[发明专利]超径活齿变速单元及其变速器

说明书

本发明公开一种超径活齿变速单元及其变速器，尤其是涉及一种超径活齿变速单元和一种超径活齿变速器。包括驱动轴、超径输出轮、传动轮、带有滑移齿的交叉滑移组件、滑移输出轮、动平衡块、超径活齿等。超径活齿变速单元可分为单级超径活齿传动机构和滑移输出机构；超径活齿传动机构由超径输出轮、超径活齿和传动轮构成，超径输出轮和传动轮中至少有一个带有超径滚道；超径活齿为旋转体，其最大半径大于超径滚道中心线的最小曲率半径；滑移输出机构可分为传动轮、交叉滑移组件和滑移输出轮，交叉滑移组件在传动轮和滑移输出轮上的运动方向始终不同；驱动轴上设置有用于机构动平衡的动平衡块；超径活齿变速器应用了超径活齿变速单元。

技术领域

本发明涉及活齿传动技术领域，具体涉及一种超径活齿变速单元及其变速器，尤其是涉及一种超径活齿变速单元和一种超径活齿变速器。

背景技术

活齿传动有众多分支，一般以活齿的形状和运动特性来区分，如弦线活齿传动、摆线活齿传动等；这些领域中的现有设计准则，要求活齿滚道不能发生根切。以摆线活齿传动为例，专利号为CN201721031991.5的专利提出了一种摆线钢球减速装置及其机器人关节，其说明书中就明确提出了啮合齿面需要避免根切及避免根切的条件，由此带来的问题是，其功率密度不高，即无法基于有限的体积实现较高的功率输出；此外，该类减速器传动比相对小，空间利用不充分，缺乏市场竞争力。对此，设计一种性能优异的活齿传动减速器，成了一个亟待解决的问题。

基于上述问题，本公司首次提出“超径活齿传动”的概念，“超径”通常与“逊径”搭配出现，是土木工程领域较常用的专业名词，意指特定直径的颗粒物，如石料、化学合成材料等，其中，“超径”指直径大于设定值的颗粒物，“逊径”指直径小于设定值的颗粒物。故而，“超径活齿”，顾名思义，指的是直径或大径大于设定的直径值的活齿，而这个设定的直径值，是可以造成活齿滚道根切的值，显然大于现有技术中活齿直径的取值范围，故而命名为“超径”。

超径活齿传动技术，区别于现有活齿传动技术，具备更高的功率密度、更合理的结构布置形式、更紧凑的结构、更高的承载能力和更长的使用寿命等优点，但超径活齿传动技术中的超径活齿如何设计、超径活齿滚道如何设计、等速输出机构如何设计、超径活齿变速器如何设计等系列问题，都是缺乏现有技术参照的，都是亟待解决的。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种超径活齿变速单元及其变速器，尤其是涉及一种超径活齿变速单元和一种超径活齿变速器。超径活齿变速单元可分为单级超径活齿传动机构和滑移输出机构；超径活齿传动机构由超径输出轮、超径活齿和传动轮构成，超径输出轮和传动轮中至少有一个带有超径滚道；超径活齿为旋转体，其最大半径大于超径滚道的中心线的最小曲率半径；滑移输出机构可分为传动轮、交叉滑移组件和滑移输出轮，交叉滑移组件在传动轮和滑移输出轮上的运动方向始终不同；驱动轴上设置有用于机构动平衡的动平衡块；超径活齿变速器应用了超径活齿变速单元。

本发明所使用的技术方案是：一种超径活齿变速单元，包括驱动轴、超径输出轮、传动轮、带有滑移齿的交叉滑移组件、滑移输出轮、动平衡块、超径活齿、切面活齿、切面滑移齿、带有一条滑移槽中心线的滑移槽特征线、特征曲线族，所述的驱动轴包括同心轴段和偏心轴段，偏心轴段设置在同心轴段中部；超径输出轮的第一端面上设置有一个超径滚道或一圈圆周均布的超径齿槽；传动轮的第一端面上设置有一个超径滚道或一圈圆周均布的超径齿槽；超径输出轮与传动轮二者之中，至多有一个设置有超径齿槽；传动轮的第二端面上设置有一圈第一滑移槽；滑移输出轮的第一端面上设置有一圈第二滑移槽。

所述的超径活齿为旋转体，过其旋转轴的截面为超径活齿特征面，超径活齿特征面的边界为两条关于超径活齿旋转轴对称的超径活齿特征线，超径活齿特征线由特征曲线族中的一种曲线构成，或由特征曲线族中的多种曲线分段拼接组成。

所述的切面活齿为旋转体，过其旋转轴的截面为切面活齿特征面，切面活齿特征面的边界为两条关于切面活齿旋转轴对称的切面活齿特征线，切面活齿特征线由特征曲线族中的一种曲线构成，或由特征曲线族中的多种曲线分段拼接组成。