专利名称：一种双相凸轮激波的复式滚动活齿传动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种双相凸轮激波的复式滚动活齿少齿差行星传动装置，用于实现两轴之间的大速比传动。属于机械传动技术领域。
背景技术：
滚动活齿传动具有结构紧凑、承载能力强、刚度高以及可通过采用滚动活齿实现整机全滚动接触啮合并获得较高传动效率的优点。不足之处是受结构限制，单级滚动活齿传动的速比较低。此外，还因采用激波圆盘偏心布置的单轴激波器，在传动过程中激波轴的支承轴承的负载很大。为克服以上不足之处，申请号为97100463.3的发明专利公布了《复式滚动活齿传动》装置，其基本结构见图1所示。此装置主要由输入轴6、小齿轮7、行星轮9、激波轴12、激波轴承28、激波圆盘29、活齿滚轮2、活齿销轴1、固齿齿轮17、左活齿半盘3、右活齿半盘4、左端盖19、右端盖14以及与左活齿半盘3为一体结构的输出轴18等构成。其中，激波轴12的中段为偏心盘30，激波圆盘29上开有沿周向均布的圆通孔31及大孔32，左、右活齿半盘3、4的外端具有沿周向均布的数目相同的径向槽16。在此装置中，活齿销轴1套装活齿滚轮2构成活齿；左、右活齿半盘3、4由柱销5联为一体构成活齿架；由与输入轴6为一体的小齿轮7、与小齿轮7啮合的多个(2-3个)行星轮9、固联于行星轮9并通过球轴承15支承于活齿架的多个(2-3个)激波轴12以及通过圆通孔31套装于激波轴承28的激波圆盘29构成多轴(2-3轴)复式激波器。此装置活齿的齿数zh与固齿齿轮17的齿数zg之间的关系为zg＝zh±1。
前述复式滚动活齿传动由于采用多轴复式激波器、并通过柱销5将左、右两个活齿半盘3、4联结为一体构成活齿架，使复式滚动活齿传动具有速比大、承载能力强、输出刚度高和结构紧凑等优点。但图1所示的复式滚动活齿传动装置的多轴复式激波器上的激波圆盘29只有一片，在传动过程中只有分布在激波圆盘29同一侧的一半数目的活齿处于啮合受力状态，因此将在复式激波器及机壳上产生很大的不平衡力，导致很大的轴承载荷和机壳激振力。为改善复式激波器与机壳的受力状况，该发明的具体实施方式
中的多轴复式激波器采用两片相错180°对称布置的激波圆盘，但由于两片激波圆盘之间有一定的间隔，在传动过程中必然产生作用于机壳的倾覆力矩，难以从根本上避免整机的振动。还由于两片激波圆盘均偏心地安装在激波轴上，激波圆盘在运动过程中产生惯性力，各激波轴的支承轴承的负载也较大。
申请号为02222809.8的实用新型专利公布了《凸轮活齿行星传动装置》，该装置主要由左端盖19、与输出轴18为一体的活齿架、加工在机壳27上的固齿齿轮17、圆柱活齿35、与输入轴6为一体的激波凸轮33、右端盖14和右小端盖34等构件组成，见图2所示。该装置中，活齿架通过球轴承15支承于机壳27，激波凸轮33通过输入轴6的两端由两个球轴承15分别支承于右端盖14及活齿架的中部，圆柱活齿35装在活齿架上的通孔内并位于固齿齿轮17及激波凸轮33之间。机壳27的左端与左端盖19连接，右端与右端盖14连接，右端盖14与右小端盖34连接，将该装置连为一体。该装置的固齿齿轮17采用短幅外摆线齿廓，圆柱活齿35的齿廓为外圆柱面，激波凸轮33的廓线为输入轴6和活齿架之间保持恒传动比、且输入轴6与活齿架作匀速转动时，圆柱活齿35沿固齿齿轮17的齿廓及活齿架上的通孔运动所形成的包络线。该装置中，圆柱活齿35的齿数zh与固齿齿轮17的齿数zg之间的关系为zg＝zh±2。
