CN1342845A - 减速超越离合器 - Google Patents

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本发明涉及一种通用的多功能机械传动装置,特别是涉及一种减速超越离合器。其要点是:偏心圆柱凸轮轴1的外轮廓套装转臂轴承6,其外侧与一组由摆杆7、滚柱活齿8组成的单向传动摆动活齿相接触,摆动活齿外侧与内齿中心轮5接触,形成齿差式啮合副。内齿中心轮5、摆动活齿轮和激波器为减速超越离合器的三个伸出轴。三个伸出轴之间可以实现运动合成、分解、减速、升速、步进、逆止和超越离合。

Description

减速超越离合器
本发明涉及一种通用的多功能机械传动装置，特别是涉及一种减速超越离合器。
现有的齿轮差速器，其功能是单一的，实现运动的合成与分解。如渐开线行星齿轮差速器，摆线针轮差速器，活齿传动差速器等；现有的超越离合器，其功能也是单一的，利用中介体，靠摩擦实现单向传动，使其具有超越离合的功能。如滚柱式超越离合器，楔块式超越离合器。
本发明的目的在于提供一种具有齿轮减速器和超越器综合功能的机械传动装置，即在实现运动合成、分解、减速、升速、步进、逆止的同时，还能实现超越离合。该装置具有转速变换范围宽、承载能力大、传动效率高、磨损轻、噪声低、加工工艺性好、成本低、实用性广等优点。
本发明提供了一种减速超越离合器，这种摆动活齿超越离合器的特征在于：偏心圆柱凸轮轴1的两个对称安装轴承2、2′上装有两个相同的摆动活齿轮体4、4′，在此偏心圆柱凸轮轴1的外轮廓上安装转臂轴承6；销轴9将摆动活齿轮体4、4′连接成一体，其上装有摆杆7，摆杆7上安装有滚柱活齿8；摆动活齿轮体4、4′上安装轴承3、3′，轴承3的外环上安装内齿中心轮5，其齿形为滚柱活齿外包络线，轴承3′的外环安装端盖10；所说的滚柱活齿8有三种结构：一种外表面为圆柱形，两端带有同轴销轴；另一种外表面为圆柱形，沿轴向内开一通槽，该通槽的槽截面形状为销槽；再一种外表面为圆柱形，沿轴向内开一通孔，该通孔的横截面形状为圆形；所说的摆杆7也有三种结构：一种为平板结构两端为圆弧形，两侧各有一个销孔；另一种为平板结构两端部为圆弧形，一侧有销孔另一侧有封闭销槽；再一种为平板结构，一端为圆弧形并开有销孔，另一端开有开口销槽；偏心圆柱凸轮1、内齿中心轮5和摆动活齿轮可以双排180°布置；偏心圆柱凸轮轴1与输入轴可以制成一体的，也可以用键连接。
减速超越离合器工作原理：减速超越离合器的三个伸出轴——内齿中心轮5，单向传动摆动活齿轮(包括摆动活齿轮体4、4′，摆杆7和滚柱活齿8，以下称摆动活齿轮)和激波器(包括偏心凸轮轴1、转臂轴承6，以下称激波器)之间的运动关系有下列几种(见图2)：
1.三个伸出件都是运动的
减速超越离合器的自由度F＝2，用来进行运动的合成或分解，并同时具有超越离合的功能。
当激波器和内齿中心轮5为原动件时，摆动活齿轮获得合成转速或实现超越离合；当激波器和摆动活齿轮为原动件时，内齿中心轮5获得合成转速或实现超越离合；当内齿中心轮5和摆动活齿轮为原动件时，激波器获得合成转速或实现超越离合。当三个伸出轴之一为原动件时，激波器获得合成转速或实现超越离合。当三个伸出轴之一为原动件，则另两个活动件(在确定相互关系的条件下)可获得分解的转速或超越离合。
2.三个伸出件一个固定、两个运动
形成了超越离合减速(升速)器。当内齿中心轮5固定时，摆动活齿轮和激波器的运动关系是：激波器向一个方向转动时，推动摆动活齿轮向另一个方向减速转动；激波器向另一个方向转动时，可自由转动，即处于超越状态。反之，摆动活齿轮向一个方向转动时，推动激波器升速转动；摆动活齿轮向另一个转动时，可自由转动，即处于超越状态。
当摆动活齿轮固定时，激波器与内齿中心轮5的运动关系是：激波器向一个方向转动时，推动内齿中心轮5向一个方向减速转动；激波器向另一个方向转动时，可自由转动，即处于超越状态。反之，中心轮5向一个方向转动时，推动激波器升速转动；内齿中心轮5向另一个方向转动时，可自由转动，即处于超越状态。
