專利名稱：改進(jìn)的球形齒輪及其系列嚙合器及其傳動(dòng)裝置的制作方法
此發(fā)明屬于機(jī)械范圍齒輪傳動(dòng)類。
目前，圓柱齒輪和圓錐齒輪等傳動(dòng)時(shí)其軸不能擺動(dòng)，但球形齒輪系列嚙合器和傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)了齒輪傳動(dòng)時(shí)軸可平面擺動(dòng)的技術(shù)，它的用途廣泛，其中適宜用作汽車(chē)前輪驅(qū)動(dòng)部件，其性能對(duì)比目前應(yīng)用的萬(wàn)向傳動(dòng)節(jié)，擺動(dòng)角限可以更大，在大角度高轉(zhuǎn)速時(shí)摩擦并不增大；專利申請(qǐng)文獻(xiàn)CN1066717.A曾公開(kāi)了上述嚙合器和傳動(dòng)裝置，敘述了球形齒輪和輔助零部件特點(diǎn)以及其嚙合器和傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)，但存在缺陷是公開(kāi)不充分，用詞不規(guī)范，并且結(jié)構(gòu)性能不佳，例如，一其齒輪殼設(shè)計(jì)過(guò)寬，致使其最大擺角達(dá)不到所稱角度；二其軸向推力設(shè)計(jì)太差；三是軸承座設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致性能不好，還有其他缺點(diǎn)，另外球形齒輪設(shè)計(jì)制造方法不足成立。
本發(fā)明的目的是完善上述的球形齒輪及其系列嚙合器和傳動(dòng)裝置，使其在軸擺角度、應(yīng)力性能，強(qiáng)度壽命等等方面更好，制造方法達(dá)到優(yōu)越完整，并使文件表達(dá)更充分。
本發(fā)明所敘述的下面內(nèi)容能夠達(dá)到上述目的，其結(jié)構(gòu)的解決方案是由改進(jìn)了的主零件球形齒輪和輔助零部件和常用件裝配構(gòu)成，改進(jìn)了的球形齒輪亦分圓球、球環(huán)、欖體三種，改進(jìn)了的輔助零部件有各種球形齒輪殼、拉桿、嚙面等角(或等弧長(zhǎng))齒圈段、上下壓板等等，還有專用于某種嚙合器或傳動(dòng)裝置的獨(dú)特部件，如鍵軸伸縮軸承、拉框等等；每種嚙合器或傳動(dòng)裝置都合理地增減一些零部件，具體的解決方案首先是將下面主要零部件作出改進(jìn)，用嚙合原理指導(dǎo)解決方案，另外解決方案還包括球形齒輪設(shè)計(jì)制造方法，下面分三類作詳細(xì)敘述1、主要零部件的改進(jìn)。
圓球齒輪的構(gòu)造是以圓球?yàn)榛A(chǔ)，兩極有軸孔貫穿，球面當(dāng)作經(jīng)線向即軸向分度圓和緯線向即徑向分度圓，中部即緯線零度為大圓，齒形為軸向條齒，齒形參數(shù)基本上與直齒圓柱齒輪相同，但是模數(shù)由大圓向兩側(cè)小圓逐減，逐減系數(shù)是COSa緯度。改進(jìn)的措施是其軸孔制成花鍵孔(或者軸孔擴(kuò)大并使用平鍵)，軸孔兩端擴(kuò)大成圓柱形或圓臺(tái)形凹腔，用來(lái)放置推力球軸承，在緯度50°左右嚙合不到的小圓鉆一垂直貫通軸孔的銷(xiāo)孔。
球環(huán)齒輪曾稱周球齒輪，基礎(chǔ)是一圈實(shí)心圓環(huán)，其環(huán)內(nèi)部假設(shè)可以內(nèi)切成一圈圓球；可以有可無(wú)環(huán)內(nèi)徑，軸孔從環(huán)中心貫穿，圓環(huán)面為縱橫分度，齒形為軸向條齒，齒形參數(shù)基本上與直齒圓柱齒輪相同，但是模數(shù)由徑向大圓向兩側(cè)小圓逐減，其中環(huán)內(nèi)徑等于零的其逐減系數(shù)為COS(a÷2)，其a為環(huán)截面圓心角。改進(jìn)的措施是軸孔制成花鍵孔(或者軸孔擴(kuò)大并使用平鍵)，其中環(huán)內(nèi)徑等于零的球環(huán)齒輪，軸孔兩端擴(kuò)大成圓柱形或圓臺(tái)形凹腔，在大圓的齒間槽中點(diǎn)一垂直貫穿軸孔的圓柱銷(xiāo)孔。
欖體齒輪曾稱欖形齒輪，基礎(chǔ)是欖體，一般制成齒輪軸形式，欖面定作徑向大小分度圓和軸向分度圓孤，定義上軸向分度圓弧半徑大于徑向大圓分度圓半徑就是欖體范圍，齒形為軸向條齒，齒形參數(shù)基本上與直齒圓柱齒輪相同，但是模數(shù)從中間大圓向兩側(cè)小圓欖尖逐減，齒數(shù)不變。改進(jìn)的措施是在軸上設(shè)立軸環(huán)肩，用來(lái)肩頂軸承，環(huán)肩與欖尖距離根據(jù)主動(dòng)從動(dòng)齒輪殼的軸承座不相碰原則而定。
齒輪殼結(jié)構(gòu)在三種球形齒輪之間，主動(dòng)與從動(dòng)之間，從擺型與互擺型之間，其形狀都有差異。其中從擺型嚙合器的齒輪殼為柜式，共同特點(diǎn)是四層鋼板三層空間三面壁的整體鑄件，中層空間用裝球形齒輪與等角或等弧長(zhǎng)齒圈段，上下層空間分別用裝兩根拉桿，第二、三層鋼板垂直于嚙面的邊緣呈弧形，跟所配球形齒輪分度圓弧相等，但半徑略小，第一、四層鋼板外面呈平面；相對(duì)嚙面的后壁，如果是從動(dòng)齒輪殼呈弧形或梯形，但弧半徑應(yīng)大于齒輪齒頂圓半徑以留間隙，如果是主動(dòng)齒輪殼，其后壁可呈平面，側(cè)壁上、下邊有光孔耳；銷(xiāo)孔開(kāi)在所配齒輪的球心(或圓心)垂線上下。改進(jìn)的措施是不論任何的齒輪殼，兩側(cè)壁都設(shè)垂直內(nèi)嵌可拆擋肩式整體承軸座，裝配時(shí)用雙頭螺柱母緊固在側(cè)壁特設(shè)的圓缺中；另外外層的銷(xiāo)孔旁邊還有一小孔。
等角等速互擺型嚙合器專用的齒輪殼，改進(jìn)采用箱式二層鋼板一層空間，這個(gè)空間是裝用球形齒輪的，上下呈平面，但在相對(duì)于所裝球形齒輪的球心(或截環(huán)圓心)垂線上下面各連有一柄軸，相對(duì)于嚙面的后壁呈弧形，其弧半徑大于球形齒輪的齒頂圓半徑可以留間隙，兩側(cè)壁垂直內(nèi)嵌可拆擋肩式整體軸承座，裝配時(shí)用雙頭螺柱螺母固定在側(cè)壁特設(shè)的方缺中。
上述的雙頭螺柱特制成一頭有銷(xiāo)孔的。
拉桿中部有可調(diào)松緊的機(jī)構(gòu)，兩齒輪之間松緊用螺母與墊片來(lái)調(diào)節(jié)，長(zhǎng)度過(guò)少時(shí)可改用雙頭螺柱，兩端原套入滾動(dòng)軸動(dòng)軸承的大孔，減少孔徑改用套入滑動(dòng)軸承。
上下壓板，為上下兩塊鋼板，長(zhǎng)大于寬，用來(lái)壓緊主動(dòng)、從動(dòng)齒輪殼，壓在主動(dòng)齒輪殼的一側(cè)設(shè)有固定螺栓孔，另一側(cè)則靠端部連續(xù)件連接，壓在從動(dòng)齒輪殼部位加寬形成擺動(dòng)床位，改進(jìn)的措施是在上下壓板垂直于齒輪的中部鉆有輸油孔，并在邊緣用鐵皮焊接一道低的圍油欄。
