[发明专利]惯性传动装置

说明书

技术领域

行星传动具有主动轮(太阳轮)、行星轮、外压圈和转臂输出机构，作圆周运动同时产生圆周力和离 心力，通常结构未能利用离心力却成阻力矩。一种行星轮无外形心轴并与转臂分开使圆周运转产生的离心 力能与圆周力合成推动转臂的惯性传动装置。

背景技术

通常的齿轮或摩擦式行星轮以心轴装入转臂机构轴孔里传力，尤其是高转速圆周运动形成的径向惯性 力既离心力成为阻矩或压紧力。由于离心力与角速度平方成正比，当巨大的离心力作用到楔角较小的槽形 外压圈上运转甚至制止，所以转速受到限制。

行星传动的优势是制成数目众多的行星轮，但由于精度一致性和传力浮动性难以解决，仅有部分行星 轮在工作，偏差较大者或因运动误差出现的相互干涉成为阻力矩，磨损与噪声严重。

齿轮啮合传动具有齿面推力而有高效率高承载力，但很难实现无级变速，一种结构尺寸仅一种传动比； 摩擦传动容易以改变传动副元件的工作半径大小达到输出转速转矩的无级升降，却因摩擦力依赖于压紧 力，并且通常采用钢对钢的全刚性摩擦副，所需的压紧力巨大，发热损耗和接触应力是限制承载力的主因， 摩擦传动是“零距离”接触传递，精度要求极高，在运动中出现的一些偏差已足以使部分行星轮脱离接触 成为“被动件”增加阻力矩，部分受力件应力更集中，因刚性大而弹性变形小，平均接触应力更高，降低 了使用寿命。

齿轮式行星减速器结构复杂，行星轮的尺寸及数目受限制，制造成本高；摩擦式行星轮通常以心轴传 力，又是刚性件，所以行星轮尺寸及数目也受到限制，其功率体积比常难以满足需求，尤其是效率低、承 载力不足、变速比范围小是通常摩擦传力的结构缺陷。

发明内容

行星传动有一系列优势，其数目众多的行星轮，能实现多点传力完成大功率又紧凑性传动，尤其是外 形(工作面上)无心轴行星轮并与转臂分开，构成一种传力关系就是将圆周力与离心力合成推力矩，带有 一组滚轮和销轴的转臂(输出机构)能阻挡行星轮受离心力而径向外移，又接受这离心力转换成圆周推力， 有效提高效率。

采用钢质薄壁弹性体行星轮控制其自重(质量)，其离心力能被圆周力转移到转臂输出的滚轮其接触 点上，并形成合力。

钢制组合型行星轮由薄壁二半锥体相滑动配合套为整体，外侧工作面上无心轴，而内侧或称内部以心 轴与套筒互相滑配组合并有碟簧始终具有压开(张开)二半锥体，迫使二外侧工作面保持与二个主动轮及 二个外压圈的传力工作触点接触，避免出现间隙而失力。当受到二个主动轮及二个外压圈轴向压紧后，行 星轮的工作厚度达到一致性，就是符合二个主动轮及二个外压圈其接触间距或同步增减变动。以弹性变形 自行调整凑合补偿各种误差，达到每个行星轮受夹紧而传力。尤其是多行星轮传动，以每每各自的弹性变 形量调整所需的厚度，消除“被动”件，减少阻力矩，实现多点传力，提高承载力。

行星轮无外形心轴，调速位移其工作点从锥顶0半径至行星轮外缘接触点的全半径，输出转速达到输入转 速至零转的突破。

行星轮制成薄壁可采用薄钢板成形，降低了成本，减轻了质量，以适应更高的运行转速，突破通常产 品的转速限制。

内有碟簧的组合结构弹性行星轮，具有宏观弹性变形量和微观弹性变形的双重因素，宏观变形是内部 碟簧可作轴向较大尺寸压缩或张开的调整，消除制造、安装及运动偏差，而微观变形能形成摩擦面触点受 力后易于出现刚柔挤压，形成凹凸共曲活性点或活动变迁的微凸坡角，相当于受力局部点形成微齿面推力， 改变摩擦面状况，提高摩擦力传递。

滚动摩擦力与弹性变形密切相关，弹性行星轮其弹性变形及回弹力提高了摩擦力又减少了所需的正压 力，减少磨损与发热，增长寿命。

行星轮以薄而柔，与二个主动轮及二个外压圈的刚性件挤压后以柔让刚，刚柔配对，成为柔性传动。 行星轮改通常的外伸心轴为内部心轴而可得工作外圆径的任意缩小来增多数目获得大功率传动。

利用离心力作功和采用弹性变形实现多点传力的惯性传动装置获得了高效率，它克服了通常摩擦式或 齿轮行星传动的“生理性”缺陷，其主要创新是将行星轮更“自由化”和“适应性”，行星轮与转臂作相 对性分离，并形成由转臂上的结构外形来阻挡行星轮受离心力而外移，二个主动轮、一组行星轮、一组转 壁滚轮和销轴、二个外压圈的传力应形成同一个中心截面上的平面力系，销轴中心圆半径(转臂传力半径) 应较大，行星轮外形无轴化更“自由”些，而弹性体尤其是由碟簧可任意改变间距以及高柔度实现高“适 应性”。