CN1335460A - 可连续改变传动半径的不连续组合齿轮构件 - Google Patents

可连续改变传动半径的不连续组合齿轮构件 Download PDF

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Abstract

一种可连续改变传动半径的不连续组合齿轮构件,由转动副1和不少于三个移动副3－1、3－2……或摆动副构成的多杆平面构件及由带齿的零件5－1、5－2……构成的不连续组合齿轮构件共同组成。多杆平面构件中所有的杆2－1、2－2……固定在转动副转动盘6上,并以转动副回转中心为中心呈辐射状分布,每一移动副或每一摆动副上连接有带齿的零件。不连续组合齿轮的传动半径R可随移动副的连续移动或摆动副的连续摆动而连续变化,多杆平面构件及不连续组合齿轮构件可绕转动盘的回转中心机架旋转。

Description

可连续改变传动半径的不连续组合齿轮构件
技术领域
一种可连续改变传动半径的不连续组合齿轮构件，属机械构件领域。
背景技术
齿轮是机械构件领域中最常用的构件之一。现有技术的齿轮包含圆柱齿轮、圆锥齿轮、非圆齿轮等完整的齿轮和不完全齿轮、齿条、齿弧等不完整的齿轮。现有技术的齿轮具有传动功率大、传动效率高、结构简单等明显的优点，但无法连续改变传动半径是其明显的缺点。
发明内容
针对上述现有技术的齿轮无法连续改变传动半径的明显缺点。本发明提出一种“可连续改变传动半径的不连续组合齿轮构件”。
本发明的目的是：创造一种可连续改变传动半径的齿轮构件，本构件同时还具有传动功率大、效率高、结构简单的优点。
为清晰起见，本文把完整齿轮中的圆柱齿轮、圆锥齿轮和不完整齿轮中的齿条、齿弧这四种零件定义为“带齿零件”。
同样，为清晰起见，把本文中使用的技术术语概念明确如下，并作为本文的定义。这些常用技术术语的概念见之于众多版本的《机械设计手册》，是一般机械设计人员的基础知识，是共知的。
“构件”：组成机构的各相对运动的单元，也可以是一个简单***。
“机架”：机构中用来支持运动构件的构件，通常把它看成是相对静止的，用做研究运动的参考坐标。
“机构”；两个以上的构件以机架为基础，由运动副以一定方式联接形成的具有确定相对运动的构件***。
“平面机构”：各构件均在相互平行的平面内运动的机构。
“转动副”：两构件铰接，其一构件固定时，另一构件有一个转动的自由度。“摆动副”是“转动副”的特殊形式，即：两构件铰接，其一构件固定时，另一构件有一个摆动的自由度。
“移动副”：两构件套接，其一构件固定时，另一构件有一个移动的自由度。
“高副”：点或线接触的运动副。
“低副”：面接触的运动副。
“自由度”：描述或确定一个***或构件的运动状态或位置所必须的独立参变量。平面运动只具有三个独立的参变量。
“约束”：限制***或构件运动自由的条件。
“主动件”：由外界给予的确定独立运动或力的构件，一般与机架相连。
“被动件”：机构中除机架和主动件而外的所有构件。
本发明的目的可以用以下两种技术方案来实现：
一.本发明的技术方案一：
由转动副和不少于三个移动副组成的多杆平面构件和由多个带齿的零件组成的不连续组合齿轮构件共同组成。
其结构特征说明如下：
1.由转动副和不少于三个移动副组成的多杆平面构件如图1所示：所有的杆2-1、2-2、……固定在转动副转动盘6上且呈辐射状分布，所有杆上的移动副3-1、3-2、……都可以在杆上连续移动。
2.由多个带齿的零件组成的不连续组合齿轮构件如图2所示：所有移动副3-1、3-2、……上都连接有一个带齿零件5-1、5-2、……，所有带齿零件组成不连续组合齿轮构件。传动半径R。
本技术方案运动特征为：①连接在移动副3-1、3-2、……上的各个带齿零件5-1、5-2、……都可以随移动副在杆2-1、2-2、……上连续移动，所以，不连续组合齿轮构件的传动半径R可以连续变化；②多杆平面构件及不连续组合齿轮构件都可绕转动盘6的转动副机架1旋转。
本发明的技术方案二：
由转动副和不少于三个摆动副组成的多杆平面构件和由多个带齿的零件组成的不连续组合齿轮构件共同组成。
其结构特征说明如下：
1.由转动副和不少于三个摆动副组成的多杆平面构件如图3所示：所有的杆2-1、2-2、……固定在转动副转动盘6上且呈辐射状分布，所有杆上的摆动副4-1、4-2、……都可以连续摆动。
2.由多个带齿的零件组成的不连续组合齿轮构件如图4所示：所有摆动副4-1、4-2、……上都连接有一个带齿零件5-1、5-2、……，所有带齿零件组成不连续组合齿轮构件。传动半径R。
本技术方案运动特征为：①连接在摆动副4-1、4-2、……上的各个带齿零件5-1、5-2、……都可以随摆动副连续摆动，所以，不连续组合齿轮构件的传动半径R可以连续变化；②多杆平面构件及不连续组合齿轮构件都可绕转动盘6的转动副机架1旋转。
当带齿零件5-1、5-2、……是圆柱齿轮或圆锥齿轮对，不连续组合齿轮构件可以连续变化的传动半径有两个：R1和R2。如图5所示。
当带齿零件5-1、5-2、……是齿条、齿弧时，不连续组合齿轮构件可以连续变化的传动半径是一个：R。如图6所示。
本发明实现连续改变传动半径工作条件如下：
本发明上述两个技术方案中所述的带齿零件5-1、5-2、……对于转动盘6的转动副机架1都有相对位移的一个自由度。那么给予这个自由度以确定的约束，就能够确定不连续组合齿轮对于转动盘回转中心的传动半径R，不连续组合齿轮构件就能以确定传动半径工作。连续改变约束半径，就能连续改变不连续组合齿轮传动半径，使不连续组合齿轮有确定的工作状态。连续改变约束半径的方法很多，但这不属于本发明的范围之内，不做详细的说明。
本发明的优点是：
