[其他]一种转动变成直线运动的新机构

说明书

本发明属于一种新型的机械传动。

目前，无论翻阅《机械设计手册》联合编写组编写的1983年6月北京3次印刷的《机械设计手册》，还是检索国际专利文献，均可得出：不通过任何介质，按一定的传动比，直接由连续的转动变成连续的直线运动。且具有很大行程的各种机构，无非是下列几种组合：

（1）螺杆与螺母;

（2）螺杆与齿条;

（3）滚子与螺杆;

（4）齿轮与齿条;

（5）轮子与挠性件。

它们各有所长，也各有所短，前三者传动的特点在于螺旋面的连续滑移或滚动。主动件的圆周速度方向垂直于从动件的直线移动方向，它们共有减速增力及结构紧凑小巧的优点，但（1）、（2）两组合由于承力的螺旋面滑移速率大，使它们的传动效率很低，磨损较为剧烈;第（3）组合除上述共有的优点外，由于承力的螺旋面与滚子互相滚动加上制造精度很高，因而还兼有效率高及运动精细的优点。但随之而来的结构脆弱、工艺性能差和价格较贵，则是它不可避免的缺点;（4）、（5）两种组合的传动特点是主动轮外圆（或主动轮的节圆）的圆周速度与从动件的直线移动速度一致，所以有一个明显的优点：传动效率很高，寿命较长，但就其组合本身而言。无减速增力的功能，在低速重载的场合，它们均需配备结构庞大的减速器，因而使整机的体积增加，成本也随之大幅度上升。

从以上各种组合的机构可见，结构紧凑与否或制造成本大小与传动效率高低是一对明显存在的似乎不可调和的矛盾。针对这个矛盾，本发明基于对上述各种机构传力原理的分析，提出了由偏心轴、摆块的直侧面有牙齿的W机构与有牙齿的直杆或链条等组成传动机构的方案。目的在于使这种变转动为直线运动的传力机构既具有多齿受力（重合度大）、减速性能好和结构紧凑的优点又能具有较低的齿面滑移速度和较高的传动效率。

本发明是这样实现的：

（一）主要组成及其运动方框图。

主要组成是：偏心轴、摆块直侧面带牙齿的W机构和有牙齿的直杆或链条。

运动方框图：

（二）各种W机构在本发明中与“摆块”的关系：

在《行星齿轮传动》（B·H柯特略者夫著，中译本，上海科学技术出版社出版，1962年4月第1次印刷。）一文中第5页记载着这样一段文字：“现在我们来讨论K-H-V传动（图6）。在平行轴之间实现传动比等于+1的机构（以后简称为机构W）是这种传动的不可分割的部分，在W机构中不采用齿轮啮合……。”在本发明中W机构也同样是不可分割的部分，这是由于它具有独特运动的缘故：设两平行轴分别为A、B。当它们之中任一根轴A与机架固定时，在偏心轴的带动下，另一根轴B将会作平动，其上的任一点轨迹将会是一些同样的以偏心轴的偏心半径为半径的圆。本发明将此B轴作为板块状，且在它的直侧面制出足够多且具有同样齿廊的牙齿，取名“摆块”。从上简述可知：“摆块”上的牙齿。基于“同样轨迹”这一点，在来自与之共轭的带齿直杆或链条上的外力作用下，将会产生几乎同样的应力。这就是本发明之所以有很大重合度的根本所在。

根据《行星齿轮传动》一文的定义，所指的W机构的范围最起码囊括了以下几种机构，按以上构思，它们之中的任一种均可产生本发明中的”摆块”：

（1）平行四边形机构（附图4）：

四杆机构“ABCD”中，曲柄AD与曲柄CB等长，连杆CD与机架AB等长，被称为平行四边形机构。当作为偏心轴且与AD等长的另一曲柄EF以角速度+ω旋转时，连杆DC上任一点将会产生E点同样的轨迹-半径等于EF的圆，但就连杆本身而言。它只作平动，与机架一样。它的旋转角速度为零，因而它是W机构的一种。若在这样的连杆的上侧面制出牙齿，即成为本发明的“摆块”了。

（2）少齿差（N型）行星齿轮传动中的输出机构-包括销轴式和滑块式（见《机械设计手册》中册第二版第674页-《机械设计手册》联合编写组编写）。

（3）格林联轴节〔十字滚动联轴节-《行星齿轮传动》（B·H柯特略者夫著。陈德健等译，上海科学技术出版社出版。1962年4月第1次印刷）第5页注释。〕

如将（2）、（3）机构中与行星轮相固连的部分作成“直侧面有牙齿”，也就成为本发明中的“摆块”了。

（三）偏心轴、摆块以及带齿的直杆或链条之间的关系（附图2、附图3）：

今以直杆或链条上的牙齿齿廊是“圆”-取名此“圆”为针轮或滚子，相应的直杆为针杆。相应的链条为滚子链;摆块上的牙齿齿廊是摆线的等距曲线这一情况为例，作出说明如下（其它类型的共轭齿的情况与此类同）：