專利名稱：一種往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)及將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種 用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動的往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)以及方法。
背景技術(shù)：
機(jī)械運(yùn)動中，往復(fù)運(yùn)動是很常見的一種運(yùn)動，一般采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。但 是，由于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)在進(jìn)行高頻的往復(fù)運(yùn)動時產(chǎn)生高頻阻力，會導(dǎo)致設(shè)備劇烈地震動。為 了解決此問題，有的采用偏心輪，例如在電腦切割機(jī)上，采用偏心輪實(shí)現(xiàn)切割頭的高頻往復(fù) 運(yùn)動，從而完成切割動作。但是，當(dāng)往復(fù)運(yùn)動頻率很高時，偏心輪的壽命會大幅度降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種使用壽命長的高頻率往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)，包括兩個齒輪、滾動體和導(dǎo)向裝置，其中兩個齒輪的齒廓曲線 為平滑曲線，所述滾動體位于該兩個齒輪的齒面之間并與該兩個齒輪的齒面間隙或過盈配 合，而且該滾動體的中心與該兩個齒輪的中心位于同一直線L上，所述導(dǎo)向裝置與該滾動 體相連，該導(dǎo)向裝置的導(dǎo)向方向與滾動體的往復(fù)運(yùn)動方向一致。工作時，旋轉(zhuǎn)兩個齒輪，兩個齒輪的齒面推動置于兩個齒輪之間的滾動體往復(fù)運(yùn) 動，從而帶動工作部件的往復(fù)運(yùn)動，最終實(shí)現(xiàn)低速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為高頻率往復(fù)運(yùn)動。通過改 變齒輪的全齒高即可調(diào)節(jié)工作部件的行程。采用該往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)，在相同的往復(fù)運(yùn)動頻率 下，可以大大降低旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)速，從而提高旋轉(zhuǎn)部件的壽命；而且，滾動體旋轉(zhuǎn)的同時產(chǎn) 生滾動，在滾動體與齒輪的齒面之間產(chǎn)生滾動摩擦，從而減少磨損，進(jìn)一步延長了往復(fù)運(yùn)動 機(jī)構(gòu)的使用壽命。作為上述優(yōu)選方案的改進(jìn)，所述兩個齒輪的模數(shù)相同，以使?jié)L動體往復(fù)運(yùn)動的幅
度一樣。作為上述優(yōu)選方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述兩個齒輪為圓柱齒輪，該兩個齒輪的軸心 線平行。作為上述優(yōu)選方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述滾動體為圓柱體。作為上述優(yōu)選方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述導(dǎo)向裝置包括設(shè)在所述兩個齒輪一側(cè)的導(dǎo) 向孔，以及滑動地設(shè)在該導(dǎo)向孔中的導(dǎo)向桿，該導(dǎo)向桿的一端伸出導(dǎo)向孔并與所述滾動體 的一端樞接。作為上述優(yōu)選方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述滾動體為軸承，該軸承套裝在轉(zhuǎn)軸上。作為上述優(yōu)選方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述導(dǎo)向裝置包括設(shè)在所述兩個齒輪一側(cè)的導(dǎo) 向孔，以及滑動地設(shè)在該導(dǎo)向孔中的導(dǎo)向桿，該導(dǎo)向桿的一端伸出導(dǎo)向孔并與所述轉(zhuǎn)軸的
