專利名稱：復(fù)擺式內(nèi)嚙合少齒差行星傳動機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬機(jī)械學(xué)科行星傳動技術(shù)領(lǐng)域，根據(jù)國際專利分類表IPC5規(guī)定，可歸納于F16H1/oo或F16H21/oo的分類位置。
本申請的背景技術(shù)，是機(jī)械學(xué)科的基礎(chǔ)理論——“平面連桿機(jī)構(gòu)”和“內(nèi)嚙合行星輪系”這二個學(xué)術(shù)課題。行星傳動，是動力機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間中介機(jī)構(gòu)。它的性能優(yōu)越，正在許多領(lǐng)域特別是大減速比傳動中，取代常規(guī)的齒輪、蝸輪等傳統(tǒng)方式，發(fā)展前景遠(yuǎn)大。
但行星傳動技術(shù)，尚待完善。長期來看到存在以下課題1．運(yùn)轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩，動不平衡，難以高速工作；2．行星傳動的拐臂軸承位于機(jī)殼心臟部位，受力很大，壽命不長；3．輸出動力的W機(jī)構(gòu)不理想，很多機(jī)型采用懸臂梁格局，經(jīng)常損壞；4．多數(shù)機(jī)型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特別是擺線針輪傳動，周圈有許多孔、肖、套，齒型更難加工，工藝設(shè)計(jì)水平不高；多年來，申請人一直在醞釀著解決以上課題的具體方案。
近期申請人在詳細(xì)研究96116914.1號名稱為《多拐曲柄內(nèi)嚙合行星傳動機(jī)構(gòu)》的發(fā)明專利公開說明書后，確認(rèn)這是項(xiàng)有重大價值的機(jī)構(gòu)發(fā)明，它從根本上解決了行星傳動懸存的難題。但內(nèi)嚙合傳動科學(xué)剛興未艾，涉及不少理論與技術(shù)問題，內(nèi)含潛深，故還可以改進(jìn)提高。
本實(shí)用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種采用叁根或兩根曲軸，并由曲軸直接輸入動力的復(fù)擺式內(nèi)嚙合少齒差行星傳動機(jī)構(gòu)(以下簡稱復(fù)擺內(nèi)嚙合機(jī))。
本實(shí)用新型的目的可以通過以下措施來達(dá)到一種復(fù)擺式內(nèi)嚙合少齒差行星傳動機(jī)構(gòu)，它由曲軸1帶動環(huán)片2作平面平行運(yùn)動，使內(nèi)齒輪3與中心輪4嚙合，經(jīng)低速軸5傳遞動力，彈性件6介于環(huán)片2和內(nèi)齒輪5之間，其特征在于a．曲軸1有叁根，均勻布置于中心輪4的外圓周；b．每根曲軸1上，都帶有呈中心反對稱幾何形狀的四段(或六段)偏心曲拐；c．四只(或六只)環(huán)片2聯(lián)接三根曲軸1上的相應(yīng)曲拐，在空間組成四個(或六個)相互平行的連桿機(jī)構(gòu)；d．每只環(huán)片2的幾何對稱中心，安裝有內(nèi)齒輪3；e．內(nèi)齒輪3與中心輪4的嚙合中心距，等于曲軸1的偏心距。
本實(shí)用新型的目的還可以通過以下措施來達(dá)到
a．曲軸1也可使用兩根，布置于中心輪4的幾何對稱中心線兩側(cè)；b．每只環(huán)片2的幾何對稱中心線上，安裝有內(nèi)齒輪3。


圖1是本實(shí)用新型剖面圖。
圖2是本實(shí)用新型另一種剖面圖。
圖3是本實(shí)用新型傳動原理圖。
圖中1、曲軸2、環(huán)片3、內(nèi)齒輪4、中心輪5、低速軸6、彈性件
