CN103335081B - 非圆齿轮滚筒式分割装置 - Google Patents

Abstract

非圆齿轮滚筒式分割装置，包括一个箱体，箱体上有底板，左侧板，右侧板，箱体上通过轴承支撑有输入行星架轴和输出非圆齿圈，固定在箱体上的太阳齿圈；输入行星架轴和输出非圆齿圈同轴布置；行星架轴通过轴承支撑行星轴，行星轴的一端联接行星非圆齿轮，另一端联接行星圆柱齿轮；行星圆柱齿轮与太阳齿圈啮合；输出非圆齿圈与行星非圆齿轮啮合传动。由于采用了内啮合非圆齿轮-圆柱齿轮差动轮系组合机构，分度运动由行星轮和行星架运动合成，具有良好的动力学特性和较大的分度数；齿轮选用合理的齿廓可以极大提高承载能力；同轴式的输入输出方式，机构布局紧凑，易于安装。采用将分度机构布置在滚筒内部的结构，机械单元极为紧凑，传动链短，传动精度高。适用于流水线、多工序组合机床以及各类通用机床的送料、出料、加工等。

Description

非圆齿轮滚筒式分割装置

技术领域

本发明涉及机械传动装置，特别是涉及一种非圆齿轮滚筒式分割装置。

背景技术

滚筒式分割装置是一种驱动传送带(链)的滚筒(链轮)，使其间歇性运动的装置，也称作为直线分度装置，用以实现自动加工过程中的所需要的间歇步进运动。广泛应用在流水线、多工序组合机床以及各类通用机床的送料、出料、加工等装置中，其性能成为制约现在组合机床自动化发展的关键。

槽条机构和缺齿轮机构滚筒分度装置具有设计简单、加工容易的特点，但动力性能不好，精度低，结构不紧凑，无法用于高速重载的场合；电子式的滚筒式分割装置是用步进电机或者伺服电机直接驱动滚子使其间歇运动，但其缺点很多，如控制复杂、高速时运动性能不佳、无法自锁、电机容易过热而损坏等。目前较好的分割装置是弧面凸轮分割装置，但是由于结构上的原因，将其应用于驱动滚筒需要附加一级传动，使传动的精度大为降低，且体积增大。

发明内容

本发明的目的是提供一种非圆齿轮滚筒式分割装置，其具有良好的动力学特性和较大的分度数，承载能力高，结构紧凑，易于安装。

本发明实现上述目的的技术方案为：

采用内啮合非圆齿轮-圆柱齿轮差动轮系，将整个传动装置紧密的布置在滚筒的内部空间中，行星架运动作为主输入运动，由于太阳齿圈固定，行星齿轮自转并且公转，通过一对非圆齿轮齿圈将其复合运动输出。按照一定的传动比函数设计非圆齿轮的节曲线，即可得到所需的间歇运动输出。

具体结构为：包括一个箱体，箱体上有底板，左侧板，右侧板，其特征在于：箱体上通过轴承支撑有输入行星架轴和输出非圆齿圈，固定在箱体上的太阳齿圈；输入行星架轴和输出非圆齿圈同轴布置；行星架轴通过轴承支撑行星轴，行星轴的一端联接行星非圆齿轮，另一端联接行星圆柱齿轮；行星圆柱齿轮与太阳齿圈啮合；输出非圆齿圈与行星非圆齿轮啮合传动；

动力从输入行星架轴输入，由于太阳齿圈固定不动，从而行星轴及其上的行星圆柱齿轮和行星非圆齿轮自转加公转，并将合成运动通过输出非圆齿圈输出。

非圆齿轮的节曲线设计按照推导出来的传动比函数，其中非圆齿轮的传动比函数按照以下方法计算：

式中，n为分度装置的分度数。θ为停歇期转角，运动期转角φ＝2π-θ

A为另一对圆柱齿轮的传动比，按下式计算，

$A=\frac{1}{n}-\frac{1}{\mathrm{\ξ}}$

ξ＝2,3,4...

B按下式用数值方法解出。

非圆齿轮和圆柱齿轮可以根据受力和设计要求选用直齿、斜齿、螺旋齿，其齿廓的形状也可根据设计要求使用渐开线、圆弧、正弦曲线等。

本发明的有益效果：由于采用了内啮合非圆齿轮-圆柱齿轮差动轮系组合机构，分度运动由行星轮和行星架运动合成，具有良好的动力学特性和较大的分度数；齿轮选用合理的齿廓可以极大提高承载能力；非圆齿轮的加工工艺只需现有齿轮加工工艺的基础上稍加改进，就能适应大批量生产；同轴式的输入输出方式，机构布局紧凑，易于安装。采用将分度机构布置在滚筒内部的结构，机械单元极为紧凑，传动链短，传动精度高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为行星非圆齿轮主视图。

图3为输出非圆齿圈主视图。

图中：1.左侧板,2.输入行星架轴,3.行星非圆齿轮,4.非圆齿圈,5.底板,6.右侧板,7.行星圆柱齿轮,8.行星轴,9.太阳齿圈。

具体实施方式

具体实施方式1

如图1所示，包括一个箱体，箱体上有底板5，左侧板1，右侧板6，其特征在于：箱体上通过轴承支撑有输入行星架轴2和直齿渐开线的非圆齿圈4，固定在箱体上的太阳齿圈9；输入行星架轴2和非圆齿圈4同轴布置；行星架轴2通过轴承支撑行星轴8，行星轴8的一端联接直齿渐开线的行星非圆齿轮3，另一端联接直齿渐开线的行星圆柱齿轮7；行星圆柱齿轮7与直齿渐开线的太阳齿圈9啮合；直齿渐开线的非圆齿圈4与直齿渐开线的行星非圆齿轮3啮合传动；

