專利名稱：一種周期性間歇運(yùn)動(dòng)輸出裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)領(lǐng)域，具體來說，是一種周期性間歇運(yùn)動(dòng)輸出裝置。
背景技術(shù)：
自動(dòng)化生產(chǎn)線上輸送帶通過周期性輸送——停止——輸送，實(shí)現(xiàn)各工序作業(yè)和進(jìn)入下一工序的轉(zhuǎn)換，目前廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)周期性動(dòng)——停——?jiǎng)拥拈g歇運(yùn)動(dòng)輸出裝置有兩類，一類是間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，常見的有槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)等，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)件勻速、連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件輸出周期性間歇運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)輸送帶的周期性動(dòng)——?！?jiǎng)樱?其特點(diǎn)是工作穩(wěn)定、可靠、應(yīng)用范圍廣，但周期長度和動(dòng)、停時(shí)間比例不可改變，只有通過更換間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)才可更改，另外工作過程中輸送帶的輸送——停止——輸送轉(zhuǎn)換有沖擊； 另一類是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由電路控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸送帶周期性動(dòng)——停——?jiǎng)?，其特點(diǎn)是周期長度和動(dòng)、停時(shí)間比例改變?nèi)菀?，使得生產(chǎn)線柔性化以便提高對不同產(chǎn)品適應(yīng)能力， 多應(yīng)用于電子元器件的生產(chǎn)、組裝等小型生產(chǎn)線上，由于其工作過程中需要頻繁啟停主驅(qū)動(dòng)電機(jī)，難以適應(yīng)大型、重載生產(chǎn)線的工作要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種周期性間歇運(yùn)動(dòng)輸出裝置，由主電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸入軸勻速、連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過輔電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)輸出軸停止、轉(zhuǎn)動(dòng)，通過控制輔電機(jī)周期性轉(zhuǎn)動(dòng)、 停止，實(shí)現(xiàn)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)-停止-轉(zhuǎn)動(dòng)的周期性間歇運(yùn)動(dòng)輸出。本發(fā)明一種周期性間歇運(yùn)動(dòng)輸出裝置，包括箱體、輸入軸、輸出軸、差動(dòng)輪系與蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)，差動(dòng)輪系位于箱體內(nèi)部，由系桿、中心齒輪、行星齒輪及內(nèi)齒輪組成；其中，在中心齒輪與內(nèi)齒輪之間的周向上均勻設(shè)置有k個(gè)行星齒輪，k > 1，且k為正整數(shù)，各個(gè)行星齒輪均與中心齒輪、內(nèi)齒輪嚙合；所述中心齒輪與內(nèi)齒輪同軸；系桿具有k個(gè)同向的連接端，一個(gè)與連接端反向的自由端，k個(gè)連接端分別用來連接k個(gè)行星齒輪；輸入軸的一端與中心齒輪固連；所述輸出軸的一端與內(nèi)齒輪或系桿的自由端相連；所述蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)包括蝸輪與蝸桿，其中，蝸輪與系桿自由端或內(nèi)齒輪固連，且與系桿自由端或內(nèi)齒輪同軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪與蝸桿嚙合。