CN110953314A - 多齿啮合变速机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多齿啮合变速机构，属于传动设备技术领域。本发明解决了现有减速机问题。本发明包括:输入轴；作为输出端的输出轴；环板，与所述输入轴旋转连接，所述环板上设有内齿圈；输出齿轮，与所述齿圈多齿啮合；所述输出轴固定连接在所述输出齿轮上，所述输入轴与所述环板偏心旋转连接，所述输出齿轮和所述齿圈的多齿啮合相适应；输入轴的转动转化为环板的平面运动，环板上的内齿圈再将运动减速传递给输出齿轮，通过输出轴实现运动传递。所述的环板上还设有轴Ⅱ，所述轴Ⅱ与所述环板偏心旋转连接，所述轴Ⅱ和输入轴对称设在所述齿圈的两侧。

Description

多齿啮合变速机构

技术领域

本发明涉及一种多齿啮合变速机构，属于减速机技术领域。

背景技术

大型减速机作为连接动力源和执行机构的动力传动装置在建材、冶金、矿厂等传动设备领域是不可或缺的，其具有输入功率大、输出扭矩高、工作环境恶劣的特点，目前减速机普遍应用的传动机构为平行轴，但是存在体积过大、传动噪声大等问题。现需要设计开发出一种承载能力高、运转噪声小、体积小、可靠性高不易断齿且可灵活布置结构形式的传动齿轮机构来满足本领域对减速机提出的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有减速机传动存在的上述缺陷，提出了一种多齿啮合变速机构，结构简单、设计合理，通过输入轴带动环板进行运动，从而带动输出齿轮传动，输出齿轮通过输出轴将转动传输出。

本发明是采用以下的技术方案实现的：

一种多齿啮合变速机构，包括:

输入轴；

作为输出端的输出轴；

环板，与所述输入轴旋转连接，所述环板上设有内齿圈；

输出齿轮，设在所述输出轴上并与所述齿圈啮合；

所述输入轴与所述环板偏心旋转连接，所述的环板上还设有轴Ⅱ，所述轴Ⅱ与所述环板偏心旋转连接，所述轴Ⅱ、输入轴和输出轴平行设置。

输入轴的转动转化为环板的平面运动，环板上的内齿圈再将运动减速传递给输出齿轮，通过输出轴实现运动传递。

优选的，所述的环板的内齿圈与所述输出齿轮多齿啮合。

所述的环板上的齿圈和输出齿轮采用多齿啮合设计，同时啮合的齿数可以达到10个以上，不仅使齿轮箱的承载能力大幅提升，运转也更加平稳；该齿形的齿根较厚，具有更好的抗弯曲能力，可以适应多种复杂恶劣的工况条件。采用的原理是输出齿轮、齿圈的齿顶圆交点和节圆交点的圆弧作为内啮合齿轮的设计啮合线，通过平面啮合原理，建立关于啮合线与输出齿轮和齿圈共轭齿廓曲线之间对应关系的共轭方程；根据共轭方程，构造满足圆弧啮合线的共轭齿廓曲线，该共轭齿廓曲线为输出齿轮齿顶齿廓曲线和齿圈齿顶齿廓曲线；利用共轭原理构造与齿顶齿廓曲线共轭的齿根齿廓，并对内齿轮齿根齿廓进行修形；设计输出齿轮、齿圈轮齿齿根与齿根圆之间的过渡曲线，确定轮齿齿根齿廓曲线在端点处的切向，构造与齿根圆和齿根齿廓曲线在端点相切的圆弧过渡曲线，最后通过该曲线设计出多齿啮合的齿形结构。

优选的，所述的轴Ⅱ伸出所述环板并可作为动力输入端。所述的输入轴和轴Ⅱ均可以单独作为动力输入端使用，也可以同时作为输入端的动力输入。

优选的，所述的环板设有两个或多个，所述环板通过输入轴、轴Ⅱ和输出轴串联在一起，每组所述环板上均设有齿圈，所述齿圈均与其内侧的输出齿轮多齿啮合，所述输出齿轮串联在所述输出轴上；每组串联的所述环板和所述输出齿轮均平行设置。

在相同承载能力的情况下，相较于传统渐开线传动机构，该传动机构具有更小的体积。本新型啮合模块化可串联机构可以根据需求进行多组环板串联使用，更大的提升了应用领域和应用价值。