一端固定連接。本發(fā)明的另一目的在于提供一種將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動的方法，以延長運(yùn)動 機(jī)構(gòu)的使用壽命。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動的方法，包括如下步驟(1)旋轉(zhuǎn)兩個齒廓曲線為平滑曲線的齒輪；(2)兩個齒輪的齒面分別推動置于該兩個齒輪的齒面之間的滾動體； (3)滾動體在導(dǎo)向裝置的導(dǎo)向下，沿兩個齒輪的中心所在的直線L作往復(fù)運(yùn)動。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在相同的往復(fù)運(yùn)動頻率下，降低了旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的 轉(zhuǎn)速，并且減少了磨損，提高了運(yùn)動機(jī)構(gòu)的使用壽命；此外，本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的左視圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)，通過兩個齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)置于該兩個齒輪之間的 滾動體的往復(fù)運(yùn)動，從而帶動工作部件作往復(fù)運(yùn)動。當(dāng)工作部件往復(fù)運(yùn)動頻率一定時，采用 適當(dāng)?shù)凝X數(shù)，就可以大大降低齒輪的轉(zhuǎn)速，提高齒輪的壽命。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明實(shí)施例1見圖1、圖2，往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)主要由上下兩個齒輪1、2，置于兩個齒輪1、2之間的滾 動體3以及導(dǎo)向裝置組成。兩個齒輪1、2完全相同，均為圓柱齒輪，且該兩個齒輪1、2的齒 廓曲線由平滑過渡的拋物線相連構(gòu)成。兩個齒輪1、2可以分別由動力源帶動沿相同的方向 同速旋轉(zhuǎn)，或者兩個齒輪1、2的齒輪軸經(jīng)相互嚙合的兩個傳動齒輪相連，其中一個齒輪的 齒輪軸與動力源相連，再由該齒輪的齒輪軸帶動另一個齒輪的齒輪軸同步旋轉(zhuǎn)，這樣實(shí)現(xiàn) 兩個齒輪1、2沿相同方向同速旋轉(zhuǎn)。滾動體3為圓柱體，該滾動體3與兩個齒輪1、2的齒面采用間隙或過盈配合，而且 該滾動體3的中心03與該兩個齒輪1、2的軸心01、02位于同一直線L上。進(jìn)一步參見圖2，導(dǎo)向裝置由設(shè)在兩個齒輪1、2—側(cè)的導(dǎo)向孔6以及滑動地設(shè)在該 導(dǎo)向孔6中的導(dǎo)向桿5組成，該導(dǎo)向桿5的上端伸出導(dǎo)向孔6并與滾動體3的一端樞接。本發(fā)明的工作原理是工作時，工作部件通過導(dǎo)向桿5與滾動體3連接。旋轉(zhuǎn)兩個 齒輪1、2，兩個齒輪1、2的齒面推動滾動體3沿直線L往復(fù)運(yùn)動，從而帶動工作部件往復(fù)運(yùn) 動，最終實(shí)現(xiàn)將低速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為高頻率往復(fù)運(yùn)動，從而提高旋轉(zhuǎn)部件的使用壽命。實(shí)施例2見圖3，與實(shí)施例1不同的是，兩個齒輪1、2分別由動力源帶動沿相反的方向同速 旋轉(zhuǎn)，或者兩個齒輪1、2的齒輪軸經(jīng)相互嚙合的兩個傳動齒輪相連，在兩個傳動齒輪之間 設(shè)置一個介輪，其中一個齒輪的齒輪軸與動力源相連，再由該齒輪的齒輪軸帶動另一個齒 輪的齒輪軸旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)兩個齒輪1、2沿相反方向同速旋轉(zhuǎn)。滾動體3為滾珠軸承，該滾珠軸 承套裝在轉(zhuǎn)軸4上，滾珠軸承的外圈直接與兩個齒輪1、2的齒面接觸，隨兩個齒輪1、2的旋 轉(zhuǎn)而沿直線L往復(fù)運(yùn)動和滾動，滾珠軸承的內(nèi)圈則不轉(zhuǎn)動，使軸承外圈與齒輪之間形成滾 動摩擦，減少了軸承與齒輪1、2之間的磨損，延長運(yùn)動機(jī)構(gòu)的使用壽命。導(dǎo)向裝置由設(shè)在兩 個齒輪1、2 —側(cè)的導(dǎo)向孔6以及滑動地設(shè)在該導(dǎo)向孔6中的導(dǎo)向桿5組成，該導(dǎo)向桿5的上端伸出導(dǎo)向孔6并與滾動體3的一端固定連接。 本發(fā)明往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)的核心在于將齒輪的低速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為滾動體的高頻率 往復(fù)運(yùn)動，齒輪除了上述實(shí)施例中的圓柱齒輪外，還可以采用錐齒輪。并且，所述滾動裝置 也可以為其他的類似結(jié)構(gòu)，只要能實(shí)現(xiàn)沿齒直線L往復(fù)運(yùn)動的同時滾動，減少磨損即可。