等角或等弧長(zhǎng)的嚙面齒圈段，成對(duì)配套并上下放置，用沉頭螺釘螺母或鉚釘固定在齒輪殼中部空間第一三層鋼板，其齒圈分度圓弧半徑等于垂線下面所配的球形齒輪分度弧半徑，并且垂直重合。據(jù)此，等角方面的一對(duì)弧形齒圈分度圓弧半徑與模數(shù)都相同，而等弧長(zhǎng)的一對(duì)弧形齒圈，其分度圓弧半徑不同，但模數(shù)相同。改進(jìn)的措施是設(shè)立環(huán)形凸擋肩，擋著近齒面鋼板使之不能因應(yīng)力而移位，中心線上，一側(cè)定為齒中心，另一側(cè)定為齒間中心，這樣利于測(cè)量。
鍵軸伸縮軸承，結(jié)構(gòu)是由帶兩肩鍵的鍵軸和兩組八小組共十六粒滾珠，裝上改進(jìn)了的兩側(cè)半圓承瓦合上，其半圓承瓦有三隔腔和一隔臺(tái)，隔臺(tái)兩邊的隔腔有內(nèi)肩鍵，承瓦外加套筒，用螺栓螺母沉頭螺釘固定，承瓦與套筒之間有榫合結(jié)構(gòu)，套筒外面中部有用了螺栓固定的孔的環(huán)凸；鍵軸的行程是滾珠行程的1.2倍至1.5倍。
2、嚙合原理發(fā)明人為了引證，試制出幾種型號(hào)的模型，精密度達(dá)到1MM，轉(zhuǎn)動(dòng)擺動(dòng)暢快，證明符合自然物理規(guī)律，并測(cè)出軸擺角可達(dá)45°至50°。
根據(jù)立體幾何與齒輪述語(yǔ)和

圖15，敘述如下A、球形齒輪結(jié)構(gòu)原理根據(jù)球的立體幾何特征，球心與球面距離處處相等，所以拉緊兩球的球心，那么其球面(相當(dāng)于分度圓)處處相切，因此，球形齒輪的分度圓在擺動(dòng)時(shí)亦相切，據(jù)此特征。
由于球形齒輪的模數(shù)從中部大圓向兩側(cè)小圓按系數(shù)逐減，齒數(shù)不變。符合d＝mz規(guī)律，其模數(shù)逐減系數(shù)如下設(shè)模數(shù)逐減系數(shù)為Yr<reduce首位字母>設(shè)a為任意緯度(大圓處為零)，根據(jù)特點(diǎn)共同 圓球齒輪Yr＝cosa環(huán)內(nèi)徑等于零球環(huán)齒輪Yr＝cos(a÷2)有環(huán)內(nèi)徑球環(huán)齒輪，則如下 上式中，兩環(huán)截面圓心的軸向平行線內(nèi)的緯度用負(fù)號(hào)，a為截面圓心角，軸線兩側(cè)包含兩個(gè)兩極平行的圓球，a亦相當(dāng)于其緯度。
用中部大圓的模數(shù)乘以a緯度逐減系數(shù)Yr，就得到a緯度逐減了的模數(shù)
m小＝m大×Yr(b)擺角的矛盾因素。
從動(dòng)齒輪殼擺到極點(diǎn)時(shí)會(huì)與主動(dòng)齒輪殼相碰，據(jù)測(cè)量，擺角大小與齒輪殼的寬度、軸徑和軸承外徑三者成反比例，為了使擺角最大，軸徑不能太大，軸承應(yīng)選用中輕系列，但考慮到轉(zhuǎn)速與機(jī)械強(qiáng)度，上述二者變不能太小，因此，合理的辦法是將球齒輪嚙合不到的小圓截去，并且設(shè)立軸孔端凹腔來(lái)放置軸承，這樣使齒輪殼的寬度大減，有利增大擺角。以圓球齒輪和球環(huán)齒輪為例，截去軸孔端部分小圓設(shè)凹腔基礎(chǔ)上，齒輪大圓d為50、100、120、160200mm，相對(duì)軸d為10、17、20、25、30mm，使用軸承相對(duì)分別為200、203、204、205、206代號(hào)，據(jù)測(cè)定，所裝配成的嚙合器都能獲±45°左右的最大擺角。另一種合理辦法是一側(cè)采用窄齒輪殼另一側(cè)采用寬一點(diǎn)的輪殼也能獲得較大擺角，理由是這樣處理使它們的軸承座不正面相碰，例如欖體齒輪殼和后述裝有鍵軸伸縮軸承的有環(huán)內(nèi)內(nèi)徑的球環(huán)齒輪。
(c)嚙合器結(jié)構(gòu)原理。
從擺，是作用力于從動(dòng)齒輪殼與從動(dòng)軸使之?dāng)[動(dòng)的意思。
齒輪殼的作用是支承軸與球形齒輪，同時(shí)配合拉桿和銷(xiāo)軸間接把兩球形齒輪拉緊，其銷(xiāo)軸孔在球心(或欖體齒輪的欖弧圓心)垂線上下位置，達(dá)到使球面(分度圓)始終相切。
拉桿連接主動(dòng)、從動(dòng)齒輪殼的銷(xiāo)軸，其連接距離為主動(dòng)、從動(dòng)齒輪球部(或欖弧)半徑之和。
等角(或等弧長(zhǎng))齒圈段的作用是使主動(dòng)、從動(dòng)齒輪的相同模數(shù)的齒點(diǎn)準(zhǔn)確相嚙合。
上下壓板的作用是提供給齒輪殼一個(gè)平面應(yīng)力并維持這個(gè)平面，并給從動(dòng)齒輪殼滑動(dòng)擺動(dòng)提供床位(兩者之間有1-2mm左右間隙)。
鍵軸伸縮軸承的作用是使軸伸縮時(shí)摩擦減少。
附圖中雖然繪成傳動(dòng)軸從齒輪殼兩側(cè)延伸，但實(shí)際產(chǎn)品應(yīng)將齒輪殼的一側(cè)軸截掉留下另一側(cè)，并且主動(dòng)軸不能和從動(dòng)軸同在一邊截，如圖15那樣，這樣才能達(dá)到最大擺角。
傳動(dòng)軸直接配輪工作無(wú)多大可能性，需要外接工作轉(zhuǎn)軸和支承點(diǎn)等等構(gòu)成傳動(dòng)裝置，才能更好地工作，所以傳動(dòng)軸大多數(shù)情況下其延伸部分制成花鍵軸。
從擺型有合成角形成，如主動(dòng)、從動(dòng)圓球齒輪在22.5°緯度嚙合，那么從動(dòng)軸就擺到了45°角；但是互擺型卻沒(méi)有合成角形成，如兩個(gè)圓球齒輪在45°緯度嚙合，軸才擺到45°角。
其中由等角等速互擺型嚙合器構(gòu)成的等腰三角形傳動(dòng)裝置，工作時(shí)嚙合器沿滑桿滑動(dòng)，兩軸相對(duì)形成等腰三角形，能自動(dòng)相對(duì)形成等角嚙合，無(wú)需等角齒圈段。
凹凸圓球齒輪等角等速?gòu)臄[型在傳動(dòng)擺動(dòng)時(shí)，其凹凸齒能自動(dòng)形成等角嚙合，無(wú)需等角齒圈段。
等角或等弧長(zhǎng)齒圈段設(shè)計(jì)時(shí)僅以模數(shù)和分度圈半徑來(lái)設(shè)計(jì)，齒數(shù)不限，因此可以采用任意模數(shù)，但實(shí)際上采用比所配的嚙合器的球形齒輪的模數(shù)(大圓)略少為宜。
球形齒輪截去兩側(cè)較多的小圓所剩下中間部分可用作固定與球形齒輪傳動(dòng)之用，例如球柱、環(huán)柱、欖柱。
主動(dòng)輪亦可與圓柱齒輪作固定的傳動(dòng)。
3、球形齒輪的設(shè)計(jì)制造方法。
此方法目的是在加工時(shí)提高成品率，具體分述如下過(guò)程A.設(shè)計(jì)制圖圓球齒輪和球環(huán)齒輪都能直接在圖紙上設(shè)計(jì)出來(lái)，先決定大圓分度圓直徑、齒數(shù)、大圓模數(shù)，過(guò)程中，基齒形可在軸向分度圓上按1至5緯度求出逐減模數(shù)，再根據(jù)Ha＝m小、Hf＝1.25m小的公式定點(diǎn)，把點(diǎn)點(diǎn)連成線就繪得齒形。
欖體齒輪一般作配套設(shè)計(jì)，需要借助硬紙條或鐵皮或鋁皮以所配球形齒輪的分度圓弧長(zhǎng)分做兩“欖弧”，在所對(duì)應(yīng)的緯度弧點(diǎn)打孔，另外，以上述相應(yīng)弧點(diǎn)的逐減模數(shù)乘以欖體大圓分度圓直徑，得出欖體若干小圓分度直徑，借助竹條或木條分別量取做做成有尖有肩的“直徑條”，將“直徑條”相對(duì)插進(jìn)“欖弧”的孔中，就得到一個(gè)所求的的欖體了，量出欖體的長(zhǎng)與欖體弧半徑，就可以在圖紙上繪出欖體齒輪的圖樣，上述的制作可以擴(kuò)大尺寸來(lái)提高精確度。
