专利名称：一种周期性间歇运动输出装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及间歇运动机构领域，具体来说，是一种周期性间歇运动输出装置。
背景技术：
自动化生产线上输送带通过周期性输送——停止——输送，实现各工序作业和进入下一工序的转换，目前广泛应用于生产线上实现周期性动——停——动的间歇运动输出装置有两类，一类是间歇运动机构，常见的有槽轮机构、不完全齿轮机构等，由电机驱动主动件勻速、连续转动，从动件输出周期性间歇运动，实现输送带的周期性动——停——动， 其特点是工作稳定、可靠、应用范围广，但周期长度和动、停时间比例不可改变，只有通过更换间歇运动机构才可更改，另外工作过程中输送带的输送——停止——输送转换有冲击； 另一类是步进电机驱动，由电路控制步进电机驱动输送带周期性动——停——动，其特点是周期长度和动、停时间比例改变容易，使得生产线柔性化以便提高对不同产品适应能力， 多应用于电子元器件的生产、组装等小型生产线上，由于其工作过程中需要频繁启停主驱动电机，难以适应大型、重载生产线的工作要求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种周期性间歇运动输出装置，由主电机驱动输入轴勻速、连续转动，通过辅电机转动实现输出轴停止、转动，通过控制辅电机周期性转动、 停止，实现输出轴的转动-停止-转动的周期性间歇运动输出。本发明一种周期性间歇运动输出装置，包括箱体、输入轴、输出轴、差动轮系与蜗轮蜗杆结构，差动轮系位于箱体内部，由系杆、中心齿轮、行星齿轮及内齿轮组成；其中，在中心齿轮与内齿轮之间的周向上均勻设置有k个行星齿轮，k > 1，且k为正整数，各个行星齿轮均与中心齿轮、内齿轮啮合；所述中心齿轮与内齿轮同轴；系杆具有k个同向的连接端，一个与连接端反向的自由端，k个连接端分别用来连接k个行星齿轮；输入轴的一端与中心齿轮固连；所述输出轴的一端与内齿轮或系杆的自由端相连；所述蜗轮蜗杆结构包括蜗轮与蜗杆，其中，蜗轮与系杆自由端或内齿轮固连，且与系杆自由端或内齿轮同轴线转动，蜗轮与蜗杆啮合。本发明的优点在于1、本发明周期性间歇运动输出装置，在主电机恒速连续转动下，通过控制辅电机停止或带动蜗杆转动实现输出轴的转动或停止，可以通过调整辅电机的停-动-停周期和停、动时间比例，实现输出轴的转动-停止-转动周期和动、停时间比的改变，由输出轴驱动生产线上输送带时，使得生产线柔性化以便提高对不同产品(大型器件或小型器件)的适应能力，同时实现了生产过程中输送带的输送-停止-输送无冲击转换。
图ι周期性间Ife运动输出装置结构框图2周期性间Ife运动输出装置另--种连接方式结构框图。
图中
1-箱体2-输入轴3-输出轴 4-差动轮系
5-涡轮蜗杆结构 401-系杆402-中心齿轮 403-行星齿轮
404-内齿轮405-连杆501-涡轮 502-蜗杆
具体实施例方式下面根据附图对本发明的实施例进行描述。本发明周期性间歇运动输出装置，如图1所示，包括箱体1、输入轴2、输出轴3、差动轮系4与蜗轮蜗杆结构5，差动轮系4位于箱体1内部，由系杆401、中心齿轮402、行星齿轮403及内齿轮404组成，蜗轮蜗杆5结构包括蜗轮504与蜗杆502。其中，在中心齿轮 402与内齿轮404之间的周向上均勻设置有k个行星齿轮403，k > 1，且k为正整数，各个行星齿轮403均与中心齿轮402、内齿轮404啮合，中心齿轮402与内齿轮404同轴。所述行星齿轮403的数量以及各行星齿轮403的模数大小需与本发明输出装置的输出功率成正比。本实例中中心齿轮402与内齿轮404之间设置有2个行星齿轮403，2个行星齿轮403 分别在内齿轮404与中心齿轮402的轴向两侧对称。所述系杆401具有k个同相的连接端，以及一个与连接端反向的自由端。k个连接端分别用来连接k个行星齿轮403。本实施例中系杆401为音叉结构，具有两个连接端， 两个行星齿轮403分别套接在两个连接端处，由此两个行星齿轮403可在系杆401上进行自转。系杆401的自由端套接在输入轴2上，输入轴2的一端与中心齿轮402固连，中心齿轮402可随输入轴2同轴线转动；输入轴2的另一端与主电机相连。