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、本發(fā)明周期性間歇運(yùn)動(dòng)輸出裝置，在主電機(jī)恒速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下，通過控制輔電機(jī)停止或帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)或停止，可以通過調(diào)整輔電機(jī)的停-動(dòng)-停周期和停、動(dòng)時(shí)間比例，實(shí)現(xiàn)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)-停止-轉(zhuǎn)動(dòng)周期和動(dòng)、停時(shí)間比的改變，由輸出軸驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)線上輸送帶時(shí)，使得生產(chǎn)線柔性化以便提高對不同產(chǎn)品(大型器件或小型器件)的適應(yīng)能力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程中輸送帶的輸送-停止-輸送無沖擊轉(zhuǎn)換。


圖ι周期性間Ife運(yùn)動(dòng)輸出裝置結(jié)構(gòu)框圖2周期性間Ife運(yùn)動(dòng)輸出裝置另--種連接方式結(jié)構(gòu)框圖。
圖中
1-箱體2-輸入軸3-輸出軸 4-差動(dòng)輪系
5-渦輪蝸桿結(jié)構(gòu) 401-系桿402-中心齒輪 403-行星齒輪
404-內(nèi)齒輪405-連桿501-渦輪 502-蝸桿
具體實(shí)施例方式下面根據(jù)附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。本發(fā)明周期性間歇運(yùn)動(dòng)輸出裝置，如圖1所示，包括箱體1、輸入軸2、輸出軸3、差動(dòng)輪系4與蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)5，差動(dòng)輪系4位于箱體1內(nèi)部，由系桿401、中心齒輪402、行星齒輪403及內(nèi)齒輪404組成，蝸輪蝸桿5結(jié)構(gòu)包括蝸輪504與蝸桿502。其中，在中心齒輪 402與內(nèi)齒輪404之間的周向上均勻設(shè)置有k個(gè)行星齒輪403，k > 1，且k為正整數(shù)，各個(gè)行星齒輪403均與中心齒輪402、內(nèi)齒輪404嚙合，中心齒輪402與內(nèi)齒輪404同軸。所述行星齒輪403的數(shù)量以及各行星齒輪403的模數(shù)大小需與本發(fā)明輸出裝置的輸出功率成正比。本實(shí)例中中心齒輪402與內(nèi)齒輪404之間設(shè)置有2個(gè)行星齒輪403，2個(gè)行星齒輪403 分別在內(nèi)齒輪404與中心齒輪402的軸向兩側(cè)對稱。所述系桿401具有k個(gè)同相的連接端，以及一個(gè)與連接端反向的自由端。k個(gè)連接端分別用來連接k個(gè)行星齒輪403。本實(shí)施例中系桿401為音叉結(jié)構(gòu)，具有兩個(gè)連接端， 兩個(gè)行星齒輪403分別套接在兩個(gè)連接端處，由此兩個(gè)行星齒輪403可在系桿401上進(jìn)行自轉(zhuǎn)。系桿401的自由端套接在輸入軸2上，輸入軸2的一端與中心齒輪402固連，中心齒輪402可隨輸入軸2同軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；輸入軸2的另一端與主電機(jī)相連。內(nèi)齒輪404與輸出軸 3固連，輸出軸3可隨內(nèi)齒輪404同軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。通過上述結(jié)構(gòu)，由主電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸入軸2在周向上順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而依次帶動(dòng)中心齒輪402、兩個(gè)行星齒輪403、內(nèi)齒輪404轉(zhuǎn)動(dòng)，最終通過內(nèi)齒輪404帶動(dòng)輸出軸3做與輸入軸2反向的轉(zhuǎn)動(dòng)。上述連接方式中差動(dòng)輪系4中的中心齒輪402、行星齒輪403及內(nèi)齒輪404的齒輪模數(shù)m、壓力角α相等，且中心齒輪402的齒數(shù)、、行星齒輪403的齒數(shù)Z6、內(nèi)齒輪404的齒數(shù)Z7滿足Z7 = Ζ5+2 X ~。系桿401的自由端上固定套接有蝸輪501，蝸輪501可與系桿401同軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪501位于箱體1外部，蝸輪501與蝸桿502嚙合，蝸桿501驅(qū)動(dòng)蝸輪502的90°交錯(cuò)軸進(jìn)行傳動(dòng)，由蝸輪501驅(qū)動(dòng)蝸桿502的反向傳動(dòng)自鎖，蝸輪501與蝸桿502間的傳動(dòng)比i23 = Z3A2，且使60 < i23 < 80即可實(shí)現(xiàn)蝸輪501驅(qū)動(dòng)蝸桿502間反向傳動(dòng)自鎖條件，其中，Z2與 h分別為蝸桿502與蝸輪501上的齒數(shù)。蝸桿502與輔電機(jī)相連。