优选的，所述的输入轴上套装有第一偏心套，所述第一偏心套通过第一偏心套轴承与所述环板旋转连接；

所述的轴Ⅱ上套装有第二偏心套，所述第二偏心套通过第二偏心套轴承与所述环板旋转连接。

优选的，所述的输入轴上套装有第一偏心套轴承，所述第一偏心套轴承与所述环板旋转连接；所述的轴Ⅱ上套装有第二偏心套轴承，所述第二偏心套轴承与所述环板旋转连接。

优选的，所述的输入轴与所述环板连接的部位偏心设置；所述的轴Ⅱ与所述环板连接的部位偏心设置。

优选的，串联的所述的环板的齿圈与串联的所述输出齿轮任一角度啮合。串联时，齿圈和输出齿轮可以在不同角度进行捏合，每组环板的齿圈和输出齿轮相位之间构成角度差θ，典型的角度差有0度、60度、90度、120度、180度等。

本发明的有益效果是：

(1)本发明所述的多齿啮合变速机构，通过输入轴配合轴Ⅱ的转动转化为环板的平面运动，环板上的内齿圈再将运动减速传递给输出齿轮，通过输出轴实现运动传递，采用新的结构进行齿轮传动，可以实现单级齿轮大减速比传动，减速比可以达到11-100。

(2)本发明所述的多齿啮合变速机构，输出齿轮和齿圈采用多齿齿轮啮合，啮合齿数可以达到10个以上。

(3)本发明所述的多齿啮合变速机构，采用大重合齿形设计，同时啮合的齿数达到10个以上。在相同体积的情况下，相较于传统渐开线传动结构，该传动机构具有更高的承载能力；在相同承载能力的情况下，相较于传统渐开线传动机构，该传动机构具有更小的体积。

(4)本发明所述的多齿啮合变速机构，环板和输出齿轮均通过输入轴、轴Ⅱ和输出轴进行串联，可以根据需求进行多组环板串联使用，更大的提升了应用领域和应用价值，串联时，齿圈和输出齿轮可以在不同角度进行啮合，每组环板的齿圈和输出齿轮相位之间构成角度差θ，典型的角度差有0度、60度、90度、120度、180度等，可以进一步的提高传动稳定性，使得串联后输出齿轮和齿圈在传动时可以有更多的点进行啮合，从而提高功率的传输和传输的稳定。

附图说明

图1是本发明实施例的立体图；

图2是本发明实施例的串联两组布置的立体图；

图3是本发明实施例的串联三组布置的立体图；

图4是本发明实施例的原理图；

图5是本发明实施例的串联两组的相位布置图；

图中：1、输入轴；2、第一偏心套；3、第一偏心套轴承；4、环板；5、输出齿轮；6、输出轴；7、第二偏心套轴承；8、第二偏心套；9、轴Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1-5所示，本发明所述的一种多齿啮合变速机构，包括:

输入轴1；

作为输出端的输出轴6；

环板4，与所述输入轴1旋转连接，所述环板4上设有内齿圈；

输出齿轮5，固定在所述输出轴6上并与所述齿圈啮合；

所述输入轴1与所述环板4偏心旋转连接，所述的环板4上还设有轴Ⅱ9，所述轴Ⅱ9与所述环板4偏心旋转连接，所述轴Ⅱ9、输入轴1和输出轴6平行设置。

所述的环板4的内齿圈与所述输出齿轮5多齿啮合。

所述的轴Ⅱ9伸出所述环板4并可作为动力输入端。

如图4所示，输入轴1、第一偏心套2、环板4、轴Ⅱ9和第二偏心套8组成一个平行四边形曲柄连杆机构，通过驱动输入轴1或者轴Ⅱ9为该机构提供输入动力，或者同时驱动输入轴1和轴Ⅱ9提供输入动力，带动环板4和输出齿轮5做啮合运动，从而为输出齿轮5提供动力，带动输出轴6旋转输出。

所述的环板4设有两个或多个，所述环板4通过输入轴1、轴Ⅱ9和输出轴6串联在一起，每组所述环板4上均设有齿圈，所述齿圈均与其内侧的输出齿轮5多齿啮合，所述输出齿轮5串联在所述输出轴6上；每组串联的所述环板4和所述输出齿轮5均平行设置。

