专利名称：同步稳态高精度传动系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械传动装置，是一种同步稳态高精度传动系统。
背景技术：
齿轮传动用于传递两轴之间的运动和动力，与其他机械传动比较，齿轮具 有结构紧凑、运转平稳、噪声较小等优点，因此广泛应用于各种机器和仪器中。
随着生产技术的发展和高品质产品需求，特别是航天、航空、军工等精密 重载传动的发展需求，对传动精度和回差即齿侧间隙的控制提出了较高的要求。
而传动系统中的主要问题在于齿轮副啮合间隙和运动回差，现有技术中， 存在多种减小齿轮副啮合间隙的结构，如可周向错位的齿轮，锥形齿的齿轮， 双齿轮副，双蜗杆副等等。但这些技术在结构设计上或者在制造工艺上还存在 结构和装配比较复杂，成本高，仅适用于小功率系统，并且不能彻底解决齿轮 传动的回差问题。
而传动系统在传动过程中，存在来自系统外的附加矩干扰，现有的结构无 法克服系统外的干扰，当有一个外界的附加力矩施于系统的输出端时，就会破 坏系统的运动模式和运动精度。而高科技术领域中要求有严格的运动模式及运 动精度，且要求其有大的承载能力，能克服环境等因素的干扰，即回差小，零 间隙啮合、自锁能力强、传动精度高的传动系统及相应的技术。
因此，需要一种高精度控制装置，具有严格的运动模式及运动精度，且有 大的承载能力，能克服外界附加力矩的干扰，能够最大限度消除传动回差，保 持较高的传动精度。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种同步稳态高精度传动系统，具有严格 的运动模式及较高的传动精度，且有大的承载能力，能克服外界附加力矩的干 扰，能够最大限度消除传动回差，使其按照既定的同步参考轴的运动规律运动， 从而提高传动效率，减小振动和噪声，延长使用寿命。
本发明的同步稳态高精度传动系统，包括输入轴、输出轴、与输入轴在圆 周方向固定配合的主动齿轮和与输出轴在圆周方向固定配合的从动齿轮，还包 括精度控制装置、同步参考轴、同步主动齿轮和同步从动齿轮，所述同步参考 轴与输出轴同轴设置，所述同步主动齿轮与主动齿轮并列以在圆周方向固定配 合的方式设置在动力输入轴上，同步从动齿轮与同步参考轴在圆周方向固定配 合；所述主动齿轮与从动齿轮啮合，同步主动齿轮与同步从动齿轮啮合，两齿 轮啮合副传动比相同；
精度控制装置包括杠杆结构的外叉和内叉，所述输出轴与外叉的动力点在 输出轴的圆周方向固定配合，外叉的阻力点与内叉的阻力点在力矩方向固定配 合，内叉的动力点与同步参考轴在同步参考轴的圆周方向固定配合，所述外叉 和内叉的支点与输出轴和同步参考轴以沿圆周方向可滑动的方式单自由度配 合。
进一步，还包括传动架和同步架，所述输出轴通过传动架与外叉的动力点 配合，同步参考轴通过同步架与内叉的动力点配合；
进一步，还包括支点盘i、支点盘n、支点柱销i和支点柱销n，所述支 点盘i和支点盘n分别设置于外叉和内叉横向两侧，支点柱销i担在支点盘i 和支点盘n上形成外叉的支点，支点柱销n担在支点盘i和支点盘n上形成内 叉的支点；所述支点盘i与传动架转动配合，支点盘n与同步架转动配合；
进一步，还包括干扰力矩传递销，外叉的阻力点端和内叉的阻力点端分别 设置成开口结构，所述外叉的和内叉的开口结构分别以转动配合的方式卡在干
扰力矩传递销上；进一步，所述支点盘I与传动架通过滚针转动配合；
进一步，所述传动架与外叉的动力点通过球轴承I配合，同步架与内叉的 动力点通过球轴承II配合；
进一步，外叉和/或内叉的开口结构与干扰力矩传递销之间通过滑套配合， 滑套长度大于与之配合的外叉和/或内叉的开口结构的轴向宽度；
进一步，外叉的开口结构沿轴向分为位于内叉两侧的两部分；
进一步，所述支点盘I沿轴向嵌在传动架内与其转动配合，支点盘II沿轴 向嵌在同步架内与其转动配合。
本发明的有益效果是本发明的同步稳态高精度传动系统，采用附加力矩 的杠杆结构的外叉和内叉串联传动链结构，系统受到外加力矩的扰动时，力矩 通过杠杆结构依次传递，而同步参考轴的动力逆向传递，可以适时的产生一个 大小相等、方向相反的力矩以抵消该附加力矩，使干扰力矩无法继续传递，从 而在系统内部达到平衡，直至输出轴与同步参考轴同步，具有严格的运动模式 及较高的传动精度，且有大的承载能力，能克服环境等因素的干扰，能够最大 限度消除回差，从而提高传动效率，减小振动和噪声；本装置干扰运动和主运 动以差动形式结合，因而两者既兼容而又不相互干涉，具有很强的自适应性， 响应时间快，可将回差减到很小，本发明采用纯机械装置，因而使用寿命长， 且维修简便，工艺性好，易于系列化和大批量生产。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。 图l为本发明的结构示意图； 图2为图1沿A-A向示意图。
