專利名稱：同軸傳動機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種同軸傳動機(jī)構(gòu)，尤其涉及一種用于工業(yè)傳動技術(shù)中的空心軸傳動機(jī)構(gòu)，它具有較高的功率密度，該傳動機(jī)構(gòu)具有一個驅(qū)動件、一個元件和一個從動件，其中驅(qū)動件和從動件之間的驅(qū)動力矩的傳動比及傳遞通過若干沿著徑向可運(yùn)動的齒段來實(shí)現(xiàn)。
背景技術(shù)：
一a 、 ..、、，壯"曰、'
的。基本上，在同軸傳動機(jī)構(gòu)中，在空心輪的內(nèi)制齒中通過一個設(shè)置有輪廓的驅(qū)動件使齒段進(jìn)行運(yùn)動，從而產(chǎn)生一個傳動比和傳遞力矩。
在這種情況下，齒段的齒側(cè)和空心輪的內(nèi)制齒的齒幾何形狀之間的傳
統(tǒng)對稱如此地^皮選l奪，以致在空心4侖的內(nèi)制齒對面的、齒I5:的齒側(cè)呈線形接觸。
在這里不利的是，僅通過線性接觸來實(shí)現(xiàn)力和力矩的傳遞。通過齒段的齒側(cè)輪廓以及空心輪的內(nèi)制齒的輪廓之間的這種滾壓線性接觸，尤其在力很大時，隨著較大的磨損出現(xiàn)了較高的負(fù)荷(壓力)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種同軸傳動機(jī)構(gòu)，該同軸傳動機(jī)構(gòu)可以克服所述的缺點(diǎn)，在磨損減小時，通過該機(jī)構(gòu)可以提高位于空心輪的內(nèi)制齒對面的、沿著徑向可運(yùn)動的齒段的較大力矩的傳遞。
通過下面方法來實(shí)現(xiàn)這個目的，即與傳動機(jī)構(gòu)軸線相聯(lián)系地，齒段的齒輪廓的外齒側(cè)輪廓和/或空心輪的內(nèi)制齒的制齒的齒側(cè)-輪廓具有這樣的齒輪廓，即該齒輪廓在嚙合區(qū)域內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)平面接觸，該平面接觸通過作為對凄史螺》定線(logarithmische Spirale)的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。
在本發(fā)明中，下面這些被證明是特別有利的，即齒段的外輪廓尤其在齒側(cè)區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生對數(shù)螺旋線的輪廓。對數(shù)螺旋線表示這樣的曲線，即該曲線以相同的角度a與所有從原點(diǎn)出發(fā)的直線相交。它的曲線通過下面公式來確定
r = 6Aa oc
其中tan oc = l/a。
完全相同的輪廓也被選擇作為制齒、尤其是空心輪的內(nèi)制齒的輪廓。在這種情況下，在齒段的兩個齒側(cè)與空心輪的制齒相嚙合的區(qū)域內(nèi)，在 齒段的齒側(cè)輪廓和制齒的齒側(cè)_輪廓之間出現(xiàn)了整個平面的接觸。
通過齒段在空心輪的內(nèi)制齒內(nèi)進(jìn)行徑向運(yùn)動時具有整個平面接觸的對 數(shù)螺旋線的幾何形狀，可以確保最佳負(fù)荷分配(壓力分配)，因此在磨損盡 可能小、尤其是磨損均勻時可以實(shí)現(xiàn)較大力矩的最佳傳遞。
因此，這種同軸傳動機(jī)構(gòu)的使用壽命明顯提高了，同時可以傳遞很大 的力矩。因此可以確保不依賴于傳動機(jī)構(gòu)的半徑和大小的表面接觸。
在這種情況下，通過對數(shù)螺旋線的相應(yīng)函數(shù)，在5°到85°之間，優(yōu)選 為15。到45。之間自由地選4奪角度oc,因此，也可以對內(nèi)制齒的不同齒側(cè) 幾何形狀及齒段產(chǎn)生影響。
不依賴于半徑，在選擇一定的對數(shù)螺旋線時，以不同直徑制造出相應(yīng) 不同大小的同軸傳動機(jī)構(gòu)，其中可以使用一個或者同一齒段。這也是很大 的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)橐粋€或者同 一齒段可以用于不同大小的同軸傳動機(jī)構(gòu)。