凹凸圓球齒輪需要借助于一個(gè)分度圓相等或擴(kuò)大的木球或松香球，以逐減半圓相切“三線”，即相切兩條徑向齒距線和相切前軸向齒距線，得出該四棱臺(tái)齒的二分之一齒距，量得數(shù)據(jù)，再繪圖紙。
b.制坯件將上述圖紙數(shù)據(jù)制模具，小齒輪可制至齒頂圓程度，d為50mm以上大齒輪可制至齒形程度，因?yàn)樾铏C(jī)床加工因此需加大尺寸，采用精密模鍛法或精密鑄造法制得坯件，并在模具上設(shè)立大圓凸線標(biāo)志和軸線凸點(diǎn)標(biāo)志，在大圓線經(jīng)過(guò)的齒間中心設(shè)凸點(diǎn)標(biāo)志，制得的坯件，上述的凸標(biāo)志當(dāng)然變成凹標(biāo)志。
C.測(cè)量鉆孔將坯件略加打磨，測(cè)量上述凹標(biāo)志是否準(zhǔn)確，如果準(zhǔn)確，用鉆床將其齒間凹點(diǎn)淺孔，但其孔徑不得大于齒間槽底。
D.加工時(shí)爪防其移位轉(zhuǎn)位即使使用精密機(jī)床，如果用摩擦來(lái)夾緊工件，難免有移位轉(zhuǎn)位，但是用特制的機(jī)床夾具的爪伸進(jìn)坯件孔中緊固與定位，進(jìn)行鉆、鏜軸孔和進(jìn)行銑剃齒形，這樣不會(huì)產(chǎn)生工件移位和轉(zhuǎn)位而造成廢品。在周?chē)?80度內(nèi)可伸一至三個(gè)爪。
E.刻線經(jīng)齒形磨床加工后，再刻劃大圓線和軸向分度圓線，上述齒間淺孔如有留痕無(wú)妨傳動(dòng)性能，反而使大圓線更加明顯。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果如下由于齒輪殼和軸共同擺動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的軸向推力，所以采用推力球軸承來(lái)抵抗這種推力，并且將推力球軸承置于特設(shè)的球型齒輪的凹腔中而不會(huì)增加齒輪殼寬度。
傳動(dòng)軸采用花鍵軸段裝配球形齒輪，由于鍵端及齒輪凹腔底面與軸垂直呈平面，在推力球軸承作用下齒輪并不移動(dòng)，再加圓柱銷(xiāo)緊固后用錫焊封銷(xiāo)孔口，有利于減少軸向尺寸。
圓球齒輪和環(huán)內(nèi)徑小于環(huán)截徑的球環(huán)齒輪采用截小圓與設(shè)立凹腔安置軸承的結(jié)構(gòu)，有效地減少齒輪殼的寬度，達(dá)到最大擺角。
采用可折內(nèi)嵌擋肩式整體軸承座，結(jié)構(gòu)更緊湊，抵擋推力平穩(wěn)，不易移位，不易移位，即使螺柱的螺母松動(dòng)仍有較大強(qiáng)度。采用方頂銷(xiāo)軸或者圓頂銷(xiāo)軸特制成有爪結(jié)構(gòu)，使其不能自轉(zhuǎn)，這樣保護(hù)齒輪殼不因磨損而使球心垂線偏移，何況更換銷(xiāo)軸和滑動(dòng)軸承比更換齒輪殼經(jīng)濟(jì)合算。
其中互擺型嚙合器采用逢式齒輪殼和邊分式拉框，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，強(qiáng)度提高，裝拆容易，并利于提高擺角。
鍵軸伸縮軸承如果用單筒式雖然直徑小一點(diǎn)，但機(jī)床加工筒內(nèi)隔腔極大困難，但是改進(jìn)采用筒內(nèi)套半圓承瓦式，優(yōu)點(diǎn)是制造容易，即半圓承瓦的隔腔的車(chē)、銑、刨、磨加工能夠敞開(kāi)進(jìn)行。
其他在嚙合原理、球形齒輪設(shè)計(jì)制造方法以及附圖等方面表達(dá)更充分和規(guī)范。
圖面說(shuō)明如下圖1是圓球齒輪M1∶1的零件二視圖，<a>為主視剖視圖，<b>為左視剖視圖。
圖2是環(huán)內(nèi)徑為零的球環(huán)齒輪M1∶1的零件二視圖，<a>為主視剖視圖，<b>為左視剖視圖。
圖3是有環(huán)內(nèi)徑的球環(huán)齒輪M1∶1的零件二視圖，<a>為主視剖視圖，<b>為左視剖視圖。
圖4是欖體齒輪M1∶1的零件剖視圖。
圖5是傳動(dòng)軸與銷(xiāo)的M1∶1的部件裝配圖及剖面圖。
圖6是從動(dòng)柜式圓球齒輪殼的M1∶4的部件裝配三視圖，<a>為主視A-A剖視圖，<b>為左視局部剖視圖，<c>為俯視局部剖視圖。
圖7是主動(dòng)柜式圓球齒輪殼的M1∶4的部件裝配三視圖，<a>為主視A-A剖視圖，<b>為左視局部剖視圖，<c>為俯視半剖視圖。
圖8是拉桿的M1∶2的部件裝配二視圖，<a>為主視圖，<b>為俯視局部剖視圖。
圖9是從動(dòng)柜式球環(huán)齒輪的M1∶4的部件裝配三視圖，<a>為主觀A-A剖視圖，<b>為左視局部剖視圖，<c>為俯視局部剖視圖。
圖10是從擺型嚙合器采用桿置等角機(jī)構(gòu)M1∶3裝配筒圖，<a>為主視剖視圖，<b>為A-A剖面圖。
圖11是嚙面等角齒圈段的M1∶2的部件裝配二視圖，<a>為主視圖，<b>為左視A-A剖視圖。
圖12是一付上下壓板的M1∶4的部件裝配圖，<a>為主視局部剖視圖，<b>為A-A剖面圖。
圖13是主動(dòng)柜式欖體齒輪殼的M1∶3部件裝配三視圖，<a>為主視A-A剖視圖，<b>為左視半剖視圖，<c>為俯視半剖視圖。
圖14是鍵軸伸縮軸承M1∶2部件裝配剖視圖，包括A-A、B-B、C-C剖面及A向。
圖15是采用M1∶1的嚙合原理示意圖。
圖16是等角等速?gòu)臄[A1型嚙合器的M1∶4的裝配主視A-A剖視圖。
圖17是圖16的左視剖視圖。
圖18是等角等速?gòu)臄[B1型嚙合器的M1∶4的裝配主視A-A剖視圖。
圖19是圖18的左視剖視圖。
圖20是等速差角從擺A1型嚙合器的M1∶4的裝配主視A-A剖視圖。
圖21是圖20的左視剖視圖。
圖22是變速差角從擺A型嚙合器的M1∶3的裝配主視A-A剖視圖。
圖23是圖22的左視剖視圖。
圖24是變速差角從擺B型嚙合器的M1∶3的裝配主視A-A剖視圖。
圖25是圖24的左視剖視圖。
圖26是等速等角互擺A型嚙合器的M1∶3的裝配主視局部剖視圖。
圖27是圖26的左視局部剖視圖。
圖28是圖26的仰視B-B剖視圖。
圖29是圖26連接的等腰三角形傳動(dòng)裝置的M1∶10的示意圖。
圖30是等速等角互擺B型嚙合器的M1∶3的裝配主視局部剖視圖。
圖31是圖30的左視半剖視圖。
圖32是圖30的仰視B-B剖視圖。
圖33圖30連接的等腰三角形傳動(dòng)裝置的M1∶10的示意圖。
圖34是內(nèi)凹凸圓球齒輪嚙合示意圖。
圖35是凹凸圓球齒輪齒形三視圖，<a>為主視A-A剖視圖，<b>為左視B-B剖視圖，<c>為<a>、<b>的俯視圖。
圖36是凹凸圓球齒輪軸向齒距的設(shè)計(jì)方法示意圖。
圖37是等速等角從擺A1型嚙合器構(gòu)成的豎擺支承減震傳動(dòng)裝置的M1∶4的示意圖。
圖38是等速等角從擺B1型嚙合器構(gòu)成的豎擺支承減震傳動(dòng)裝置的M1∶4的示意圖。
