专利名称：一种空间交错轴齿轮机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及技术领域为机械传动和微机电系统，具体是一种空间交错轴空间曲线哨合传动齿轮机构。
背景技术：
科学技术的迅猛发展及社会生活水平的不断提高，促使微小机械得到越来越多的需求。而微机电系统中，微传动机构是不可缺少的组成部分，其性能特征对微机械系统的整体性能有决定性影响，因此，对于微传动机构的研究就变得尤为重要。尽管现在对于微小机械传动的研究有着很大的进步，但是在交错轴传动方面却不是很多。所以对运用于交错轴的微小机械传动方法和机构的研究成为机械传动和微机电系统领域的关键课题。目前，运用于交错轴的传统机械传动类型有半交叉带传动、有导轮的角度带传动、螺旋摩擦轮传动、准双曲面齿轮传动、交错轴斜齿圆柱齿轮传动、蜗杆传动、多级齿轮系传动、凸轮式间歇运动机构等传动机构。然而这些传动仍存在各种不足之处，如机构自身的局限带传动和摩擦轮传动由于滑动而不能保证准确的传动比，缓和冲击的能力很小，摩擦副材料均为钢且无润滑时，噪声较大；并且，这些传动机构也存在一定的应用限制，如蜗轮蜗杆传动只能用于垂直交错轴间的传动。在微机械中，如果对传统机械传动机构进行直接缩小，运用于微传动中，这些传动机构的结构特性和力学特性都发生变化，产生微观效应和多物理场耦合效应，从而对微机械的传动产生影响；同时，虽然经过十余年的飞速发展，国内外在微细电火花加工、光刻电铸加工、能束加工和特种精密加工等制造工艺上取得了很大进步，已经制造出如微齿轮、微蜗杆、微轴承、微连杆等传动机构，但这些机构的加工技术仍需进一步提高；并且，对于微传动机构的许多重要的基础研究仍不足，如微观条件下微齿轮的运动规律、物理特性及其力学特性等并没有解决，造成不能对微齿轮的性能进行评价和预测。目前，运用于交错轴传动的微机械传动则只有微斜齿轮传动、微轮系传动和微蜗杆传动，这些机构的研究也还不是很完善，且对于交错轴的角度有一定的要求。
发明内容
本发明针对现有交错轴传动在微小机械传动领域应用中存在的问题，提出能够为微小机械装置提供连续稳定啮合的空间交错轴齿轮机。本发明的空间交错轴齿轮机构的主动轮轴线和从动轮轴线间交错角可以为0° 180°中的任意角度，且质量小，制造简单，造价低廉特别便于在微机电领域的应用。本发明通过如下技术方法实现。一种空间交错轴齿轮机构，该机构包括主动轮、从动轮、主动钩杆和从动钩杆，主动钩杆均匀布置在主动轮端部圆柱体上底面的圆周上，从动钩杆均匀布置在从动轮端部圆柱体侧面的圆周上，主动轮和从动轮组成一对传动副，主动轮轴线和从动轮轴线间交错角为 O。 180。。进一步的，所述主动钩杆和从动钩杆是分别以任意形状的封闭曲线为母线沿以主动接触线和从动接触线为导线运动而成的实体，所述主动接触线和从动接触线为符合空间交错轴齿轮空间曲线啮合方程的一对共轭空间曲线。进一步的，主动轮和从动轮通过主动钩杆和从动钩杆上的一对共轭的主动接触线和从动接触线间的点接触啮合，实现该空间交错轴齿轮机构的传动。进一步的,所述空间交错轴齿轮空间曲线哨合方程由如下确定0-xyz、Op-XpYpZp与Otl-XtJytlZtl是三个空间笛卡尔直角坐标系，ο为o-xyz坐标系原点，x、y、z是o_xyz坐标系的三个坐标轴，Op为op_xpypzp坐标系原点，xp、yp、Zp是op_xpypzp坐标系的三个坐标轴，oq为Otl-XtJytlZtl坐标系原点，Xp yq> Zq是Otl-XtJytlZtl坐标系的三个坐标轴，平面xoz与平面xP0PzP在同一平面内，Qp点到z轴的距离为|a|, op点到在X轴的距离为|b I, Otl-XtJytlZtl是在01)-11^1^的基础上沿着yp方向平移一个距离|c|得到的，且记z和Zp两轴夹角的补角为θ，0° ( Θ彡180°，Θ等于ζ与\两轴夹角的补角，空间笛卡尔坐标系01-^21与主动轮固联，O1为OfX1Y1Z1坐标系原点，XpypZ1是OfX1Y1Z1坐标系的三个坐标轴,空间笛卡尔坐标系o3-x3y3z3与从动轮固联，O3为o3-x3y3z3坐标系原点，X3> y3、Z3是o3_x3y3z3坐标系的三个坐标轴，且主动轮与从动轮起始啮合处为起始位置，在起始位置，坐标系O1-X1Y1Z1和o3_x3y3z3分别与坐标系o-xyz及Otl-XtJytlZtl重合,在任意时刻,原点O1与ο重合,Z1轴与ζ轴重合，原点O3与oq重合，Z3轴与Zq轴重合，当0° ( Θ <90°时，主动轮以匀角速度％绕ζ轴旋转，主动轮角速度方向为ζ轴负方向，主动轮绕ζ轴转过的角度为奶，从动轮以匀角速度轴旋转，从动轮角速度方向为2(1轴负方向，从动轮绕Zq轴转过的角度为％，则空间交错轴齿轮空间曲线啮合方程
