專利名稱：連桿凸輪減速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械傳動(dòng)裝置，專指一種連桿凸輪減速器。
在
背景技術(shù)：
中，減速器是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間獨(dú)立的封閉傳動(dòng)裝置，用來(lái)降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要。其中漸開(kāi)線齒輪減速器在技術(shù)上最成熟，應(yīng)用上最廣泛，占有主導(dǎo)地位。但由于嚙合原理的關(guān)系，不論是硬齒面還是軟齒面，漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)的單級(jí)傳動(dòng)比小重合度有限(α＝20°的正常齒制標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)的重合度最大為1.98)，因而影響了其減速效果和承載能力。擺線針輪減速器傳動(dòng)單級(jí)傳動(dòng)比大、重合度大(理論上有近半數(shù)的齒嚙合)、嚙合副為硬齒面，承載能力高，效率也可接受，應(yīng)用越來(lái)越廣。但擺線針輪減速器的結(jié)構(gòu)剛性差，輸出軸不宜承受較大的壓軸力，限制了其應(yīng)用范圍；同時(shí)其承載能力又受到轉(zhuǎn)臂軸承的限制，使嚙合副的承載能力得不到充分的發(fā)揮。八十年代出現(xiàn)的漸開(kāi)線三環(huán)減速器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛性好等優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是承載能力較小，效率低，溫升大，不能持續(xù)使用。九十年代又出現(xiàn)了一種“同步帶雙曲柄環(huán)板式針擺減速器”，這種減速器是將轉(zhuǎn)臂外移的兩套擺線針輪機(jī)構(gòu)呈180°配置而成，省去了輸出機(jī)構(gòu)，并采用了同步帶將兩套機(jī)構(gòu)聯(lián)系起來(lái)克服死點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的是研制一種新型“連桿凸輪減速器”，提出新的連桿一一凸輪組合機(jī)構(gòu)的嚙合傳動(dòng)原理和新的動(dòng)力均載和嚙合均載裝置。具有承載能力高、傳動(dòng)效率高、輸出軸剛度大、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下包括底座(11)上用軸承(10)以簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)裝配輸入軸(9)和從動(dòng)軸，其特征是輸入軸(9)和從動(dòng)曲柄軸(4)位于輸出軸(5)對(duì)應(yīng)兩側(cè)，輸入軸(9)和從動(dòng)曲柄軸(4)分別裝配固聯(lián)于三組曲柄、偏心套(3)互成120°的平行四邊形機(jī)構(gòu)，輸出軸(5)上的凸輪(1)與平行四邊形機(jī)構(gòu)連桿(2)上的滾子套(8)嚙合組成連桿凸輪減速器。
板形連桿(2)上沿圓孔周邊均布Z2個(gè)帶有滾子套(8)的銷(xiāo)子(7)，凸輪(1)外周均布Z1個(gè)相同的凸輪廓線，Z2＝Z1+1，與輸出軸(5)轉(zhuǎn)向相反的輸入軸(9)上和從動(dòng)曲柄軸(4)上的曲柄、偏心套(3)通過(guò)軸承(10)連接連桿(2)。
上述三個(gè)板形連桿(2)之間的孔上裝配平衡剪切彈簧(15)，作為動(dòng)力均載裝置。
本實(shí)用新型的另一個(gè)技術(shù)方案如下包括底座(11)上用軸承(10)以簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)裝配輸入軸(9)和從動(dòng)軸，其特征是輸入軸(9)和從動(dòng)曲柄軸(4)位于輸出軸(5)對(duì)應(yīng)兩側(cè)，輸入軸(9)和從動(dòng)曲柄軸(4)分別裝配固聯(lián)于三組曲柄、偏心套(3)互成120°的平行四邊形機(jī)構(gòu)，輸出軸(5)的節(jié)圓周上有三組滾子套(8)與三組平行四邊形機(jī)構(gòu)上的凸輪(1)的廓線相嚙合，組成另一種連桿凸輪減速器。
