[其他]接力式渐开线内啮合平动齿轮传动机构

说明书

本发明涉及一种轴线作园周轨道运动的渐开线少齿差内啮合齿轮传动机构，特别是接力式渐开线内啮合平动齿轮传动机构。

现有的少齿差行星齿轮传动机构，输出齿轮的轴线作园周轨道运动，将输出齿轮的转动传递出来，需要偏心输出机构来完成。目前主要采用的是销轴式偏心输出机构，此机构为非常规机械零件，工作可靠性差，需要的销轴数量较多，而且是悬臂结构，所受应力大。少齿差行星齿轮传动机构的齿廓有两种形式：摆线齿廓和渐开线齿廓。摆线齿廓加工较困难，尺寸精度要求高，而且对磨损较敏感，所以需要优质合金钢制造，成本较高。渐开线齿廓则为了防止齿数差少而产生轮齿齿顶碰角干涉，需要采用较大的啮合角，一齿差时为55度左右，从而导致较大的轴承压力，使得轴承寿命短，传动效率较低。

本发明的任务是提供一种输出齿轮作定轴转动，从而取消偏心输出机构的平动齿轮传动机构，而且采用啮合角较小的接力式渐开线内啮合齿轮副，既能提高轴承寿命和传动效率，又能降低成本，而且加工容易。

接力式渐开线内啮合平动齿轮传动机构的发明任务是以如下方式完成的：它由一个或两个平动齿轮，一个输出齿轮和把平动齿轮作为其构件的连杆机构组成，齿轮副采用具有阶梯齿宽的内齿轮和阶梯齿宽的外齿轮构成的接力式渐开线内啮合齿轮副。平动齿轮的轴线作园周轨道运动时，连杆机构限制该齿轮的一个自由度，让该齿轮不自转而作平动，通过这种公转平动运动，使得同其啮合的定轴转动输出齿轮得到减速的运动输出。平动齿轮传动的实质是把少齿差行星齿轮传动中行星齿轮平面运动的公转分离出来，加到固定齿轮上，使之成为平动齿轮作公转平动，输出齿轮作定轴转动，因此它的传动比公式同少齿差行星齿轮传动一样，为i= (Z₂)/(Z₂-Z₁) ，式中：Z₁为平动齿轮的齿数，Z₂为输出齿轮的齿数。

连杆机构由曲轴、连杆、机架和齿轮组成的平行四边形四连杆机构构成。曲轴的一端同机架相联，另一端联在轴线作园周轨道运动的平动齿轮轴心上，其偏心距为两齿轮的半径差;曲轴的对边是连杆，其长度同曲轴的偏心距相等，一端同齿轮相联，另一端同机架相联;齿轮和机架分别作为另外两根连杆，而且长度相等。

接力式渐开线内啮合齿轮副由阶梯齿宽的渐开线内啮合齿轮副组成，齿轮顶部宽为根部宽的一半，而且两齿轮的齿顶分别位于不同的一侧。其啮合过程可分为三个阶段：第一阶段时，半齿宽的内齿轮齿顶部同全齿宽的外齿轮齿根部接触;第二阶段是接力阶段，过渡到全齿宽的内齿轮齿根部同全齿宽的外齿轮齿根部接触;第三阶段时，全齿宽的内齿轮齿根部同齿宽的外齿轮齿顶部接触。第一阶段和第三阶段齿轮啮合部位于不同的一侧。整个啮合过程可看成是两对大小不同的短齿齿轮副的啮合组合。由于其相当于短齿齿轮副，所以在齿数差少的条件下，啮合角小也不会产生轮齿齿顶碰角干涉，而且由于两对短齿齿轮副接力啮合，尽管每对的重迭系数都小于1，但整个齿轮副的重迭系数仍可以达到较大。该齿轮副的齿顶高在齿全高中占的比例较小，虽然这一部分齿宽减半，但并不影响整个轮齿的弯曲强度。同时由于齿数差少，内外齿轮的齿廓几乎重合，使得接触面积很大，而接触应力小。

以下将结合附图对本发明作进一步描述。

图1为本发明的平动齿轮传动机构的结构示意图。

图2为本发明的渐开线内啮合齿轮副局部立体图。

图3为本发明的一个实施例的结构示意图。

参照图3，连杆（5）一端同平动齿轮（1）联接，一端通过连杆轴（4）同机架（6）联接，其长度同曲轴（3）的偏心距相等，并同机架（6）、曲轴（3）、平动齿轮（1）构成一个平行四边形四连杆机构，使平动齿轮（1）只能作公转平动。为了使四连杆机构能顺利地通过死点，在与连杆（5）呈90度的位置还有一根与其相同的连杆（10），形成复式平行四边形四连杆机构。在平动齿轮（1）呈180度的方向还布置有一个同样的平动齿轮（2），以改善机构的平衡性。平动齿轮（2）的运动是由另外两根连杆以及曲轴（3）、机架（6）组成另一套复式平行四边形四连杆机构来实现，内齿轮（11）作传动输出。为了改变连杆轴的受力状况，两根连杆轴之间增加了同机架相联的立柱（7），并通过联接板（8），把连杆轴（4）、立柱（7）和连杆轴（9）联成一体，形成框架结构。

本发明的优点是：取消了偏心输出机构，采用渐开线齿廓，使构件加工精度要求变低，制造材料可由普通钢代替优质合金钢，从而降低了成本。