专利名称：抛物线型二次包络柱销浮动盘行星传动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种少齿差行星减速器，为一种动力传动装置，特别是一种具有抛物线型二次包络齿廓和柱销浮动盘输出机构的行星传动装置。
背景技术：
现已公开的申请号为200610054263.6，名称为“二次包络摆线行星传动装置”，该装置包括输入轴、左圆盘、右圆盘、摆线轮、内齿轮、连接轴、滚动滑槽浮动盘输出机构和轴承，该装置虽然解决了现有摆线针轮行星传动单线接触及转臂轴承反力较大的问题，但存在以下不足1、啮合副中摆线轮的齿廓为短幅外摆线的等距线，内齿轮的齿廓由摆线轮作行星运动包络而成，由于短幅外摆线是采用圆形针齿作一次包络形成，导致啮合副的偏心调节范围较小；2、左圆盘的右端面、右圆盘的左端面以及摆线轮的一个端面上有方形凸台结构，该结构加工困难浪费材料，方形凸台、浮动盘及滚柱组成的输出机构装配繁琐；3、输出机构中的滚柱位于凸台两侧面与与浮动盘方形缺口之间，由于结构空间的限制其直径较小，导致装置承载能力低。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的不足，提供了一种抛物线型二次包络柱销浮动盘行星传动装置，该装置偏心调节范围大、加工装配简便、节省材料、承载能力高。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案包括左圆盘1、连接柱销2、油封3、轴承5、隔离套7、右圆盘9、右浮动盘10、轴承12、轴向定位套14、转臂轴承15、左浮动盘18，左圆盘1和右圆盘9分别位于内齿轮4内沿轴向的左、右两端，在左、右圆盘1、9的圆环形台阶面与内齿轮4的圆环形台阶面之间装有轴承5，输入轴13由位于左圆盘1和右圆盘9中心孔内的轴承12支撑，输入轴13的中部外圆柱上装有转臂轴承15，该转臂轴承15外装有左、右外齿轮6、8，左圆盘1与左外齿轮6之间和右圆盘9与右外齿轮8之间分别装有一个浮动盘18、10，浮动盘10、18的外圆上均匀分布有四个方形缺口，连接柱销2沿轴向依次穿过左浮动盘18、左外齿轮6、隔离套7、右外齿轮8、右浮动盘10将左圆盘1和右圆盘9固定连接，其特征在于还包括内齿轮4、左外齿轮6、右外齿轮8、传力柱销16和销套17，传动装置的啮合副由内齿轮4和外齿轮6、8构成，外齿轮6、8的齿廓由原始针齿19作一次包络运动形成，内齿轮4的齿廓由外齿轮6、8作二次包络运动形成，原始针齿19的齿廓为抛物线，其方程为 外齿轮6、8的齿廓方程为 内齿轮4的齿廓方程为 以上各式中 x1—原始针齿齿廓上的点在坐标系OX1Y1中的横坐标 y1—原始针齿齿廓上的点在坐标系OX1Y1中的纵坐标 x2—外齿轮齿廓上的点在坐标系O′X2Y2中的横坐标 y2—外齿轮齿廓上的点在坐标系O′X2Y2中的纵坐标
—内齿轮齿廓上的点在坐标系OX1Y1中的横坐标
—内齿轮齿廓上的点在坐标系OX1Y1中的纵坐标 Rz—针轮半径 t—针齿参量 c—抛物线系数 Zb—针齿齿数 Zg—外齿轮齿数 e—偏心距 β1—第一次包络运动时内齿轮转角 α2—第二次包络运动时外齿轮转角 其中Zb、Zg、Rz、c和e为具体的设计参数，Zb的范围是10≤Zb≤160，Zg、Rz、c和e的值根据具体的设计要求和Zb的值来选取。β1为形成齿廓的运动参数，其范围是0≤β1<2π，当β1在其范围内变化时，由外齿轮6、8和内齿轮4的齿廓方程可以确定对应的α2和t的值。
