CN1587742A - 一种双相凸轮激波的摆动活齿传动装置 - Google Patents
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Abstract
一种双相凸轮激波的摆动活齿传动装置，包括有激波器、摆动活齿、活齿架和内齿轮；活齿基体与滚针轴承构成摆动活齿，与输出轴固联的输出盘、浮动盘及两端固联的柱销轴构成活齿架；摆动活齿位于激波器与内齿轮之间；特征在于：激波器由输入轴和双相凸轮组成，双相凸轮的廓线为标准的几何轴对称曲线，双相凸轮无偏心地固联于输入轴。当输入轴带动双相凸轮转动时，双相凸轮与活齿基体的中段滚动接触啮合，驱动活齿基体绕柱销轴转动，同时实现活齿基体两侧的滚针轴承与内齿轮的滚动接触啮合，进而使摆动活齿推动活齿架转动，完成运动和动力的传递。本发明具有可实现激波器及机壳的受力自平衡、结构简单、传动效率高、承载能力强及振动噪声低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种双相凸轮激波的摆动活齿少齿差行星传动装置，用于实现两轴之间的运动和动力传递，属于机械传动技术领域。
背景技术
活齿传动按其传动原理及结构组成的不同，可主要分为推杆活齿传动、滚子活齿传动和摆动活齿传动。其中，摆动活齿传动与推杆活齿传动和滚子活齿传动的显著区别在于将活齿槽内受力滑动的活齿，改为绕活齿架上的柱销轴转动的摆动活齿。摆动活齿传动的突出优点是克服了活齿在活齿槽内的滑动磨损，提高了传动效率，而且活齿架的结构更为简洁。不足之处是摆动活齿为一个组合件，设计不当时，会导致摆动活齿传动的径向尺寸增大，摆动活齿与内齿轮之间存在摩擦，产生发热和磨损。为克服以上不足之处，申请号为02222398.3的实用新型专利公布了《滚动接触式摆动活齿行星减速器》。此装置主要由输入轴1、偏心套19、滚针轴承A、凸缘激波器外圆环20、活齿基体3、滚针轴承4、内齿轮5、柱销轴6、球轴承14、输出盘7、浮动盘8和输出轴9组成，见图9所示。其中，偏心套19、滚针轴承A和凸缘激波器外圆环20组成凸缘激波器；两个结构相同的偏心套相错180°对称布置安装在输入轴1上，两偏心套外各安装一个同型号的滚针轴承A，两滚针轴承A外又分别安装两个结构相同的凸缘激波器外圆环20，从而得到两个相错180°对称布置的凸缘激波器。摆动活齿为三段结构，由活齿基体3和两个滚针轴承4组成。输出盘7、柱销轴6和浮动盘8构成活齿架。摆动活齿位于凸缘激波外圆环20与内齿轮5之间，分别与凸缘激波器外圆环20和内齿轮5接触啮合。此实用新型的凸缘激波器外圆环与活齿基体啮合的曲面为外圆面，内齿轮5与安装在活齿基体3上的滚针轴承4的啮合面为摆动活齿在一系列啮合位置的包络曲面。该实用新型采用分段、等径的外圆面摆动活齿，在活齿基体3与柱销轴6之间、活齿基体3与凸缘激波器外圆环20之间、活齿上的滚针轴承4与内齿轮5之间均可形成滚动接触啮合，从而减小了摩擦、提高了传动效率。此实用新型摆动活齿的齿数zh与内齿轮7的齿数zg之间的关系为zg＝zh±1。
与现有多数活齿传动装置相同，《滚动接触式摆动活齿行星减速器》实用新型的激波器偏心地安装于输入轴，且在传动结构中由激波器、摆动活齿和内齿轮5构成的传动链为一排或两排。当为一排时，传动的承载能力相对较低，而且由于激波器偏心安装，将在激波器及机壳上产生很大的不平衡力，导致较大的轴承载荷和机壳激振力；当为两排时，两激波器采用相错180°偏心布置，虽然可实现激波器与机壳的受力平衡，但两激波器之间有一定的间隔，在传动过程中必然产生作用于机壳的倾覆力矩，也难以从根本上避免整机的振动。