1.可实现传动半径的连续变化；
2.传动功率大，效率高；
3.结构简单。
附图说明
图1：由转动副和移动副组成的多杆平面构件简图；
图2：由转动副和移动副组成的多杆平面构件和由带齿零件组成的不连续组合齿轮构件组成的“技术方案一”结构简图；
图3：由转动副和摆动副组成的多杆平面构件简图；
图4：由转动副和摆动副组成的多杆平面构件和由带齿零件组成的不连续组合齿轮构件组成的“技术方案二”结构简图；
图5：当带齿零件是圆柱齿轮或圆锥齿轮时，不连续组合齿轮可以连续变化的传动半径是R1和R2。
图6：当带齿零件是齿条或齿弧时，不连续组合齿轮可以连续变化的传动半径是R。
图7：本发明实施例1结构之一简图。“杆”体现为“轴”，“移动副”体现为“套”，“带齿零件”为齿弧。
图8：本发明实施例1结构之二简图。“杆”体现为“轴”，“移动副”体现为“套”，“带齿零件”为圆柱齿轮或圆锥齿轮。
图9：本发明实施例2结构之一简图。“杆”体现为“孔”，“移动副”体现为“键”，“带齿零件”为齿弧。
图10：本发明实施例2结构之二简图。“杆”体现为“孔”，“移动副”体现为“键”，“带齿零件”为圆柱齿轮或圆锥齿轮。
图11：本发明实施例3结构之一简图，“摆动副”上的“带齿零件”为齿弧。
图12：本发明实施例3结构之二简图，“摆动副”上的“带齿零件”为圆柱齿轮或圆锥齿轮。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详述：
依据本发明技术方案一的实施例1：
本发明技术方案一表述的第一个特征是：所有的杆固定在转动盘上且呈辐射状分布，所有杆上的移动副都可以在杆上连续移动。这个特征体现在本实施例的结构为图7所示：一个安装在轴承1上的转动盘6，转动盘上固有呈辐射状均匀分布的5个杆2-1、2-2、……，“杆”体现为“轴”，“移动副”3-1、3-2、……体现为“套”，“套”可以在“轴”上连续移动，“套”与“轴”两构件的套接可以是高副也可以是低副，“移动副”的数量也可以是不小于3的任何整数。
本发明技术方案一中表述的第二个特征是：所有移动副上都连接有一个带齿零件，所有的带齿零件组成不连续组合齿轮构件，传动半径R。这个特征体现在本实施例的结构为：每个“套”3-1、3-2……上都连接有一个带齿零件，由5个带齿零件5-1、5-2、……组成不连续组合齿轮构件，“带齿零件”体现为齿弧。可连续变化的传动半径为R。
当然，上述不连续组合齿轮构件也可以由圆柱齿轮或圆锥齿轮5-1、5-2、……组成如图8所示。那么，不连续组合齿轮构件可连续变化的传动半径为R1和R2。
依据本发明技术方案一的实施例2：
本发明技术方案一表述的第一个特征是：所有的杆固定在转动盘上且呈辐射状分布，所有杆上的移动副都可以在杆上连续移动。这个特征体现在本实施例的结构为图9所示：一个安装在轴承1上的转动盘6，转动盘上固有呈辐射状均匀分布的5个杆2-1、2-2、……，“杆”体现为“孔”，“移动副”3-1、3-2、……体现为“键”，“键”可以在“孔”内连续移动，“孔”与“键”两构件的套接可以是高副也可以是低副，“移动副”的数量也可以是不小于3的任何整数
本发明技术方案一中表述的第二个特征是：所有移动副上都连接有一个带齿零件，所有的带齿零件组成不连续组合齿轮构件，传动半径R。这个特征体现在本实施例的结构为：每个“键”3-1、3-2……上都连接有一个带齿零件，由5个带齿零件5-1、5-2、……组成不连续组合齿轮构件，“带齿零件”体现为齿弧，可连续变化的传动半径为R。
当然，上述不连续组合齿轮也可以由圆柱齿轮或圆锥齿轮5-1、5-2、……组成如图10所示。那么，不连续组合齿轮可连续变化的传动半径为R1和R2。
依据本发明技术方案二的实施例3：
本发明技术方案二表述的第一个特征是：所有的杆固定在转动盘上且呈辐射状分布，所有杆上的摆动副都可以连续摆动。这个特征体现在本实施例的结构为图11所示：一个安装在轴承1上的转动盘6，转动盘上固有呈辐射状均匀分布的5个摆动副4-1、4-2、……，摆动副的数量也可以是不小于3的任何整数。
本发明技术方案二中表述的第二个特征是：所有摆动副上都连接有一个带齿零件，所有的带齿零件组成不连续组合齿轮构件，传动半径R。这个特征体现在本实施例的结构为：每个摆动副4-1、4-2、……上都连接有一个带齿零件，由5个带齿零件5-1、5-2、……组成不连续组合齿轮构件，“带齿零件”体现为齿弧，可连续变化的传动半径为R。
当然，上述不连续组合齿轮也可以由圆柱齿轮或圆锥齿轮5-1、5-2、……组成如图12所示。那么，不连续组合齿轮可连续变化的传动半径为R1和R2。
本发明的实施例除上述三例以外还有多种，不一一列举。
本发明的工作过程如下：
和常规技术的齿轮一样，可连续改变传动半径的不连续组合齿轮构件作为一个完整的构件，既可以作为主动件，又可以作为被动件在机构中工作。
当“可连续改变传动半径的不连续组合齿轮构件”作为主动构件工作时，动力从转动盘6输入，通过移动副或摆动副传动到不连续的齿轮构件，动力由不连续的齿轮构件输出。
当“可连续改变传动半径的不连续组合齿轮构件”作为被动构件工作时，动力从不连续的齿轮构件输入，通过移动副或摆动副传动到转动盘中6，动力由转动盘输出。
常规技术的齿轮广泛地应用在传动机械中，和常规技术的齿轮一样，“可连续改变传动半径的不连续组合齿轮构件”也可广泛地应用在传动机械中，尤其适用于需要大功率，高效率无级变速的传动机械中。至于本“可连续改变传动半径的不连续组合齿轮构件”如何组成无级变速机构，如何于其他齿轮实现啮合传动，不在本发明的范围之内，不做详细的论述。本发明提供的是一种“可连续改变传动半径的不连续组合齿轮构件”。

