专利名称：任意齿差数平面活齿传动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械传动装置，尤其涉及一种平面活齿传动装置。
背景技术：
目前，公知的平面活齿传动装置主要是一齿差的，典型实现是“ORT传动”(参见化学工业出版社出版的《机械设计手册》第四版第3卷的“活齿传动”一章)。该类传动装置采用一个转臂轴承实现滑动摩擦副转滚动摩擦副，无法实现单自平衡，必须采用双排式设计，结构复杂，制造难度大；装置中的转臂轴承，由于处于高速重载下工作，成为机构中的薄弱环节，降低了可靠性。
采用齿差数大于或等于2的活齿传动，可以很好地解决上述二问题。目前只有“凸轮活齿行星传动装置”(专利申请号为99114729)和“摆线凸轮活齿传动装置”(专利申请号为02222809)实现了二齿差传动，其中后者主要是为了解决前者的凸轮局部变尖及存在啮合冲击等问题。但由于二者都是基于摆线共轭啮合理论的，所以啮合曲线方程复杂，求解难度大(参见文献《摆线凸轮活齿传动原理及齿形理论》，2003年3月《机械传动》P14)，也难于优化设计和齿廓精确修形，不能很好地实现任意齿差数的传动。
上述二齿差平面活齿传动装置在处理活齿与输入凸轮之间高速相对滑动问题上，采用的是弹性动力润滑的方式，这种提高传动效率的方式严重依赖输入凸轮的转速、承载力大小及润滑油的粘度等因素，因而也大大限制了其使用范围，提高了使用成本。
发明内容
为了实现一种数学模型简单的任意齿差数平面活齿传动，以及为了克服目前二齿差平面活齿传动装置中采用弹性动力润滑的方式进行减磨增效的不足。本发明提供了一种任意齿差数平面活齿传动装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是将传统的一片固齿轮对应一片凸轮的两片式结构改为一对多的对称式结构，如一片固齿轮对应两片对称布置的凸轮；或者一片凸轮对应两片对称布置的固齿轮，两片固齿轮相互连接为一体。固齿轮与凸轮轴心线重合。
由一根轴及安装在轴上的一个或数个径向轴承共同构成本发明的一个活齿，轴称为活齿轴，轴承称为活齿轴承；一组活齿等角度地分布在固齿轮与凸轮之间，且固齿轮内轮廓面与活齿轴外圆面紧紧贴合，凸轮外轮廓面与活齿轴承外圆面紧紧贴合；每个凸轮两侧对称布置有各一片传力盘，每个传力盘盘面上均匀开有与活齿数数量相同的径向活齿槽，所有相邻的传力盘两两相连，构成一整体，且每个活齿轴都与传力盘上对应的活齿槽通过径向轴承精密配合；输入轴与所有凸轮相连且轴心线重合，输出轴与传力盘中离输入轴最远的传力盘相联且轴心线重合。如果不考虑滑动转滚动的问题，所有活齿轴承均可简化为活齿轴上的一台阶面。
上述固齿轮与凸轮的轮廓线分别为各自理论啮合曲线的等距线，等距量分别为相应位置上的活齿轴半径和活齿轴承外圆半径，因此活齿的中心线正好位于两理论啮合曲线的一组交点上。为了实现任意齿差数恒速比传动，两理论啮合曲线必须满足下列形式的基本参数方程 其中A为固齿轮的理论啮合曲线参数方程，ZG为固齿轮的齿数，B为凸轮的理论啮合曲线参数方程，n为凸轮齿数，也称齿差数。α、β为各自的角参变量，ρ为[-1，+1]区间上的连续单调增函数或减函数。活齿架上的径向槽数或活齿数ZH＝ZG±n。传动比i=ZHn.]]>当ZH＝ZG+n时，实现正向传动，当ZH＝ZG-n时，实现逆向传动。
本发明的有益效果是，1. 凸轮和固齿轮的理论啮合曲线参数方程形式上简单一致，有利于活齿传动零件的标准化。两啮合曲线均连续可导，曲线方程灵活多样，便于设计优化。