下面結(jié)合附圖敘述最佳實(shí)施例。
1、零部件的制造。
圓球齒輪、環(huán)內(nèi)徑等于零的球環(huán)齒輪、有環(huán)內(nèi)徑的球環(huán)齒輪、欖體齒輪以及凹凸圓球齒輪，根據(jù)解決方案所述的結(jié)構(gòu)，再分別參考圖1、圖2、圖3、圖4、圖34、圖35、圖36，采用常規(guī)技術(shù)結(jié)合前述的設(shè)計(jì)制造方法而制造出來(lái)。
輔件如各種齒輪殼、傳動(dòng)軸、拉桿、拉框，嚙面等角(或弧長(zhǎng))齒圈段、上下壓板以及鍵軸伸縮軸承等等，根據(jù)解決方案所述結(jié)構(gòu)，再分別參考圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖11、圖12圖13、圖14、圖27、圖31，采用常規(guī)技術(shù)制造出來(lái)。
2、等速等角從擺型嚙合器A1型如圖16圖17所示，此型其中由前述改進(jìn)了的零部件和常用件按其功能順序裝配構(gòu)成，具體是用兩根傳動(dòng)軸1分別裝合兩個(gè)分度圓直徑及大圓模數(shù)齒數(shù)都相等的圓球齒輪2，用圓柱銷(xiāo)緊固，再分別裝合向心滾動(dòng)軸承6，再分別裝合在主動(dòng)柜式圓球齒輪殼8和從動(dòng)柜式圓球齒輪殼9的軸承座中，用雙頭螺柱螺母13緊固；兩齒輪殼分別用沉頭螺釘、螺母或鉚釘裝合嚙面等角齒圈段14，再分別用銷(xiāo)軸18連接上下的拉桿16，用一付上下壓板19壓緊兩齒輪殼，用螺栓母20緊固主動(dòng)齒輪殼和端接件。其中還設(shè)置推力球軸承5分別裝在圓球齒輪的凹腔中，拉桿與銷(xiāo)軸之間改用滑動(dòng)軸承17，銷(xiāo)軸特制成有爪結(jié)構(gòu)使之不能自轉(zhuǎn)。
上述的拉桿連接長(zhǎng)度是兩“球”分度圓半徑之和。
采用嚙面等角齒圈段的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、扭力大、尺寸小，是首選形式(下同)。
A2型此型是把圖16圖17的嚙面等角齒圈段13免除，改用圖10所示的桿置齒輪等角機(jī)構(gòu)，并將從動(dòng)柜式圓球齒輪殼9背面弧壁的一三層開(kāi)窗讓拉桿伸過(guò)。
桿置齒輪等角機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是從動(dòng)齒輪殼弧壁裝配弧形外齒板，上下壓板端接件裝配弧形內(nèi)齒板，二者嚙合著由拉桿連接的兩個(gè)圓柱齒輪，如圖10所示，下同后述。
桿置齒輪等角機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)法如下。
測(cè)得已知t1∶t2＝x1∶x2＝r3∶r4＝r2∶r5＝1∶3，根據(jù)規(guī)律，那么r2＝r1＋x1(測(cè)r1＝t1)r3＝(3x1－x1)÷(1＋3)× 1r4＝(3x1－x1)÷(1＋3)×3r5＝(3r1＋3x1(r1為球的分度圓半徑)設(shè)r1為50mm，x1為30mm，代入以上各式，得r2＝80mm，r3＝15mm，r4＝45mm，r5＝240mm。
r2和r5的圓心分別為銷(xiāo)軸。
此型由于采用桿置齒輪等角機(jī)構(gòu)，并不優(yōu)越，反而體積大復(fù)雜耗料多而實(shí)用性小，但作為另一種等角(或弧長(zhǎng))形式在技術(shù)上是存在的，可供特殊情況選擇，下同后述。
B1型如圖18圖19所示，此型其中由常用件和改進(jìn)了的零部件按其功能順序裝配構(gòu)成，具體是用兩根傳動(dòng)軸1分別裝合兩個(gè)大圓分度圓直徑和環(huán)內(nèi)徑和大圓模數(shù)和齒數(shù)都相同的球環(huán)齒輪3，用圓柱銷(xiāo)緊固，再分別裝合向心滾動(dòng)軸承6再分別裝合在主動(dòng)框式球環(huán)齒輪殼10和從動(dòng)柜式球環(huán)齒輪殼11的軸承座中，用雙頭螺柱螺母13緊固；兩齒輪殼分別用沉頭螺釘、螺母或鉚釘裝合嚙面等角圈段14，再分別用銷(xiāo)軸18上下各連接拉桿16，用一付上下壓板19緊壓兩齒輪殼，用螺栓螺母20緊固主動(dòng)齒輪殼和端接件；其中還設(shè)置推力球軸承5分別裝在球環(huán)齒輪的凹腔中，拉桿與銷(xiāo)軸之間用滑動(dòng)軸承17，銷(xiāo)軸特制成有爪結(jié)構(gòu)使之不能自轉(zhuǎn)。
拉桿連接長(zhǎng)度是兩齒輪的截環(huán)分度圓半徑之和。
B2型此型是把圖18圖19中的嚙面等角齒圈段14免除，改用圖10所示的桿置齒輪等角機(jī)構(gòu)，并將從動(dòng)柜式球環(huán)齒輪殼11的背面弧壁的一三層開(kāi)窗讓拉桿伸過(guò)。
測(cè)量已知t1∶t2＝x1∶x2＝r3∶r4＝r2∶r5＝3∶5，根據(jù)規(guī)律，那么r2＝t1＋x1(測(cè)t1＝3r1)r3＝(5x1÷3－x1)÷(3＋5)×3r4＝(5x1÷3－x1)÷(3＋5)×5r5＝5r1＋5x1÷3
上述只適用于環(huán)內(nèi)徑等于零的球環(huán)齒輪所構(gòu)成的嚙合器，r1為環(huán)截面半徑，r2和r5的圓心為銷(xiāo)軸。
例如，設(shè)r1為30mm，設(shè)x1為30mm，那么得r2＝120mm，r3＝7.5mm，r4＝12.5mm，r5＝200mm。
3、等速差角從擺型嚙合器根據(jù)等弧長(zhǎng)和模數(shù)逐減規(guī)律，可設(shè)此類。
A1型如圖20圖21所示，此型其中由常用件和改進(jìn)了的零部件按其功能順序裝配構(gòu)成，具體是用兩根傳動(dòng)軸1分別裝合圓球齒輪2和球環(huán)齒輪3，用圓柱銷(xiāo)緊固，再分別裝合向心滾動(dòng)軸承6，分別裝合在主動(dòng)柜式圓球齒輪殼8和從動(dòng)柜式球環(huán)齒輪殼11的軸承座中，用雙頭螺柱螺母13緊固；兩齒輪殼分別用沉頭螺釘、螺母或鉚釘裝合嚙面等弧長(zhǎng)齒圈段15，用銷(xiāo)軸18分別上下各連接拉桿16，用一付上下壓板19壓緊兩齒輪殼，用螺栓螺母20緊固主動(dòng)齒輪殼和端接件；其中還設(shè)置推力球軸承5分別裝合在上述齒輪的凹腔中，拉桿與銷(xiāo)軸之間用滑動(dòng)軸17，銷(xiāo)軸特制成有爪結(jié)構(gòu)使之不得自轉(zhuǎn)。此型傳動(dòng)條件是兩齒輪的大圓分度圓直徑和大圓模數(shù)和齒數(shù)必須相等，并且球環(huán)齒輪的環(huán)內(nèi)徑應(yīng)等于零。
A2型此型是把圖20圖21的嚙面等弧長(zhǎng)齒圈段15免除，改用圖10所示的桿置齒輪等弧長(zhǎng)機(jī)構(gòu)，并且將從動(dòng)柜式球環(huán)齒輪殼11的背面弧壁的一三層開(kāi)窗讓拉桿伸過(guò)。
嚙合條件同A1型。
測(cè)量已知t1∶t2＝x1∶x2＝r2∶r5＝3∶6。
