[发明专利]一种通过摆动盘输出的活齿凸轮机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过摆动盘输出的活齿凸轮机构，属于机械传动技术领域。

背景技术

钢球传动是一类以钢球为中介体进行两同轴之间转速变换与动力传递的少齿差行星传动装置，具有结构紧凑、传动效率高、承载能力强以及通过合理设计间隙调整机构可实现无隙啮合等优点。迄今为止已提出了多种结构形式的钢球传动的专利技术。申请号为200920178366.2的实用新型专利公布了《二齿差平面钢球传动装置》，该装置主要由输入轴、动盘、钢球、活齿架、定盘、输出轴和机体等构件组成。输入轴与动盘固联构成激波器，定盘和活齿架分别与机体及输出轴固联为一体，钢球安置在活齿架周向均布的径向槽内，并在动、定盘封闭槽齿廓的交错区域内运动，当输入轴与动盘匀速回转时，动盘封闭槽齿廓推动钢球与定盘封闭槽齿廓接触啮合，钢球在沿活齿架径向槽移动的同时推动活齿架及输出轴作匀速转动，实现输入轴与输出轴之间的转速变换及动力传递。此装置实现了连续的匀速旋转输入运动转化为连续的匀速旋转输出运动。

目前国内提出的多种结构形式的钢球传动的专利技术中，主要是围绕连续的匀速旋转输入、输出的传动。

发明内容

为了满足实际生产中复杂多变的非匀速摆动输出运动规律的要求，本发明提供一种通过摆动盘输出的活齿凸轮机构，通过改变摆动盘端面上封闭槽廓线，可以实现将匀速旋转输入转化为多种形式的摆动输出。

本发明所述的一种新型非匀速摆动输出的活齿凸轮机构，该机构主要由输入轴、输入盘、钢球、活齿架、摆动盘、输出轴等构件组成。输入轴与输入盘固联为一体构成激波器，输出轴与摆动盘固联为一体构成中心轮，钢球安置在活齿架周向均布的径向槽内，并在输入盘、摆动盘封闭槽齿廓的交错区域内运动，输入轴和输出轴通过轴承安装于机架内。

这种通过摆动盘输出的活齿凸轮机构的机架包括左端盖、左小端盖、右端盖、右小端盖，其中，输入轴和输出轴通过输入轴轴承和输出轴轴承安装于左、右端盖上，左、右端盖内侧与活齿架固联，外侧分别安装有左、右小端盖，把整个机架封闭为一体。整个机构所有构件都沿回转中心对称分布。

这种通过摆动盘输出的活齿凸轮机构的输入盘在面向活齿架的端面上具有单一连续对称的封闭槽曲线，封闭槽曲线可由齿廓方程S＝R+ecosnθ和其内、外等距线确定，式中，θ、S分别为齿廓曲线的极角和向径，R为基圆半径，e为偏心距，n为齿数。

这种通过摆动盘输出的活齿凸轮机构根据摆动角度的不同，摆动盘端面上可以有2至4段或者更多不连续的对称的封闭槽曲线，具有2至4段封闭槽曲线的摆动盘可实现输出180度以内任意角度的摆动。

这种通过摆动盘输出的活齿凸轮机构的摆动盘端面上封闭槽曲线的形状主要取决于摆动盘的输出运动规律，根据《自动机械凸轮机构实用设计手册》(刘昌祺著，科学出版社，2013)，选择不同的封闭槽曲线会对机构的运动和动力特性产生较大的影响。封闭槽曲线选择修正梯形曲线适用于加速度较小、传动平稳的摆动；修正等速曲线适用于凸轮机构的尺寸和压力角比较小的摆动；摆线曲线适用于加速度比较大的高速摆动；修正正弦曲线是最常用的标准曲线，曲线变化平滑，可实现平稳的摆动。

活齿架端面上可以有2个或者3个或者4个径向槽，每个径向槽对应一个钢球，钢球对称分布，且同时传递转矩，所以，每个钢球具有相同的负载。

本发明的有益效果是：

1.整个机构结构简单，所有构件都沿回转中心对称分布，从而使整机的动、静平衡。

2.机构结构紧凑，传动效率高，接触强度高，可实现无侧隙啮合。

3.每个钢球承受相同的载荷，输入、摆动盘廓线连续可导，且封闭槽深度恒定，从而实现平稳传动，避免了传动机构的振动激励。

4、通过改变摆动盘封闭槽齿廓曲线，可以实现多种非匀速的摆动输出。

附图说明

图1一种通过摆动盘输出的活齿凸轮机构；

图2-1输入盘的主视图；

图2-2输入盘的剖视图；

图3-1摆动盘的主视图；

图3-2摆动盘的剖视图；

图4-1活齿架的主视图；

图4-2活齿架的剖视图；

图5-1输入盘、摆动盘与钢球的啮合原理图；

图5-2输入盘转θ度、摆动盘摆动α度与钢球的啮合原理图；

图6输入盘端面上的廓线；

图7摆动盘端面上的廓线为摆线曲线摆动60度的输入盘、摆动盘廓线；

图8-1摆动输出的曲线为无停留修正梯形曲线，摆动10度的输入盘、摆动盘廓线；