2.由于较好地实现了任意齿差数传动，增大了传动比设计的灵活性，单级传动比几乎可以为1至80；当传动比一定时，若装置承载能力不够，可以通过加大齿差数的方式增加活齿数，实现对活齿均载，降低单个活齿的工作负荷。进而可以降低材料的性能要求和零件的加工难度，减少制造成本。
3.采用一对多的结构可以更进一步地对活齿均载，承载能力更大。
4.采用标准径向轴承作为活齿轴承，因标准轴承价格低，效率高，易润滑，使活齿传动易于推广。
5. 即使采用一齿差传动方案，由于本发明去除了转臂轴承，所以只要在凸轮的某个位置上去除部分材料，即可实现单自平衡的传动，同时又避免了转臂轴承这一薄弱环节。
图1为本发明中结构为一片固齿轮对应两片凸轮的实施例的装配图。
图2为本发明中结构为一片凸轮对应两片固齿轮的实施例的装配图。
图3为图2的左视图。
图中 1.活齿轴承，2.活齿轴，3.固齿轮，4.凸轮，5.传力盘，6.活齿槽，7.传力盘连结位，8.输入轴，9.输出轴，10.凸轮理论啮合曲线，11.固齿轮理论啮合曲线，12.固齿轮连结位，13.活齿轴承。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
在图1、图2和图3中，由一根活齿轴2及安装在活齿轴2上的一个或数个活齿轴承1共同构成本发明的一个活齿；固齿轮3与凸轮4轴心线重合，一组活齿等角度地分布在固齿轮3与凸轮4之间，且固齿轮3的内轮廓面与活齿轴2的外圆面紧紧贴合，凸轮4的外轮廓面与活齿轴承1的外圆面紧紧贴合；每个凸轮4两侧对称布置各一片传力盘5，每个传力盘5的盘面上均匀开有与活齿数数量相同的径向活齿槽6，所有相邻的传力盘5通过传力盘连结位7两两相连，构成一整体，活齿轴2与传力盘5上对应的活齿槽6通过一滑动活齿轴承13精密配合；输入轴8与所有凸轮4相连且轴心线重合，输出轴9与离输入轴最远的传力盘5相连且轴心线重合。
如图1所示，为一片固齿轮3对应两片对称布置的凸轮4的结构。
如图2所示，为一片凸轮4对应两片对称布置的固齿轮3的结构，两片固齿轮3在固齿轮连结位12处连接为一体。
假设固齿轮3静止，当动力或旋转运动从输入轴8输入时，带动其上的凸轮4旋转，则固齿轮的理论啮合曲线11与凸轮的理论啮合曲线10也作相对旋转运动，二曲线的交点位置也随着绕旋转轴作恒速比旋转位移，由于活齿的中心线始终必须处于二曲线的交点处，所以活齿也随着作恒速比旋转运动，并进而带动与活齿轴2在活齿槽6通过滑动活齿轴承13精密配合的传力盘5旋转运动，由于传动盘5与输出轴9是连为一体的，最终实现恒速比传动。
固齿轮3与凸轮4的轮廓线分别为各自理论啮合曲线11和10的等距线，等距量分别为相应位置上的活齿轴2的半径和活齿轴承1的外圆半径，活齿的中心线正好位于两理论啮合曲线11和10的一组交点上。两理论啮合曲线满足下列形式的基本参数方程 其中A为固齿轮3的理论啮合曲线11的参数方程，ZG为固齿轮的齿数，B为凸轮4的理论啮合曲线10的参数方程，n为凸轮齿数，也称齿差数。α、β为各自的角参变量，ρ为[-1，+1]区间上的连续单调增函数或减函数。活齿架上的径向槽数或活齿数ZH＝ZG±n。传动比i=ZHn.]]>当ZH＝ZG+n时，实现正向传动，当ZH＝ZG-n时，实现逆向传动。
图3实施例中的固齿轮3的理论啮合曲线11的参数方程A，凸轮4的理论啮合曲线10的参数方程B分别如下 其中，α、β为各自的角参变量，R为基圆半径，e为脉动量，ZG＝8，n＝3。图3实施例中固齿轮3的理论啮合曲线11若采用ORT传动中的固齿轮曲线，则A与B分别如下 其中，α、β为各自的角参变量，R为基圆半径，e为偏心量，ZG＝8，n＝3。