当激波器固定时，摆动活齿轮与内齿中心轮5的运动关系是：当摆动活齿轮向一个方向转动时，推动中心轮5作与其差别较小的转动；摆动活齿轮向另一个方向转动时，可自由转动，即处于超越状态。反之，当内齿中心轮5向一个方向转动时，推动摆动活齿轮作与其差别较小的转动；内齿中心轮5向另一个方向转动时，可自由转动，即处于超越状态。
3.三个伸出件两个固定、一个运动
形成了逆止器。当固定内齿中心轮5、摆动活齿轮时，激波器向一个方向转动时，可自由转动，即处于超越离合状态；激波器向另一个方向转动时，发生自锁，即被制动。
当固定内齿中心轮5、激波器时，摆动活齿轮向一个方向转动时，可自由转动，即处于超越离合状态；摆动活齿轮向另一个方向转动时，发生自锁，即被制动。
当固定摆动活齿轮、激波器时，内齿中心轮5向一个方向转动时，可自由转动，即处于超越离合状态；内齿中心轮5向另一个方向转动时，可自由转动，即处于超越离合状态；内齿中心轮5向另一个方向转动时，发生自锁，即被制动。
当给定内齿中心轮5、摆动活齿轮运动时，激波器获得合成运动或自由转动，即处于超越离合状态。
当给定内齿中心轮5、激波器运动时，摆动活齿轮获得合成运动或自由转动，即处于超越离合状态。
当给定摆动活齿轮、激波器运动时，内齿中心轮5获得合成运动或自由转动，即处于超越离合状态。
本发明摆动活齿超越离合器的三个伸出轴的支承轴承3、3′，2、2′，放置在轴的两侧，形成受力良好的简支梁结构(见附图1)。支承轴承也可以设置在同侧，形成悬臂梁结构，以满足多方面的需求。
本发明是一种单向转速变换机构。当机构的尺寸变为无穷大时，则转动变为移动，于是形成了各种减速直线超越离合器。减速直线超越离合器是减速超越离合器的特例。
附图及实施例：
图1为减速超越离合器的结构图。
图2为超越离合原理图。
图3为几种单向传动摆动活齿结构图。
图4为双排结构减速超越离合器结构图。
图1示出了本发明减速超越离合器实施例(见图1)：1为偏心圆柱凸轮轴，6为转臂轴承，摆动活齿轮体4、摆杆7、为滚柱活齿8和销轴9组成了单向传动摆动活齿轮。5为内齿中心轮，10为端盖，偏心圆柱凸轮轴1通过轴承2支承在摆动活齿轮的摆动活齿轮体4上，摆动活齿轮通过轴承3支承在内齿中心轮座5上。
附图2示出了本发明减速超越离合器的三个伸出轴一内齿中心轮5、摆动活齿轮和激波器之间的运动合成、分解、升速、降速、步进、逆止和超越离合的实现原理。
附图3示出本发明减速超越离合器的单向传动啮合副：摆杆7、滚柱活齿8与销轴9组成变约束运动副，销轴9均布在摆动活齿轮体4、4′上。附图3示出了几种典型单向传动摆动活齿结构。
本发明的特点为：
1.结构新颖。采用变约速运动副，开发出变自由度摆动活齿轮，据此发明了以二自度摆动活齿轮为主体的超越离合器。
2.优越的综合性能。具有摆动活齿传动和超越离合器的综合性能：运动分解、合成、减速、升速、步进、逆止和超越离合。
3.传动比大、分级密集。可以实现一级摆动活齿传动的传动比系列。
4.承载能力高。以摆动活齿单向传动啮合副实现超越离合替代靠磨擦中介体实现超越离合和多齿啮合承担载荷，使传递的扭矩大幅度提高。
5.传动效率高。全滚动摆动活齿啮合副克服了超越离合器的中介体滑动磨擦损失，传动效率可达96％以上。
6.传动平稳、安全可靠。摆动活齿传动多齿连续啮合，传动平稳，齿轮传动安全可靠，有效地克服了超越离合器磨损导致“翻转”失效。
7.寿命长。齿轮传动远比磨擦传动的寿命长。
8.实现了标准化、系列化。采用“抽齿技术”，简化了啮合副结构，同一功率的摆动活齿超越离合器的结构相同，为产品批量生产创造了条件。
减速超越离合器是一种高转速大转矩变速超越离合器，是通用超越离合器的更新换代产品，可满足常规兵器和飞机机械传动的需要，为新型机电产品配套。作为机械传动的基础件，在轻工、纺织、包装、印刷、食品、医疗、机床、农机、起重运输机械、矿山、石油、水泥、电力设备中有广阔的应用前景。