上述的实用新型的突出优点在于固齿齿轮的齿廓曲线连续可导，与其啮合的激波凸轮的廓线也连续可导，消除了凸轮廓线的局部变尖现象及传动中的啮合冲击，提高了传动的平稳性。此外，该实用新型还具有采用单片激波凸轮就可以实现激波以及凸轮和机壳具有受力自平衡的优点。但单级使用时该实用新型的速比也较低，且因活齿架采用一端开口的杯形结构，在传递大扭矩时整机的扭转刚度不足。
发明内容
本发明的目的是为了借鉴前述《复式滚动活齿传动》和《摆线凸轮活齿传动装置》的优点，并克服《复式滚动活齿传动》装置中存在较大的轴承载荷、较大的机壳激振力和倾覆力矩以及《摆线凸轮活齿传动装置》中速比和扭转刚度较低等不足之处，提出了本发明的一种双相凸轮激波的复式滚动活齿传动装置。
本发明所述的一种双相凸轮激波的复式滚动活齿传动装置，采用的技术方案如图3、4、5、6、7、8和9所示。该装置包括有复式激波器、活齿、活齿架和固齿齿轮；其中，活齿销轴1套装活齿滚轮2构成活齿；左、右活齿半盘3、4通过柱销5联为一体构成活齿架；其特征在于复式激波器由输入轴6、与输入轴6为一体的小齿轮7、设置于行星轮轴8上、与小齿轮7外啮合的行星轮9、与行星轮9内啮合的固定内齿轮10、带有行星轮轴8的行星轮架11、与行星轮架11为一体的激波轴12和固联于激波轴12的双相凸轮13构成；复式激波器通过输入轴6与右端盖14连接，激波轴12的两端由两个球轴承15支承于活齿架的左、右活齿半盘3、4的中部，活齿通过活齿销轴1的两端装入左、右活齿半盘3、4的径向槽16中，活齿位于双相凸轮13与固齿齿轮17之间，与活齿架的左活齿半盘3为一体的输出轴18由球轴承15支承于左端盖19，输出轴18与左小端盖20连接，左小端盖20与左端盖19连接，左端盖19与固齿齿轮17连接，固齿齿轮17与固定内齿轮10连接，固定内齿轮10与右端盖14连接，将该装置连为一体。
本发明所述的一种双相凸轮激波的复式滚动活齿传动装置，其中复式激波器设置一根激波轴12、一片双相凸轮13，双相凸轮13无偏心地固联于激波轴12上。
本发明所述的一种双相凸轮激波的复式滚动活齿传动装置，其中小齿轮7、行星轮9及固定内齿轮10均为渐开线直齿圆柱齿轮。小齿轮7、行星轮9、带有行星轮轴8的行星轮架11和固定内齿轮10构成内外啮合的行星轮系。小齿轮7与行星轮9之间为外啮合，行星轮9与固定齿轮10之间为内啮合。行星轮轴8及行星轮9的数目为2或3个，2或3个行星轮轴8沿行星轮架11的周向均匀布置。激波轴12与行星轮架11为一体结构。
本发明所述的一种双相凸轮激波的复式滚动活齿传动装置，其中双相凸轮13的轮廓曲线为标准椭圆曲线，或为双偏心圆弧曲线，或为双相类摆线，或为双相余弦曲线。活齿滚轮2和活齿销轴1的廓线为标准圆曲线。左、右活齿半盘3、4上的径向槽16的廓线为直线。固齿齿轮17的廓线为活齿滚轮2在双相凸轮13驱动下沿径向槽16作径向运动、同时双相凸轮13与活齿架又按给定速比作等速转动时的包络曲线。
本发明所述的一种双相凸轮激波的复式滚动活齿传动装置，其中活齿的齿数zh与固齿齿轮17的齿数zg之间的关系为zg＝zh±2。