所述的左、右圆盘1、9和左、右外齿轮6、8沿轴向的圆周上都分布有圆形通孔，其中两个关于其轴心成中心对称的通孔内装有与之过盈配合的圆柱形传力柱销16，左圆盘1上的传力柱销16与左外齿轮6上的传力柱销16相间分布在左浮动盘18的方形缺口内，右圆盘9上的传力柱销16与右外齿轮8上的传力柱销16相间分布在右浮动盘10的方形缺口内，传力柱销16与浮动盘10、18方形缺口的内壁之间装有活动配合的销套17。
本发明与现有技术相比，其技术效果是 1、原始针齿齿廓采用抛物线，由此形成的啮合副不仅具有多齿啮合和双线接触的优点，而且偏心调节范围比较大；2、左圆盘、右圆盘、左外齿轮和右外齿轮上的圆形通孔结构以及圆柱形传力柱销加工简便节省材料，传力柱销、销套和浮动盘组成的输出机构装配简便易行；3、输出机构中销套的直径较大，且销套与柱销之间为面接触，增大了接触面积，提高了装置的承载能力。
图1为图2本发明的A-A剖视图； 图2为图1的B-B剖视图； 图3为本发明的立体图； 图4为实施例一的啮合副的齿廓及坐标系图； 图5为啮合副齿廓的局部放大图； 图6为左圆盘主视图； 图7为图6的C-C剖视图； 图8为右圆盘的主视图； 图9为图8的D-D剖视图； 图10为外齿轮的主视图； 图11为图10的E-E剖视图； 图12为传力柱销的主视图； 图13为图12的右视图； 图14为销套的主视图； 图15为图14的F-F剖视图； 图16为实施例二的啮合副的齿廓及坐标系图； 图17为实施例三的啮合副的齿廓及坐标系图。
1-左圆盘、2-连接柱销、3-油封、4-内齿轮、5-轴承、6-左外齿轮、7-隔离套、8-右外齿轮、9-右圆盘、10-右浮动盘、11-螺钉、12-轴承、13-输入轴、14-轴向定位套、15-转臂轴承、16-传力柱销、17-销套、18-左浮动盘、19—原始针齿、20—内齿轮齿廓、21—外齿轮齿廓、22—接触线、 OXY—坐标原点在内齿轮中心的固定坐标系、 OX1Y1—坐标原点在内齿轮中心与内齿轮固连的坐标系、 O’X2Y2—坐标原点在外齿轮中心与外齿轮固连的坐标系、e-偏心距。
具体实施例方式 实施例一 本实施例主要应用于中等传动比的动力传动领域。
如图1至3中，左圆盘1和右圆盘9分别位于内齿轮4内沿轴向的左、右两端，在左、右圆盘1、9的圆环形台阶面与内齿轮4的圆环形台阶面之间装有轴承5，输入轴13由位于左圆盘1和右圆盘9中心孔内的轴承12支撑，输入轴13的中部外圆柱上装有转臂轴承15，该转臂轴承15外装有左、右外齿轮6、8，左圆盘1与左外齿轮6之间和右圆盘9与右外齿轮8之间分别装有一个浮动盘18、10，浮动盘10、18的外圆上均匀分布有四个方形缺口，连接柱销2沿轴向依次穿过左浮动盘18、左外齿轮6、隔离套7、右外齿轮8、右浮动盘10将左圆盘1和右圆盘9固定连接；左圆盘1、右圆盘9、左外齿轮6和右外齿轮8上关于其轴心成中心对称的两个圆形通孔装有两个与之过盈配合的圆柱形传力柱销16，左圆盘1上的传力柱销16与左外齿轮6上的传力柱销16相间分布在左浮动盘18的方形缺口内，右圆盘9上的传力柱销16与右圆盘上9的传力柱销16相间分布在右浮动盘10的方形缺口内，在传力柱销16与浮动盘10、18方形缺口的内壁间装有活动配合的销套17，组成滚动柱销浮动盘输出机构，左圆盘1、右圆盘9、左外齿轮6和右外齿轮8上的圆形通孔结构及圆柱形传力柱销16结构简单，加工简便节省材料，传力柱销16、销套17和浮动盘10、18组成的输出机构装配简便易行，销套17的直径较大，且与传力柱销16的接触为面接触，增大了接触面积，提高了承载能力。
