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一种单轴匀速输入、双轴变速摆动输出的活齿凸轮机构

阅读：1024发布：2020-11-01

IPRDB可以提供一种单轴匀速输入、双轴变速摆动输出的活齿凸轮机构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明为一种单轴匀速输入、双轴变速摆动输出的活齿凸轮机构，属于机械传动技术领域。该机构包括输入轴、输入盘、内、外层钢球、活齿架、内、外层摆动盘、内、外层输出轴、机架。输入轴与输入盘固连成一体组成激波器；活齿架固连在机架上，内、外层钢球分别均布在活齿架上沿周向分布的内、外层径向槽内，并时刻分别处于输入盘端面齿廓槽与内、外层摆动盘端面齿廓槽的交错区域；内层摆动盘、外层摆动盘分别与内层输出轴和外层输出轴固连。本发明可以实现单轴匀速输入，双轴同时变速摆动输出且摆动方向、摆动角度、摆动规律和承载能力四方面可以根据实际情况进行组合，在满足使用条件的前提下，使机构的作用最大化。，下面是一种单轴匀速输入、双轴变速摆动输出的活齿凸轮机构专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种单轴匀速输入、双轴变速摆动输出的活齿凸轮机构，其特征在于：该机构包括输入轴(1)、输入盘(5)、内层钢球(6)、外层钢球(7)、活齿架(8)、外层摆动盘(9)、内层摆动盘(11)、内层输出轴(16)、外层输出轴(17)；输入轴(1)与输入盘(5)固连成一体组成激波器；活齿架(8)固连在机架上，内层钢球(6)、外层钢球(7)均布在活齿架(8)上沿周向分布的径向槽内，并时刻分别处于输入盘(5)端面齿廓槽与内层摆动盘(11)端面齿廓槽的交错区域及输入盘(5)端面齿廓槽与外层摆动盘(9)端面齿廓槽的交错区域；内层摆动盘(11)、外层摆动盘(9)上分别设有平键，内层摆动盘(11)与内层输出轴(16)、外层摆动盘(9)与外层输出轴(17)固连；激波器通过中间轴(21)上左侧轴承(22)和左支撑轴承(3)支撑；内层摆动盘(11)由中间轴(21)上右侧轴承(20)及右侧内层支撑轴承(18)支撑；右侧内层支撑轴承(18)以及右侧外层支撑轴承(12)对外层摆动盘(9)起支撑作用；左支撑轴承(3)的左端盖(4)及右侧外层支撑轴承(12)的右端盖(10)皆通过螺钉连接在机架上，左侧小端盖(2)、右侧内层小端盖(14)、右侧外层小端盖(19)分别通过螺钉与左端盖(4)、外层输出轴(17)、右端盖(10)连接；输入盘(5)的端面上分布着内、外两层封闭齿廓槽，分别对应着内层摆动盘(11)及外层摆动盘(9)的端面上多条连续非封闭的齿廓槽。

2.根据权利要求1所述的一种单轴匀速输入、双轴变速摆动输出的活齿凸轮机构，其特征在于单轴输入匀速运动，能够实现双轴同时摆动输出。

3.根据权利要求1所述的一种单轴匀速输入、双轴变速摆动输出的活齿凸轮机构，其特征在于输入盘端面上的齿廓是光滑的且关于几何中心对称的，其理论齿形方程为P＝R+ecos(nθ)，其中R为基圆半径，e为偏心距，n(n≥2)为齿数，θ为极角；活齿架的理论齿形为直线；内、外层摆动盘的理论齿形为多条连续非封闭曲线，曲线数量等于齿数。

4.根据权利要求1所述的一种单轴匀速输入、双轴变速摆动输出的活齿凸轮机构，其特征在于内、外层输出轴的摆动规律为简谐曲线、摆线曲线或者无停留修正梯形曲线，根据实际需求选择相同或者不同的摆动规律。

