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用自调整浮动式小驱动齿轮进行驱动的装置

阅读:1045发布:2020-09-16

专利汇可以提供用自调整浮动式小驱动齿轮进行驱动的装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且用一个浮动式小驱动 齿轮 (1)带动一个大齿环(2)的传动装置,小驱动齿轮(1)安装在一个含有一些滚轮(4)的托架(3)里面,滚轮(4)在大齿环齿圈的内侧向心滑道(2a)上滚动,并通过一个弹性件径向地使托架(3)在所说的大齿环上保持运行中心矩。传动装置的特征在于:小驱动齿轮(1)和大齿环(2)有一种“后缩”型的齿,使大齿环 接触 齿型的最大直径小于上述齿环的运行 节圆 直径,从而在运行时形成齿上的单向滑动。,下面是用自调整浮动式小驱动齿轮进行驱动的装置专利的具体信息内容。

1.用一个浮动式小驱动齿轮(1)带动一个大齿环(2)的传动装置,小驱动齿轮(1)安装在一个含有一些滚轮(4)的托架(3)里面,滚轮(4)在大齿环齿圈的内侧向心滑道(2a)上滚动,并通过一个弹性件(10)径向地使托架(3)在所说的大齿环上保持运行中心矩,传动装置的特征在于:小驱动齿轮(1)和大齿环(2)有一种“后缩”型的齿,使大齿环接触齿型的最大直径小于上述齿环的运行节园直径,从而运行时形成齿上的单向滑动。
2.根据权利要求1所述的传动装置,其特征在于让滚轮(4)与大齿环(2)的内滑道保持接触的弹性件是一个作用于托架(3)的弹性牵引支脚(10)。
3.根据权利要求2所述的传动装置,其特征在于弹性牵引支脚(10)位于齿环(2)的中心连线上。
4.根据权利要求1或2所述的传动装置,其特征在于弹性牵引支脚(10)是由一个铰接在托架(3)上的园筒(10a),一个园筒的内室(10b)和一个室内滑动的活塞10c所组成,活塞的延伸杆(10d)的一端与一个支座(14)铰接,支座(14)与一个固定部分相连。
5.根据权利要求4所述的传动装置,其特征在于内室(10b)在活塞(10c)和该室底部之间含有一些别氏弹簧垫(15)。

说明书全文

发明涉及一种传动装置,它采用一个自调整浮动式小驱动齿轮带动一个齿轮,特别是用来低速带动大尺寸的齿环。

大家知道,要用装在固定支座上的小驱动齿轮把旋转运动传给大尺寸的、带外齿的齿环,几乎不可能在全宽度上获得齿型的良好的托,由于尺寸大,齿环的加工精度也难以达到。

实际上,因材料的挠性而出现的变形,由于这样的传递力的变化,以及温度变化引起的膨胀,齿环若固定在一根支杆或一根管子上,杆和管的中心定位精度和旋转精度都会随之变化,结果装置很快就会受损。

由于上述原因,法国FR-A-1230485号专利申请中,提出了一种带动齿环的装置,其中一个浮动式小驱动齿轮装在一个托架内部,该托架有一些滚轮,滚轮在齿环齿圈的向心滑道上滚动,并以此种方式使靠在所说齿环上的托架径向地保持运行中心矩。该托架靠一根连杆来固定,连杆在齿的中平面上,一头固定在托架的一个活节上,另一头通过一个球形支座同一个固定部分相连。

法国FR-A-1464558号专利申请中也提出了一种装置,其中,浮动式小驱动齿轮装在一个托架里,托架靠三根端部铰接的杆来支撑。其中的两根杆同小驱动齿轮和齿环的轴所形成的平面基本平行,并且一头安置在齿环上,另一头安置到所说的平面上。齿环的外滑道位于齿的啮圈处或位于齿的切割中央。

总地看,在迄今为止所采用的装置中,齿环和小驱动齿轮都是靠直齿啮合在一起的。

然而,这类装置所使用的直齿情况是,当接触点从齿根经过节园(摩擦在那里消失并逆转),逐步向齿顶移动时,齿的摩擦也改换方向。滑动方向的改变,使接触力在作用线的一端至另一端出现了度差,从而在从一个齿向另一个齿过渡时,径向的负荷也出现了很大的变化。

由滚轮承载的径向负荷所出现的上述变化,会引起滑道的波动,支撑小驱动齿轮的托架上的滚轮就在齿环的这些滑道上滚动,这就引起所说托架的振动,从而使得装置的工作条件变坏,结果,工作一段时间之后,就需要对齿环上的滑道作调整。