如图4、图5中，坐标系OXY为坐标原点在内齿轮中心的固定坐标系，坐标系OX1Y1为坐标原点在内齿轮中心与内齿轮固连的坐标系，坐标系O’X2Y2为坐标原点在外齿轮中心与外齿轮固连的坐标系，根据齿轮啮合原理的运动学法，共轭啮合齿廓曲线可由原始曲线及给定的运动包络得到，其齿廓曲线是原始曲线上满足啮合方程的点进行坐标变换的结果，本发明中外齿轮齿廓21由原始针齿19作一次包络运动形成，即将原始针齿19齿廓上满足第一次包络啮合方程的点变换到坐标系O’X2Y2就可以得到外齿轮齿廓21，内齿轮齿廓20由外齿轮齿廓21作二次包络运动形成，即将外齿轮齿廓21上满足第二次包络啮合方程的点变换到坐标系OX1Y1就可以得到内齿轮齿廓20，内齿轮4和外齿轮6、8组成传动装置的啮合副，原始针齿19的齿廓为抛物线形，本实施例的传动比为35，具体的设计参数为 Zb＝36，Zg＝35，Rz＝68.6mm，e＝1.5mm，c＝0.25， 本实施例原始针齿19的齿廓方程为 外齿轮6、8的齿廓方程为 内齿轮4的齿廓方程为 β1为第一次包络运动时内齿轮的转角，其范围是0≤β1<2π。当β1在该范围内变化时，根据外齿轮6、8和内齿轮4的齿廓方程，就可以解得对应的抛物线参变量t和第二次包络运动时外齿轮转角α2的值，从而得到一系列的(x2，y2)和
的坐标值，即得出本实施例的外齿轮6、8和内齿轮4的齿廓。
如图6至图11中，左圆盘1、右圆盘9、左外齿轮6、右外齿轮8上均分布有6个圆形通孔，其中有4个通孔均匀分布在等半径的圆周上，另外两个关于其轴心成中心对称，在这两个中心对称的通孔内装有与之过盈配合的传力柱销16，左圆盘1上这两个中心对称的孔的中心连线与左外齿轮6上这两个孔的中心连线垂直，右圆盘9上这两个孔的中心连线与右外齿轮8上这两个孔的中线连线垂直。
如图12、图13中，传力柱销16为圆柱体，与左圆盘1、右圆盘9、左外齿轮6、右外齿轮8过盈配合形成固定连接，加工装配简便且节省材料。
如图14、图15中，销套17为圆柱形套筒，装在传力柱销16与浮动盘10、18的方形缺口的内壁之间，与传力柱销16和浮动盘10、18均为活动配合，该销套17直径较大，与传力柱销16的接触为面接触，增大了接触面积，提高了承载能力。
实施例二 本实施例主要应用于传动比较小的动力传动领域，各零部件的位置、连接及装配关系与实施例一相同，所不同的是传动比为9，具体的设计参数为 Zb＝10，Zg＝9，Rz＝34mm，e＝3mm，c＝0.1， 本实施例原始针齿19的齿廓方程为 外齿轮6、8的齿廓方程为 内齿轮4的齿廓方程为 β1为第一次包络运动时内齿轮的转角，其范围是0≤β1<2π。当β1在该范围内变化时，根据外齿轮6、8和内齿轮4的齿廓方程，就可以解得对应的抛物线参变量t和第二次包络运动时外齿轮转角α2的值，从而得到一系列的(x2，y2)和
的坐标值，即得出本实施例的外齿轮6、8和内齿轮4的齿廓 实施例三 本实施例主要应用于传动比较大的动力传动领域，各零部件的位置、连接及装配关系与实施例一相同，所不同的是传动比为160，具体的设计参数为 Zb＝160，Zg＝159，Rz＝37mm，e＝0.17mm，c＝1.5， 本实施例原始针齿19的齿廓方程为 外齿轮6、8的齿廓方程为 内齿轮4的齿廓方程为 β1为第一次包络运动时内齿轮的转角，其范围是0≤β1<2π。当β1在该范围内变化时，根据外齿轮6、8和内齿轮4的齿廓方程，就可以解得对应的抛物线参变量t和第二次包络运动时外齿轮转角α2的值，从而得到一系列的(x2，y2)和
的坐标值，即得出本实施例的外齿轮6、8和内齿轮4的齿廓，如图17所示。
权利要求