内齿轮404与输出轴 3固连，输出轴3可随内齿轮404同轴线转动。通过上述结构，由主电机驱动输入轴2在周向上顺时针转动，从而依次带动中心齿轮402、两个行星齿轮403、内齿轮404转动，最终通过内齿轮404带动输出轴3做与输入轴2反向的转动。上述连接方式中差动轮系4中的中心齿轮402、行星齿轮403及内齿轮404的齿轮模数m、压力角α相等，且中心齿轮402的齿数、、行星齿轮403的齿数Z6、内齿轮404的齿数Z7满足Z7 = Ζ5+2 X ~。系杆401的自由端上固定套接有蜗轮501，蜗轮501可与系杆401同轴线转动，蜗轮501位于箱体1外部，蜗轮501与蜗杆502啮合，蜗杆501驱动蜗轮502的90°交错轴进行传动，由蜗轮501驱动蜗杆502的反向传动自锁，蜗轮501与蜗杆502间的传动比i23 = Z3A2，且使60 < i23 < 80即可实现蜗轮501驱动蜗杆502间反向传动自锁条件，其中，Z2与 h分别为蜗杆502与蜗轮501上的齿数。蜗杆502与辅电机相连。由此通过辅电机驱动蜗杆502在周向上逆时针转动，从而依次带动蜗轮501、系杆401转动，最终通过系杆401带动两个行星齿轮403在内齿轮404周向上转动，且两个行星齿轮403在内齿轮404周向上转动方向与内齿轮404转动方向相同，由此可通过控制蜗轮501的转速，最终由两个行星齿轮 403控制内齿轮404的转速。设主电机驱动输入轴2的转速为H1，辅电机驱动蜗杆502转速n2，输出轴3转速 n8，则n8 = TilXzJz1-Ti2Xz2X (l+z5/z7)/z3 (1)
当辅电机不工作时，蜗杆502不产生转动，即n2 = 0，则根据公式(1)得到n8 = rii X z5/z7 (2)可见，输出轴3的转速只与输入轴2的转速、中心齿轮402上的齿数、与内齿轮 404上的齿数Z7相关，因此，输出轴3将勻速转动。当需要输出轴3停止转动时，即n8 = 0时，则根据式(1)可得n2 = n1Xz3Xz5/z2/(z5+z7) (3)由此可见，此时只需通过辅电机驱动蜗杆502以Ii1XhXZ5A2Zi(ZdZ7)转速转动， 即可通过两行星齿轮403抵消由主电机所带动的中心齿轮402转动，从而使输出轴3停止转动。综上所述，通过控制辅电机停止转动(n2 = 0)或以ηιΧ4ΧΖ5Λ2/(Ζ5+Ζ7)的转速驱动蜗杆502转动，分别实现输出轴3以ηιΧζ5/ζ7的速度勻速转动或停止转动(n8 = 0)。 由此，本发明可通过控制辅电机停止或转动实现输出轴3的转动或停止，通过调整辅电机的停止-转动-停止周期和时间比例，实现输出轴3的转动-停止-转动的周期和时间比例的改变。且本发明中可通过改变各轮的齿数ζ2、ζ3、ζ5, Z7可以改变输出轴3转速。基于本发明输出装置的组成部件，本发明还提供另一种连接方式，同样可实现实现输出轴3的转动-停止-转动的周期和时间比例的改变。如图2所示，其中，传动轮系 4同样位于箱体1内部，且中心齿轮402、行星齿轮403、内齿轮404以及系杆401四者间的连接关系不变，系杆401的自由端伸出箱体1外，作为输出装置的输出轴3。内齿轮404上固定连接有连杆405，连杆405与内齿轮404同轴。内齿轮404与连杆405均套在输入轴 2夕卜，输入轴2 —端与中心齿轮402连接，另一端同样与主电机相连。通过上述结构，由主电机驱动输入轴2在周向上逆时针转动，从而依次带动中心齿轮402、两个行星齿轮403转动，使两个行星齿轮403在内齿轮404周向上转动产生位移，最终带动系杆401做与输入轴 2同向的转动。上述连接方式中差动轮系4中的中心齿轮402、行星齿轮403及内齿轮404 的齿轮模数m、压力角α相等，且中心齿轮402的齿数、、行星齿轮403的齿数4、内齿轮 404 的齿数 Z7 满足 z7 = Ζ5+2 X Z60连杆405上固定套接有蜗轮501，蜗轮501与连杆405可同轴转动。蜗轮501与蜗杆502的连接关系不变，蜗杆502同样驱动蜗轮501的90°交错轴进行传动，由蜗轮501 驱动蜗杆502的反向传动自锁，蜗轮501与蜗杆502间的传动比i23 = z3/ ，且使60 < i23 <80。蜗杆502同样与辅电机相连。