权利要求
1.一种空间交错轴齿轮机构，其特征在于该机构包括主动轮、从动轮、主动钩杆和从动钩杆，主动钩杆均匀布置在主动轮端部圆柱体上底面的圆周上，从动钩杆均匀布置在从动轮端部圆柱体侧面的圆周上，主动轮和从动轮组成一对传动副，主动轮轴线和从动轮轴线间交错角为0° 180°。
2.根据权利要求I所述的一种空间交错轴齿轮机构，其特征在于所述主动钩杆和从动钩杆是分别以任意形状的封闭曲线为母线沿以主动接触线和从动接触线为导线运动而成的实体，所述主动接触线和从动接触线为符合空间交错轴齿轮空间曲线啮合方程的一对共轭空间曲线。
3.根据权利要求2所述的空间交错轴齿轮机构，其特征在于主动轮和从动轮通过主动钩杆和从动钩杆上的一对共轭的主动接触线和从动接触线间的点接触啮合，实现该空间交错轴齿轮机构的传动。
4.根据权利要求2所述的空间交错轴齿轮机构，其特征在于所述空间交错轴齿轮空间曲线哨合方程由如下确定o-xyz、op-xpypzp与Oq-XtJyqZq是三个空间笛卡尔直角坐标系,ο为o-xyζ坐标系原点，x、y、z是o_xyz坐标系的三个坐标轴，op为op_xpypzp坐标系原点，xp、yp、zp是op_xpypzp坐标系的三个坐标轴，Oq为Oq-XtJyqZq坐标系原点，xq> yq> Zq是Oq-XtJyqZq坐标系的三个坐标轴，平面xoz与平面XpOpZp在同一平面内，Op点到ζ轴的距离为|a| , Op点到X轴的距离为|b I ,Oq-XtJyqZq是在op_xpypzp的基础上沿着yp方向平移一个距离|c|得到的，且记ζ和Zp两轴夹角的补角为θ，0° ( Θ ^ 180°，Θ等于ζ与Zq两轴夹角的补角，空间笛卡尔坐标系OfX1Y1Z1与主动轮固联，O1为OfX1Y1Z1坐标系原点，X1^ Y1 > Z1是OfX1Y1Z1坐标系的三个坐标轴，空间笛卡尔坐标系o3_x3y3z3与从动轮固联,O3为o3_x3y3z3坐标系原点，x3>y3>z3是o3-x3y3z3坐标系的三个坐标轴,且主动轮与从动轮起始啮合处为起始位置,在起始位置，坐标系Orx1Y1Z1和03-x3y3z3分别与坐标系ο-xyz及Oq-XtJyqZq重合,在任意时亥Ij,原点O1与ο重合,Z1轴与ζ轴重合,原点O3与Oq重合,Z3轴与Zq轴重合，当0° ( Θ〈90°时，主动轮以匀角速度％绕ζ轴旋转，主动轮角速度方向为ζ轴负方向，主动轮绕ζ轴转过的角度为炉!;从动轮以匀角速度〃2绕ζ,轴旋转，从动轮角速度方向为ζ,轴负方向，从动轮绕^轴转过的角度为％，则空间交错轴齿轮空间曲线啮合方程
全文摘要
本发明涉及一种空间交错轴齿轮机构，该机构包括主动轮、从动轮、主动钩杆和从动钩杆，主动钩杆均匀布置在主动轮端部圆柱体上底面的圆周上，从动钩杆均匀布置在从动轮端部圆柱体侧面的圆周上，主动轮和从动轮组成一对传动副，主动轮轴线和从动轮轴线间交错角为0°～180°中的任意值。本发明通过主动钩杆和从动钩杆上的主动接触线和从动接触线间的点接触啮合，实现该空间交错轴齿轮机构的平稳传动。本发明可以实现类似蜗轮蜗杆机构的大传动比传动；且两个轮轴位于不同的平面，两轴之间的交错角可为0°～180°中的任意角度值；该机构同时具有结构简单、空间尺寸较小，应用范围更大，且易于加工等优点，特别适合于微小机械的交错轴传动中。
文档编号F16H1/12GK102954153SQ201210449290
公开日2013年3月6日 申请日期2012年11月12日 优先权日2012年11月12日
发明者陈扬枝, 吕月玲 申请人:华南理工大学