5.根据权利要求1所述的一种单轴匀速输入、双轴变速摆动输出的活齿凸轮机构，其特征在于内、外层输出轴的摆动方向相同或者不同。

6.根据权利要求1所述的一种单轴匀速输入、双轴变速摆动输出的活齿凸轮机构，其特征在于内、外层输出轴的摆动角度互不相关,摆动角度在5°～270°范围内任意选择。

7.根据权利要求1所述的一种单轴匀速输入、双轴变速摆动输出的活齿凸轮机构，其特征在于输入盘端面上内、外层封闭齿廓槽的齿数不相关，根据实际传递的力矩情况选择相同齿数或者不同齿数，相应地，活齿架上内、外层径向槽的个数，以及内、外层摆动盘上的齿廓槽的条数要与齿数保持一致。

说明书全文

一种单轴匀速输入、双轴变速摆动输出的活齿凸轮机构

技术领域

[0001] 本发明涉及一种单轴匀速输入、双轴变速摆动输出的活齿凸轮机构，属于机械传动技术领域。

背景技术

[0002] 在纺织机械、印刷机械、农业机械以及自动化办公设备等众多方面对于特定规律的摆动运动的需求特别大，而这些摆动运动多是借助于凸轮机构实现的。在某些需要多组摆动运动的情况下，只得通过增加凸轮机构的数量来满足要求。此外，因摆角误差的影响，使得凸轮机构的摆角范围、机构尺寸以及主、从动件的角速度都到很大限制，而且其承载能力相对较差。因此，设计一种能够实现运动规律多样、摆角范围广、传动精度高、承载能力强、多轴输出的机构显得尤为重要。

发明内容

[0003] 本发明实现了一根输入轴匀速输入，双轴同时摆动输出。

[0004] 一种单轴匀速输入、双轴变速摆动输出的活齿凸轮机构，其特征在于：该机构包括输入轴1、输入盘5、内层钢球6、外层钢球7、活齿架8、外层摆动盘9、内层摆动盘11、内层输出轴16、外层输出轴17；输入轴1与输入盘5固连成一体组成激波器；活齿架8固连在机架上，内层钢球6、外层钢球7均布在活齿架8上沿周向分布的径向槽内，并时刻分别处于输入盘5端面齿廓槽与内层摆动盘11端面齿廓槽的交错区域及输入盘5端面齿廓槽与外层摆动盘9端面齿廓槽的交错区域；内层摆动盘11、外层摆动盘9上分别设有平键，内层摆动盘11与内层输出轴16、外层摆动盘9与外层输出轴17固连；激波器通过中间轴21上左侧轴承22和左支撑轴承3支撑；内层摆动盘11由中间轴21上右侧轴承20及右侧内层支撑轴承18支撑；右侧内层支撑轴承18以及右侧外层支撑轴承12对外层摆动盘9起支撑作用；
左支撑轴承3的左端盖4及右侧外层支撑轴承12的右端盖10皆通过螺钉连接在机架上，左侧小端盖2、右侧内层小端盖14、右侧外层小端盖19分别通过螺钉与左端盖4、外层输出轴17、右端盖10连接；输入盘5的端面上分布着内、外两层封闭齿廓槽，分别对应着内层摆动盘11及外层摆动盘9的端面上多条连续非封闭的齿廓槽。

[0005] 进一步，输入盘端面上的齿廓是光滑的且关于几何中心对称的，其理论齿形方程为P＝R+ecos(nθ)，其中R为基圆半径，e为偏心距，n(n≥2)为齿数，θ为极角；活齿架的理论齿形为直线；内、外层摆动盘的理论齿形为多条连续非封闭曲线，曲线数量等于齿数。

[0006] 内、外层输出轴的摆动规律为简谐曲线、摆线曲线或者无停留修正梯形曲线，根据实际需求选择相同或者不同的摆动规律。内、外层输出轴的摆动角度互不相关,相同或者不同，摆动角度在5°～270°范围内任意选择。

[0007] 输入盘端面上内、外层封闭齿廓槽的齿数不相关，根据实际传递的力矩情况选择相同齿数或者不同齿数，相应地，活齿架上内、外层径向槽的个数，以及内、外层摆动盘上的齿廓槽的条数要与齿数保持一致。

[0008] 活齿架的固定使得互不影响的双轴摆动输出成为可能。该种单轴匀速输入、双轴变速摆动输出的活齿凸轮机构的机架通过螺钉连接着左、右端盖，左侧小端盖、右侧内层小端盖、右侧外层小端盖则分别通过螺钉连接着左端盖、外层输出轴、右端盖，从而实现了整个机构封闭，达到了防尘密封的目的。一根输入轴匀速输入，双输出轴的摆动方向相同或者不同。