发明内容
本发明的目的是：为了解决前述的摆动活齿传动中激波器偏心安装导致较大的轴承载荷、机壳激振力和倾覆力矩等问题，设计出了本发明的一种双相凸轮激波的摆动活齿传动装置。
本发明提供的一种双相凸轮激波的摆动活齿传动装置所采用的技术方案如图1、2、3、4、5、6、7和8所示；该装置包括有激波器、摆动活齿、活齿架和内齿轮。带有偏心孔的活齿基体3套装滚针轴承4构成摆动活齿。与输出轴9固联的输出盘7、浮动盘8以及两端分别与输出盘7和浮动盘8固联的柱销轴6构成活齿架。套装于柱销轴6上并可转动的摆动活齿位于激波器与内齿轮5之间，活齿基体3的中段外圆面与双相凸轮2滚动接触啮合，滚针轴承4与内齿轮5滚动接触啮合。输入轴1的两端通过球轴承13、11支承于输出盘7及右端盖12上，与活齿架固联的输出轴9由球轴承14支承于机架15上，右端盖12和机架15分别与内齿轮5的两端连接，并将该装置连为一体。其特征在于：激波器由输入轴1和双相凸轮2组成，双相凸轮2的廓线为标准的几何轴对称曲线，双相凸轮2无偏心地固联于输入轴1。
本发明所述的一种双相凸轮激波的摆动活齿传动装置中，双相凸轮2的廓线是椭圆曲线、或双偏心圆弧曲线、或双相类摆线、或双相余弦曲线。
本发明所述的一种双相凸轮激波的摆动活齿传动装置中，内齿轮5的廓线为摆动活齿在双相凸轮2驱动下绕活齿架上的柱销轴6作摆动运动、同时双相凸轮2与活齿架又按给定速比作等速圆周运动的包络线。
本发明所述的一种双相凸轮激波的摆动活齿传动装置中，内齿轮5的齿牙中部加工有一个环形槽17；双相凸轮2的宽度小于活齿基体3中部大直径外圆面段的宽度，环形槽17的宽度大于活齿基体3中部大直径外圆面段的宽度。
本发明所述的一种双相凸轮激波的摆动活齿传动装置中，摆动活齿的齿数zh与内齿轮5的齿数zg之间的关系为zg＝zh±2。
本发明所述的一种双相凸轮激波的摆动活齿传动装置中，由激波器、摆动活齿、活齿架和内齿轮5构成的传动链可被设置为一排以上。当为多排时，多排双相凸轮2的角向位置相同，多排摆动活齿的角向位置相同，多排内齿轮5的角向位置也相同。相邻两排传动链之间装有分隔盘16。
本发明所述的一种双相凸轮激波的摆动活齿传动装置中，由激波器、摆动活齿、活齿架和内齿轮5构成的传动链为多排时，相邻两排双相凸轮2的角向位置彼此相错90°，相邻两排摆动活齿的角向位置彼此绕柱销轴6的轴线相错180°，相邻两排内齿轮5的角向位置彼此相错90°。相邻两排传动链之间装有分隔盘16。
本发明的工作原理如下所述：当输入轴1带动双相凸轮2转动时，双相凸轮2与活齿基体3的中段滚动接触啮合，驱动活齿基体3绕柱销轴6摆动，同时实现安装在活齿基体3两侧的滚针轴承4与内齿轮5的滚动接触啮合作用，进而使摆动活齿推动与输出轴9固联的活齿架转动，完成运动和动力的传递。
本发明的突出优点是双相凸轮2采用轴对称结构，不必在输入轴1上偏心安装，双相凸轮2绕其几何中心回转就可以实现激波并保证激波器及机壳的受力自平衡。在传动装置中无论采用单片双相凸轮2还是采用多片双相凸轮2激波，激波器及机壳都受力自平衡，不存在作用于机壳的倾覆力矩，可从传动原理上避免传动装置的振动激励。另外，还具有结构简单、传动效率高、承载能力强及振动噪声低等优点。
附图说明
图1本发明的结构示意图；
图2本发明的摆动活齿结构示意图；
图3本发明的活齿架结构示意图；
图4本发明的分隔盘结构示意图；
图5本发明的双相凸轮受力示意图；
图6本发明的内齿轮结构示意图；
图7本发明的结构示意图(实施方式二)；
