专利名称：刚性可移式谐波齿轮传动机构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于传动机构，涉及一种用于以可变速比旋转运动和用于旋转运动换向的齿轮传动装置。
背景技术：
通常的谐波齿轮主要由刚性内齿轮、柔性齿轮和谐波发生器等构成，圆环形的柔性齿轮内由椭圆形刚性谐波发生器支撑，使在椭圆形谐波发生器长轴端的柔性齿轮同刚性内齿轮全部啮合，两侧的若干齿部分啮合，短轴端的柔性齿轮同刚性内齿不啮合。在椭圆形谐波发生器转动时，由于摩擦力的作用，柔性齿轮随之转动，进而带动刚性内齿轮旋转，这种结构的谐波齿轮单级传动比i＝60～400，下限值偏高，当i＜60时，不便于应用；柔性齿轮对制造材料有特殊要求，要用价格昂贵的特种钢制造，经济性差；柔性齿轮和谐波发生器制造较复杂，需专门设备，给单件生产和修理造成困难。
中国专利公报1998年10月28日公开了名称为“差齿谐波传动减速装置”(CN2295872Y)，其特征是以刚性构件的变位来代替柔性构件的变形以实现啮合传动。1999年12月1日公开了名称为“一种谐波减速器”(CN2351616Y)实用新型专利，该专利构件包括，驱动电机、刚轮、行星式波发生器中的中心转轮、滚动件、保持架、杯形柔性轮、壳体、轴承等，驱动电机的端面与刚轮固定联接，杯形柔轮的外齿与刚轮的内齿啮合，杯形柔性轮的输出轴与轴承配合安置，刚轮的一端与壳体固定联接，壳体的内孔与轴承的外径配合安置，行星式波发生器的中心转轮与驱动电机的输出轴配合固定联接，行显式波发生器中的滚动件一面顶在中心转轮的滚道上，一面顶在杯形柔性轮的内壁上，在保持架5的圆周上对称于杯形柔轮长轴夹角25°～27.5°范围内安置四个滚动件。
发明内容
为了克服现有技术中柔性谐波齿轮传动机构单级传动比下限值偏高，柔性轮制造复杂，材料要求高等问题，本实用新型提供一种刚性可移式谐波齿轮传动机构。
本实用新型全部由刚性构件组成，通过控制滚珠或滚柱型滚动活齿的移动，传递运动和动力。
本实用新型由双圆弧轮1、滚动活齿2、活齿架3、内齿轮4和机架5等刚性构件组成。
滚动活齿2为滚珠或滚柱。活齿架3其形状为圆环形，位于内齿轮4和双圆弧轮1之间，滚动活齿2装在活齿架3成圆形分布的径向孔中。双圆弧轮1的垂直轴线的截面廓线为双圆弧，两圆弧的圆心距等于滚动活齿2的直径。双圆弧轮2置于活齿架3之内。内齿轮4位于活齿架3之外，其齿廓曲线为不完全内摆线。内齿轮4的齿数与滚动活齿2的数目之差，应大于2，即齿差应为2～4。
根据使用要求，双圆弧轮1、活齿架3和内齿轮4三个基本构件，可将其中任一构件与机架5相固联，以实现所需的传动要求。
下面以双圆弧轮1输入，活齿架3输出，内齿轮4与机架5相固联为例，说明本实用新型的工作过程。
当双圆弧轮1转动时，滚动活齿2便沿着活齿架3的径向孔往复运动，同时又与内齿轮4相啮合。相对在双圆弧轮4上所设旋转坐标YOX，滚动活齿2与内齿轮4的啮合状况，呈现规律性变化。当双圆弧轮1顺时针转动时，位于旋转坐标YOX I、III象限范围内滚动活齿2，与内齿轮逐渐进入啮合状态，位于Y轴上的2个滚动活齿，处于完全啮合状态，而位于旋转坐标YOXII、IV象限范围内的滚动活齿2，与内齿轮4逐渐退出啮合状态，只有位于X轴上的2个滚动活齿，处于完全啮出状态。因此，滚动活齿2一边沿活齿架3径向孔往复运动，一边带动活齿架3向反时针方向缓慢转动，达到减速目的。
当双圆弧轮1反时针转动时，其工作过程与上述情形相反。
本实用新型具有以下特点1、输入输出同轴，具有同轴性，可省掉输出机构；2、单级传动比可以达到i＝2～60，传动比范围宽，下限值低，单级串联i＝4～3600，串联容易实现，便于应用；3、重合度大，对应上述单级传动比范围，其同时参加啮合的齿数占50％～90％以上；4、承载能力强，由于重合度大，同时啮合的齿数多，其承载能力比体积和传动比相同的其它圆柱齿轮传动高2～5倍以上；5、工艺性好，组成构件均为刚性，且具有简单型面(如圆弧或圆柱面)，不需特殊设备和技术，滚动活齿又可选取现成系列，不需进行加工；6、传动精度高，由于存在多齿啮合的平均效应，其传动精度比精度等级相同的其它圆柱齿轮传动的精度高；7、传动平稳、效率高，由于重合度大，同时啮合的齿数多，轮齿的啮入啮出的过程是渐近的，且接触表面均为滚动摩擦，因此，传动平稳、无冲击、损失小。