板形凸輪(1)上的內(nèi)孔有Z1個(gè)相同的凸輪廓線，三個(gè)互成120°的板形凸輪(1)通過(guò)軸承(10)和三組對(duì)應(yīng)互成120°的曲柄、偏心套(3)連接，與輸入軸(9)和從動(dòng)曲柄軸(4)轉(zhuǎn)向相同的輸出軸(5)上用鍵連接推桿(2)，推桿(2)上沿圓周均勻分布Z2個(gè)帶有滾子套(8)的銷(xiāo)子(7)，Z2＝Z1+1。
上述三個(gè)板形凸輪(1)之間的孔上裝配平衡剪切彈簧(15)，作為動(dòng)力均載裝置。
在底座(11)與輸出軸(5)之間裝配彈性軸承盒(6)，作為嚙合均載裝置。
在底座(11)與輸入軸(9)和從動(dòng)曲柄軸(4)之間裝配彈性軸承盒(6)，作為嚙合均載裝置。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果如下一、在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，新型減速器還采用了如下特殊結(jié)構(gòu)(1)為了保證機(jī)構(gòu)順利通過(guò)死點(diǎn)，新型減速器中采用單電機(jī)驅(qū)動(dòng)的三組互成120°配置的方案，不僅可以克服運(yùn)動(dòng)不確定現(xiàn)象，保證機(jī)構(gòu)能順利通過(guò)死點(diǎn)位置，而且還可以平衡一部分慣性力。
(2)新型減速器中，連桿均作圓平面運(yùn)動(dòng)，且尺寸和重量都比較大，會(huì)產(chǎn)生較大的慣性力，結(jié)構(gòu)中采用了三個(gè)連板之間裝設(shè)剪切彈簧(15)的結(jié)構(gòu)，使連板產(chǎn)生的慣性力因互錯(cuò)120°而互相抵消，無(wú)慣性力作用到有關(guān)軸承上。
(3)新型減速采用三組相同機(jī)構(gòu)互錯(cuò)120°排列，且每一組機(jī)構(gòu)又是多點(diǎn)嚙合傳動(dòng)，存在著嚴(yán)重的過(guò)約速。為了補(bǔ)償變形和制造誤差，在輸出軸支點(diǎn)上設(shè)置了彈性浮動(dòng)均載環(huán)節(jié)(6)。
二、發(fā)明效果按上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的減速器樣機(jī)經(jīng)臺(tái)架試驗(yàn)和工業(yè)考核，試驗(yàn)結(jié)果經(jīng)國(guó)家冶金重型機(jī)械檢測(cè)中心現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，主要結(jié)果如下(1)在額定載荷時(shí)效率為0.97；(2)熱平衡時(shí)溫升為44℃；(3)噪聲77dB(A)；新型減速器樣機(jī)于2000年9月16日通過(guò)了陜西省科委組織的技術(shù)鑒定，鑒定結(jié)論為該減速器傳動(dòng)效率高、承載能力大、出軸形式靈活、剛性好、性能價(jià)格比高，為國(guó)內(nèi)減速器行業(yè)增加了一個(gè)新品種，屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。在結(jié)構(gòu)上具有技術(shù)成熟、可靠、產(chǎn)業(yè)化容易、經(jīng)濟(jì)效益高的特點(diǎn)。
本實(shí)用新型
如下圖1是二自由度擺動(dòng)推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，圖2是用平行四邊形機(jī)構(gòu)封閉圖1所得的連桿——凸輪組合機(jī)構(gòu)，即為本實(shí)用新型的機(jī)構(gòu)原理圖。圖3是第一種連桿凸輪減速器正視圖，圖4是圖3沿G-G平面的剖視圖。圖5是第二種連桿凸輪減速器正視圖，圖6是圖5沿J-J平面的剖視圖。