图8本发明的结构示意图(实施方式三)；
图9现有技术的滚动接触式摆动活齿行星减速器结构示意图；
图1～图9中：
1、输入轴，2、双相凸轮，3、活齿基体，4、滚针轴承，
5、内齿轮，6、柱销轴，7、输出盘，8、浮动盘，9、输出轴，
10、键，球轴承11，12、右端盖，球轴承13，球轴承14，
15、机架，16、分隔盘，17、环形槽，18、柱销轴套筒，
19、偏心套，20、凸缘激波器外圆环，滚针轴承A。
具体实施方式
实施方式一
图1为本发明的一个实施方式。该装置的结构如下所述：由激波器、摆动活齿、活齿架和内齿轮5组成传动链。双相凸轮2和输入轴1通过键10固联构成激波器。输入轴1的右端由球轴承11支承在右端盖12上，左端通过球轴承13支承于输出盘7。输出轴9左端用球轴承14支承于机架15，右端与输出盘7固联。活齿架由输出盘7、浮动盘8和柱销轴6构成。输出盘7和浮动盘8由沿周向均匀布置的柱销轴6固联为一体。摆动活齿由活齿基体3和两个滚针轴承4组成。活齿基体3中部的大直径外圆面段与双相凸轮2相啮合，两个滚针轴承4分别安装在活齿基体3两侧小直径外圆面段，其外圆面与内齿轮5相啮合。活齿基体3通过其上的偏心孔安装在活齿架的柱销轴6上。双相凸轮2的廓线为标准的椭圆曲线，内齿轮5的廓线为摆动活齿在激波器驱动下绕柱销轴6作摆动运动、同时激波器与活齿架又按给定速比作等速圆周运动的包络线。为避免活齿基体3中段外圆面与内齿轮5接触，内齿轮5齿牙的中部加工有一个环形槽17，环形槽17的宽度大于活齿基体3中部外圆面段的宽度；同时，为避免双相凸轮2与活齿两个滚针轴承4的外圆面干涉，双相凸轮2的宽度小于活齿基体3中部大直径外圆面段的宽度。活齿的齿数zh与内齿轮的齿数zg之间的关系为：zg＝zh±2。该装置中，所有部件之间均采用常规技术连接。
按设计要求加工、组装所有部件。其中，滚针轴承4采用截断式无内圈滚针轴承。最终实现双相凸轮2的廓线为标准椭圆曲线，内齿轮5的廓线为活齿在激波器驱动下绕柱销轴6作摆动运动、同时激波器与活齿架又按给定速比作等速圆周运动的包络线的该装置。
实施方式二
图7为本发明的另一个实施方式。该装置的结构与工作原理如下所述：两片同结构的双相凸轮2彼此相错90°与输入轴1固联构成激波器。活齿架由输出盘7、浮动盘8、分隔盘16、柱销轴6和套装在柱销轴6上的柱销轴套筒18构成。输出盘7、浮动盘8和分隔盘16由沿周向均匀布置的柱销轴6和柱销轴套筒18固联为一体。输出盘7、浮动盘8和分隔盘16之间的位置由柱销轴套筒18保证。两排结构及组成与实施方式一相同的摆动活齿设置在分隔盘16的两侧。同一柱销轴上的两列活齿彼此绕柱销轴线相错180°布置。为与两片双相凸轮的安装方式相适应，两片内齿轮5彼此相错90°布置。其它部件及连接方式均与实施方式一相同。该装置中，由双相凸轮2、摆动活齿、活齿架及内齿轮5组成的各排传动链的工作原理与实施方式一相同。两排传动链共同实现输入轴1与输出轴9之间的运动和动力传递。与实施方式一相比，本实施方式具有更高的承载能力和刚度。
实施方式三
图8为本发明的又一个实施方式。组成该装置的部件及传动原理与实施方式二相同；二者的不同之处在于实施方式三中的两片双相凸轮2的角向位置相同，两排摆动活齿的角向位置相同，两片内齿轮5的角向位置也相同。
Claims (7)