由此通過輔電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿502在周向上逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而依次帶動(dòng)蝸輪501、系桿401轉(zhuǎn)動(dòng)，最終通過系桿401帶動(dòng)兩個(gè)行星齒輪403在內(nèi)齒輪404周向上轉(zhuǎn)動(dòng)，且兩個(gè)行星齒輪403在內(nèi)齒輪404周向上轉(zhuǎn)動(dòng)方向與內(nèi)齒輪404轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，由此可通過控制蝸輪501的轉(zhuǎn)速，最終由兩個(gè)行星齒輪 403控制內(nèi)齒輪404的轉(zhuǎn)速。設(shè)主電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸入軸2的轉(zhuǎn)速為H1，輔電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿502轉(zhuǎn)速n2，輸出軸3轉(zhuǎn)速 n8，則n8 = TilXzJz1-Ti2Xz2X (l+z5/z7)/z3 (1)
當(dāng)輔電機(jī)不工作時(shí)，蝸桿502不產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，即n2 = 0，則根據(jù)公式(1)得到n8 = rii X z5/z7 (2)可見，輸出軸3的轉(zhuǎn)速只與輸入軸2的轉(zhuǎn)速、中心齒輪402上的齒數(shù)、與內(nèi)齒輪 404上的齒數(shù)Z7相關(guān)，因此，輸出軸3將勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)需要輸出軸3停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，即n8 = 0時(shí)，則根據(jù)式(1)可得n2 = n1Xz3Xz5/z2/(z5+z7) (3)由此可見，此時(shí)只需通過輔電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿502以Ii1XhXZ5A2Zi(ZdZ7)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)， 即可通過兩行星齒輪403抵消由主電機(jī)所帶動(dòng)的中心齒輪402轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使輸出軸3停止轉(zhuǎn)動(dòng)。綜上所述，通過控制輔電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)(n2 = 0)或以ηιΧ4ΧΖ5Λ2/(Ζ5+Ζ7)的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)蝸桿502轉(zhuǎn)動(dòng)，分別實(shí)現(xiàn)輸出軸3以ηιΧζ5/ζ7的速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)或停止轉(zhuǎn)動(dòng)(n8 = 0)。 由此，本發(fā)明可通過控制輔電機(jī)停止或轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)輸出軸3的轉(zhuǎn)動(dòng)或停止，通過調(diào)整輔電機(jī)的停止-轉(zhuǎn)動(dòng)-停止周期和時(shí)間比例，實(shí)現(xiàn)輸出軸3的轉(zhuǎn)動(dòng)-停止-轉(zhuǎn)動(dòng)的周期和時(shí)間比例的改變。且本發(fā)明中可通過改變各輪的齒數(shù)ζ2、ζ3、ζ5, Z7可以改變輸出軸3轉(zhuǎn)速?；诒景l(fā)明輸出裝置的組成部件，本發(fā)明還提供另一種連接方式，同樣可實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)輸出軸3的轉(zhuǎn)動(dòng)-停止-轉(zhuǎn)動(dòng)的周期和時(shí)間比例的改變。如圖2所示，其中，傳動(dòng)輪系 4同樣位于箱體1內(nèi)部，且中心齒輪402、行星齒輪403、內(nèi)齒輪404以及系桿401四者間的連接關(guān)系不變，系桿401的自由端伸出箱體1外，作為輸出裝置的輸出軸3。內(nèi)齒輪404上固定連接有連桿405，連桿405與內(nèi)齒輪404同軸。內(nèi)齒輪404與連桿405均套在輸入軸 2夕卜，輸入軸2 —端與中心齒輪402連接，另一端同樣與主電機(jī)相連。