由此通过辅电机驱动蜗杆502在周向上逆时针转动， 从而依次带动蜗轮501、连杆405、内齿轮404转动，最终使内齿轮404的转动方向与两个行星齿轮403在内齿轮404周向上转动方向相同，由此可通过控制蜗轮501的转速，最终由内齿轮404的转动控制两个行星齿轮403在内齿轮404周向上的转动位移。设主电机驱动输入轴2的转速为H1，辅电机驱动蜗杆502转速n2，输出轴3转速 n8，则 n8 = Ii1 X Z5/ (z5+z7) _n2 Xz2X z7/z3/ (z5+z7) (4)当辅电机不工作时，蜗杆502不产生转动，即n2 = 0，则根据公式(1)得到n8 = Ii1 X Z5/ (z5+z7) (5)可见，输出轴3的转速只与输入轴2的转速、中心齿轮402上的齿数、与内齿轮 404上的齿数Z7相关，因此，输出轴3将勻速转动。
当需要输出轴3停止转动时，即n8 = 0时，则根据式(1)可得n2 = TilXzzXzJz2Zz1 (3)由此可见，此时只需通过辅电机驱动蜗杆502以Ii1XhXZ5ZiZ2TiZ7转速转动，即可通过两行星齿轮403抵消由主电机所带动的中心齿轮402转动，从而使输出轴3停止转动。综上所述，通过控制辅电机停止转动(n2 = 0)或以n2 = ηιΧζ3Χζ5/ζ2/ζ7的转速驱动蜗杆502转动，分别实现输出轴3以ηιΧζ5/ζ7的速度勻速转动或停止转动(n8 = 0)。 由此，本发明可通过控制辅电机停止或转动实现输出轴3的转动或停止，通过调整辅电机的停止-转动-停止周期和时间比例，实现输出轴3的转动-停止-转动的周期和时间比例的改变。且同样可通过改变各齿轮的齿数z2、z3、z5, Z7可以改变输出轴3转速。
权利要求
1.一种周期性间歇运动输出装置，其特征在于包括箱体、输入轴、输出轴、差动轮系与蜗轮蜗杆结构，差动轮系位于箱体内部，由系杆、中心齿轮、行星齿轮及内齿轮组成；其中，在中心齿轮与内齿轮之间的周向上均勻设置有k个行星齿轮，k > 1，且k为正整数，各个行星齿轮均与中心齿轮、内齿轮啮合；所述中心齿轮与内齿轮同轴；系杆具有k个同向的连接端，一个与连接端反向的自由端，k个连接端分别用来连接k 个行星齿轮；输入轴的一端与中心齿轮固连；所述输出轴的一端与内齿轮或系杆的自由端相连；所述蜗轮蜗杆结构包括蜗轮与蜗杆，其中，蜗轮与系杆自由端或内齿轮固连，且与系杆自由端或内齿轮同轴线转动，蜗轮与蜗杆啮合。
2.如权利要求1所述一种周期性间歇运动输出装置，其特征在于所述蜗轮位于箱体外部。
3.如权利要求1所述一种周期性间歇运动输出装置，其特征在于所述中心齿轮与内齿轮之间设置有2个行星齿轮，2个行星齿轮分别在内齿轮与中心齿轮的轴向两侧对称。
4.如权利要求1或3所述一种周期性间歇运动输出装置，其特征在于所述系杆为音叉结构，具有两个连接端，两个行星齿轮分别套接在两个连接端处。
5.如权利要求1所述一种周期性间歇运动输出装置，其特征在于所述中心齿轮、行星齿轮及内齿轮的齿轮模数m、压力角α相等，且中心齿轮的齿数Z5、行星齿轮的齿数^、内齿轮的齿数Z7满足Z7 = Ζ5+2Χ~。
6.如权利要求1所述一种周期性间歇运动输出装置，其特征在于蜗轮与蜗杆间的传动比 = ，且使 60 < i23 < 80。
7.如权利要求1所述一种周期性间歇运动输出装置，其特征在于所述输入轴与蜗杆分别通过两个电机。
8.如权利要求1所述一种周期性间歇运动输出装置，其特征在于所述蜗轮具有90° 的交错轴。
全文摘要
本发明涉及一种周期性间歇运动输出装置，属于间歇运动机构领域；技术方案包括差动轮系和蜗轮副组合，由主电机恒速连续转动驱动输入轴，辅电机驱动蜗杆，通过控制辅电机周期性停止、转动对应实现输出轴的周期性转动、停止运动输出，通过调整辅电机的停、动、停周期和停、动时间比例，实现输出轴的转动、停止、转动周期和动、停时间比的改变，由输出轴驱动生产线上输送带时，使得生产线柔性化以便提高对不同产品适应能力，同时实现了生产过程中输送带的输送、停止、输送无冲击转换。
文档编号F16H35/02GK102410349SQ201110272409
公开日2012年4月11日 申请日期2011年9月14日 优先权日2011年9月14日
发明者吕亚州, 李小杰, 杨学坤, 汪金营, 蒋晓, 赵江苏 申请人:北京农业职业学院