为了避免齿环上滑道的波动,许多生产厂家采用的办法是增加滑道的宽度,以便减轻滚轮上的压力,但是这种办法用到大尺寸的齿环上,必然使齿环的重量、机械加工量乃至整个生产成本都大为增加。

所以,本发明的目的就在于克服上述弊端,提出一种传动装置,用一个浮动式小驱动齿轮带动一个大齿环的传动装置,小驱动齿轮安装在一个含有一些滚轮的托架里面。滚轮在大齿环齿圈的内侧向心滑道上滚动,并通过一个弹性件,径向地使托架在所说的大齿环上保持运行中心矩。传动装置的特征在于:小驱动齿轮和齿环有一种“后缩”型的齿,使齿环接触齿型的最大直径,小于上述齿环的运行节园的直径,从而在运行时形成齿上的单向滑动。

本发明的另一个特征在于:使滚轮同齿环的内滑道保持接触的弹性件,是一个对托架发生作用的弹性牵引支脚。

为了更好地了解本发明,现用实施例并参照附图加以说明,附图中,图1是现有技术中此类装置的简图,用一个直角齿把一个大齿环和一个小驱动齿轮啮合在一起;

图2是本发明中一个齿环和一个小驱动齿轮啮合的状况;

图3是按照本发明的传动装置的平面图;

图4是图3中4-4线的剖面图;

图5是动态接触力随连杆倾角而变化的示意图。

首先,参照图1来看浮动式小驱动齿轮1和大尺寸的齿环2之间的接触力,该力由一个齿传递,我们还要看看该接触力产生的反作用力,对支撑所说的小驱动齿轮的滚轮的影响。

一般情况下,浮动式小驱动齿轮1安装在一个含有一些滚轮4的托架3里面(见图3),滚轮4在大齿环齿圈的内侧向心滑道(2a)上滚动,并借助一个弹性件,径向地使托架3在所说的大齿环上保持运行中心矩。

从图1看出,按现有技术,小驱动齿轮1和齿环2是用直齿啮合在一起的,其中,齿的几何特征以及被传递力的值,用以下符号表示:01=小驱动齿轮的轴02=齿环的轴I=运行节园上齿的触点A=在大于RP的半径上的触点B=在小于RP的半径上的触点Rp=齿环的运行节园半径Re=齿环的齿顶半径(接触齿型的最大半径)rp=小驱动齿轮的节园半径

Rb=齿环的基园半径α=齿的压力角(α=20°)φ=齿的摩擦角tgφ=齿的摩擦系数T1T2=啮合的作用线C=作用于齿环上的阻力矩S=齿的旋转方向Fn=齿的静态接触力F=齿的动态接触力(摩擦角位移)在现有此类装置所采用的直角齿里,当接触点从齿根经过节园(I点,摩擦在那里消失并逆转)逐渐向齿顶移动时,齿的摩擦方向会改变。滑动方向的变化使作用线T1、T2两端出现接触力的角位移(摩擦锥面)。

动态接触力F经过小驱动齿轮把恒定的阻力矩C传递给上述齿环,按照前述IA接触部位,在IA接触区里力F的值应为:F =CRPCos ( α + φ ) - IA Sin φ]]>在IB接触区里的力F,其值应为:F =CRPCos ( α + φ ) + IB Sin φ]]>分母中第二数项(IA    Sinφ和IBSinφ)的作用,是扩大IA和IB两个区域里F值的差距。然而,当接触点逼近I点时,这些数项的值可能接近于零,所以我们可以略去它们的一次近似值,这样IA和IB区域中经过简化后的情况为:

F =CRPCos ( α ± φ )]]>为求得在齿环2上径向支撑小驱动齿轮1的部件所承受的啮合力,应当而且只需要把该值投影到OX轴上,也就是:F x = F · Sin( α ± φ ) =C · Sin ( α ± φ )RPCos( α ± φ )]]>FX值含有C和Rp两个常数项和一个变量项tg(α±φ),摩擦角正是在这里改变方向的。

在IA和IB两个接触区域中,FX的两个值比例关系可写成:(tg(α+φ))/(tg(α-φ))摩擦系数值(tgφ)是负载、速度、润滑等不同参数的函数,在低速运行时的啮合情况下,摩擦系数(tgφ)的值约为0.07至0.08,但速度很低时也可达到0.15。

例如,当tgφ处于最小值即0.07,齿是标准化的,α=20°时,IA和IB两个区域内FX的两个值之间的比例为 (tg(α+φ))/(tg(α-φ)) =1.55,这就是作用于滚轮4之上的负载变化情况。