动力从输入行星架轴2输入，由于直齿渐开线的太阳齿圈9固定不动，从而行星轴8及其上直齿渐开线的行星圆柱齿轮7和直齿渐开线行星非圆齿轮3自转加公转，并将合成运动通过直齿渐开线的非圆齿圈4输出。

具体实施方式2

如图1所示，包括一个箱体，箱体上有底板5，左侧板1，右侧板6，其特征在于：箱体上通过轴承支撑有输入行星架轴2和斜齿渐开线的非圆齿圈4，固定在箱体上斜齿渐开线的太阳齿圈9；输入行星架轴2和斜齿渐开线的非圆齿圈4同轴布置；行星架轴2通过轴承支撑行星轴8，行星轴8的一端联接斜齿渐开线的行星非圆齿轮3，另一端联接斜齿渐开线的行星圆柱齿轮7；齿渐开线的行星斜圆柱齿轮7与斜齿渐开线的太阳齿圈9啮合；斜齿渐开线的非圆齿圈4与斜齿渐开线的行星非圆齿轮3啮合传动；

动力从输入行星架轴2输入，由于斜齿渐开线的太阳齿圈9固定不动，从而行星轴8及其上斜齿渐开线的行星圆柱齿轮7和斜齿渐开线的行星非圆齿轮3自转加公转，并将合成运动通过斜齿渐开线的非圆齿圈4输出。

具体实施方式3

如图1所示，包括一个箱体，箱体上有底板5，左侧板1，右侧板6，其特征在于：箱体上通过轴承支撑有输入行星架轴2和斜齿圆弧的非圆齿圈4，固定在箱体上斜齿圆弧的太阳齿圈9；输入行星架轴2和斜齿圆弧的非圆齿圈4同轴布置；行星架轴2通过轴承支撑行星轴8，行星轴8的一端联接行星斜齿圆弧的非圆齿轮3，另一端联接斜齿圆弧的行星圆柱齿轮7；斜齿圆弧的行星圆柱齿轮7与斜齿圆弧的太阳齿圈9啮合；斜齿圆弧的非圆齿圈4与斜齿圆弧的行星非圆齿轮3啮合传动；

动力从输入行星架轴2输入，由于斜齿圆弧的太阳齿圈9固定不动，从而行星轴8及其上的斜齿圆弧的行星圆柱齿轮7和斜齿圆弧的行星非圆齿轮3自转加公转，并将合成运动通过斜齿圆弧的非圆齿圈4输出。

Claims (4)

1.一种非圆齿轮滚筒式分割装置，包括一个箱体，箱体上有底板(5)，左侧板(1)，右侧板(6)，其特征在于：箱体上通过轴承支撑有输入行星架轴(2)和输出非圆齿圈(4)，固定在箱体上的太阳齿圈(9)；输入行星架轴(2)和输出非圆齿圈(4)同轴布置；行星架轴(2)通过轴承支撑行星轴(8)，行星轴(8)的一端联接行星非圆齿轮(3)，另一端联接行星圆柱齿轮(7)；行星圆柱齿轮(7)与太阳齿圈(9)啮合；输出非圆齿圈(4)与行星非圆齿轮(3)啮合传动；

动力从输入行星架轴(2)输入，由于太阳齿圈(9)固定不动，从而行星轴(8)及其上的行星圆柱齿轮(7)和行星非圆齿轮(3)自转加公转，并将合成运动通过输出非圆齿圈(4)输出；

非圆齿轮的节曲线设计按照推导出来的传动比函数，其中非圆齿轮的传动比函数按照以下方法计算：

式中，n为分度装置的分度数。θ为停歇期转角，运动期转角φ＝2π-θ

A为另一对圆柱齿轮的传动比，按下式计算，

$A=\frac{1}{n}-\frac{1}{\mathrm{\ξ}}$

ξ＝2,3,4…

B按下式用数值方法解出；

2.根据权利要求1所述的一种非圆齿轮滚筒式分割装置，其特征在于：所述的行星非圆齿轮(3)为直齿渐开线行星非圆齿轮，所述的输出非圆齿圈(4)为直齿渐开线输出非圆齿圈，所述的行星圆柱齿轮(7)为直齿渐开线行星圆柱齿轮，所述的太阳齿圈(9)为直齿渐开线太阳齿圈。

3.根据权利要求1所述的一种非圆齿轮滚筒式分割装置，其特征在于：所述的行星非圆齿轮(3)为斜齿渐开线行星非圆齿轮，所述的输出非圆齿圈(4)为斜齿渐开线输出非圆齿圈，所述的行星圆柱齿轮(7)为斜齿渐开线行星圆柱齿轮，所述的太阳齿圈(9)为斜齿渐开线太阳齿圈。

4.根据权利要求1所述的一种非圆齿轮滚筒式分割装置，其特征在于：所述的行星非圆齿轮(3)为斜齿圆弧行星非圆齿轮，所述的输出非圆齿圈(4)为斜齿圆弧输出非圆齿圈，所述的行星圆柱齿轮(7)为斜齿圆弧行星圆柱齿轮，所述的太阳齿圈(9)为斜齿圆弧太阳齿圈。