为长方形其宽度为L6，滑块上部设有三角形凸台，其底角分别为C和D，滑块下部设有梯形齿，高度为L4，梯形齿的两个底角的余角分别为E和F；栏栅上设有孔，孔间距为L1，孔数为Z1；齿条上设有梯形齿槽，其宽度为L7间距为L2数量为Z2，梯形齿槽的两个底角的余角分别为G和H。
2. 根据权利要求1所述的一种栏栅式减速器，其特征在于： A=C， B=D，E=G，F=H，L3=L4=L5，L6=L7，A= arccot(((L1-L2)*cot(E))／L1)，B=arccot(((L1-L2)*cot(F))／L1)，Z1*L1=Z2*L2；滑块的三角形凸台的顶点在滑块的中线上；滑块和输入端、栏栅和齿条三者保持垂直；滑块的数量和栏栅上孔的数量相等，滑块与孔为间隙配合，滑块可以在孔中滑动。
3.根据权利要求1所述的一种栏栅式减速器，其特征在于：栏栅式减速器工作形式一；输入端、栏栅和齿条三者呈长条形且互相平行；而滑块沿栏栅垂直方向运动；输入端和输出端都为直线运动。
4.根据权利要求1所述的一种栏栅式减速器，其特征在于：栏栅式减速器工作形式二；输入端、栏栅和齿条三者呈同心圆环分布；滑块在栏栅孔内沿轴向运动；输入端和输出端都为圆周运动。
5.根据权利要求1所述的一种栏栅式减速器，其特征在于：栏栅式减速器工作形式三；输入端、栏栅和齿条三者呈同心圆环分布；滑块在栏栅孔内沿径向运动；输入端和输出端都为圆周运动。
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