在齒段通過空心輪的內(nèi)制齒的齒根時，通過使相應(yīng)被彎曲的空心輪根 修圓適合于齒段的齒頂彎曲部，對無碰撞的、被強(qiáng)制引導(dǎo)的齒段返回產(chǎn)生 影響。因此，在齒段的向上運(yùn)動和向下運(yùn)動之間提供了無石並撞的過渡。


優(yōu)選實(shí)施例的下面描述和附圖給出了本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、特征和零 件，在這些附圖中
圖l是通過同軸傳動機(jī)構(gòu)的示意性橫剖視圖。
圖2是齒側(cè)的輪廓或者空心輪的內(nèi)制齒的輪廓的構(gòu)成的示意性平面圖。 圖3是位于空心輪的內(nèi)制齒的輪廓和齒段的輪廓之間的區(qū)域內(nèi)的示意 性放大截面圖。
附圖標(biāo)記i兌明
1: 空心輪2:制齒
2':齒間隙3:元件
4:引導(dǎo)件5:齒段
6: 齒輪廓7:驅(qū)動件
8: 外形9:輪廓
11:齒側(cè)4侖廓12:輪廓
13:制齒14:齒根
15:內(nèi)制齒16:空心輪根修圓
17:齒頂彎曲部R二同軸傳動才幾構(gòu)
Ln:對數(shù)螺旋線Ln':反映在A中的Ln
M: 傳動一幾構(gòu)軸線A:軸中心
5
件
齒牛段動廓廓根r: 半徑 a:角度
4):螺旋角度
具體實(shí)施例方式
根據(jù)圖1,同軸傳動機(jī)構(gòu)R具有空心輪1，該空心輪具有內(nèi)置的制齒 2。 一個元件3、優(yōu)選地形成為從動件的元件呈圓環(huán)形地一皮插入到空心輪1 內(nèi)部中，其中在圓環(huán)形元件3中布置若干沿徑向并排的并且被插入到相應(yīng) 引導(dǎo)件4中的齒段5。這些齒段5沿著徑向可來回運(yùn)動地支承在引導(dǎo)件4內(nèi) 部，并且在一端上(einends )具有齒4侖廓6或者齒側(cè)一侖廓。
在具有所述齒段5的元件3內(nèi)部設(shè)置驅(qū)動件7,該驅(qū)動件7形成為軸或 者形成為中空軸，該驅(qū)動件具有這樣的外部外形8,即例如具有一侖廓9的該 外部外形8呈多邊形地或者呈栓釘形地形成為提高部。
同才羊i也，在馬區(qū)動<牛7的夕卜形(prof ilierung ) 8的夕卜專侖廊(kontur) 9 和元件3、尤其是從動件或者位于一端處的齒段5之間設(shè)置支承件，該支承 件在這里沒有被詳細(xì)示出。滾動軸承、滑動軸承等等可以用作支承件，驅(qū)動 件7的外形8的外輪廓9包圍該滾動軸承、滑動軸承等等。
上述同軸傳動^U構(gòu)的工作原理參見德國專利文獻(xiàn)DE102006042786。
本發(fā)明涉及上述同軸傳動機(jī)構(gòu)的進(jìn)一步改進(jìn)。
根據(jù)圖2，它是對數(shù)螺旋線Ln的示意圖，該螺旋線Ln由同軸傳動機(jī)構(gòu) R的傳動機(jī)構(gòu)軸線M來產(chǎn)生?？梢砸匀我獾纳仙嵌萶c來選擇該對數(shù)螺旋線 Ln。
在本發(fā)明中，下面這些證明是特別有利的，即根據(jù)恒定的上升角度a 來使齒段5的外齒側(cè)輪廓11. 1、 11. 2及內(nèi)制齒(15 )的內(nèi)齒側(cè)輪廓12. 1 和12. 2適應(yīng)該輪廓或者對數(shù)螺旋線Ln的曲線。在這種情況下，兩個齒側(cè) 輪廓11. 1、 11. 2或者12. 1和12. 2相對于軸中心A是鏡面對稱的。
不依賴于所選4奪的半徑r,從同軸傳動機(jī)構(gòu)R的傳動才幾構(gòu)軸線M出發(fā)的 每個直線以相同的角度a與齒側(cè)輪廓11. 1或者11. 2或者12. 1或者12. 2 相交。角度oc可以自由選擇或者通過所選擇的對數(shù)螺旋線Ln的函數(shù)來限定 出。
如果具有齒側(cè)輪廓11. 1或者11. 2的齒段5在內(nèi)制齒15的齒側(cè)輪廓 12. 1或者12. 2對面沿著對數(shù)螺旋線Ln移動，那么相同的上升角度a總是 位于齒側(cè)區(qū)域?qū)γ妗Ｒ虼?，總是具有最佳的齒表面接觸。已經(jīng)在力最小的 情況下，在相應(yīng)地把齒段8的齒側(cè)移動到內(nèi)制齒15中時彈性地補(bǔ)償齒側(cè)區(qū) 域內(nèi)的最小彎曲差別。因此，可以在表面接觸的完全嚙合區(qū)域內(nèi)表示出來。