[0009] 内、外层输出轴的摆动规律互不影响，则可以根据需求选择相同或者不同的运动规律。该机构的内、外层输出轴的输出皆可实现摆动方向、摆动角度、摆动规律、承载能力(齿数)四者之间的任意组合，以满足实际需求。

[0010] 一根输入轴匀速输入，双输出轴的承载能力(与齿数相关)相同或者不同。

[0011] 一根输入轴匀速输入，双输出轴的摆动方向、摆动角度、摆动规律、承载能力四方面通过组合来满足实际需求。

[0012] 一根输入轴匀速输入，双输出轴运动的启停具备同步性。

附图说明

[0013] 图1一种单轴匀速输入、双轴变速摆动输出的活齿凸轮机构；

[0014] 图2-1摆动方向不同的情况下，输入盘、活齿架、钢球、内层摆动盘、外层摆动盘之间的初始啮合关系图，齿数为4，摆角为20°，摆动规律为简谐曲线(实施方式1)；

[0015] 图2-2摆动方向不同的情况下，在摆动中间位置处，输入盘、活齿架、钢球、内层摆动盘、外层摆动盘之间的啮合关系图，齿数为4，摆角为20°，摆动规律为简谐曲线；

[0016] 图2-3摆动方向不同的情况下，在摆动极限位置处，输入盘、活齿架、钢球、内层摆动盘、外层摆动盘之间的啮合关系图，齿数为4，摆角为20°，摆动规律为简谐曲线；

[0017] 图2-4摆动方向不同的情况下，输入盘的主视图；

[0018] 图2-5摆动方向不同的情况下，活齿架的主视图；

[0019] 图2-6摆动方向不同的情况下，内层摆动盘的主视图；

[0020] 图2-7摆动方向不同的情况下，外层摆动盘的主视图；

[0021] 图3-1摆动角度不同的情况下，输入盘、活齿架、钢球、内层摆动盘、外层摆动盘之间的啮合关系图，齿数为4，摆动方向相同，内层摆动盘的摆角为20°，外层摆动盘的摆角为30°，摆动规律为简谐曲线(实施方式2)；

[0022] 图3-2摆动角度不同的情况下，输入盘的主视图；

[0023] 图3-3摆动角度不同的情况下，活齿架的主视图；

[0024] 图3-4摆动角度不同的情况下，内层摆动盘的主视图；

[0025] 图3-5摆动角度不同的情况下，外层摆动盘的主视图；

[0026] 图4-1摆动规律不同的情况下，输入盘、活齿架、钢球、内层摆动盘、外层摆动盘之间的啮合关系图，齿数为4，摆动方向相同，摆动盘的摆角为20°，内层摆动盘的摆动规律为简谐曲线，外层摆动盘的摆动规律为无停留修正梯形曲线。(实施方式3)；

[0027] 图4-2摆动规律不同的情况下，输入盘的主视图；

[0028] 图4-3摆动规律不同的情况下，活齿架的主视图；

[0029] 图4-4摆动规律不同的情况下，内层摆动盘的主视图；

[0030] 图4-5摆动规律不同的情况下，外层摆动盘的主视图；

[0031] 图5-1承载能力不同的情况下，输入盘、活齿架、钢球、内层摆动盘、外层摆动盘之间的啮合关系图，输入盘内层齿廓槽的齿数为3，外层齿廓槽的齿数为4，摆动方向相同，摆动盘的摆角为20°，摆动规律为简谐曲线(实施方式4)；

[0032] 图5-2承载能力不同的情况下，输入盘的主视图；

[0033] 图5-3承载能力不同的情况下，活齿架的主视图；

[0034] 图5-4承载能力不同的情况下，内层摆动盘的主视图；

[0035] 图5-5承载能力不同的情况下，外层摆动盘的主视图；

[0036] 图中：1、输入轴，2、左侧小端盖，3、左支撑轴承，4、左端盖，5、输入盘，5.1、输入盘内层齿廓槽，5.2、输入盘外层齿廓槽，6、内层钢球，7、外层钢球，8、活齿架，8.1、活齿架内层径向槽，8.2、活齿架外层径向槽，9、外层摆动盘，9.0、外层摆动盘齿廓槽，10、右端盖，11、内层摆动盘，11.0、内层摆动盘齿廓槽，12、右侧外层支撑轴承，13、外层普通平键，14、右侧内层小端盖，15、内层普通平键，16、内层输出轴，17、外层输出轴，18、右侧内层支撑轴承,19、右侧外层小端盖，20、右侧轴承，21、中间轴，22、左侧轴承。

