[发明专利]无齿传动齿轮

说明书

本发明涉及一种所谓的玻尔曼齿轮，即无齿传动齿轮。

自从有齿齿轮发明以来，一切齿轮均无法与本发明的齿轮相比拟，在很多技术领域里，这种有齿齿轮可能被按本发明的齿轮所替代。

本发明目的在于制造出与通常的有齿齿轮包括谐波齿轮和摆线齿轮相比，具有较大的传动范围、减速比和负载范围的齿轮。

上述目的是通过由旋转地安装在壳体内的驱动件和从动件构成的齿轮得以实现，驱动件上设置环形凹槽，从动件上具有类似由连续循环凹槽组成的环状槽，每个凹槽相对于环形槽都呈现一定的斜角，滚珠用来传输力，它们被约束只能沿径向移动因而把传动件的旋转运动传输给从动盘但转角不同。本发明基本优点在于作用力仅依靠滚珠传输，即只存在滚动摩擦力所以传输效率很高，实际上可看作没有损耗。这种齿轮可以做成满足各种传动比和减速比的需要，有齿齿轮不能做到低于9∶1的减速比而本发明齿轮能够做到，也可以制造分数减速比的齿轮，与通常有齿齿轮相比，制造费用也较低。通过以下叙述并参阅附图后将对本发明实施例及其优点得到明确的了解。附图中：

图1为本发明齿轮的示意图;

图2表示图1中Ⅱ-Ⅱ剖面;

图3示出齿轮传动件的前视图;

图4表示与壳体固定连接的齿轮法兰盘图;

图5A-C示出具有三种不同形式滚珠导槽的从动件局部截面图;

图6进一步示出一种变速齿轮的实施例的部分截面图;

图7是图6中沿V11-V11的剖面图;

图8是图6中沿V111-V111的剖面图;

图9示出另一种变速齿轮实施例截面图;

图10表示一种角度传动略图的截面;

图11示出一种具有不同形式的传动盘结构的齿轮;

图12表示图11中的传动盘进一步发展，它的功能件能实现同步运动换向;

图13a和图13b示出用于图11和图12的齿轮实施例中波动槽结构的例子;

图14示出具有直接驱动的另一种角度传动齿轮实例;

图15是图14齿轮分解图，示出功能部件的部分截面;

图16是对应于图15齿轮的分解图，但它的传动关系是相反的;

图17示出图12所示齿轮的一种变型。

下面对最佳实施例进行阐述

图1，6，11和14中示出不同的齿轮实施例，这些齿轮都具有壳体1、驱动和从动轴41（参阅图1和图2）。驱动件和从动件基本上分别为环形盘2和3。驱动盘2上具有相对于旋转轴线是偏心的环状导槽9。从动盘3朝向驱动盘一侧表面上具有连续循环导槽14，导槽14由多段曲线组成，其中心与旋转轴线同心，用于引导滚珠11（图1和图2）并依靠它传力。法兰盘6设置于驱动盘2与从动盘3之间并与壳体固定连接，法兰盘6上有基本上可任选数目的径向长导孔10，这些导孔10复盖了驱动盘2上的滚珠导槽9的偏移并约束滚珠11不产生围绕齿轮中心轴线旋转。

在所示齿轮中，力通过滚珠11传递，因而只具有滚动摩擦，这种传输方式几乎没有损失。由于滚珠导槽9是偏心设置，每个滚珠11被各个长导孔10制约引导，故驱动盘旋转时滚珠只能作沿径向的往复运动（图3-5）。正是由于偏心槽9和径向长孔10的相互配合，通过滚珠11的径向往复运动传递给从动盘3的槽壁14一个切向力，因而使从动盘3朝与驱动盘2相反的方向转动。在动作过程中，长导孔10不仅与偏心槽9相叠合，也与从动侧的槽14相叠合，也就是依靠在每一个上述的重合点上，从动盘凹槽的每个波动曲线的斜角与驱动盘2上的偏心槽9及每个实际上静止不动的长导孔10相互配合完成上述动作的。所有的滚珠11都位于槽9、槽14和长导孔10三者交会点上并被它们可靠地约束并保持接触，从而力是通过大的承载截面来传递的，在传递相同扭矩条件下，按本发明的齿轮可以做得明显地小于通常的有齿齿轮，其原因即在于有齿齿轮仅依靠几个相啮合的齿来传递动力。相应地，在安装尺寸大体相当的情况下本发明齿轮可以比常规的有齿齿轮传递实质上大得多的力矩，并且从理论上说传输力矩可以不受限制。假若一条传力路线（包括偏心槽-滚珠导孔-波动槽）不足以传递所要求的力，那么只需设置另一条传力路线或几条传力路线，它们的驱动件及从动件的节距（分割）彼此相同或加大驱动件与从动件的尺寸。

这种齿轮制造也很容易，主要生产工序是加工滚珠导槽和长导孔，滚珠可从市场上选购因而价格并不昂贵，与之相比有齿齿轮的齿形加工就需要有专门的加工设备。经长时期使用后，滚珠导槽不可避免会摩损而尺寸变大，补偿的措施是换用直径稍大的滚珠，这很容易实现，因而与常规有齿齿轮相比使用寿命明显增长。