1.一种双相凸轮激波的摆动活齿传动装置，包括有激波器、摆动活齿、活齿架和内齿轮；带有偏心孔的活齿基体(3)套装滚针轴承4构成摆动活齿；与输出轴(9)固联的输出盘(7)、浮动盘(8)以及两端分别与输出盘(7)和浮动盘(8)固联的柱销轴(6)构成活齿架；套装于柱销轴(6)上并可转动的摆动活齿位于激波器与内齿轮(5)之间，活齿基体(9)的中段外圆面与双相凸轮(2)滚动接触啮合，滚针轴承(4)与内齿轮(5)滚动接触啮合；输入轴(1)的两端通过球轴承(13)、(11)支承于输出盘(7)及右端盖(12)上，与活齿架固联的输出轴(9)由球轴承(14)支承于机架(15)上，右端盖(12)和机架(15)分别与内齿轮(5)的两端连接，并将该装置连为一体；其特征在于：激波器由输入轴1和双相凸轮(2)组成，双相凸轮(2)的廓线为标准的几何轴对称曲线，双相凸轮(2)无偏心地固联于输入轴(1)。
2.根据权利要求1所述的一种双相凸轮激波的摆动活齿传动装置，其特征在于：双相凸轮(2)的廓线是椭圆曲线、或双偏心圆弧曲线、或双相类摆线、或双相余弦曲线。
3.根据权利要求1或2所述的一种双相凸轮激波的摆动活齿传动装置，其特征在于：内齿轮(5)的廓线为摆动活齿在双相凸轮(2)驱动下绕活齿架上的柱销轴(6)作摆动运动、同时双相凸轮(2)与活齿架又按给定速比作等速圆周运动的包络线。
4.根据权利要求1或2所述的一种双相凸轮激波的摆动活齿传动装置，其特征在于：内齿轮(5)的齿牙中部加工有一个环形槽(17)；双相凸轮(2)的宽度小于活齿基体(3)中部大直径外圆面段的宽度，环形槽(17)的宽度大于活齿基体(3)中部大直径外圆面段的宽度。
5.根据权利要求1或2所述的一种双相凸轮激波的摆动活齿传动装置，其特征在于：摆动活齿的齿数zh与内齿轮(5)的齿数zg之间的关系为zg＝zh±2。
6.根据权利要求1或2所述的一种双相凸轮激波的摆动活齿传动装置，其特征在于：由激波器、摆动活齿、活齿架和内齿轮(5)构成的传动链可被设置为一排以上；当为多排时，多排双相凸轮(2)的角向位置相同，多排摆动活齿的角向位置相同，多排内齿轮(5)的角向位置也相同；相邻两排传动链之间装有分隔盘(16)。
7.根据权利要求1或2所述的一种双相凸轮激波的摆动活齿传动装置，其特征在于：由激波器、摆动活齿、活齿架和内齿轮(5)构成的传动链为多排时，相邻两排双相凸轮(2)的角向位置彼此相错90°，相邻两排摆动活齿的角向位置彼此绕柱销轴(6)的轴线相错180°，相邻两排内齿轮(5)的角向位置彼此相错90°；相邻两排传动链之间装有分隔盘(16)。
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Cited By (2)
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| CN101943246A (zh) * | 2010-09-13 | 2011-01-12 | 四川大学 | 双相激波摆杆活齿复式传动减速器 |
| CN103410952A (zh) * | 2013-08-21 | 2013-11-27 | 湖南恒至凿岩科技有限公司 | 高阶椭圆摆动活齿传动装置 |
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2004
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| CN101943246B (zh) * | 2010-09-13 | 2012-10-31 | 四川大学 | 双相激波摆杆活齿复式传动减速器 |
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