一种内啮合齿轮节圆定位结构的制作方法

本实用新型属于球面多自由度并联机构领域，涉及一种内啮合齿轮节圆定位结构。

背景技术：

现有的齿轮结构为实现动力传输要求，根据相应实际需求利用渐开线绘制齿形，制作相应的齿轮结构，通过外齿轮与内齿轮啮合来实现动力传输功能，但在实际运用中因为加工精度不足、工业制造误差等原因，齿与齿之间并非完全按照预想的渐开线形式啮合，此种普通齿轮啮合方式存在一些无法忽视的缺陷。

由加工精度不足、工业制造误差导致的齿形与其预想渐开线的偏差在受到一定径向力的推动下，有可能造成部分单齿插入过深，发生径向位移，使得啮合过程并非完全按照预想的渐开线形式进行，啮合点发生移动，导致齿轮啮合不再为纯滚动形式，传动阻力增加并加速齿轮损坏。

传动装置需要使用外环内齿轮传动时往往需要一整套繁杂的轴承、定位结构来使其精确定位某处并可以自由转动实现传动功能，其定位结构与相应配套轴承大大增加了整个装置的重量。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型在普通齿轮的基础上增加了利用相应齿轮特性制造的节圆结构，在外齿轮与内齿轮啮合的同时，各自节圆结构也进行纯滚动的啮合，消除了普通齿轮啮合的径向位移问题，使齿轮啮合点位置稳定不发生偏移，保证了齿轮啮合纯滚动运动形式。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种内啮合齿轮节圆定位结构，包括外环内齿轮、均匀分布地与所述外环内齿轮相啮合的至少两个外齿轮，所述外环内齿轮与外齿轮一侧分别设置有啮合时始终相切使传动过程中相互啮合两齿轮不发生径向位移的环形节圆结构。

进一步地，所述外环内齿轮的环形节圆结构的内圆与外环内齿轮的分度圆相重合，所述外齿轮的环形节圆结构的外圆与所述外齿轮的分度圆相重合。

进一步地，所述的至少两个外齿轮中，其中一个外齿轮为连轴式主动齿轮，用于将齿轮轴的动力传输到外环内齿轮上，其余外齿轮分别转动设置在另外齿轮轴上，形成由外环内齿轮驱动的从动齿轮。

进一步地，所述外齿轮数量为三个。

相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型使用从动外齿轮构成合理的虚约束，采取了相对较为对称的结构，保证了并联球关节在运动过程中具有良好的运动性能和可靠性，从而具有更高的精度。

2、本实用新型在普通齿轮的基础上增加了利用相应齿轮特性制造的节圆结构，在外齿轮与内齿轮啮合的同时，各自节圆结构也进行纯滚动的啮合，消除了普通齿轮啮合的径向位移问题，使齿轮啮合点位置稳定不发生偏移，保证了齿轮啮合纯滚动运动形式，既具备普通内啮合齿轮啮合传动的特性，同时又解决了普通内啮合齿轮啮合过程中存在径向位移的问题。

3、本实用新型中内外齿轮节圆结构相互配合在消除了齿轮径向位移的同时，当有三个点约束外环内齿轮也固定了外齿轮与内齿轮的相对距离，使外环内齿轮自然定位，省去了部分轴承和外环内齿轮定位结构，减轻了整个内啮合环型移动传动装置的重量，得以更好地实现轻量化。

附图说明

图1为本实用新型实施例的外环内齿轮与连轴齿轮组爆照示意图。

图2为本实用新型实施例的外环内齿轮与连轴齿轮组啮合示意图。

图中所示标号为： 1-内齿轮节圆结构；2-普通内齿轮部分； 3-外齿轮节圆结构；4-普通外齿轮部分。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型的目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施例。

如图1至图2所示，一种内啮合齿轮节圆定位结构，包括外环内齿轮、均匀分布地与所述外环内齿轮相啮合的三个外齿轮，所述外环内齿轮与外齿轮一侧分别设置有啮合时始终相切使传动过程中相互啮合两齿轮不发生径向位移的环形节圆结构，具体到本实施例，外环内齿轮包括有内齿轮节圆结构1、普通内齿轮部分2，三个外齿轮分别包括外齿轮节圆结构3、普通外齿轮部分4。普通内齿轮部分2与普通外齿轮部分4相啮合，外齿轮节圆结构3和内齿轮节圆结构1做始终相切的纯滚动运动。

所述的三个外齿轮中，其中一个外齿轮为连轴式主动齿轮，用于将齿轮轴的动力传输到外环内齿轮4上，其余两个外齿轮分别转动设置在另外两齿轮轴上，形成由外环内齿轮驱动的从动齿轮。

具体而言，所述外环内齿轮的内齿轮节圆结构1的内圆与外环内齿轮的分度圆相重合，所述外齿轮节圆结构3的外圆与所述外齿轮的分度圆相重合。所述的环形节圆结构在齿轮传动为高变位齿轮传动时，齿轮传动的啮合角α′等于标准齿轮压力角α，即α′=α；环形节圆结构与分度圆重合，即r′=r；中心距a′等于标准齿轮传动的中心距a，即a′=a。根据此性质，本实施例的节圆结构与相应的齿轮分度圆相同，适合中心距等于标准中心距，而又需要提高小齿轮齿根弯曲强度和减小磨损的场合。

上述实施例主要使用内齿轮与外齿轮啮合的方式实现传动，驱动电机经由谐波减速器将动力分别传输到相应的外齿轮上，通过其与外环内齿轮的啮合，使外环内齿轮做出相应的运动。

上述实施例利用制造齿轮时两啮合齿轮节圆结构同时进行纯滚动啮合的特性，为普通齿轮加装环形节圆结构。在内啮合齿轮传动过程中，外齿轮与内齿轮啮合时，相应的节圆结构也相互配合并由于节圆纯滚动啮合特性而进行纯滚动运动。

节圆结构的存在使外齿轮与外环内齿轮的相对位置固定，使两者啮合过程中不发生径向位移，齿轮啮合点不发生改变，保证了啮合过程纯滚动形式，提高了传动过程的稳定性与可靠性，同时齿轮节圆结构作纯滚动运动，不增加内啮合过程中的阻力，在稳定可靠的同时又保证了传动具有高效性。

所述的外环内齿轮与外齿轮啮合传动过程中，采用了一个内齿轮和三各外齿轮构成一套内啮合传动机构，其中一个外齿轮为连轴式，将齿轮轴的动力传输到外环内齿轮上，另外两轴上的外齿轮对外环内齿轮构成虚约束，并且使整个传动机构具有较好的对称性，使整体传动过程更加平稳。

另外，所述的外环内齿轮与外齿轮在相同高度处加装用于相互配合的内齿轮节圆结构1和外齿轮节圆结构3，构成内啮合点高副，从而约束齿轮径向位移。本实用新型能够实现通过节圆结构将啮合传动中的两齿轮相对位置固定，使齿轮啮合传动过程中相互啮合两齿轮不会发生径向位移，齿轮啮合点不会偏移，保证了齿轮传动的纯滚动运动形式，提高了齿轮传动过程的稳定性与可靠性。同时三点约束的内啮合方式可以省去固定内齿轮所需的圆槽与相应轴承，减轻整个结构的重量。

本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。