1、一种抛物线型二次包络柱销浮动盘行星传动装置，包括左圆盘(1)、连接柱销(2)、油封(3)、轴承(5)、隔离套(7)、右圆盘(9)、右浮动盘(10)、轴承(12)、轴向定位套(14)、转臂轴承(15)、左浮动盘(18)，左圆盘(1)和右圆盘(9)分别位于内齿轮(4)内沿轴向的左、右两端，在左、右圆盘(1)、(9)的圆环形台阶面与内齿轮(4)的圆环形台阶面之间装有轴承(5)，输入轴(13)由位于左圆盘(1)和右圆盘(9)中心孔内的轴承(12)支撑，输入轴(13)的中部外圆柱上装有转臂轴承(15)，该转臂轴承(15)外装有左、右外齿轮(6)、(8)，左圆盘(1)与左外齿轮(6)之间和右圆盘(9)与右外齿轮(8)之间分别装有一个浮动盘(18)、(10)，浮动盘(10)、(18)的外圆上均匀分布有四个方形缺口，连接柱销(2)沿轴向依次穿过左浮动盘(18)、左外齿轮(6)、隔离套(7)、右外齿轮(8)、右浮动盘(10)将左圆盘(1)和右圆盘(9)固定连接，其特征在于还包括内齿轮(4)、左外齿轮(6)、右外齿轮(8)、传力柱销(16)和销套(17)，传动装置的啮合副由内齿轮(4)和外齿轮(6)、(8)构成，外齿轮(6)、(8)的齿廓为由原始针齿(19)作一次包络运动形成，内齿轮(4)的齿廓为由外齿轮(6)、(8)作二次包络运动形成，原始针齿(19)的齿廓为抛物线，其方程为
外齿轮(6)、(8)的齿廓方程为
内齿轮(4)的齿廓方程为
以上各式中
x1—原始针齿齿廓上的点在坐标系OX1Y1中的横坐标
y1—原始针齿齿廓上的点在坐标系OX1Y1中的纵坐标
x2—外齿轮齿廓上的点在坐标系O/X2Y2中的横坐标
y2—外齿轮齿廓上的点在坐标系O/X2Y2中的纵坐标
—内齿轮齿廓上的点在坐标系OX1Y1中的横坐标
—内齿轮齿廓上的点在坐标系OX1Y1中的纵坐标
Rz—针轮半径 t—针齿参量 c—抛物线系数
Zb—针齿齿数 Zg—外齿轮齿数 e—偏心距
β1—第一次包络运动时内齿轮转角 α2—第二次包络运动时外齿轮转角其中Zb、Zg、Rz、c和e为具体的设计参数，Zb的范围是10≤Zb≤160，Zg、Rz、c和e的值根据具体的设计要求和Zb的值来选取。β1为形成齿廓的运动参数，其范围是0≤β1<2π，当β1在其范围内变化时，由外齿轮6、8和内齿轮4的齿廓方程可以确定对应的α2和t的值
所述的左、右圆盘(1)、(9)和左、右外齿轮(6)、(8)沿轴向的圆周上都分布有圆形通孔，其中两个关于其轴心成中心对称的通孔内装有与之过盈配合的圆柱形传力柱销(16)，左圆盘(1)上的传力柱销(16)与左外齿轮(6)上的传力柱销(16)相间分布在左浮动盘(18)的方形缺口内，右圆盘(9)上的传力柱销(16)与右外齿轮(8)上的传力柱销(16)相间分布在右浮动盘(10)的方形缺口内，传力柱销(16)与浮动盘(10)、(18)方形缺口的内壁之间装有活动配合的销套(17)。
全文摘要
一种抛物线型二次包络柱销浮动盘行星传动装置，涉及少齿差行星减速器，应用于动力传动领域，该装置解决了现有二次包络摆线行星传动装置偏心调节范围小、加工安装复杂、承载能力低的问题。本发明的技术方案包括输入轴、左右圆盘、内齿轮、外齿轮、浮动盘、连接柱销、传力柱销、销套和轴承。本发明的外齿轮的齿廓由原始针齿作一次包络运动形成，内齿轮的齿廓由外齿轮作二次包络运动形成，外齿轮齿廓与内齿轮齿廓组成共轭啮合副，原始针齿的齿廓为抛物线；由左右浮动盘、左右圆盘、左右外齿轮、传力柱销和销套组成滚动柱销浮动盘输出机构。本发明的优点是偏心调节范围大、加工安装简便和承载能力高。
文档编号F16H1/28GK101392814SQ20081023294
公开日2009年3月25日 申请日期2008年10月29日 优先权日2008年10月29日
发明者陈兵奎, 刘景亚, 李朝阳, 谢发祥 申请人:重庆大学