专利名称：周转轮系刚体机构的制作方法
技术领域：
本发明是一种机械轮系传动机构。
本轮系机构具有四个行星轮，其中三个都安装在行星架固定轴销上，另一个按一定排列受行星轮的限制，以外园定心，浮动在行星轮和一中心轮间。本机构保持了轮系传动的特点，又可通过浮动行星轮啮合于机构中形成的摩擦角，使机构自锁成刚体。
本发明是在周转轮系2K-H正号机构的基础上作出的，周转轮系2K-H正号机构是一种自锁时效率极低的机构。有关周转轮系2K-H正号机构可检索“机械原理”或“机械设计”等科技出版书刊“周转轮系机构”一章节。
本发明目的是为了解决周转轮系2K-H正号机构自锁与效率的矛盾。
这种周转轮系刚体机构的结构原理附图
所示，中心轮1、中心轮7、行星架4都安装在同一轴线上，且都能随轴线转动，行星架4固定轴销上安装着能绕轴销转动的行星轮6、双排行星轮5、限位行星轮3，它们通过无轴销固定，以外园定心的浮动行星轮2与中心轮1、中心轮7串连啮合，形成由中心轮1通过浮动行星轮2与行星架4上双排行星轮5、行星轮6与中心轮7转化机构作定轴传动时，输出转速为正值的轮系机构。
图中，三个都能绕轴线转动的中心轮1、中心轮7、行星架4是周转轮系刚体机构的三个基本传动构件，三构件中只要两构件运动确定后，第三构件的运动就能确定。设三构件中中心轮1小于中心轮7为主动、行星架4固定、中心轮7从动，机构作输出转速为正值的定轴减速传动，传动比为i=Z2Z1×Z5Z2×Z6Z5×Z7Z6=Z7Z1]]>式中，Z1、Z2、Z5、Z6、Z7分别为中心轮1、浮动行星轮2、双排行星轮5、行星轮6、中心轮7的齿数。(下式相同)当三构件中中心轮7主动、行星架4固定、中心轮1从动，机构作输出转速为正值的定轴增速传动，传动比为i=Z6Z7×Z5Z6×Z2Z5×Z1Z2=Z1Z7]]>若三构件中行星架4主动、中心轮1固定、中心轮7从动，机构作输出转速为正值的行星减速传动，传动比为i=11-Z6Z7×Z5Z6×Z2Z5×Z1Z2=11-Z1Z7]]>若三构件中行星架4主动、中心轮7固定、中心轮1从动，机构作输出转速为负值的行星减速传动，传动比为i=11-Z2Z1×Z5Z2×Z6Z5×Z7Z6=11-Z7Z1]]>若三构件中两中心轮一个输入为主动，另一个输出为从动，此时行星架4上各行星轮在同一机构中都受到主、从动件上两大小相等、方向相反的作用力与反作用力的约束。图中所示，浮动行星轮2、中心轮1、双排行星轮5分别啮合于a点与b点，中心轮1通过a点作用在浮动行星轮2上的法向力Na方向离开轴心；中心轮7通过双排行星轮5、b点作用在浮动行星轮2上的法向力Nb方向指向轴心，当中心轮1逆时针转动时，它与中心轮7作用形成的两个方向相反的法向力Na与Nb，通过a、b两点齿轮啮合处，且与该处齿轮啮合产生的摩擦力Fa与Fb的合力Ra与Rb，都作用在ab同一直线上，相对平衡使机构自锁成一刚体。
当中心轮1顺时针转动时，图中虚线所示，同理，中心轮1与中心轮7作用形成的两方向相反的法向力Na与Nc通过a、c两点处，且与该处齿轮啮合产生的摩擦力Fa与Fc的合力Ra与Rc，都作用在ac同一直线上，相对平衡使机构自锁成一刚体。
附图所示，结构上摩擦角φ1＞φ2的，根据实验，当φ1≤40°时，机构都能可靠地自锁成刚体，当φ1＞45°时，机构就具有二自由度，此时若中心轮1主动、中心轮7固定、行星架4从动，机构作输出转速为负值的行星增速传动，传动比为i=1-Z2Z1×Z5Z2×Z6Z5×Z7Z6=1-Z7Z1]]>三构件中若中心轮7主动、中心轮1固定、行星架4从动，机构作输出转速为正值的行星增速传动，传动比为i=1-Z6Z7×Z5Z6×Z2Z5×Z1Z2=1-Z1Z7]]>可见，周转轮系刚体机构与周转轮系2K-H正号机构基本传动特性是相同的，所以这二种机构的机械效率与传动比的关系也是一致的。当机构都转化作定轴传动时效率比较高，当行星架主动作行星传动时，传动比小效率高、传动比大效率低，都存在着效率随传动比增大而急剧下降的矛盾。但两机构在传动比与自锁的关系上是截然不同的，特别是周转轮系2K-H正号机构转化作定轴传动，传动比小到某一值时，也就是行星架主动，机构作行星传动，传动比大到某一值时，机构才能自锁，但效率极低。而周转轮系刚体机构的自锁是与其产生的法向力与合力间形成的摩擦角大小相关，与传动比无直接联系，它在任何传动比下都能自锁，尤其是在传动比小、效率高的范围内实现自锁，这是周转轮系2K-H正号机构难以办到的。
周转轮系刚体机构是一个独立的机械传动机构，其摩擦角大小的确定，是机构自锁性能可靠与否必须考虑满足的重要参数。实施本发明可按说明书和说明书附图所示的结构与原理，结合实际应用可与电机、减速器等组合，设计制造出输出轴双向都不可逆转的自锁电机和自锁减速器。
权利要求
1.一种可通过浮动行星轮2啮合于机构中形成摩擦角，使机构自锁成刚体的周转轮系机构，其特征一行星架4固定轴销上安装着能绕轴销转动的行星轮6、双排行星轮5、限位行星轮3，它们通过无轴销固定，以外园定心的浮动行星轮2与中心轮1、中心轮7串连啮合，形成由中心轮1通过浮动行星轮2与行星架4上的双排行星轮5、行星轮6与中心轮7转化机构作定轴传动时，输出转速为正值的2K-H机构。
2.根据权利要求书所述的一种可通过浮动行星轮啮合于机构中形成摩擦角，使机构自锁成刚体的周转轮系机构，其特征二浮动行星轮的位置可排列在固定行星轮与两中心轮的任一中间。
全文摘要
周转轮系刚体机构是一种机械效率极高的、可应用于起重行业提升重物时能产生自动刹车和制动效果的轮系自锁机构。这种机构无论与电机或各种类型的减速器组合，都可设计制造出输出轴双向都不可逆转的动力机或各种类型的输出轴双向都不可逆转的传动装置，同时还可以利用轮系传动能转换运动这一特点，结合机构自锁设计制造出应用于起动领域的衡功率二级起动装置和自动无级变速器。
文档编号F16H57/10GK1135585SQ9510621
公开日1996年11月13日 申请日期1995年5月9日 优先权日1995年5月9日
发明者薛南庆 申请人:薛南庆