所述的输入轴1上套装有第一偏心套2，所述第一偏心套2通过第一偏心套轴承3与所述环板4旋转连接；

所述的轴Ⅱ9上套装有第二偏心套8，所述第二偏心套8通过第二偏心套轴承7与所述环板4旋转连接。

如图5所示，串联的所述的环板4的齿圈与串联的所述输出齿轮5可在任一角度啮合。每组环板4和输出齿轮5相位之间构成角度差θ，典型的角度差有0度、60度、90度、120度、180度等，可以进一步的提高传动稳定性，使得串联后输出齿轮5和齿圈在传动时可以有更多的点进行啮合，从而提高功率的传输和传输的稳定。

本发明的使用过程如下所述：

输入轴1、第一偏心套2、环板4、轴Ⅱ9和第二偏心套8组成一个平行四边形曲柄连杆机构。输入轴1、第一偏心套2组成前一个曲柄，轴Ⅱ9和第二偏心套8组成另一个曲柄，环板4为曲柄连杆机构里的连杆。当电机驱动输入轴1运动时，在输入轴1、第一偏心套2、轴Ⅱ9和第二偏心套8在两个曲柄的作用下，实现环板4的平面运动。环板4上的内齿圈与输出齿轮5啮合，通过输出轴6实现运动输出；

同时电机可以单独驱动输入轴1或者轴Ⅱ9运动，也可以单独驱动其中一个进行运动，从而带动输出轴6输出。

实施例2

所述的输入轴1上套装有第一偏心套轴承3，所述第一偏心套轴承3与所述环板4旋转连接；所述的轴Ⅱ9上套装有第二偏心套轴承7，所述第二偏心套轴承7与所述环板4旋转连接。其余与实施例1相同

实施例3

所述的输入轴1与所述环板4连接的部位偏心设置；所述的轴Ⅱ9与所述环板4连接的部位偏心设置。其余与实施例1相同

本发明主要运用于齿轮箱内部齿轮传动结构。

当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。

Claims (8)

1.一种多齿啮合变速机构，其特征在于，包括:

作为输入端的输入轴(1)；

作为输出端的输出轴(6)；

环板(4)，与所述输入轴(1)旋转连接，所述环板(4)上设有内齿圈；

输出齿轮(5)，固定在所述输出轴(6)上并与所述齿圈啮合；

所述输入轴(1)与所述环板(4)偏心旋转连接，所述的环板(4)上还设有轴Ⅱ(9)，所述轴Ⅱ(9)与所述环板(4)偏心旋转连接，所述轴Ⅱ(9)、输入轴(1)和输出轴(6)平行设置。

2.根据权利要求1所述的多齿啮合变速机构，其特征在于：所述的环板(4)的内齿圈与所述输出齿轮(5)多齿啮合。

3.根据权利要求2所述的多齿啮合变速机构，其特征在于：所述的轴Ⅱ(9)伸出所述环板(4)并可作为动力输入端。

4.根据权利要求3所述的多齿啮合变速机构，其特征在于：所述的环板(4)设有两个或多个，所述环板(4)通过输入轴(1)、轴Ⅱ(9)和输出轴(6)串联在一起，每组所述环板(4)上均设有齿圈，所述齿圈均与其内侧的输出齿轮(5)多齿啮合，所述输出齿轮(5)串联在所述输出轴(6)上；

每组串联的所述环板(4)和所述输出齿轮(5)均平行设置。

5.根据权利要求4任一所述的多齿啮合变速机构，其特征在于：串联的所述的环板(4)的齿圈与串联的所述输出齿轮(5)可在任一角度啮合。

6.根据权利要求1-5任一所述的多齿啮合变速机构，其特征在于：所述的输入轴(1)上套装有第一偏心套(2)，所述第一偏心套(2)通过第一偏心套轴承(3)与所述环板(4)旋转连接；

所述的轴Ⅱ(9)上套装有第二偏心套(8)，所述第二偏心套(8)通过第二偏心套轴承(7)与所述环板(4)旋转连接。

7.根据权利要求1-5任一所述的多齿啮合变速机构，其特征在于：所述的输入轴(1)上套装有第一偏心套轴承(3)，所述第一偏心套轴承(3)与所述环板(4)旋转连接；

所述的轴Ⅱ(9)上套装有第二偏心套轴承(7)，所述第二偏心套轴承(7)与所述环板(4)旋转连接。

8.根据权利要求1-5任一所述的多齿啮合变速机构，其特征在于：所述的输入轴(1)与所述环板(4)连接的部位偏心设置；

所述的轴Ⅱ(9)与所述环板(4)连接的部位偏心设置。

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