具体实施方式

[0037] 实施方式1：

[0038] 如图1、图2-1～图2-7所示，该机构包括输入轴1、输入盘5、内层钢球6、外层钢球7、活齿架8、内层摆动盘11、外层摆动盘9、内层输出轴16、外层输出轴17。输入轴1与输入盘5固连成一体组成激波器；活齿架8固连在机架上，内层钢球6、外层钢球7均布在活齿架8上沿周向分布的径向槽内，并时刻分别处于输入盘内层齿廓槽5.1与内层摆动盘齿廓槽11.0的交错区域及输入盘外层齿廓槽5.2与外层摆动盘齿廓槽9.0的交错区域；内层摆动盘11、外层摆动盘9上分别设有平键，内层摆动盘11与内层输出轴16、外层摆动盘9与外层输出轴17固连。激波器通过中间轴21上左侧轴承22和左支撑轴承3支撑；内层摆动盘11由中间轴21上右侧轴承20及右侧内层支撑轴承18支撑；右侧内层支撑轴承18以及右侧外层支撑轴承12对外层摆动盘9起支撑作用。左支撑轴承3的左端盖4及右侧外层支撑轴承12的右端盖10皆通过螺钉连接在机架上，左侧小端盖2、右侧内层小端盖14、右侧外层小端盖19分别通过螺钉与左端盖4、外层输出轴17、右端盖10连接。输入盘5的端面上分布着内、外两层封闭齿廓槽，分别对应着内层摆动盘11及外层摆动盘9的端面上多条连续非封闭的齿廓槽。

[0039] 传动原理：因为该机构关于几何中心对称，啮合部位的传力原理相同，因此以图2-1中右侧钢球为例进行说明。图示为机构初始位形，内层钢球6、外层钢球7分别处于活齿架8上的内层径向槽8.1、外层径向槽8.2一端的极限位置c和a处，当输入盘内层齿廓槽5.1及外层齿廓槽5.2随输入盘5逆时针转动时，推动分布于活齿架的内层径向槽8.1、外层径向槽8.2中的内层钢球6和外层钢球7分别由c到d及由a到b运动，由于活齿架
8固定不动，同时内层钢球6、外层钢球7也分别处于内层摆动盘齿廓槽11.0及外层摆动盘齿廓槽9.0中，则内层钢球6、外层钢球7分别推动内层摆动盘11顺时针转动及外层摆动盘
9逆时针转动，图2-2为内层摆动盘11顺时针转动、外层摆动盘9逆时针转动未到达极限位置时的中间位形，如图2-3所示，当内层钢球6、外层钢球7分别处于b、d点时，内层摆动盘11顺时针转动、外层摆动盘9逆时针转动到达了极限位置，若此时输入盘继续逆时针转动，则内层钢球6、外层钢球7分别在输入盘内层齿廓槽5.1及外层齿廓槽5.2的推动下以及活齿架8的限制作用下，分别由d到c及由b到a运动，并且分别推动内层摆动盘11逆时针转动、外层摆动盘9顺时针转动到极限位置，啮合位形与图2-1一致，如此往复，进而实现了内层输出轴16、外层输出轴17的摆动输出，且摆动方向不一致。

[0040] 实施方式2：

[0041] 本施方式与实施方式1在机构的传动原理方面相同，不同点在于实施方式2的内、外层摆动盘的摆角不同。构件的轮廓图如图3-2～图3-5所示。

[0042] 实施方式3：

[0043] 本施方式与实施方式1在机构的传动原理方面相同，不同点在于实施方式3的内、外层摆动盘的摆动规律不同。构件的轮廓图如图4-2～图4-5所示。

[0044] 实施方式4：

[0045] 本施方式与实施方式1在机构的传动原理方面相同，不同点在于实施方式4的内、外层摆动盘的承载能力不同。构件的轮廓图如图5-2～图5-5所示。

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