[发明专利]一种旋转与步进式扭转振动复合运动机构

说明书

技术领域

本发明属于机构学传动技术领域，涉及一种旋转与步进式扭转振动复合的运动机构。

背景技术

目前，在机械传动领域中，实现旋转和扭转振动复合的方法大致可分为以下三种：

(1)基于偏心槽轮机构的单动力源机械式运动合成方法：这种方法采用单一动力源， 通过两条运动链将一个旋转运动分成两条支路，分别实现复合运动所需的低速旋转和高速旋 转运动，然后通过一个运动合成机构，将这两个运动合成为低速公转和高速自转复合的运动 形式，最后通过一个偏心槽轮输出机构，将复合运动转化成低速旋转和高频扭转振动复合的 运动形式输出。如《振转主轴箱》专利(专利号ZL85104259，公开号CN85104259、公开日 1986年12月3日)公开的一种三角凸轮振转主轴箱。再如《钻与振铰主轴箱》专利(专利号 ZL86106470、公开号为CN86106470、公开日为1987年5月6日)公开的一种采用两套转轴轮系 传动路线的钻与振铰主轴箱，即采用这种传动方案。

(2)行星式传动运动合成机构：这种机构采用行星式传动原理，直接将单一的旋转运 动转化为行星轮的低速公转和高速自转复合运动，然后通过一个偏心槽轮输出机构，将复合 运动转化成低速旋转和高频扭转振动复合的运动形式输出。如在本发明以前的现有技术中， 印度学者公布的振动攻丝附件即采用这种机构[International Journal of Machine tools and Manufacture(国际机床与制造杂志)1987.27.(3)：343-340]。

(3)基于少齿差传动机构的运动合成方法：这种方式采用一个动力源，通过偏心轴带 动少齿差传动机构中的小齿轮做公转和自转运动，再通过该小齿轮上偏心拨叉销带动拨叉槽 做变速回转运动，从而将少齿差传动中的小齿轮的低速公转运动与高速自转运动合成。如《 一种基于少齿差传动的旋转与扭振复合运动机构》专利(专利号ZL200410073523.5、公开号 为CN1632347、公开日为2005年6月29日)公开的一种基于少齿差传动的旋转与扭振复合运动 机构。

上述三种旋转和扭转振动复合运动实现方法各自特点与不足之处分别为：

(1)单动力传动原理是由一个动力源通过两条传动链分别实现所需的低速旋转和高速 旋转运动，然后再将两个运动进行合成，最后由偏心槽轮输出机构实现旋转和扭转振动复合 运动的输出，这种方法的特点是可实现低速回转与高频扭振的合成，缺点是传动链长，结构 复杂，体积大，合成机构装配和制造结构工艺性差，而且低速旋转与产生扭转振动的高速传 动链之间速比由齿轮齿数确定，难以调整。

(2)行星式运动合成机构省略了两条传动链和合成机构，直接通过行星传动将自转和 公转合成到行星轮上，结构复杂性得到大大简化，但低速回转与高频扭振的速比受到很大限 制，因此这种机构在生产中应用较少。

(3)基于少齿差传动的运动合成机构采用一个动力源，机构简单，但小齿轮的公转与 自转速度关系是由结构确定的，难以改变；拨叉销与拨叉槽之间的磨损较大；拨叉销的偏心 距离调整困难；另外该机构采用了内齿轮传动，制造成本高。故在实际应用中还存在一定困 难。

可以看出，现有的旋转和扭转振动复合运动在机构实现方面还存在许多问题，从而使得 需要该运动的振动攻丝、铰孔、钻削及磨削等先进的振动切削工艺在生产中难以得到有效的 推广应用。另外，现有的旋转和扭转振动复合运动机构主要实现的是往复式扭转振动。

发明内容

针对上述旋转和扭振复合运动实现过程中存在的问题，本发明的目的在于提供一种旋转 与步进式扭转振动复合运动机构，其传动简单，结构紧凑，构件数量少，易于实现大速比、 速度与扭转振动频率可调，且扭振的振幅调整方便。

本发明采用的技术方案为：一种旋转与步进式扭转振动复合运动机构，包括轴A、转筒 、主轴、与主轴呈垂直固定连接的摆杆、和穿过转筒且与转筒中轴线呈平行设置的轴B；轴A 和主轴分别位于转筒的上下侧且同时位于转筒的中轴线上；轴A一端与第一带轮固定连接， 另一端与转筒固定连接；第一带轮和转筒之间的轴A上还空套有第二带轮和齿轮A，第二带轮 和齿轮A同轴固定连接；齿轮A外啮合有齿轮B；轴B的一端与齿轮B固定连接，另一端固定连 接有双偏心凸轮；摆杆的一端与主轴垂直固定连接，另一端与双偏心凸轮相连接。

其中的双偏心凸轮由外偏心轮和内偏心轮组成。