這表明，在空心輪1的齒段5和內(nèi)制齒15之間，沒有進(jìn)行線性滾軋，而 是進(jìn)行平面移動，這確保了在磨損盡可能d、時可以傳遞很大的力矩。此外，在本發(fā)明中證明下面這些是有利的，即在位于空心輪內(nèi)制齒15的
齒根14區(qū)域內(nèi)的兩個鄰接制齒13之間形成空心輪根修圓16，該空心輪根修 圓16以一輪廓相切地適合于制齒13或者內(nèi)制齒15的輪廓12. 1、 12. 2。
在這種情況下，該彎曲部曲率小于齒段5的齒頂彎曲部17。齒段5的 齒頂彎曲部17又沿著切線轉(zhuǎn)向地適合于齒側(cè)6的齒側(cè)輪廓11. 1、 11.2。因 此，可以確保在齒段5的單個向上運(yùn)動和向下運(yùn)動之間進(jìn)4亍無碰撞的過渡。
但是，在本發(fā)明中下面這些是重要的，即在空心輪內(nèi)制齒15的齒側(cè)輪 廓12. 1或者12. 2和直到接近空心輪根修圓16為止的齒段5的齒側(cè)輪廓 11. 1或者11. 2之間形成盡可能大的面積接觸和永久接觸，以把盡可能大的 力和力矩尤其傳遞到空心輪1的制齒13的區(qū)域中。
此外，由于齒^爻5進(jìn)^f亍無石並撞的偏移運(yùn)動，因此在空心輪l的內(nèi)制齒 15的4侖廓12. 1、 12. 2或者齒側(cè)秀侖廓11. 1、 11. 2具有這才羊的結(jié)構(gòu)時可以沒 有齒段5的強(qiáng)制返回，及齒段5的返回運(yùn)動通過該齒側(cè)4侖廓的結(jié)構(gòu)來自動 實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1、一種同軸傳動機(jī)構(gòu)，尤其一種用于工業(yè)傳動技術(shù)中的空心軸傳動機(jī)構(gòu)，它具有較高的功率密度，該傳動機(jī)構(gòu)具有一個驅(qū)動件(7)、一個元件(3)和一個從動件，其中驅(qū)動件(7)和從動件之間的驅(qū)動力矩的傳動比及傳遞通過若干沿著徑向可運(yùn)動的齒段(5)來實(shí)現(xiàn)，其特征在于，與傳動機(jī)構(gòu)軸線(M)相聯(lián)系地，齒段(5)的齒輪廓(6)的外齒側(cè)輪廓(11.1、11.2)和/或空心輪(1)的內(nèi)制齒(15)的制齒(13)的齒側(cè)-輪廓(12.1、12.2)具有這樣的齒輪廓，即該齒輪廓在嚙合區(qū)域內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)平面接觸，該平面接觸通過作為對數(shù)螺旋線的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸傳動機(jī)構(gòu)，其特征在于，齒段(5)的 齒側(cè)區(qū)域的外齒側(cè)輪廓(11.1、 11.2)和空心輪(1)的制齒(13)的內(nèi)制 齒(15)的外輪廓(12.1、 12.2)不依賴于相對于傳動機(jī)構(gòu)軸線(M)所選 擇的半徑與具有可選4奪的上升角度(cx )的共同對數(shù)螺旋線(Ln)相符。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的同軸傳動機(jī)構(gòu)，其特征在于，在齒段進(jìn) 行偏移運(yùn)動時，齒側(cè)(6)沒有互相隔開的間隙，及實(shí)現(xiàn)均勻的負(fù)荷分配，因 為齒沿著對數(shù)螺旋線(Ln )移動，及相互保持接觸的、齒段(5 )的齒側(cè)(6 ) 和空心輪內(nèi)制齒(15)總是具有相同的上升角度(a )。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸傳動機(jī)構(gòu)，其特征在于，可在5°到85° 之間，尤其可在15°到45°之間選擇角度(a )。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1 - 4中至少一個所述的同軸傳動機(jī)構(gòu)，其特征在 于，外齒側(cè)輪廓(11. 