通過上述結(jié)構(gòu)，由主電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸入軸2在周向上逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而依次帶動(dòng)中心齒輪402、兩個(gè)行星齒輪403轉(zhuǎn)動(dòng)，使兩個(gè)行星齒輪403在內(nèi)齒輪404周向上轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生位移，最終帶動(dòng)系桿401做與輸入軸 2同向的轉(zhuǎn)動(dòng)。上述連接方式中差動(dòng)輪系4中的中心齒輪402、行星齒輪403及內(nèi)齒輪404 的齒輪模數(shù)m、壓力角α相等，且中心齒輪402的齒數(shù)、、行星齒輪403的齒數(shù)4、內(nèi)齒輪 404 的齒數(shù) Z7 滿足 z7 = Ζ5+2 X Z60連桿405上固定套接有蝸輪501，蝸輪501與連桿405可同軸轉(zhuǎn)動(dòng)。蝸輪501與蝸桿502的連接關(guān)系不變，蝸桿502同樣驅(qū)動(dòng)蝸輪501的90°交錯(cuò)軸進(jìn)行傳動(dòng)，由蝸輪501 驅(qū)動(dòng)蝸桿502的反向傳動(dòng)自鎖，蝸輪501與蝸桿502間的傳動(dòng)比i23 = z3/ ，且使60 < i23 <80。蝸桿502同樣與輔電機(jī)相連。由此通過輔電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿502在周向上逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)， 從而依次帶動(dòng)蝸輪501、連桿405、內(nèi)齒輪404轉(zhuǎn)動(dòng)，最終使內(nèi)齒輪404的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與兩個(gè)行星齒輪403在內(nèi)齒輪404周向上轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，由此可通過控制蝸輪501的轉(zhuǎn)速，最終由內(nèi)齒輪404的轉(zhuǎn)動(dòng)控制兩個(gè)行星齒輪403在內(nèi)齒輪404周向上的轉(zhuǎn)動(dòng)位移。設(shè)主電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸入軸2的轉(zhuǎn)速為H1，輔電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿502轉(zhuǎn)速n2，輸出軸3轉(zhuǎn)速 n8，則 n8 = Ii1 X Z5/ (z5+z7) _n2 Xz2X z7/z3/ (z5+z7) (4)當(dāng)輔電機(jī)不工作時(shí)，蝸桿502不產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，即n2 = 0，則根據(jù)公式(1)得到n8 = Ii1 X Z5/ (z5+z7) (5)可見，輸出軸3的轉(zhuǎn)速只與輸入軸2的轉(zhuǎn)速、中心齒輪402上的齒數(shù)、與內(nèi)齒輪 404上的齒數(shù)Z7相關(guān)，因此，輸出軸3將勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。
當(dāng)需要輸出軸3停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，即n8 = 0時(shí)，則根據(jù)式(1)可得n2 = TilXzzXzJz2Zz1 (3)由此可見，此時(shí)只需通過輔電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿502以Ii1XhXZ5ZiZ2TiZ7轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，即可通過兩行星齒輪403抵消由主電機(jī)所帶動(dòng)的中心齒輪402轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使輸出軸3停止轉(zhuǎn)動(dòng)。綜上所述，通過控制輔電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)(n2 = 0)或以n2 = ηιΧζ3Χζ5/ζ2/ζ7的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)蝸桿502轉(zhuǎn)動(dòng)，分別實(shí)現(xiàn)輸出軸3以ηιΧζ5/ζ7的速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)或停止轉(zhuǎn)動(dòng)(n8 = 0)。 由此，本發(fā)明可通過控制輔電機(jī)停止或轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)輸出軸3的轉(zhuǎn)動(dòng)或停止，通過調(diào)整輔電機(jī)的停止-轉(zhuǎn)動(dòng)-停止周期和時(shí)間比例，實(shí)現(xiàn)輸出軸3的轉(zhuǎn)動(dòng)-停止-轉(zhuǎn)動(dòng)的周期和時(shí)間比例的改變。且同樣可通過改變各齒輪的齒數(shù)z2、z3、z5, Z7可以改變輸出軸3轉(zhuǎn)速。
