专利名称：万向齿轮传动及变速机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种万向齿轮传动及变速机构，更特定而言，本发明涉及齿轮传递转 动和变速，其用于传递转动和能量；在传递过程中，转动轴可以在空间任意方向的变动，其 最大偏转角为120度。
背景技术：
现在技术用于改变角度的转轴传递旋转运动的非齿轮装置。此装置最为人所知的 就是万向节，其被用来将汽车的驱动轴与车轴的轮轴连接起来。这些万向节通常被制成经 典的双轭叉(卡登平浮环)的形式，其结构表示为由一对轭叉互连起来的两个交叉轴。但 是在旋转过程中转轴的转速不稳定。因而，人们研制了等速("CV")型万向节，在这些类型 的万向节中，倾斜转轴之间的连接点是由活动的供求提供的，在驱动和从动轴的的每圈旋 转过程中，这些滚球的各自轨道内前后滑动，从而将他们的中心在任何时候都保持在一个 平面内，该平面将两轴之间形成的瞬间夹角平分。但是，这样的CV万向节非常复杂，其四润 滑较为困难，且在全世界的汽车工业界内，这种万向节上零部件的设计和制造都被广泛地 认为是至关重要。且非常专业而高深的技术。尽管万向节技术已经得到重要的发展，但是 其价格仍然是昂贵的，且万向节包括血多制造困难，价格昂贵的部件，原因在于必须要以很 高的精度对很大的表面尽享研磨。此类万向节在其所传递的转速方面受到限制，更具体而 言，由于采用的点接触的形式，且滚动的滑动量相当大，所以在能有效地工作的转角范围方 面，此类万向节受到限制。 距今，有很多有关球形齿轮的发明。这些发明大多都是用来解决平面有夹角运转 的齿轮传递机构，也就是说这些球形齿轮只能实现二维坐标的平面空间的夹角改变，不能 够实现空间三维的任意角度的改变。第5613914号美国专利中公开的一种新型球形齿轮传 动机构的万向节，该球形齿轮传动机构中，其中一个齿轮是具有内齿，而另一个齿轮具有外 齿。
发明内容本专利要解决的技术问题是涉及一种新型的齿轮传递机构，其特征是解决平面 和空间传动；可以广泛的应用于汽车制造业中，用于代替万向节，与此同时也可以应用机器 人的关节上。 为了解决上述的技术问题，本实用新型是为了解决传动能在空间任意角度传递运 转和变速问题设计此专利。 为了解决上述的技术问题，本实用新型借助于平面几何知识和立体几何知识，实 现了相切圆与椭圆的轨迹，采用了球形齿轮和椭圆体齿轮，从而可以实现三维空间一定的 角度空间内转动的传递及变速。 为了解决上述的技术问题，本实用新型总体是由轴承(5)，其主动轮(1)和被动 轮(2)，轴承(5)依次连接而成，其特征是主动轮(1)和被动轮(2)连接，其主动轮(1)和 被动轮(2)的传动轴分别与轴承(5)连接，轴承(5)分别镶嵌在半球形外壳(3)和半球形外壳(4)中。 为了解决上述的技术问题，本实用新型设计其特征是半球形外壳(4)外壁和半 球形外壳(3)内壁相互紧密接合；半球形外壳(4)外壁为外凸球面，半球形外壳(3)内壁为 内凹球；半球形外壳(3)由两个四分之一球壳拼成；半球形外壳(3)和半球形外壳(4)同 心；从而能使其固定在球体壳上的转动轴在三维空间任意旋转。 为了解决上述的技术问题，本实用新型设计特征是主动轮(1)和被动轮(2)分别 为椭圆体齿轮和球形齿轮，两轮中心法面模数，两轮的齿宽相同。 为了解决上述的技术问题，本实用新型设计特征是轴承(5)分别与主动轮(1)和 被动轮(2)的传动轴连接。 为了解决上述的技术问题，本实用新型设计特征是主动轮(1)是一个球形齿轮， 其一端为输入传动轴；被动轮(2)是一个椭圆体齿轮，其一侧为锥体，锥端连接输出传动 轴。
为了解决上述的技术问题，本实用新型设计特征是主动轮(1)和被动轮(2)的传
动轴分别穿过半球形圆孔，并由其固定在双半球壳的轴承(5)固定成为一体。 为了解决上述的技术问题，本实用新型设计特征是该机构的制作材料为金属。
图1为万向齿轮传动及变速机构侧面平剖图； 图2为万向齿轮传动及变速机构整体的立体剖视图。 如果1，2所示，1.椭圆体齿轮，2.球面齿轮，3.半内凹球外壳，4.半外凸球壳， 5.轴承，6.螺孔。
具体实施方式图2中，球面齿轮(1)和椭圆体齿轮(2)两轮中心法面模数，两轮的齿宽相同，其 用于传递转动，同时可以根据其要求改变两个齿轮的大小来实现变速。其中椭圆体齿轮(2) 的一侧设计为椎体是为了减少制造成本和制造难度。
权利要求一种万向齿轮传动及变速机构，由轴承(5)，其主动轮(1)和被动轮(2)，轴承(5)依次连接而成，其特征是主动轮(1)和被动轮(2)连接，其主动轮(1)和被动轮(2)的传动轴分别与轴承(5)连接，轴承(5)分别镶嵌在半球形外壳(3)和半球形外壳(4)中。
2. 根据权利要求1所述的万向齿轮传动及变速机构，其特征是半球形外壳(3)和半 球形外壳(4)同心；半球形外壳(4)外壁和半球形外壳(3)内壁相互紧密接合；半球形外壳 (4)外壁为外凸球面，半球形外壳(3)内壁为内凹球面；半球形外壳(3)由两个四分之一球 壳拼成；半球形外壳(3)和半球形外壳(4)各有一个圆孔，其内镶有轴承(5)。
3. 根据权利要求1所述的万向齿轮传动及变速机构，其特征是主动轮(1)和被动轮 (2)分别为椭圆体齿轮和球形齿轮，两轮中心法面模数，两轮的齿宽相同。
4. 根据权利要求l所述的万向齿轮传动及变速机构，其特征是轴承(5)分别与主动 轮(1)和被动轮(2)的传动轴连接。
5. 根据权利要求4所述的万向齿轮传动及变速机构，其特征是主动轮(1)是一个球 形齿轮，其一端为输入传动轴；被动轮(2)是一个椭圆体齿轮，其一侧为锥体，锥端连接输 出传动轴。
6. 根据权利要求5所述的万向齿轮传动及变速机构，其特征是主动轮(1)和被动轮 (2)的传动轴分别穿过半球形圆孔，并由其固定在双半球壳的轴承(5)固定成为一体。
7. 根据权利要求1所述的万向齿轮传动及变速机构，其特征是该机构的制作材料为金属。
专利摘要本实用型公开了一种万向齿轮传动及变速机构，用于解决平面和空间传动。本实用新型主要是由由轴承(5)，其主动轮(1)和被动轮(2)，轴承(5)依次连接而成。本实用新型的特征主要在于结合平面几何知识和立体几何知识，利用圆，球和椭圆的一些特殊性质由于实现空间三维方向的转动。本实用新型用途广，主要主要应用于汽车制造，机器人制造，大型机械设备等领域。
文档编号F16D3/18GK201507568SQ20092030059
公开日2010年6月16日 申请日期2009年2月13日 优先权日2009年2月13日
发明者王祎凡 申请人:王祎凡