1或者12. 1 )在軸中心(A)的一側(cè)上對稱地形成齒側(cè) (6)或者空心輪(1)的內(nèi)制齒(15)的鄰近輪廓Ul.2或者12.2)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1 - 5中至少一個所述的同軸傳動機(jī)構(gòu)，其特征在 于，齒段(5)具有齒頂彎曲部(17)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的同軸傳動機(jī)構(gòu)，其特征在于，齒段(5)的 齒頂彎曲部(17)沿著切線鄰接齒側(cè)(6)并且轉(zhuǎn)變成它的齒側(cè)輪廓 (11. 1、 11. 2 )。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1 - 7中至少一個所述的同軸傳動機(jī)構(gòu)，其特征在 于，在空心輪(1)的內(nèi)制齒(l5)的各個側(cè)輪廓(l2. 1、 U. 2)之間設(shè)置 空心輪根修圓(16)，其中與齒段(5)的齒頂彎曲部(n)相比，空心輪 根修圓(16)彎曲得較小。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1 - 7中至少一個所述的同軸傳動機(jī)構(gòu)，其特征在 于，由于內(nèi)制齒(15)的空心輪修圓(16)與齒段(5)的齒頂彎曲部(17) 相接觸，因此可以實(shí)現(xiàn)齒段(5 )的無碰撞偏移運(yùn)動和從內(nèi)制齒(15 )的自動返回。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1 _ 9中至少一個所述的同軸傳動機(jī)構(gòu)，其特征在于，在齒側(cè)(6 )嚙合齒根(l4 )或者空心輪(1)的內(nèi)制齒(15 )的齒側(cè)輪 廓(12.1、 12.2)期間，根據(jù)可選擇的對數(shù)螺旋線(Ln),使齒段(5)的 齒側(cè)輪廓(11. 1、 11. 2 )在外面適合于空心輪(1 )的內(nèi)制齒(15 )的輪廓 (12. 1、 12, 2 ),及確保齒段(5 )的齒側(cè)輪廓(11. 1、 11. 2 )和空心輪(1 ) 的制齒(13)的齒側(cè)(6)之間的平面接觸。
11、 根據(jù)權(quán)利要求2-10中至少一個所述的同軸傳動機(jī)構(gòu)，其特征在 于，在負(fù)荷的作用下，根據(jù)齒段(5)的傾斜情況，校正齒段(5)的齒側(cè)輪 廓(11)和/或內(nèi)制齒(15)的齒側(cè)輪廓(12)，并可能稍稍偏離對數(shù)螺旋 線。
全文摘要
在一種同軸傳動機(jī)構(gòu)、尤其是一種用于工業(yè)傳動技術(shù)中的空心軸傳動機(jī)構(gòu)中，它具有較高的功率密度，該傳動機(jī)構(gòu)具有一個驅(qū)動件(7)、一個元件(3)和一個從動件，其中驅(qū)動件(7)和從動件之間的驅(qū)動力矩的傳動比及傳遞通過若干沿著徑向可運(yùn)動的齒段(5)來實(shí)現(xiàn)，與傳動機(jī)構(gòu)軸線(M)相聯(lián)系地，齒段(5)的齒輪廓(6)的外齒側(cè)輪廓(11.1、11.2)和/或空心輪(1)的內(nèi)制齒(15)的制齒(13)的齒側(cè)-輪廓(12.1、12.2)具有這樣的齒輪廓，即該齒輪廓在嚙合區(qū)域內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)平面接觸，該平面接觸通過作為對數(shù)螺旋線的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。
文檔編號F16H25/06GK101627228SQ200880007468
公開日2010年1月13日 申請日期2008年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月6日
發(fā)明者漢克·施賴伯 申請人:維特恩斯坦股份公司