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述由《理論力學(xué)》知一個雙曲柄平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)它們的曲柄作等速旋轉(zhuǎn)時，連桿上各點(diǎn)之運(yùn)動，與曲柄梢端點(diǎn)的運(yùn)動，完全相同。本專利申請的環(huán)片2，就是由以上連桿演化而成，而內(nèi)齒輪3的中心，則設(shè)在環(huán)片2的幾何中心或幾何對稱中心線線上。
于是當(dāng)雙曲柄由機(jī)殼定位而旋轉(zhuǎn)時，內(nèi)齒輪3的中心，將繞連桿機(jī)構(gòu)中心線上某一定點(diǎn)而旋轉(zhuǎn)。
由《機(jī)械原理》知如在以上定點(diǎn)裝一根低速軸5，軸上安裝中心輪4，它與內(nèi)齒輪3的模數(shù)相同，且兩者間的嚙合中心距，恰好與以上曲柄的長度完全相同，則可組成“平面連桿——內(nèi)嚙合”復(fù)合聯(lián)動機(jī)構(gòu)。當(dāng)曲柄旋轉(zhuǎn)時，內(nèi)齒輪3將圍繞中心輪4作行星嚙合運(yùn)動。
若曲柄主動輸入動力，則中心輪4減速輸出動力；若中心輪4主動輸入動力，則曲柄增速輸出動力。
這就是<單環(huán)內(nèi)嚙合行星傳動>的理論根據(jù)。將以上四片“單環(huán)”串疊起來，裝在一個中心輪4上，再與兩根相同的曲軸聯(lián)接(曲軸上各制出呈中心反對稱幾何形狀的四段等偏心曲柄)于是就組合而成為<四拐復(fù)擺內(nèi)嚙合機(jī)>。四只環(huán)片上的內(nèi)齒輪3將有順序地繞中心輪4流轉(zhuǎn)嚙合。
按照同樣的方法，將以上六片“單環(huán)”串疊起來，裝在一個中心輪4上，再與兩根相同的曲軸聯(lián)接(曲軸上各制出呈中心反對稱幾何形狀的六段等偏心曲柄)，于是就組合而成為<六拐復(fù)擺內(nèi)嚙合機(jī)>。六只環(huán)片上的內(nèi)齒輪3將有順序地繞中心輪4流轉(zhuǎn)嚙合。
當(dāng)采用叁根曲軸1時，其工作原理和上相同。
本專利申請作為減速機(jī)工作時，可由一根曲軸輸入動力；也可由兩根或叁根曲軸同步輸入動力。此時稱為同步傳動“電軸”。
本專利申請的運(yùn)動逆轉(zhuǎn)時，即由低速軸5輸入動力，曲軸1輸出動力時，可作為增速機(jī)使用。
復(fù)擺內(nèi)嚙合機(jī)傳動比計(jì)算方法i34=-Z4/(Z3-Z4)負(fù)值表示轉(zhuǎn)速方向相反N1=i34N5N5=N1(Z4-Z3)/Z4
Z3--內(nèi)齒輪(3)的齒數(shù)Z4--中心輪(4)的齒數(shù)N1--曲軸(1)的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)N5--低速軸(5)的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)本專利申請，是借鑒蘇聯(lián)和英國的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，并在我國96116914.1發(fā)明專利的基礎(chǔ)上提出的改進(jìn)機(jī)構(gòu)。有歷史先例為實(shí)證，技術(shù)較成熟。經(jīng)過我們小批量生產(chǎn)驗(yàn)證，對比現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)，具有優(yōu)點(diǎn)，并介紹可應(yīng)用的領(lǐng)域如下1、行星傳動常用的W輸出機(jī)構(gòu)已刪除，單環(huán)嚙合重迭系數(shù)ε≈2，多相位、多齒多環(huán)流轉(zhuǎn)滾動嚙合，最大能傳遞上萬KW功率，且能承受沖擊和高峰載荷。具備巨型、重載、設(shè)備要求的設(shè)計(jì)水平，可應(yīng)用于礦山、水泥機(jī)、榨糖機(jī)、冶金、起重、大型水閘等等重型工業(yè)領(lǐng)域，機(jī)組大時，優(yōu)越性更明顯。