權(quán)利要求
1.一種周期性間歇運(yùn)動(dòng)輸出裝置，其特征在于包括箱體、輸入軸、輸出軸、差動(dòng)輪系與蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)，差動(dòng)輪系位于箱體內(nèi)部，由系桿、中心齒輪、行星齒輪及內(nèi)齒輪組成；其中，在中心齒輪與內(nèi)齒輪之間的周向上均勻設(shè)置有k個(gè)行星齒輪，k > 1，且k為正整數(shù)，各個(gè)行星齒輪均與中心齒輪、內(nèi)齒輪嚙合；所述中心齒輪與內(nèi)齒輪同軸；系桿具有k個(gè)同向的連接端，一個(gè)與連接端反向的自由端，k個(gè)連接端分別用來連接k 個(gè)行星齒輪；輸入軸的一端與中心齒輪固連；所述輸出軸的一端與內(nèi)齒輪或系桿的自由端相連；所述蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)包括蝸輪與蝸桿，其中，蝸輪與系桿自由端或內(nèi)齒輪固連，且與系桿自由端或內(nèi)齒輪同軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪與蝸桿嚙合。
2.如權(quán)利要求1所述一種周期性間歇運(yùn)動(dòng)輸出裝置，其特征在于所述蝸輪位于箱體外部。
3.如權(quán)利要求1所述一種周期性間歇運(yùn)動(dòng)輸出裝置，其特征在于所述中心齒輪與內(nèi)齒輪之間設(shè)置有2個(gè)行星齒輪，2個(gè)行星齒輪分別在內(nèi)齒輪與中心齒輪的軸向兩側(cè)對稱。
4.如權(quán)利要求1或3所述一種周期性間歇運(yùn)動(dòng)輸出裝置，其特征在于所述系桿為音叉結(jié)構(gòu)，具有兩個(gè)連接端，兩個(gè)行星齒輪分別套接在兩個(gè)連接端處。
5.如權(quán)利要求1所述一種周期性間歇運(yùn)動(dòng)輸出裝置，其特征在于所述中心齒輪、行星齒輪及內(nèi)齒輪的齒輪模數(shù)m、壓力角α相等，且中心齒輪的齒數(shù)Z5、行星齒輪的齒數(shù)^、內(nèi)齒輪的齒數(shù)Z7滿足Z7 = Ζ5+2Χ~。
6.如權(quán)利要求1所述一種周期性間歇運(yùn)動(dòng)輸出裝置，其特征在于蝸輪與蝸桿間的傳動(dòng)比 = ，且使 60 < i23 < 80。
7.如權(quán)利要求1所述一種周期性間歇運(yùn)動(dòng)輸出裝置，其特征在于所述輸入軸與蝸桿分別通過兩個(gè)電機(jī)。
8.如權(quán)利要求1所述一種周期性間歇運(yùn)動(dòng)輸出裝置，其特征在于所述蝸輪具有90° 的交錯(cuò)軸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種周期性間歇運(yùn)動(dòng)輸出裝置，屬于間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)領(lǐng)域；技術(shù)方案包括差動(dòng)輪系和蝸輪副組合，由主電機(jī)恒速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輸入軸，輔電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿，通過控制輔電機(jī)周期性停止、轉(zhuǎn)動(dòng)對應(yīng)實(shí)現(xiàn)輸出軸的周期性轉(zhuǎn)動(dòng)、停止運(yùn)動(dòng)輸出，通過調(diào)整輔電機(jī)的停、動(dòng)、停周期和停、動(dòng)時(shí)間比例，實(shí)現(xiàn)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)、停止、轉(zhuǎn)動(dòng)周期和動(dòng)、停時(shí)間比的改變，由輸出軸驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)線上輸送帶時(shí)，使得生產(chǎn)線柔性化以便提高對不同產(chǎn)品適應(yīng)能力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程中輸送帶的輸送、停止、輸送無沖擊轉(zhuǎn)換。
文檔編號F16H35/02GK102410349SQ201110272409
公開日2012年4月11日 申請日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者呂亞州, 李小杰, 楊學(xué)坤, 汪金營, 蔣曉, 趙江蘇 申請人:北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院