本发明所述的一种双相凸轮激波的复式滚动活齿传动装置，其中双相凸轮13、活齿、活齿架和固齿齿轮17构成的传动链为一排、或多排并列结构。当为一排时，左、右活齿半盘3、4通过柱销5联接构成活齿架；当为n(n≥2)排时，活齿架由左、右活齿半盘3、4及n-1个活齿中盘21通过柱销5联接构成。各排活齿的角向位置保持一致，而n片双相凸轮13依次相差180°/n布置，各排固齿齿轮17也依次相差180°/n布置。
本发明所述的一种双相凸轮激波的复式滚动活齿传动装置，其中由双相凸轮13、活齿、活齿架和固齿齿轮17构成多排传动链时，活齿架由左、右活齿半盘3、4及n-1个活齿中盘21通过柱销5联接构成。各排双相凸轮13的角向位置、各排活齿和各排固齿齿轮17的角向位置保持一致。
本发明所述的一种双相凸轮激波的复式滚动活齿传动装置的工作原理如下所述当输入轴6转动时，小齿轮7与行星轮9外啮合，行星轮9与固定内齿轮10内啮合，并通过行星轮轴8推动行星轮架11转动，固联于行星轮架11的激波轴12驱动双相凸轮13转动，实现双相凸轮13与活齿滚轮2的滚动接触啮合及活齿销轴1沿活齿架径向槽16的径向运动。同时，活齿滚轮2与固齿齿轮17滚动接触啮合，并通过活齿销轴1推动与输出轴18固联的左活齿半盘3转动，实现输入轴6与输出轴18之间的运动和动力的传递。
本发明有以下突出的优点1.复式激波器中的行星轮沿行星轮架的周向均匀布置，双相凸轮为轴对称结构且不必在激波轴上偏心安装，因此，复式激波器同时具有静、动平衡的特点，激波轴的支承轴承的负荷很小、支承轴承的寿命可以得到提高。
2.双相凸轮绕其几何中心回转就可以实现激波并保证双相凸轮及固齿齿轮的受力自平衡。所以，在传动装置中无论采用单片双相凸轮还是采用多片双相凸轮激波，均不存在作用于整机的激振力和倾覆力矩，可从传动原理上避免传动装置的振动激励。
3.可仅由一根激波轴实现双相凸轮的动力输入，使传动装置得到简化，可降低加工制造成本及装配难度。
4.在传动装置中采用由双相凸轮、活齿、活齿架和固齿轮构成的多排传动链时，各排传动链的角向位置可以保持一致，便于传动装置的装配。
图1现有技术的复式滚动活齿传动装置的基本结构；
图2现有技术的凸轮活齿行星传动装置的基本结构；图3本发明的双相凸轮激波的复式滚动活齿传动装置的基本结构；图4本发明的活齿的基本结构；图5本发明的左、右活齿半盘的基本结构；图6本发明的活齿中盘的基本结构；图7本发明的活齿架的基本结构；图8本发明的双相凸轮的基本结构及受力状态；图9本发明的固齿齿轮的基本结构；图10本发明的具体实施方式
的基本结构；图1～图10中1、活齿销轴，2、活齿滚轮，3、左活齿半盘，4、右活齿半盘，5、柱销，6、输入轴，7、小齿轮，8、行星轮轴，9、行星轮，10、固定内齿轮，11、行星轮架，12、激波轴，13、双相凸轮，14、右端盖，15、球轴承，16、径向槽，17、固齿齿轮，18、输出轴，19、左端盖，20、左小端盖，21、活齿中盘，22、键，23、大圆孔，24、圆孔，25、柱销套筒，26、轴套筒，27、机壳，28、激波轴承，29、激波圆盘，30、偏心盘，31、圆通孔，32、大孔，33、激波凸轮，34、左小端盖，35、圆柱活齿。
具体实施例方式
图10为本发明的具体实施方式