在tgφ大于0.07时,这种负载变化很大,可以明显地大于1.55。每当齿-齿过渡时都会有这种负载变化,使齿环2上的滑道2a发生波动,造成含有小驱动齿轮1的托架3的振动,从而恶化了运行条件。

按照本发明,为避免齿环上滑道的波动,小驱动齿轮1和大齿环

2上,有一种“后缩”型的齿,以便在单向滑行的情况下运行。这样,保持小驱动齿轮的滚轮在齿环上滑行时,就不会有齿-齿转换产生的负载的变化。

图2上各部件的标号同图1,小驱动齿轮1和齿环2有一种“后缩”型的齿,使齿环上的最大接触直径小于该齿环的运行节园直径。

事实上,齿的两个接触点A和B均在T1T2的右侧、即在接触点I的同一侧,也就是在小于齿环运行节园半径Rp上,这就产生单向滑动,因此,径向支撑小驱动齿轮的部件承受的力不变,因为无论齿的接触部件如何,FX的值都是 (C)/(RP) ·tg(α-φ)。

如图3与图4所示,小驱动齿轮1和一个驱动杆连成一体,驱动杆通过轴承6在托架3内部转动。

托架3的上部有4个二二对称的滚轮4,它们在大齿环2内侧的滑道2a上滚动,滑道在所说的齿环的齿圈上是向心的。

托架3由一根联结杆7支撑,该杆在齿的中心面上,一头固定在所说托架的一个铰接接头8上,另一头同一个球形铰座9的固定部分连接。

此外,用来固定运行中心矩的,是使滚轮4保持在内侧滑道2a上面,这要借助于一个弹性牵引支脚10来实现,弹性牵引支脚10位于齿环齿圈的中平面上,并且在小齿轮1和大齿环2的中心线上。弹性牵引支脚10对托架3发挥影响,使得当滑道和滚轮的磨损只会使运行中心矩变大。这样,在单向滑动时仍然能够保持运行,因为在遇到损耗时,大齿环接触齿型的最大直径同运行节园直径之间的差距也增大了。反之,如果不管什么样的损耗使运行中心矩变小,上述差距也变小,而且可以逆转方向(接触齿型最大直径大于运行节园的直径),这时会恢复双向滑动。这一点很重要,因为运行节园直径同齿环接触齿型最大直径之间的理论差距是很小的。

托架3的下部装有一个支座11。支脚10是由一个铰接在轴12上的园筒10a,一个园筒的内室10b和一个室内滑动的活塞10c所组成。活塞10c的延伸杆10d伸出内室10b,端部用轴13铰接在支座14上,支座14与一个固定部分相连。

活塞10c和内室10b的底之间,插入别氏弹簧垫,以便对支架3起牵引作用并使滚轮4和大齿环2的内侧滑道2a保持接触。

在如下情况就需要有上述支脚,即,托架3在齿环2上的位置,使托架自身部分的重量会抵消掉让齿分离的力量,因而会改变运行中心矩,因为这时的运行中心矩只靠两个相互扼合的齿的接触力来限定。每当齿的咬合情况改变时,例如起动、刹车加速或减速,都会出现上述情况,而且会产生强烈干扰。

前面讲的本发明与以下特定情况有关:连杆7与Oy轴平行(见图1和图2)。在各种专用运行装置上,例如在只需把单方向咬合的力传给齿环的绞车上、连杆7可有一个倾角β(见图3)用以减轻滚轮4的负载。然而,这时若采用双向滑动的标准齿,IA和IB接触区里Fx值的比率就会明显增大。

这种情形表示在图5,在图5表明作为角β函数的Fx的变化,图中横轴代表β角的变化,纵轴代表Fx值的变化。

曲线A和B表示作为角β函数的Fx值的变化,其公式为:FX=CRP〔 tg β - (tg α ± φ 〕]]>其中, (C)/(RP) 给定常数值是10,曲线A中(tgα-φ)=16°,

曲线B中(tgα+φ)=24°。

曲线C表示FX负载的变化,即曲线A和曲线B的比率。

从这些曲线可以看出,在双向滑动的齿上,滑动方向的变化引起重要的激发(曲线C),同时也说明,对于这种浮动式装置,即对振动性激发很敏感的装置而言,采用单向滑动齿的益处,这正是本发明的一个主要特征。

因此,采用具有“后缩”型齿的一个小驱动齿轮和一个大齿环,造成齿上的单向滑动,可以在齿环的滑道上避免波动,这就明显地改善了装置的工作条件。

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