权利要求
1.一种任意齿差数平面活齿传动装置，在输入轴上连接有凸轮，在输出轴上连接有传力盘，活齿安装在由固齿轮、凸轮和传力盘上的活齿槽所唯一确定的位置上。其特征是单个活齿由一根活齿轴(2)及安装在活齿轴(2)上的数个活齿轴承(1)和(13)共同构成，固齿轮(3)的内轮廓面与活齿轴(2)的外圆面紧紧贴合，凸轮(4)的外轮廓面与活齿轴承(1)的外圆面紧紧贴合，每个凸轮(4)两侧对称布置各一片传力盘(5)，每个传力盘(5)的盘面上均匀开有与活齿数数量相同的径向活齿槽(6)，所有相邻的传力盘(5)通过传力盘连结位(7)两两相连，活齿轴(2)与所有传力盘(5)上对应的活齿槽(6)精密配合，输入轴(8)与所有凸轮(4)相连为一体且轴心线重合，输出轴(9)与离输入轴最远的传力盘相连为一体且轴心线重合，固齿轮(3)与凸轮(4)的轮廓线分别为各自理论啮合曲线(11)和(10)的等距线，两理论啮合曲线满足下列两个基本参数方程 其中A为固齿轮(3)的理论啮合曲线(11)的参数方程，ZG为固齿轮的齿数，B为凸轮(4)的理论啮合曲线(10)的参数方程，n为凸轮齿数，也称齿差数。α、β为各自的角参变量，ρ为[-1，+1]区间上的连续单调增函数或减函数。
2.根据权利要求1所述任意齿差数平面活齿传动装置，其特征是固齿轮(3)的理论啮合曲线(11)的参数方程A，凸轮(4)的理论啮合曲线(10)的参数方程B分别如下 其中，α、β为各自的角参变量，R为基圆半径，e为脉动量。
3.根据权利要求1所述任意齿差数平面活齿传动装置，其特征是固齿轮(3)的理论啮合曲线(11)的参数方程A，凸轮(4)的理论啮合曲线(10)的参数方程B分别如下 其中，α、β为各自的角参变量，R为基圆半径，e为偏心量。
4.根据权利要求1所述任意齿差数平面活齿传动装置，其特征是整个装置采用一片固齿轮对应两片对称布置的凸轮的结构。
5.根据权利要求1所述任意齿差数平面活齿传动装置，其特征是整个装置采用一片凸轮对应两片对称布置的固齿轮的结构。
6.根据权利要求1所述任意齿差数平面活齿传动装置，其特征是活齿轴(2)与所有传力盘(5)上对应的活齿槽(6)通过一径向轴承(13)精密配合。
7.根据权利要求1或6所述任意齿差数平面活齿传动装置，其特征是活齿轴承是径向滚动轴承或径向滑动轴承。
8.根据权利要求7所述任意齿差数平面活齿传动装置，其特征是活齿轴承(1)和(13)可以简化为活齿轴(2)上的一台阶面，或者活齿进一步演变为一简单销轴。
全文摘要
一种任意齿差数平面活齿传动装置。其单个活齿由一根活齿轴及安装在活齿轴上的数个活齿轴承共同构成，固齿轮内轮廓面与活齿轴外圆面贴合，凸轮外轮廓面与活齿轴承外圆面贴合，每个凸轮两侧对称布置有传力盘，传力盘盘面上均匀开有活齿槽，所有传力盘两两相连，构成一个整体，活齿轴与传力盘上的活齿槽精密配合，输入轴与所有凸轮相连为一体，输出轴与传力盘组相连为一体，固齿轮与凸轮的理论啮合曲线由两条曲线参数方程确定。本装置设计简单灵活，任意齿差数，易优化；克服了传统平面活齿传动中转臂轴承这一薄弱环节，单排自平衡，传动效率高，润滑方便，适用范围广。
文档编号F16H1/32GK1603658SQ200410079279
公开日2005年4月6日 申请日期2004年9月28日 优先权日2004年8月31日
发明者陈贤湘 申请人:陈贤湘