因?yàn)椴罱窃?，從?dòng)輪嚙合角比主動(dòng)輪大一倍，所以按理調(diào)節(jié)r3∶r4＝3×2∶6＝6∶6。那么r2＝t1＋x1(測(cè)得t1＝3r1)r3＝(6x1÷3－x1)÷(6＋6)×6r4＝(6x1÷3－x1)÷(6＋6)×6r5＝6r1＋6x1÷3上述所配的球環(huán)齒輪須是環(huán)內(nèi)徑等于零的，r1是環(huán)截面分度圓半徑。
例如設(shè)r1為30mm，設(shè)X1為30MM，代入上式得r2＝120mm，r3＝15mm，r4＝15mm，r5＝240mm。
r2和r5的圓心分別為銷(xiāo)軸。
4、變速差角從擺型嚙合器。
圓球齒輪或球環(huán)齒輪如果采用大徑配小徑的方式來(lái)進(jìn)行變速傳動(dòng)是行不通的，即使大圓模數(shù)相同而小圓弧長(zhǎng)不同在擺角時(shí)會(huì)產(chǎn)生卡齒現(xiàn)象，只有配與欖體齒輪才可以變速傳動(dòng)。
欖體齒輪用大圓直徑，欖弧半徑、弧長(zhǎng)、齒數(shù)、大圓模數(shù)這幾個(gè)數(shù)據(jù)表達(dá)并繪圖。(本文件中所簡(jiǎn)稱的“直徑”和“半徑”“欖弧”統(tǒng)指分度圓的。)所述的欖體齒輪是經(jīng)過(guò)配套設(shè)計(jì)的，大圓模數(shù)與所配的相同，大圓直徑和齒數(shù)比所配的少。
A型此型如圖22圖23所示，其中由常用件和改進(jìn)了的零部件按其功能順序裝配構(gòu)成，具體是一側(cè)用傳動(dòng)軸1裝合圓球齒輪2，用圓柱銷(xiāo)緊固，軸兩端再分別裝入向心滾動(dòng)軸承6，再裝入從動(dòng)柜式圓球齒輪殼9的軸承座中，用雙頭螺柱螺母13緊固；另一側(cè)用經(jīng)過(guò)配套設(shè)計(jì)的欖體齒輪4的兩端軸分別裝入圓錐滾子軸承7，再裝入主動(dòng)柜式欖體齒輪殼12的軸承座中，用螺栓螺母緊固；兩齒輪殼分別用沉頭螺釘、螺母或鉚釘裝合嚙面等弧長(zhǎng)齒圈段15，用銷(xiāo)軸18分別上下各連接拉桿16，用一付上下壓板19壓緊兩齒輪殼，用螺栓螺母20緊固主動(dòng)齒輪殼和端接件；另外，其中還設(shè)置推力球軸承5分別裝入圓球齒輪2的凹腔中，拉桿與銷(xiāo)軸之間采用滑動(dòng)軸承17，銷(xiāo)軸特制成有爪結(jié)構(gòu)使之不能自轉(zhuǎn)。
拉桿連接長(zhǎng)度是圓球齒輪的半徑和欖體齒輪的欖弧半徑之和。
B型如圖24圖25所示，此型其中由常用件和改進(jìn)了的零部件按其功能順序裝配構(gòu)成，具體是一側(cè)用傳動(dòng)軸1裝合球環(huán)齒輪3，用圓柱銷(xiāo)緊固，軸兩端再分別裝入向心滾動(dòng)軸承6，再裝入從動(dòng)柜式球環(huán)齒輪殼11的軸承座中，用雙頭螺柱螺母13緊固；另一側(cè)用經(jīng)過(guò)配套設(shè)計(jì)的欖體齒輪4的兩端分別裝入圓錐滾子軸承7，再裝入主動(dòng)柜式欖體齒輪殼12的軸承座中，用螺栓螺母緊固；兩齒輪殼再分別用沉頭螺釘螺母或鉚釘裝合嚙面等弧長(zhǎng)齒圈段15，用銷(xiāo)軸18分別上下各連接拉桿16，用一付上下壓板19壓緊兩齒輪殼，用螺栓螺母20緊固主動(dòng)齒輪殼和端接件；另外，其中還設(shè)置推力球軸承5裝合在球環(huán)齒輪的凹腔中，拉桿與銷(xiāo)軸之間采用滑動(dòng)軸承17，銷(xiāo)軸特制成有爪結(jié)構(gòu)使之不能自轉(zhuǎn)。
拉桿連接長(zhǎng)度是球環(huán)齒輪的截環(huán)半徑和欖體齒輪的欖弧半徑之和。
5、等速等角互擺型嚙合器及其傳動(dòng)裝置此互擺型嚙合器完全不能獨(dú)立應(yīng)用，必須外接其他部件構(gòu)成等腰三角形傳動(dòng)裝置才可應(yīng)用，功能把從擺型嚙合器中心O微少移動(dòng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)擺動(dòng)，變成有固定支承點(diǎn)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)擺動(dòng)輸出動(dòng)力。
A型如圖26圖27圖28所示，此型嚙合器其中由常用件和改進(jìn)了的零部件按其功能順序裝配構(gòu)成，具體是用兩根傳動(dòng)軸1分別裝合兩個(gè)相同的圓球齒輪2，用圓柱銷(xiāo)緊固，齒輪的凹腔中分別裝入圓錐滾子軸承7，再分別裝合在兩個(gè)箱式圓球齒輪殼21的軸承座中，用雙頭螺柱螺母13緊固；齒輪殼的柄軸分別裝合推力球軸承5和滑動(dòng)軸承用軸套23，再共同裝合在預(yù)先裝上滑動(dòng)軸承17的拉框24中，用螺栓螺母20緊固，再用螺栓螺母上下分別裝合可傾支架25及滑桿26，傳動(dòng)軸的延伸部分制成花鍵軸并連接疊套27。
軸套23與齒輪殼的柄軸屬緊固連接，采用花鍵形式或平鍵形式。
如圖29所示，用此嚙合器其中構(gòu)成的等腰三角形傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)是一側(cè)延伸的花鍵軸與其疊套27連接并兼做一個(gè)較大的等速等角從擺型嚙合器的從動(dòng)軸，另一側(cè)延伸的花鍵軸與其疊套27兼做工作轉(zhuǎn)軸而連接十字軸套式軸承座31，形成支承點(diǎn)輸出動(dòng)力，兩側(cè)連接的中點(diǎn)與此嚙合器中心線距離相等，滑桿與可傾支架傾斜放置，其傾斜偏距t等OA的二分之一。
工作原理特點(diǎn)推拉作用力于拉框使之沿滑桿滑動(dòng)，兩傳動(dòng)軸伸縮相對(duì)形成等腰三角形軌跡，兩圓球齒輪會(huì)自動(dòng)形成嚙合等角，因此免除嚙面等角齒圈段。
互擺型嚙合器的最大軸擺極限是±45°在軸擺到極限45°時(shí)，花鍵軸比原來(lái)伸長(zhǎng)約二分之一，這個(gè)數(shù)據(jù)可以用三角函數(shù)解直角三角形求得。
B型如圖30、圖31、圖32所示，此型嚙合器其中由常用件和改進(jìn)了的零部件按其功能順序裝配構(gòu)成，具體是用兩根傳動(dòng)軸1分別裝合兩個(gè)相同的球環(huán)齒輪3，用圓柱銷(xiāo)緊固，其齒輪的凹腔中分別裝合圓錐滾子軸承7，再分別裝合在兩個(gè)箱式球環(huán)齒輪殼22的軸承座中，用雙頭螺柱螺母13緊固，齒輪殼的柄軸分別裝入推力球軸承5和滑動(dòng)軸承用軸套23，再共同裝合在頂先裝上滑動(dòng)軸承17的拉框24中，用螺栓螺母20緊固，再用螺栓螺母上下分別裝合可傾支架25和滑桿26、傳動(dòng)軸1的延伸部分制成花鍵軸并連接疊套27。
軸套23同齒輪殼的柄軸連接同A型。
如圖33所示，用此嚙合器其中構(gòu)成的等腰三角形傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)是與A型邏輯相同。
工作原理特點(diǎn)與A型邏輯相同。
擺角極限和花鍵軸伸縮特點(diǎn)同A型。
6、等速等角從擺特別型嚙合器。
此型其中所用的特別零件是凹凸齒圓球齒輪，并且亦經(jīng)改進(jìn)，簡(jiǎn)稱凹凸圓球齒輪。