Claims (5)

1.一种可连续改变传动半径的不连续组合齿轮构件，由转动副、移动副或摆动副、若干个带齿零件组成。其特征由以下两构件共同组成：①多杆平面构件是由转动副1和不少于三个的移动副3-1，3-2……或摆动副4-1，4-2……共同组成，多杆平面构件中所有的杆2-1、2-2……固联在转动副的转动盘6上，并以转动副6的回转中心为中心呈辐射状分布；②多杆平面构件上每一个移动副或每一个摆动副上连接有带齿零件5-1，5-2……，所有带齿零件组成了不连续组合齿轮构件。
2.根据权利要求书1所述的一种可连续改变传动半径的不连续组合齿轮构件，移动副可以在杆上连续移动，摆动副可以在铰接处连续摆动，移动副两构件之间的套接和摆动副两构件之间的铰接可以是高副，也可以是低副。
3.根据权利要求书1所述的一种可连续改变传动半径的不连续组合齿轮构件，带齿零件可以是圆柱齿轮或圆锥齿轮，也可以是齿条或齿弧。
4.根据权利要求书1所述的一种可连续改变传动半径的不连续组合齿轮构件，杆可以是“轴”也可以是“孔”，移动副可以是“套”也可以是“键”，几何形状可以是直线形，也可以是非直线形。
5.根据权利要求书3所述的齿弧是圆齿轮的一部分，圆齿轮可以是内齿轮，也可以是外齿轮，其齿型可以是渐开线形，也可以是圆弧形，三角形或其他几何形状。
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