上述圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明如下1—凸輪，2—連桿、推桿。(第一方案中為連桿(2)，第二方案中為推桿(2))，3—曲柄、偏心套，4—從動(dòng)曲柄軸，5—輸出軸，6—彈性軸承盒，7—銷(xiāo)子，8—滾子套，9—輸入軸，10—軸承，11—底座，15—平衡剪切彈簧。
下面是本實(shí)用新型依附圖作進(jìn)一步的詳述參見(jiàn)圖1，曲柄3(也稱偏心套)是AB桿，曲柄3在B點(diǎn)和連桿、推桿2鉸接，以B點(diǎn)為圓心，可以ω3角速度旋轉(zhuǎn)，凸輪1以A點(diǎn)為圓心，與曲柄3鉸接相連，連桿、推桿2上端與凸輪1中內(nèi)廓線(即內(nèi)凸)作高副接觸，并以ω2角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，整個(gè)機(jī)構(gòu)的自由度為2。參見(jiàn)圖2，為了得到自由度為1的機(jī)構(gòu)，在圖1的基礎(chǔ)上，用一個(gè)平行四邊形機(jī)構(gòu)BACD將其封閉起來(lái)，CD桿為另一個(gè)曲柄3，動(dòng)點(diǎn)C鉸接一桿與凸輪1固定連接組成AC，在這種新型連桿——凸輪組合機(jī)構(gòu)中，兩曲柄3同速同向定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，凸輪1圓平面運(yùn)動(dòng)，通過(guò)高副接觸，推動(dòng)連桿、推桿2定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪1的廓線按推桿2作等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)計(jì)。參看圖3和圖4，利用上述原理制成連桿凸輪減速器，凸輪1通過(guò)鍵裝配在輸出軸5上，軸5通過(guò)彈性軸承盒6裝配在底座11上，軸5通過(guò)軸承10以簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)裝配在底座11上，設(shè)凸輪1基圓上均勻分布Z1個(gè)相同的廓線。輸入軸9和從動(dòng)曲柄軸4對(duì)稱分布在輸出軸5兩側(cè)。軸9和軸4分別裝配三個(gè)互成120°的曲柄、偏心套3(這里曲柄和偏心套的作用相同，以下用“偏心套”)，三組偏心套3用軸承10分別與連桿2聯(lián)接。連桿2內(nèi)孔上均布Z2個(gè)帶有滾子套8的銷(xiāo)子7，Z2個(gè)滾子套8與凸輪1中Z1個(gè)凸輪廓線作高副接觸。兩者關(guān)系為Z2＝Z1+1，組成一齒差嚙合副，當(dāng)偏心套3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)一齒差原理便可實(shí)現(xiàn)減速傳動(dòng)，傳動(dòng)比i31＝ω3/ω1＝-Z1。作為動(dòng)力均載裝置的平衡剪切彈簧(15)裝配在平行的三個(gè)板形連桿(2)之間。連桿2內(nèi)孔有廓線12。參見(jiàn)圖5和圖6，這是另一種連桿凸輪形式的減速器，基本結(jié)構(gòu)同上，根據(jù)完全相同的原理，只是三個(gè)凸輪的廓線做在凸輪1的內(nèi)孔上，并通過(guò)軸承、偏心套3與輸入軸9聯(lián)接，三組互成120°凸輪1廓線14數(shù)為Z1。輸出軸5上的推桿2，在其節(jié)圓上均布Z2個(gè)帶有滾子套8的銷(xiāo)子7。嚙合副由凸輪1與滾子套8組成。Z2＝Z1+1，輸入軸9和輸出軸5轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，其傳動(dòng)比為i32＝ω3/ω2＝Z1。
作為動(dòng)力均載裝置的平衡剪切彈簧15裝配在平行的三個(gè)板形凸輪1之間，彈性軸承6也可裝配在輸入軸9和從動(dòng)曲柄軸4上。