此型結(jié)構(gòu)是用圖16、圖17所示的等速等角從擺A1型嚙合器，其中把主動(dòng)、從動(dòng)的兩個(gè)軸向條齒形的圓球齒輪2換成兩個(gè)相同的似四棱臺(tái)形凹凸齒的圓球齒輪28，并把兩對(duì)嚙面等角齒圈段14免除。
如圖34、圖35所示，所述的凹凸圓球齒輪28，基礎(chǔ)與分度圓同前述的軸向條齒一樣，特異的齒形是似四棱臺(tái)形，凹凸形式相間，其齒體積由中部大圓向兩側(cè)小圓逐減；徑向即緯線向齒形包括齒距亦與模數(shù)有關(guān)，模數(shù)亦由中部大圓向兩側(cè)小圓逐減，逐減系數(shù)亦是COSa，但其軸向即經(jīng)線向齒距則由逐減半圓法來(lái)決定，如圖36所示，其半圓半徑等于二分之一軸向齒距。改進(jìn)的措施軸孔采用花鍵孔(或擴(kuò)大孔徑設(shè)一鍵槽)軸孔兩端擴(kuò)大成圓柱形或圓臺(tái)形凹腔，用來(lái)放置推力球軸承或圓錐滾子軸承，在緯度50度左右嚙合不到的地方，鉆一垂直貫通軸孔的銷(xiāo)孔適宜采用Ha為0.8，Hf為1.1m的短齒形。除此以外，齒形參數(shù)同直齒圓柱齒輪。
此型嚙合器中的凹凸圓球齒輪的似四棱臺(tái)形凹凸齒，使齒輪在轉(zhuǎn)動(dòng)擺動(dòng)時(shí)能自動(dòng)形成和維持等角嚙合。
7、從擺型嚙合器構(gòu)成的傳動(dòng)裝置任何從擺型嚙合器單獨(dú)工作應(yīng)用較少，因?yàn)樗膹膭?dòng)軸無(wú)支承點(diǎn)不耐撞拉，所以也須外接機(jī)構(gòu)構(gòu)成傳動(dòng)裝置才應(yīng)用較多，例如下述的傳動(dòng)裝置。
本傳動(dòng)裝置的功能是有支承點(diǎn)，垂直減震擺動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)輸出動(dòng)力，工作轉(zhuǎn)軸可以水平擺動(dòng)90°角，同時(shí)還上下垂直擺動(dòng)。
如圖37、圖38所示，此裝置其中由常用件和改進(jìn)了的零部件按其功能順序裝配構(gòu)成，具體結(jié)構(gòu)是用任何一種從擺型嚙合器，堅(jiān)置，其從動(dòng)軸連接鍵軸伸縮軸承29，再用銷(xiāo)串聯(lián)接工作轉(zhuǎn)軸30，工作轉(zhuǎn)軸預(yù)先裝合兩個(gè)圓錐滾子軸承7，再裝合在十字軸套軸承座31中，其套筒的兩側(cè)柄軸分別裝合向心滾動(dòng)軸承6，再裝合帶軸承座的叉形撐桿32；撐桿預(yù)先裝合在三角體固定架33和轉(zhuǎn)架34的軸孔中，再裝合一個(gè)推力球軸承5讓其頂著鋼板彈簧組35；轉(zhuǎn)架另一端用螺栓螺母20與嚙合器的上下壓板緊固。
從擺型嚙合器連接鍵軸伸縮軸承結(jié)構(gòu)如下如果采用等速等角從擺A1型嚙合器，其從動(dòng)圓球齒輪的從動(dòng)傳動(dòng)軸的延伸部分，用套筒凸緣聯(lián)軸器36與圓錐銷(xiāo)或螺栓螺母連接緊固，如圖37所示。
如果采用等速等角從擺B1型嚙合器，如圖38所示，其嚙合器應(yīng)作微少改裝，其從動(dòng)球環(huán)齒輪有環(huán)內(nèi)徑的，可將鍵軸伸縮軸承安裝在鏜空的環(huán)內(nèi)徑中兼作傳動(dòng)軸，并在齒輪輪幅鉆孔用螺栓螺母緊固它，再在兩側(cè)裝合間隔軸套37和圓錐滾子軸承7，再裝合在單方面加寬的從動(dòng)柜式球環(huán)齒輪殼11的軸承座中，用雙頭螺柱螺母緊固；采用圓錐滾子軸承后無(wú)需再用推力球軸承。
三角體固定架與鋼板彈簧組屬固定不動(dòng)的基礎(chǔ)，轉(zhuǎn)架并同從擺型嚙合器的主動(dòng)軸可以連接其他傳動(dòng)裝置，以撐桿為軸心轉(zhuǎn)動(dòng)90度角，也可以固定不轉(zhuǎn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.裝配完整的一系列球形齒輪的嚙合器或其傳動(dòng)裝置，由主零件球形齒輪和輔助零部件和常用件構(gòu)成；球形齒輪分圓球齒輪<2>、球環(huán)齒輪<3>、欖體齒輪<4>三種，全部齒輪的齒形是軸向條齒，個(gè)別齒輪還采用似四棱臺(tái)凹凸齒；模數(shù)由中部大圓向兩側(cè)小圓按系數(shù)逐減；輔件有幾種柜式齒輪殼(8，9，10，11，12)和兩種箱式齒輪殼(21，22)、拉桿<16>，等角或等弧長(zhǎng)齒圈段<14，15>傳動(dòng)軸<1>、上下壓板<19>等等；少數(shù)嚙合器或傳動(dòng)裝置還有獨(dú)特部件，如拉框(24)、鍵軸伸縮軸承<29>等等；其特征是上述球形齒輪經(jīng)過(guò)改進(jìn)，多數(shù)輔助零部件也經(jīng)改進(jìn)，用它們裝配的幾種嚙合器和幾種傳動(dòng)裝置都更新構(gòu)造，使之達(dá)到性能更好，并且文件表達(dá)更充分；其改進(jìn)的球形齒輪及輔助零部件具體特征如下a、所述的圓球齒輪(2)的軸孔為花鍵孔，軸孔兩端擴(kuò)大成圓柱或圓臺(tái)形凹腔，用來(lái)放置推力球軸承或圓錐滾子軸承，在緯度50°左右嚙合不到的小圓處鉆一垂直貫通軸孔的銷(xiāo)孔；b、所述的球環(huán)齒輪(3)的軸孔制成花鍵孔或者軸孔擴(kuò)大并有平鍵槽，其中環(huán)內(nèi)徑等于零的球環(huán)齒輪，軸孔兩端擴(kuò)大成圓柱形或圓臺(tái)形凹腔，在大圓的齒間槽中點(diǎn)鉆一垂直貫穿軸孔的圓柱銷(xiāo)孔；c、所述欖體齒輪(4)的軸上設(shè)立軸環(huán)肩，用來(lái)肩頂軸承，環(huán)肩與欖尖之間距離根據(jù)主動(dòng)從動(dòng)齒輪殼的軸承座不相碰原則而定；d、所述的柜式齒輪殼(8，9，10，11，12)，是從擺型嚙合器用的，不論主動(dòng)從動(dòng)的，兩側(cè)壁都垂直內(nèi)嵌可拆擋肩式整體軸承座，裝配時(shí)用雙頭螺柱螺母固定在側(cè)壁特設(shè)的圓缺中；e、所述的箱式齒輪殼(21，22)，是互擺型嚙合器專用的，采用箱式二層鋼板一層空間，這個(gè)空間是球形齒輪裝用的，上下呈平面，但在相對(duì)于所裝球形齒輪的球心垂線上下面各連有一柄軸，相對(duì)于嚙面的后壁呈弧形，其弧半徑大于球形齒輪齒頂圓半徑以留間隙，兩側(cè)壁垂直內(nèi)嵌可拆擋肩式整體軸承座，裝配時(shí)用雙頭螺柱、螺母固定在側(cè)壁特設(shè)的方缺中；f、所述的拉桿(16)，其兩端原套入滾動(dòng)軸承的大孔縮小孔徑改為套入滑動(dòng)軸承；g、所述等角或等弧長(zhǎng)齒圈段(14，15)，設(shè)有環(huán)形凸擋肩擋著近嚙面鋼板使之不能因應(yīng)力而移位，中心線上，一側(cè)定為齒中心另一側(cè)定為齒間中心；h、所述的上下壓板(19)，在垂直于齒輪的中部鉆有輸油孔，并在邊緣用鐵皮焊接一道低的圍油欄；i、所述的鍵軸伸縮軸承(29)，其中有兩側(cè)半圓承瓦，半圓承瓦有三隔腔一隔臺(tái)，隔臺(tái)兩邊的隔腔有內(nèi)肩鍵，兩承瓦合上后外加套筒用螺栓螺母和沉頭螺釘固定，承瓦與套筒之間有后合結(jié)構(gòu)，套筒外面中部有用