本实用新型可用于代替渐开线少齿差、摆线针轮、活齿行星轮和普通圆柱齿轮传动机构，在某些场合下，如传动比|i|＜35～60，也可代替柔性谐波齿轮传动机构，可应用在纺织、化工、超重运输和工程机械等领域，因此，本实用新型蕴含着巨大的社会和经济效益。
图1为本实用新型的结构示意图。图中1为双圆弧轮，2滚动活齿，3活齿架，4内齿轮，5机架。
图2为本实用新型单级传动的剖视示意图。
图3为本实用新型单级串联传动的示意图。
具体实施方式
1、把双圆弧轮1作为输入，活齿架3作为输出，此时内齿轮4与机架5固联。如果活齿架3的径向孔为球体，滚动活齿2用滚珠；如果活齿架3的径向孔为柱体，滚动活齿2采用滚柱。滚动活齿2可按GB4661规定选取现成系列。这种方式的传动比按下式计算i134=Z2Z4-Z2]]>式中Z2为滚动活齿2数目，Z4内齿轮4的齿数，Z4-Z2≥2。当Z4-Z2＝2即为2齿差，Z4-Z2＝3时，为3齿差，当Z4-Z2＝0，i＝1，此时本实用新型转化为联轴器。
2、把双圆弧轮1作为输入，内齿轮4作为输出，此时活齿架3与机架5相固联，其传动比为i14=Z2Z4-Z2]]>3、把活齿架3作为输入，内齿轮4作为输出，此时双圆弧轮1与机架5相固联，其传动比为i341=Z4Z2]]>4、在本实用新型中，双圆弧轮1、滚动活齿2、活齿架3、内齿轮4只有一套，为单级。使用过程中，可以用单级，适用传动比范围为i＝2～60，如图2所示。
5、把两个单级刚性可移式谐波齿轮传动机构串联在一起，为单级串联。如果是高速级输入，低速级输出，适用传动比范围为i＝4～3600，如图3所示，这种方式的一种联接方法，是把内齿轮4固联在一起或制作在一起。
权利要求1.一种刚性可移式谐波齿轮传动机构，其特征是由双圆弧轮(1)滚动活齿(2)、活齿架(3)、内齿轮(4)和机架(5)等刚性构件组成，圆环形活齿架(3)位于内齿轮(4)和双圆弧轮(1)之间，滚动活齿(2)装在活齿架(3)成圆形分布的径向孔中。双圆弧轮(1)的垂直轴线的截面廓线为双圆弧，两圆弧的圆心距等于滚动活齿(2)的直径；双圆弧轮(2)置于活齿架(3)之内；内齿轮(4)位于活齿架(3)之外，其齿廓曲线为不完全内摆线；双圆弧轮(1)、活齿架(3)和内齿轮(4)三个基本构件中的任一构件都可同机架(5)固联。
2.根据权利要求1所述的刚性可移式谐波齿轮传动机构，其特征是滚动活齿(2)为滚珠或滚柱。
3.根据权利要求2所述的刚性可移式谐波齿轮传动机构，其特征是双圆弧轮(1)表面廓线的双圆弧圆心距等于滚动活齿(2)的直径。
4.根据权利要求3所述的刚性可移式谐波齿轮传动机构，其特征是内齿轮(4)的齿数与滚动活齿(2)的数目之差大于或等于2，即Z4-Z2≥2。
5.根据权利要求4所述的刚性可移式谐波齿轮传动机构，其特征是内齿轮(4)的齿数与滚动活齿(2)的数目之差为2～4，即Z4-Z2＝2～4。
6.根据权利要求1或5所述的刚性可移式谐波齿轮传动机构，其特征是当内齿轮(4)同机架(5)固联时，把双圆弧轮(1)作为输入构件，则活齿架(3)为输出构件。
7.根据权利要求1或5所述的刚性可移式谐波齿轮传动机构，其特征是当活齿架(3)同机架(5)相固联时，把双圆弧轮(1)作为输入构件，则内齿轮(4)为输出构件。
8.根据权利要求1或5所述的刚性可移式谐波齿轮传动机构，其特征是当双圆弧轮(1)同机架(5)相固联时，把活齿架(3)作为输入构件，则内齿轮(4)为输出构件。
9.根据权利要求1或5所述的刚性可移式谐波齿轮传动机构，其特征是把两个单级串联，两个内齿轮(4)固联在或制作在一起。
专利摘要本实用新型属于传动机构,是一种刚性可移式谐波齿轮传动机构。是由双圆弧轮、滚动活齿、活齿架、内齿轮和机架等刚性构件组成。圆环形活齿架位于内齿轮和双圆弧轮之间,滚动活齿装在活齿架成圆形分布的径向孔中,双圆弧轮的垂直轴线的截面廓线为双圆弧,置于活齿架之内。内齿轮位于活齿架之外,其齿廓曲线为不完全内摆线。本实用新型承载能力强,传动精度高,传动平稳。构件全为刚性,加工简单易于制造。
文档编号F16H1/28GK2517907SQ0127724
公开日2002年10月23日 申请日期2001年12月31日 优先权日2001年12月31日
发明者吴庆国, 吴畏 申请人:吴庆国