具体实施例方式
图l为本发明的结构示意图，图2为图1沿A-A向示意图，如图所示本实施例的同步稳态高精度传动系统，包括输入轴l、输出轴2、与输入轴l在圆
周方向固定配合的主动齿轮18和与输出轴2在圆周方向固定配合的从动齿轮3， 还包括精度控制装置、同步参考轴16、同步主动齿轮17和同步从动齿轮15， 所述同步参考轴16与输出轴2同轴设置，所述同步主动齿轮17与主动齿轮18 并列以在圆周方向固定配合的方式设置在动力输入轴1上，同步从动齿轮15与 同步参考轴16在圆周方向固定配合；所述主动齿轮18与从动齿轮3啮合，同 步主动齿轮17与同步从动齿轮15啮合，两齿轮啮合副(主动齿轮18与从动齿 轮3以及同步主动齿轮17与同步从动齿轮15的啮合副)传动比相同；
精度控制装置包括杠杆结构的外叉20和内叉8，所述输出轴2与外叉20的 动力点在输出轴2的圆周方向固定配合，外叉20的阻力点与内叉8的阻力点在 力矩方向固定配合，内叉8的动力点与同步参考轴16在同步参考轴16的圆周 方向固定配合，所述外叉20和内叉8的支点与输出轴2和同步参考轴16以沿 圆周方向可滑动的方式单自由度配合，也就是只能沿轴的圆周方向滑动，而相 对于轴没有轴向和径向的相对运动；
外叉20的动力点是指干扰力矩沿输出轴2传递并驱动外叉20绕支点转动 的点，内叉8的动力点是指正常传动时动力沿同步参考轴16传递并驱动内叉8 绕支点转动的点；
本发明在正常运行情况下，输出轴2和同步参考轴16同步回转，当输出轴 2受到某种因素的干扰产生附加的力矩时，即输出轴2和同步参考轴16之间有 了差值，因此，会在外叉20和内叉8之间产生与干扰力矩大小相等、方向相反 的力矩，从而抑制和抵消干扰力矩，起到同步控制的作用，同步参考轴16始终 按设定的运动规律运行，并适时与输出轴2的运动进行比较，如有附加力矩产 生抑制作用，消除输出轴的附加运动，直到与同步参考轴同步，传动装置也就 回复到正常同步运行状态；
本实施例中，还包括传动架5和同步架13，所述输出轴2通过传动架5与 外叉20的动力点配合，同歩参考轴通过同歩架13与内叉8的动力点配合，采用传动架5和同步架13传动结构，可简化各部件的加工和装配形式，易于布置 和安装；当然，可以采用输出轴2与外叉20的动力点之间以及同步参考轴16 与内叉8的动力点之间直接配合的结构，但是会增加轴的加工难度；
本实施例中，还包括支点盘I 6、支点盘I114、支点柱销I 9和支点柱销IH， 所述支点盘I 6和支点盘I114分别设置于外叉20和内叉8横向两侧，支点柱销 I 9担在支点盘I 6和支点盘II 14上形成外叉20的支点，支点柱销IH担在支 点盘I 6和支点盘II14上形成内叉8的支点；所述支点盘I 6与传动架5转动配 合，支点盘II14与同步架13转动配合，如图所示，支点盘I6沿轴向嵌在传动 架5内与其转动配合，支点盘II14沿轴向嵌在同步架5内与其转动配合，采用 简单的结构实现转动配合并限制了其它方向的自由度，安装和拆卸容易；采用 支点盘以及支点柱销结构，可以简化安装结构，增加系统传动的可靠性；
本实施例中，还包括干扰力矩传递销12，外叉20的阻力点端和内叉8的阻 力点端分别设置成开口结构，所述外叉20和内叉8的开口结构分别以转动配合 的方式卡在干扰力矩传递销12上，进一步简化结构，并容易安装和拆卸；当然 也可以采用外叉20和内叉8直接配合的结构，都能实现发明目的；所述内叉8 的开口结构与干扰力矩传递销12之间通过滑套IO配合，滑套长度大于内叉8 的开口结构的轴向宽度，在减小摩擦力的同时，还防止外叉20和内叉8之间的 干扰，达到灵活传动的目的，当然，外叉20和内叉8均可设置滑套10，都能够 达到发明目的；外叉20的开口结构沿轴向分为两部分，分别位于内叉8两侧， 使外叉20和内叉8对干扰力矩传递销12施力均匀，达到较好的传递效果；