2、本專利的輪齒，采用調(diào)質(zhì)鋼，不淬火、不磨齒；且為內(nèi)嚙合少齒差多環(huán)傳動，瞬間咬合的齒數(shù)多；單環(huán)齒寬度窄；嚙合時多環(huán)相互制約，降低了震動.....．這些因素使噪音可低于80dB(A)以下。
3、本專利妥善解決了慣性力和慣性力矩的動平衡問題，齒輪內(nèi)嚙合支點(diǎn)穩(wěn)定可靠，具備高速機(jī)組要求的設(shè)計(jì)水平，可應(yīng)用于航空、航海、航天及其他軍事領(lǐng)域。
4、本專利實(shí)現(xiàn)功率分流原則，解決了多數(shù)行星傳動拐臂軸承受負(fù)荷過重的難題，使負(fù)荷分?jǐn)偟?個-18個曲拐頸部；又因所有零件，對機(jī)殼呈幾何中心對稱格局，各部支點(diǎn)反作用力對峙相消，故整個機(jī)組沒有薄弱環(huán)節(jié)，所以壽命可超過3萬小時，具有高可靠性、高安全度，可應(yīng)用于高空機(jī)械，索道纜繩運(yùn)輸，旅游業(yè)，大型游藝機(jī)，高危險性作業(yè)，有毒介質(zhì)環(huán)境等領(lǐng)域。對人體生命和貴重物資、財(cái)產(chǎn)、金庫等，具有高保險系數(shù)。
5、本專利的齒輪嚙合，滿足共軛齒廓嚙合條件，避免了切削干涉和嚙合干涉的種種幾何約束，傳動原理先進(jìn)且各關(guān)節(jié)安裝軸承；環(huán)片底部浸在油中，此外產(chǎn)品的零件和裝配精度及尺寸鏈計(jì)算，有嚴(yán)格的設(shè)計(jì)體系和控制措施，故機(jī)組總效率為92-98％，比蝸輪傳動，比WW、NN、NGW、N等型式的行星傳動效率高。
6、本專利理論與計(jì)算很復(fù)雜，但結(jié)構(gòu)簡單，零件品種少，便于成組生產(chǎn)、大批量生產(chǎn)；且改變減速比只需要更換三個零件，通用件比率極高，可以迅速組織500-800種產(chǎn)品品種，以滿足用戶多樣化要求，故生產(chǎn)廠易形成大型跨國集團(tuán)公司。
權(quán)利要求1．一種復(fù)擺式內(nèi)嚙合少齒差行星傳動機(jī)構(gòu)，它由曲軸(1)帶動環(huán)片(2)作平面平行運(yùn)動，使內(nèi)齒輪(3)與中心輪(4)嚙合，經(jīng)低速軸(5)傳遞動力，彈性件(6)介于環(huán)片(2)和內(nèi)齒輪(5)之間，其特征在于a．曲軸(1)有叁根，均勻布置于中心輪(4)的外圓周；b．每根曲軸(1)上，都帶有呈中心反對稱幾何形狀的四段或六段偏心曲拐；c．四只或六只環(huán)片(2)聯(lián)接三根曲軸(1)上的相應(yīng)曲拐，在空間組成四個或六個相互平行的連桿機(jī)構(gòu)；d．每只環(huán)片(2)的幾何對稱中心，安裝有內(nèi)齒輪(3)；e．內(nèi)齒輪(3)與中心輪(4)的嚙合中心距，等于曲軸(1)的偏心距。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)擺式內(nèi)嚙合少齒差行星傳動機(jī)構(gòu)，其特征在于a．曲軸(1)也可使用兩根，布置于中心輪(4)的幾何對稱中心線兩側(cè)；b．每只環(huán)片(2)的幾何對稱中心線上，安裝有內(nèi)齒輪(3)。
專利摘要本實(shí)用新型提出一種復(fù)擺式內(nèi)嚙合少齒差行星傳動機(jī)構(gòu),其特征是四或六只行星齒輪安裝在相互平行的連桿機(jī)構(gòu)上,由叁曲軸(或兩曲軸)帶動,圍繞中心輪流轉(zhuǎn)嚙合。其優(yōu)點(diǎn)是動平衡:效率92—98%;能傳遞上萬KW功率;噪音低于80dB(A);嚙合重迭系數(shù)ε≈2;單級減速比可大于100;能承受沖擊和高峰載荷;壽命超過3萬小時;傳動精度很高;能減速又能增速;kw/kg值和kw/mm
文檔編號F16H21/00GK2311655SQ9724751
公開日1999年3月24日 申請日期1997年10月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月16日
發(fā)明者朱湘云 申請人:朱湘云, 胡明德