于螺栓固定的孔的環(huán)凸；鍵軸行程是滾珠行程的1.2倍至1.5倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幾種嚙合器其中一種叫等速等角從擺A1型嚙合器，其特征是其中由改進(jìn)了的零部件和些常用件按其功能順序裝配構(gòu)成，具體是用兩根傳動(dòng)軸(1)分別裝合兩個(gè)分度圓直徑及大圓模數(shù)及齒數(shù)都相等的圓球齒輪(2)，用圓柱銷(xiāo)緊固，再分別裝合向心滾動(dòng)軸承(8)，再分別裝合在主動(dòng)柜式圓球齒輪殼(8)和從動(dòng)柜式圓球齒輪殼(9)的軸承座中，用雙頭螺柱螺母(13)緊固；兩齒輪殼分別用沉頭螺釘或鉚釘裝合嚙面等角齒圈段(14)，再分別用銷(xiāo)軸(18)上下各連接拉桿(16)，用一付上下壓板(19)壓緊兩齒輪殼，用螺栓螺母(20)緊固主動(dòng)齒輪殼和端接件；其中還設(shè)置推力球軸承(5)分別裝在圓球齒輪的凹腔中，拉桿與銷(xiāo)軸之間改用滑動(dòng)軸承(17)，銷(xiāo)軸特制成有爪結(jié)構(gòu)使之不能自轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幾種嚙合器，其中一種叫等速等角從擺B1型嚙合器，其特征是其中由改進(jìn)了的零部件和一些常用件按其功能順序裝配構(gòu)成，具體是用兩根傳動(dòng)軸(1)分別裝合兩個(gè)大圓分度圓直徑和環(huán)內(nèi)徑和大圓模數(shù)和齒數(shù)都相同的球環(huán)齒輪(3)，用圓柱銷(xiāo)緊固，分別裝合向心滾動(dòng)軸承(6)，分別裝合在主動(dòng)柜式球環(huán)齒輪殼(10)和從動(dòng)柜式球環(huán)齒輪殼(11)的軸承座中，用雙頭螺柱螺母(13)緊固；兩齒輪殼分別用沉頭螺釘或鉚釘裝合嚙面等角齒圈段(14)，再分別用銷(xiāo)軸(18)上下各連接拉桿(16)，用一付上下壓板(19)壓緊兩齒輪殼，用螺栓螺母(20)緊固主動(dòng)齒輪殼和端接件；其中還設(shè)置推動(dòng)球軸承(5)分別裝在球環(huán)齒輪的凹腔中，位桿與銷(xiāo)軸之間用滑動(dòng)軸承(17)，銷(xiāo)軸特制成有爪結(jié)構(gòu)使之不能自轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幾種嚙合器，其中一種叫等速差角從擺A1型嚙合器，其特征是其中由常用件和改進(jìn)了的零部件按其功能順序裝配構(gòu)成，具體是用兩根傳動(dòng)軸(1)分別裝合圓球齒輪(2)和球環(huán)齒輪(3)，用圓柱銷(xiāo)緊固，再分別裝合向心滾動(dòng)軸承(6)，分別裝合在主動(dòng)柜式圓球齒輪殼(8)和從動(dòng)柜式球環(huán)齒輪殼(11)的軸承座中，用雙頭螺柱螺母(13)緊固；兩齒輪殼分別用沉頭螺釘或鉚釘裝合嚙面等弧長(zhǎng)齒圈段(15)，用銷(xiāo)軸(18)分別上下各連接拉桿(16)，用一付上下壓板(19)壓緊兩齒輪殼，用螺栓螺母(20)緊固主動(dòng)齒輪殼和端接件；其中還設(shè)置推力球軸承(5)分別裝合在上述齒輪的凹腔中，拉桿與銷(xiāo)軸之間用滑動(dòng)軸承(17)，銷(xiāo)軸特制成有爪結(jié)構(gòu)使之不能自轉(zhuǎn)；此型傳動(dòng)條件是兩齒輪的大圓分度圓直徑和大圓模數(shù)和齒數(shù)必須相等，并且球環(huán)齒輪的環(huán)內(nèi)徑應(yīng)等于零。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幾種嚙合器，其中一種叫變速差角從擺A型嚙合器，其特征是其中由常用件和改進(jìn)了的零部件按其功能順序裝配構(gòu)成，具體是一側(cè)用傳動(dòng)軸<1>裝合圓球齒輪<2>，用圓柱銷(xiāo)緊固，軸兩端再分別裝入向心滾動(dòng)軸承<6>，再裝入從動(dòng)柜式圓球齒輪殼(9)的軸承座中，用雙頭螺柱螺母<13>緊固；另一側(cè)用經(jīng)過(guò)配套設(shè)計(jì)的欖體齒輪<4>的兩端軸分別裝入圓錐滾子軸承<7>，再裝入主動(dòng)柜式欖體齒輪殼<12>的軸承座中，用螺栓螺母緊固；兩齒輪殼分別用沉頭螺釘、螺母或鉚釘裝合嚙面等弧長(zhǎng)齒圈段<15>，用銷(xiāo)軸<18>分別上下各連接拉桿<16>，用一付上下壓板<19>壓緊兩齒輪殼，用螺栓螺母<20>緊固主動(dòng)齒輪殼和端接件；另外，其中還設(shè)置推力球軸承<5>分別裝入圓球齒輪<2>的凹腔中，拉桿與銷(xiāo)軸之間采用滑動(dòng)軸承<17>，銷(xiāo)軸特制成有爪結(jié)構(gòu)使之不能自轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幾種嚙合器，其中一種叫變速差角從擺B型嚙合器，其特征是其中由常用件和改進(jìn)了的零部件按其功能順序裝配構(gòu)成，具體是一側(cè)用傳動(dòng)軸<1>裝合球環(huán)齒輪<3>，用圓柱銷(xiāo)緊固，軸兩端再分別裝入向心滾動(dòng)軸承<6>，再裝入從動(dòng)柜式球環(huán)齒輪殼<11>的軸承座中，用雙頭螺柱螺母<13>緊固；另一側(cè)用經(jīng)過(guò)配套設(shè)計(jì)的欖體齒輪<4>的兩端分別裝入圓錐滾子軸承<7>再裝入主動(dòng)柜式欖體齒輪殼<12>的軸承座中，用螺栓螺母緊固；兩齒輪殼再分別用沉頭螺釘螺母或鉚釘裝合嚙面等弧長(zhǎng)齒圈段<15>，用銷(xiāo)軸<18>分別上下各連接拉桿<16>，用一付上下壓板<19>壓緊兩齒輪殼，用螺栓螺母<20>緊固主動(dòng)齒輪殼和端接件；另外，其中還設(shè)置推力球軸承<5>裝合在球環(huán)齒輪的凹腔中，拉桿與銷(xiāo)軸之間采用滑動(dòng)軸承<17>，銷(xiāo)特制成有爪結(jié)構(gòu)使之不能自轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幾種嚙合器和幾種傳動(dòng)裝置，其中一種叫等速等角互擺A型嚙合器，其特征是其中由常用件和改進(jìn)了的零部件按其功能順序裝配構(gòu)成，具體是用兩根傳動(dòng)軸<1>分別裝合兩個(gè)相同的圓球齒輪<2>，用圓柱銷(xiāo)緊固，齒輪的凹腔中分別裝入圓錐滾子軸承<7>，再分別裝合在兩個(gè)箱式圓球齒輪殼<21>的軸承座中，用雙頭螺柱螺母<13>緊固，齒輪殼的柄軸分別裝合推力球軸承<5>和滑動(dòng)軸承用軸套<23>，再共同裝合在預(yù)先裝上滑動(dòng)軸承<17>的拉框(24)中，用螺栓螺母<20>緊固，再用螺栓螺母上下分別裝合可傾支架<25>及滑桿<26>，傳動(dòng)軸的延伸部分制成花鍵軸并連接疊套<27>；用此嚙合器其中構(gòu)成的等腰三角形傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)特征是一側(cè)延伸的花鍵軸與其疊套<27>連接并兼做一個(gè)較大的等速等角從擺型嚙合器的從動(dòng)軸，另一側(cè)延伸的花鍵軸與其疊套<27>兼做工作轉(zhuǎn)軸而連接十字軸套式軸承座<31>，形成支承點(diǎn)輸出動(dòng)力；兩側(cè)連接的中點(diǎn)與此嚙合器中心線距離相等，滑桿與支架傾斜放置，其傾斜偏距t等于OA的二分之一。