的基本结构，该装置的结构如下所述主要由设置有两片双相凸轮的单轴激波器、两排活齿、带有活齿中盘的活齿架和两片固齿齿轮组成。输入轴6与右端盖14连接，与输入轴6为一体的小齿轮7与行星轮9外啮合，行星轮9与固定内齿轮10内啮合，行星轮9的数目为3个，并通过球轴承15安装在沿行星轮架11周向均布的3个行星轮轴8上，右活齿半盘4通过球轴承15套装在与行星轮架11为一体的激波轴12的右端，两片双相凸轮13由键22固联于激波轴12，活齿中盘21通过其上的大圆孔23空套于激波轴12的中部，激波轴12的左端外套球轴承15后装入左活齿半盘3中部的圆孔24中，左活齿半盘3、活齿中盘21和右活齿半盘4由柱销5联为一体构成活齿架，左活齿半盘3、右活齿半盘4与活齿中盘21之间的距离由柱销套筒25确定，两片双相凸沦13彼此相错90°布置，两片双相凸轮13之间的相对位置由3个轴套筒26确定，两排活齿通过活齿销轴1设置于左、右活齿半盘3、4和活齿中盘21上的径向槽16中，两排活齿的活齿滚轮2分别位于两片双相凸轮13与两片固齿齿轮17之间，两片固齿齿轮17彼此相错90°布置，输出轴18通过球轴承15支承于左端盖19，左小端盖20与输出轴18及左端盖19连接，左端盖19与左侧的固齿齿轮17连接，左侧的固齿齿轮17与右侧的固齿齿轮17连接，右侧的固齿齿轮17与机壳27连接，机壳27与固定内齿轮的10连接，固定内齿轮10与右端盖14连接，并将该装置连为一体，各部件之间均采用常规技术连接。该装置的工作原理叙述如下当输入轴6转动时，小齿轮7与行星轮9外啮合，行星轮9与固定内齿轮10内啮合，并通过行星轮轴8推动行星轮架11转动，固联于行星轮架11的激波轴12驱动两片双相凸轮13同步转动，实现两片双相凸轮13与两排活齿滚轮2的滚动接触啮合以及两排活齿销轴1沿活齿架径向槽16的径向运动。同时，两排活齿滚轮2与两片固齿齿轮17滚动接触啮合，并通过两排活齿销轴1同时推动与输出轴18固联的活齿架转动，从而实现输入轴1与输出轴18之间的运动和动力的传递。
按照设计要求加工零部件并组装，实现本发明的双相凸轮激波的复式滚动活齿传动装置。
权利要求
1.一种双相凸轮激波的复式滚动活齿传动装置，包括有复式激波器、活齿、活齿架和固齿齿轮；其中，活齿销轴(1)套装活齿滚轮(2)构成活齿；左、右活齿半盘(3)、(4)通过柱销(5)联为一体构成活齿架；其特征在于复式激波器由输入轴(6)、与输入轴(6)为一体的小齿轮(7)、设置于行星轮轴(8)上、与小齿轮(7)外啮合的行星轮(9)、与行星轮(9)内啮合的固定内齿轮(10)、带有行星轮轴(8)的行星轮架(11)、与行星轮架(11)为一体的激波轴(12)与固联于激波轴(12)的双相凸轮(13)构成；复式激波器通过输入轴(6)与右端盖(14)连接，激波轴(12)的两端由两个球轴承(15)支承于活齿架的左、右活齿半盘(3)、(4)的中部，活齿通过活齿销轴(1)的两端装入左、右活齿半盘(3)、(4)上的径向槽(16)中，活齿位于双相凸轮(13)与固齿齿轮(17)之间，与活齿架的左活齿半盘(3)为一体的输出轴(18)由球轴承(15)支承于左端盖(19)，输出轴(18)与左小端盖(20)连接，左小端盖(20)与左端盖(19)连接，左端盖(19)与固齿齿轮(17)连接，固齿齿轮(17)与固定内齿轮(10)连接，固定内齿轮(10)与右端盖(14)连接，将该装置连为一体。