Claims (10)

1.一种减速超越离合器，其特征在于：偏心圆柱凸轮轴(1)的两个对称安装的轴承(2)、(2′)上，装有两个相同的摆动活齿轮体(4)、(4′)，在此偏心圆柱凸轮轴(1)的外轮廓上安装转臂轴承(6)；摆动活齿轮体(4)、(4′)由销轴(9)连接成一体，销轴(9)上装有摆杆(7)，摆杆(7)上安装滚柱活齿(8)；摆动活齿轮体(4)、(4′)上安装轴承(3)、(3′)，轴承(3)的外环安装内齿中心轮(5)，轴承(3′)的外环安装端盖(10)。
2.根据权利要求1所述的减速超越离合器，其特征在于：内齿中心轮(5)的齿形为滚柱外包络线。
3.根据权利要求1所述的减速超越离合器，其特征在于：滚动活齿(8)的外表面为圆柱面，两端带有同轴销轴。
4.根据权利要求1所述的减速超越离合器，其特征在于：滚动活齿(8)的外表面为圆柱面，沿轴向内开一通槽，该槽的截面形状为销槽。
5.根据权利要求1所述的减速超越离合器，其特征在于：滚柱活齿(8)的外表面为圆柱面，沿轴向内开一通孔，其内表面也为圆柱面。
6.根据权利要求1所述的减速超越离合器，其特征在于：摆杆(7)为平板结构，两端部为圆弧形，两侧各有一个销孔。
7.根据权利要求1所述的减速超越离合器，其特征在于：摆杆(7)为平板结构，两端部为圆弧形，一端有销孔，另一端有封闭销槽。
8.根据权利要求1所述的减速超越离合器，其特征在于：摆杆(7)为平板结构，两端部为圆弧形，一端有销孔，另一端有开口销槽。
9.根据权利要求1所述的减速超越离合器，其特征在于：偏心圆柱凸轮轴(1)与输入轴是一体的，也可以用键连接。
10.根据权利要求1所述的减速超越离合器，其特征在于：偏心圆柱凸轮(1)、内齿中心轮(5)和摆动活齿轮可以是单排的也可以是双排180°布置的。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104767319A (zh) * 2015-03-11 2015-07-08 燕山大学 一种电磁谐波活齿传动装置
CN105041908A (zh) * 2015-08-23 2015-11-11 袁廷华 一种活齿型双离合器

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