本發(fā)明的將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動的方法，包括如下步驟(1)旋轉(zhuǎn)兩個齒廓曲線為平滑曲線的齒輪；(2)兩個齒輪的齒面分別推動置于該兩個齒輪的齒面之間的滾動體；(3)滾動體在導(dǎo)向裝置的導(dǎo)向下，沿兩個齒輪的中心所在的直線L作往復(fù)運(yùn)動。以上僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，并不以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍；在不違反本發(fā) 明構(gòu)思的基礎(chǔ)上所作的任何替換與改進(jìn)，均屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)，其特征在于包括兩個齒輪、滾動體和導(dǎo)向裝置，其中兩個齒輪的齒廓曲線為平滑曲線，所述滾動體位于該兩個齒輪的齒面之間并與該兩個齒輪的齒面間隙或過盈配合，而且該滾動體的中心與該兩個齒輪的中心位于同一直線L上，所述導(dǎo)向裝置與該滾動體相連，該導(dǎo)向裝置的導(dǎo)向方向與滾動體的往復(fù)運(yùn)動方向一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)，其特征在于所述兩個齒輪的模數(shù)相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)，其特征在于所述兩個齒輪為圓柱齒輪，該兩個齒輪的軸心線平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)，其特征在于所述滾動體為圓柱體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)向裝置包括設(shè)在所述兩個齒輪一側(cè)的導(dǎo)向孔，以及滑動地設(shè)在該導(dǎo)向孔中的導(dǎo)向桿，該導(dǎo)向桿的一端伸出導(dǎo)向孔 并與所述滾動體的一端樞接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)，其特征在于所述滾動體為軸承，該軸承套裝 在轉(zhuǎn)軸上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)向裝置包括設(shè)在所述兩 個齒輪一側(cè)的導(dǎo)向孔，以及滑動地設(shè)在該導(dǎo)向孔中的導(dǎo)向桿，該導(dǎo)向桿的一端伸出導(dǎo)向孔 并與所述轉(zhuǎn)軸的一端固定連接。
8.一種將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動的方法，其特征在于包括如下步驟(1)旋轉(zhuǎn)兩個齒廓曲線為平滑曲線的齒輪；(2)兩個齒輪的齒面分別推動置于該兩個齒輪的齒面之間的滾動體；(3)滾動體在導(dǎo)向裝置的導(dǎo)向下，沿兩個齒輪的中心所在的直線L作往復(fù)運(yùn)動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動的往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)及方法，往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)包括兩個齒輪、滾動體和導(dǎo)向裝置，其中兩個齒輪的齒廓曲線為平滑曲線，所述滾動體位于該兩個齒輪的齒面之間并與該兩個齒輪的齒面間隙或過盈配合，而且該滾動體的中心與該兩個齒輪的中心位于同一直線L上，所述導(dǎo)向裝置與該滾動體相連，該導(dǎo)向裝置的導(dǎo)向方向與滾動體的往復(fù)運(yùn)動方向一致。本發(fā)明通過兩個旋轉(zhuǎn)齒輪的齒面推動滾動體往復(fù)運(yùn)動，從而帶動工作部件往復(fù)運(yùn)動，最終實(shí)現(xiàn)將低速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為高頻率往復(fù)運(yùn)動，從而提高了旋轉(zhuǎn)部件的壽命；而且，滾動體與齒輪的齒面之間為滾動摩擦，滾動體和齒輪的磨損小，進(jìn)一步延長了往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)的使用壽命。
文檔編號F16H19/02GK101865266SQ20101018957
公開日2010年10月20日 申請日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月26日
發(fā)明者李悅, 王曉錚 申請人:廣州中國科學(xué)院工業(yè)技術(shù)研究院