權(quán)利要求1.連桿凸輪減速器，包括底座(11)上用軸承(10)以簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)裝配輸入軸(9)和從動(dòng)軸，其特征是輸入軸(9)和從動(dòng)曲柄軸(4)位于輸出軸(5)對(duì)應(yīng)兩側(cè)，輸入軸(9)和從動(dòng)曲柄軸(4)分別裝配固聯(lián)于三組曲柄、偏心套(3)互成120°的平行四邊形機(jī)構(gòu)，輸出軸(5)上的凸輪(1)與平行四邊形機(jī)構(gòu)連桿(2)上的滾子套(8)嚙合組成連桿凸輪減速器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述連桿凸輪減速器，其特征是板形連桿(2)上沿圓孔周邊均布Z2個(gè)帶有滾子套(8)的銷(xiāo)子(7)，凸輪(1)外周均布Z1個(gè)相同的凸輪廓線，Z2＝Z1+1，與輸出軸(5)轉(zhuǎn)向相反的輸入軸(9)上和從動(dòng)曲柄軸(4)上的曲柄、偏心套(3)通過(guò)軸承(10)連接連桿(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述連桿凸輪減速器，其特征是上述三個(gè)板形連桿(2)之間的孔上裝配平衡剪切彈簧(15)，作為動(dòng)力均載裝置。
4.連桿凸輪減速器，包括底座(11)上用軸承(10)以簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)裝配輸入軸(9)和從動(dòng)軸，其特征是輸入軸(9)和從動(dòng)曲柄軸(4)位于輸出軸(5)對(duì)應(yīng)兩側(cè)，輸入軸(9)和從動(dòng)曲柄軸(4)分別裝配固聯(lián)于三組曲柄、偏心套(3)互成120°的平行四邊形機(jī)構(gòu)，輸出軸(5)的節(jié)圓周上有三組滾子套(8)與三組平行四邊形機(jī)構(gòu)上的凸輪(1)的廓線相嚙合，組成另一種連桿凸輪減速器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述連桿凸輪減速器，其特征是板形凸輪(1)上的內(nèi)孔有Z1個(gè)相同的凸輪廓線，三個(gè)互成120°的板形凸輪(1)通過(guò)軸承(10)和三組對(duì)應(yīng)互成120°的曲柄、偏心套(3)連接，與輸入軸(9)和從動(dòng)曲柄軸(4)轉(zhuǎn)向相同的輸出軸(5)上用鍵連接推桿(2)，推桿(2)上沿圓周均勻分布Z2個(gè)帶有滾子套(8)的銷(xiāo)子(7)，Z2＝Z1+1。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述連桿凸輪減速器，其特征是上述三個(gè)板形凸輪(1)之間的孔上裝配平衡剪切彈簧(15)，作為動(dòng)力均載裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述連桿凸輪減速器，其特征是在底座(11)與輸出軸(5)之間裝配彈性軸承盒(6)，作為嚙合均載裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述連桿凸輪減速器，其特征是在底座(11)與輸入軸(9)和從動(dòng)曲柄軸(4)之間裝配彈性軸承盒(6)，作為嚙合均載裝置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及機(jī)械傳動(dòng)裝置。目的是研制一種新的連桿凸輪減速器,具有承載能力高、傳動(dòng)效率高、輸出軸剛度大、壽命長(zhǎng)。結(jié)構(gòu)有二種,一種是連桿推桿形式的減速器,另一種是連桿凸輪形式的減速器,前者凸輪1連接在軸5上,連桿推桿2連接軸9和4上通過(guò)一齒差原理,連桿2上的滾子套8與凸輪1高副凸凸嚙合,后者只把嚙合副高副元素互換,形成凹凸嚙合。優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)陜西省科委組織技術(shù)鑒定,屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng),技術(shù)成熟、可靠,易產(chǎn)業(yè)化,經(jīng)濟(jì)效益高。
文檔編號(hào)F16H21/12GK2509377SQ0126570
公開(kāi)日2002年9月4日 申請(qǐng)日期2001年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月28日
發(fā)明者蔣學(xué)全, 王保民, 張景學(xué), 張國(guó)海 申請(qǐng)人:陜西工學(xué)院