本实施例中，所述支点盘I6与传动架5通过滚针11转动配合，减小两者 间的摩擦力，使支点盘I6与传动架5之间相对运动灵活，从而使外叉20的动 力点相对于支点运行灵活，从而使整个阻尼装置动作灵活可靠；所述支点盘II 14和同步架13之间采用紧配合，保证内叉8的动力点随着同步参考轴回转；
本实施例中，传动架5与外叉20的动力点通过球轴承I 19配合，同步架 13与内叉8的动力点通过球轴承I17配合，可使外叉20和内叉8能灵活摆动，进一步增加系统动作的灵活性，从而提高传动效率。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管 参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解， 可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的 宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种同步稳态高精度传动系统，包括输入轴、输出轴、与输入轴在圆周方向固定配合的主动齿轮和与输出轴在圆周方向固定配合的从动齿轮，其特征在于还包括精度控制装置、同步参考轴、同步主动齿轮和同步从动齿轮，所述同步参考轴与输出轴同轴设置，所述同步主动齿轮与主动齿轮并列以在圆周方向固定配合的方式设置在动力输入轴上，同步从动齿轮与同步参考轴在圆周方向固定配合；所述主动齿轮与从动齿轮啮合，同步主动齿轮与同步从动齿轮啮合，两齿轮啮合副传动比相同；精度控制装置包括杠杆结构的外叉和内叉，所述输出轴与外叉的动力点在输出轴的圆周方向固定配合，外叉的阻力点与内叉的阻力点在力矩方向固定配合，内叉的动力点与同步参考轴在同步参考轴的圆周方向固定配合，所述外叉和内叉的支点与输出轴和同步参考轴以沿圆周方向可滑动的方式单自由度配合。
2. 根据权利要求1所述的同步稳态高精度传动系统，其特征在于还包括 传动架和同步架，所述输出轴通过传动架与外叉的动力点配合，同步参考轴通 过同步架与内叉的动力点配合。
3. 根据权利要求2所述的同步稳态高精度传动系统，其特征在于还包括支点盘i、支点盘n 、支点柱销i和支点柱销n ，所述支点盘i和支点盘n分 别设置于外叉和内叉横向两侧，支点柱销i担在支点盘i和支点盘n上形成外 叉的支点，支点柱销n担在支点盘i和支点盘n上形成内叉的支点；所述支点 盘i与传动架转动配合，支点盘n与同步架转动配合。
4. 根据权利要求3所述的同步稳态高精度传动系统，其特征在于还包括干扰力矩传递销，外叉的阻力点端和内叉的阻力点端分别设置成开口结构，所 述外叉的和内叉的开口结构分别以转动配合的方式卡在干扰力矩传递销上。
5. 根据权利要求4所述的同步稳态高精度传动系统，其特征在于所述支点盘I与传动架通过滚针转动配合。
6. 根据权利要求5所述的同步稳态高精度传动系统，其特征在于所述传 动架与外叉的动力点通过球轴承I配合，同步架与内叉的动力点通过球轴承II 配合。
7. 根据权利要求6所述的同步稳态高精度传动系统，其特征在于所述外 叉和/或内叉的开口结构与干扰力矩传递销之间通过滑套配合，滑套长度大于与 之配合的外叉和/或内叉的开口结构的轴向宽度。
8. 根据权利要求7所述的同步稳态高精度传动系统，其特征在于所述外叉的开口结构沿轴向分为位于内叉两侧的两部分。
9. 根据权利要求8所述的同步稳态高精度传动系统，其特征在于所述支 点盘I沿轴向嵌在传动架内与其转动配合，支点盘II沿轴向嵌在同步架内与其 转动配合。
全文摘要
本发明公开了一种同步稳态高精度传动系统，包括输入轴、输出轴、主动齿轮和从动齿轮，还包括精度控制装置、同步参考轴、同步主动齿轮和同步从动齿轮，同步参考轴与输出轴同轴设置，主动齿轮与从动齿轮之间以及同步主动齿轮与同步从动齿轮之间的啮合传动比相同；精度控制装置的外叉的动力点与输出轴在圆周方向固定配合，外叉的阻力点与内叉的阻力点在力矩方向固定配合，内叉的动力点与同步参考轴在圆周方向固定配合，外叉和内叉的支点与输出轴和同步参考轴以沿圆周方向可滑动的方式单自由度配合，本发明负载能力强，干扰运动和主运动以差动形式结合，具有很强的自适应性，能使传动系统始终保持较高的传动精度，响应时间快，可将回差减到很小。
文档编号F16H3/38GK101555928SQ20091010389
公开日2009年10月14日 申请日期2009年5月20日 优先权日2009年5月20日
发明者田 傅, 伟 周, 李云松, 林利红, 梁德沛, 陈小安 申请人:重庆大学