2.根据权利要求1所述的一种双相凸轮激波的复式滚动活齿传动装置，其特征在于所述的复式激波器设置一根激波轴(12)、一片双相凸轮(13)，双相凸轮(13)无偏心地固联于激波轴(12)上。
3.根据权利要求1所述的一种双相凸轮激波的复式滚动活齿传动装置，其特征在于小齿轮(7)、行星轮(9)及固定内齿轮(10)均为渐开线直齿圆柱齿轮；小齿轮(7)、行星轮(9)、带有行星轮轴(8)的行星轮架(11)和固定齿轮(10)构成内外啮合的行星轮系，小齿轮(7)与行星轮(9)之间为外啮合，行星轮(9)与固定内齿轮(10)之间为内啮合；行星轮轴(8)及行星齿轮(9)的数目为2或3个，2或3个行星轮轴(8)沿行星轮架(11)的周向均匀布置，激波轴(12)与行星轮架(11)为一体结构。
4.根据权利要求1所述的一种双相凸轮激波的复式滚动活齿传动装置，其特征在于双相凸轮(13)的轮廓曲线为标准椭圆曲线，或为双偏心圆弧曲线，或为双相类摆线，或为双相余弦曲线；活齿滚轮(2)和活齿销轴(1)的廓线为标准圆曲线；左、右活齿半盘(3)、(4)上的径向槽(16)的廓线为直线；固齿齿轮(17)的廓线为活齿滚轮(2)在双相凸轮(13)驱动下沿径向槽(16)作径向运动、同时双相凸轮(13)与活齿架又按给定速比作等速转动时的包络曲线。
5.根据权利要求1所述的一种双相凸轮激波的复式滚动活齿传动装置，其特征在于活齿的齿数zh与固齿齿轮(17)的齿数zg之间的关系为zg＝zh±2。
6.根据权利要求1所述的一种双相凸轮激波的复式滚动活齿传动装置，其特征在于双相凸轮(13)、活齿、活齿架和固齿齿轮(17)构成的传动链为一排、或多排并列结构；当为一排时，左、右活齿半盘(3)、(4)通过柱销(5)联接构成活齿架；当为n(n≥2)排时，活齿架由左、右活齿半盘(3)、(4)及n-1个活齿中盘(21)通过柱销(5)联接构成；各排活齿的角向位置保持一致，而n片双相凸轮(13)依次相差180°/n布置，各排固齿齿轮(17)也依次相差180°/n布置。
7.根据权利要求1所述的一种双相凸轮激波的复式滚动活齿传动装置，其特征在于由双相凸轮(13)、活齿、活齿架和固齿齿轮(17)构成多排传动链时，活齿架由左、右活齿半盘(3)、(4)及n-1个活齿中盘(21)通过柱销(5)联接构成；各排双相凸轮(13)的角向位置、各排活齿和各排固齿齿轮(17)的角向位置保持一致。
全文摘要
一种双相凸轮激波的复式滚动活齿传动装置，主要由单轴复式激波器、活齿、活齿架和固齿齿轮组成。其中，复式激波器由输入轴、小齿轮、行星轮、固定内齿轮、行星轮轴、行星轮架、激波轴和双相凸轮构成。当输入轴转动时，小齿轮与行星轮外啮合，行星轮与固定齿轮内啮合，并通过行星轮轴推动行星轮架转动；固联于行星轮架的激波轴驱动双相凸轮转动，实现双相凸轮与活齿滚轮的滚动接触啮合及活齿销轴沿活齿架径向槽的径向运动。同时，活齿滚轮与固齿齿轮滚动接触啮合，并通过活齿销轴推动与输出轴固联的左活齿半盘转动，实现输入轴与输出轴之间的运动和动力的传递。本发明具有结构简单，承载力强，可实现复式激波器及整个传动装置的受力自平衡等优点。
文档编号F16H1/28GK1587743SQ20041006924
公开日2005年3月2日 申请日期2004年7月16日 优先权日2004年7月16日
发明者李剑锋, 王新华, 李巍, 王青云 申请人:北京工业大学