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幾種嚙合器和幾種傳動(dòng)裝置，其中一種叫等速等角互擺B型嚙合器，其特征是其中由常用件和改進(jìn)了的零部件按其功能順序裝配構(gòu)成，具體是用兩根傳動(dòng)軸<1>分別裝合兩個(gè)相同的球環(huán)齒輪<3>，用圓柱銷(xiāo)緊固；其齒輪的凹腔中分別裝入圓錐滾子軸承<7>，再分別裝合在兩個(gè)箱式球環(huán)齒輪殼<22>的軸承座中，用雙頭螺柱螺母<13>緊固，齒輪殼的柄軸分別裝入推力球軸承(5)和滑動(dòng)軸承用軸套<23>，再共同裝合在預(yù)先裝上滑動(dòng)軸承<17>的拉框<24>中，用螺栓螺母<20>緊固再用螺栓螺母上下分別裝合可傾支架<25>和滑桿<26>，傳動(dòng)軸<1>的延伸部分制成花鍵軸并連接疊套<27>；用此嚙合器其中構(gòu)成的等腰三角形傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)特征是一側(cè)延伸的花鍵軸與其疊套<27>連接并兼做一個(gè)較大的等速等角從擺型嚙合器的從動(dòng)軸，另一側(cè)延伸的花鍵軸與其疊套<27>兼做工作轉(zhuǎn)軸而連接十字軸套式軸承座<31>，形成支承點(diǎn)輸出動(dòng)力；兩側(cè)連接的中點(diǎn)與此嚙合器中心線相等距離，滑桿與支架傾斜放置，其傾斜偏距t等于OA的三分之一。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的的幾種嚙合器，其中一種叫等速等角從擺特別型嚙合器，其特征是其中由常用件和改進(jìn)了的零部件按其功能順序裝配構(gòu)成，具體是用權(quán)利要求2所述的等速等角從擺A1型嚙合器，其中把主動(dòng)，從動(dòng)兩個(gè)軸向條齒形的圓球齒輪<2>換成兩個(gè)相同的似四棱臺(tái)形凹凸齒的圓球齒輪<28>，并把兩對(duì)嚙面等角齒圈段(14)免除；所述的凹凸圓球齒輪，齒形相似四棱臺(tái)狀，凹凸形式相間，其齒體積由中部大圓向兩側(cè)小圓逐減；軸孔采用花鍵孔或孔徑擴(kuò)大并設(shè)一鍵槽，軸孔兩端擴(kuò)大成圓柱形或圓臺(tái)形凹腔，在兩側(cè)50度緯度嚙合不到的地方鉆一垂直貫通軸孔的銷(xiāo)孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幾種傳動(dòng)裝署，其中一種叫從擺型嚙合器構(gòu)成的支承減震傳動(dòng)裝置，其特征是結(jié)構(gòu)更新并其中采用部分改進(jìn)了的零部件，具體是用任何一種從擺型嚙合器豎置，其從動(dòng)軸連接鍵軸伸縮軸承<29>，再用銷(xiāo)串聯(lián)接工作轉(zhuǎn)軸<30>；工作軸預(yù)先裝合兩個(gè)圓錐滾子軸承<7>，再裝合在十字軸套軸承座<31>中，其套筒的兩側(cè)柄軸分別裝合向心滾動(dòng)軸承<6>再裝合上帶軸承座的叉形撐桿<32>，撐桿預(yù)先裝合在三角體固定架<33>和轉(zhuǎn)架<34>的軸孔中，再裝合一個(gè)推力球軸承<5>讓其項(xiàng)著鋼板彈簧組<35>，轉(zhuǎn)架另一端用螺栓螺母<20>與嚙合器的上下壓板緊固；從擺型嚙合器連接鍵軸伸縮軸承結(jié)構(gòu)如下如果采用等速等角從擺A1型嚙合器，其從動(dòng)圓球齒輪的從動(dòng)傳動(dòng)軸的延伸部分，用套筒凸緣聯(lián)軸器<36>加螺栓螺母連接緊固；如果采用等角等速?gòu)臄[B1型嚙合器，其嚙合器應(yīng)作微少改裝，其從動(dòng)球環(huán)齒輪有環(huán)內(nèi)徑的，可將鍵軸伸縮軸承安裝在鏜空的環(huán)內(nèi)徑中兼作傳動(dòng)軸，并在齒輪輪幅鉆孔用螺栓螺母緊固它，再在兩側(cè)依次裝合間隔軸套<37>和圓錐滾子軸承<7>，再裝合在單方面加寬的從動(dòng)柜式球環(huán)齒輪殼<11>的軸承座中，用雙頭螺柱螺母緊固。
11.一種目的是在加工時(shí)提高成品率的方法，其特征地于如下步驟(1)設(shè)計(jì)制圖，圓球齒輪和球環(huán)齒輪都可直接在圖紙上設(shè)計(jì)出來(lái)；而欖體齒輪還應(yīng)借助硬紙條或鐵皮或鋁皮做成欖弧，以及借助竹條或木條做成欖體大小分度圓直徑，以等值或擴(kuò)大數(shù)值辦法制成欖框測(cè)得欖長(zhǎng)和欖弧半徑數(shù)值，再繪圖紙，而凹凸齒的圓球齒輪需借助一個(gè)相等或擴(kuò)大的木球或松香球，以逐減半圓相切三線的辦法測(cè)得軸向即徑線向二分之一齒距數(shù)據(jù)，再繪圖紙；(2)將上述圖紙數(shù)據(jù)制模具，采用精密模鍛法或精密鑄造法制得坯件，并預(yù)先在模具上增設(shè)大圓凸線標(biāo)志和軸線凸點(diǎn)標(biāo)志，在大圓線經(jīng)過(guò)的齒間中心設(shè)凸點(diǎn)標(biāo)志，使制得的坯件具有與凸相反的凹標(biāo)志；(3)將坯件略加打磨，測(cè)量上述凹標(biāo)志是否準(zhǔn)確，如果準(zhǔn)確，用鉆床將其齒間中心凹點(diǎn)鉆深成淺孔；(4)在機(jī)床上用特制的機(jī)床夾具的爪伸進(jìn)坯件孔中緊固與定位，進(jìn)行鉆鏜軸孔和進(jìn)行銑剃齒形，這樣使工件不會(huì)產(chǎn)生移位和轉(zhuǎn)位而造成廢品；(5)經(jīng)齒形磨床加工后，再刻劃大圓線和軸向分度圓線。
全文摘要
本發(fā)明涉及一類軸可擺動(dòng)的球形齒輪及其系列嚙合器及其傳動(dòng)裝置，還附一種球形齒輪制造方法，內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有公開(kāi)技術(shù)中的球形齒輪和多數(shù)輔助零部件的缺陷進(jìn)行了改進(jìn)，并將上述改進(jìn)了的主件和輔件及加上常用件裝配構(gòu)成幾種嚙合器和幾種傳動(dòng)裝置，并且每種嚙合器或傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)更新，球形齒輪制造方法與現(xiàn)有技術(shù)不同，各方面內(nèi)容包括嚙合原理表達(dá)更充分，綜合達(dá)到改進(jìn)的目的；用途廣泛，例如適宜用作汽車(chē)前輪驅(qū)動(dòng)部件。
文檔編號(hào)F16H49/00GK1122423SQ9411741
公開(kāi)日1996年5月15日 申請(qǐng)日期1994年11月2日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月2日
發(fā)明者陳植洪 申請(qǐng)人:陳植洪