广义摆线活齿传动装置
专利汇可以提供广义摆线活齿传动装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种广义摆线活齿传动装置。其输入 输出轴 平行或重合，在垂直于输入输出轴的平面内，固 齿轮 、激波器及活齿圈的理想中心投影均两两不重合，为实现动平衡，一般将活齿圈的公转中心点取在固齿轮中心与激波器圆心的连线上，当偏心圆激波器作为输入，活齿圈作为输出，且二者旋转中心重合时，固齿轮的中心和激波器的圆心将同时作圆周运动，二者的偏心 质量 产生的离心 力 将通过合理的设计而相互抵销。采用单排双偏心结构或者采用传统摆线针轮传动的双排双偏心结构，综合了传统的摆线针轮传动及活齿传动的优点，克服了二者的缺点，提高了动平衡的性能和产品可靠性，并很好地简化了结构，改善了工艺，降低了成本。，下面是广义摆线活齿传动装置专利的具体信息内容。
1.一种广义摆线活齿传动装置，其输入输出轴平行或重合(设为z方向)，一般情况下，在垂直 于输入输出轴的平面内(设为xoy平面)固齿轮、激波器及活齿圈的理想中心投影均两两不 重合。其特征是：在投影面xoy上，设xoy坐标系的原点为固齿轮的中心，激波器理想廓线 为半径R的圆，固齿轮中心与激波器圆心距离为e，活齿圈的公转中心位于固齿轮中心与激波 器中心的连线上，且距离固齿轮中心λe(0≤λ≤1)，当固齿轮零旋转，活齿圈相对激波器 的传动比为±i(i为正整数)时，固齿轮的理想廓线方程为：
(θ为角参变量)
2.根据权利要求1所述广义摆线活齿传动装置，其特征是：平面传动时的活齿可以是光轴、带台 阶的圆柱形回转体零件、安装有径向滚动或滑动轴承的组件。
3.根据权利要求1所述广义摆线活齿传动装置，其特征是：在固齿轮、激波器或活齿圈三者中的 任何一个，如果存在公转运动，须设置W机构对其公转运动进行“去公转”处理，以便实现各 部件旋转运动的正常输入、输出或静止。
4.根据权利要求1所述广义摆线活齿传动装置，其特征是：只要将固齿轮、激波器或活齿圈中的 任意一个设为零旋转，其他两个均可作为输入输出机构。
5.根据权利要求1、2所述广义摆线活齿传动装置，其特征是：传动装置既可以设计成带转臂轴 承的结构，也可以设计成偏心圆凸轮式结构。
6.根据权利要求1、2所述广义摆线活齿传动装置，其特征是：当λ＝1时，用一静止的W机构限制 固齿轮自转，采用双排双偏心固齿轮结构实现动平衡，可实现最优的活齿传动结构。
7.根据权利要求6所述广义摆线活齿传动装置，其特征是：激波器、传力盘及活齿三者可固化为 一体。
8.根据权利要求1所述广义摆线活齿传动装置，其特征是：在引入平行于输入输出轴方向的轴向 活齿传动后，将轴向及垂直于轴向的两个活齿传动叠加即可实现单排双偏心空间活齿传动。
技术领域
本发明涉及一种机械传动装置，属本发明人已经公布的广义双余弦活齿传动的一个特例的扩展， 尤其涉及一种一齿差活齿传动装置。
背景技术
目前，公知的一齿差平面活齿传动装置，为了实现动平衡，一般采用双排双偏心的结构，这导致 了结构复杂，工艺性差，零件精度高，均载效果难以保证，大大降低了产品的可靠性。并且，双排式 结构对机座产生了一个附加力矩，无法平衡。上述问题同样存在于摆线针轮传动和少齿差渐开线齿轮 行星传动装置中。
专利号为CN200410079279.3的《任意齿差数平面活齿传动装置》专利中，当齿差数大于等于2时， 虽然顺利地解决了动平衡的问题，但却使单级传动比的最大值降低了齿差数的倍数，也降低了零件的 强度，提高了零件的旋转线速度，不利于改善装置的动态性能。
对于活齿传动与目前得到广泛应用的摆线针轮传动的本质联系，基本没有得到业内人士的关注， 使得人们在摆线针轮传动中积累的大量经验无法顺利应用到活齿传动的开发和生产中。这方面研究的 缺乏实际上又反过来阻碍了摆线针轮传动的发展。
发明内容
本发明使人们对传统活齿传动及摆线针轮传动的认识向前大大地推进了一步，证明了传统的一齿 差活齿传动与摆线针轮传动本质上都是一种广义摆线活齿传动的特例。并公布了广义摆线活齿传动装 置的基本结构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
将传统的一齿差活齿传动(以下简称活齿传动)与摆线针轮传动进行对比，会发现摆线针轮传动 中的针轮实际上非常象是活齿传动中的外激波器与活齿销的固化。也就是说，如果将摆线针轮传动中 的摆线轮假想为活齿传动中的固齿轮(活齿传动的术语参见化学工业出版社出版的《机械设计手册》 第四版第3卷的“活齿传动”一章)，将针轮的针齿销假设为活齿销，将针齿销所在的圆假想为激波器 的理论曲线，这时，忽略掉输出机构差异，按活齿传动的运动分析方法来分析摆线针轮传动，会发现 摆线针轮传动中的活齿运动与活齿传动中的活齿只有下列两点不同：
1.摆线针轮传动中的活齿严格地均布在激波器理想廓线的圆周上，而活齿传动中的活齿在激波 器理想廓线上的分布却是不均匀的；
2.摆线针轮传动中的活齿是严格地回绕着激波器零件的中心匀速地公转，而活齿传动中的活齿 却是严格地回绕固齿轮中心匀速地公转。
由于上述两点差异，我们有理由假设，一定存在一种这样的活齿机构，其传动时，活齿可以是回 绕着相对于输入轴静止的任意一点匀速旋转。经过数学证明，这样机构是完全可行的。为了实现动平 衡和简化计算的需要，一般将活齿匀速公转的回绕点取在固齿轮中心与激波器零件中心的连线上。
按照上述的理想模型，假设激波器的理想廓线为半径R的圆，固齿轮中心到激波器中心的距离为e， 激波器作为输入，活齿圈输出时传动比为i，活齿圈的公转中心为距离固齿轮中心λe(0≤λ≤1)的点， 则固齿轮的理想廓线方程为如下的广义摆线方程：
不难证明，活齿数为Zp＝i，固齿轮齿数Zc＝i1，取“-”时，传动为正向传动，取“+”时， 传动为逆向传动。当λ＝0时，传动退化为传统的一齿差活齿传动，当λ＝1时，传动退化为摆线 针轮行星传动，如果进一步将激波器、传力盘和活齿固化为一体并采用外激波式结构，就得到目 前已广泛应用的摆线针轮传动。
上述分析中，由于活齿圈公转的中心点偏离了固齿轮的中心，故该点其自身处于圆周运动之中， 为了便于输入与输出，以及为了实现动平衡，通常将输入轴与输出轴的中心与活齿圈的公转中心重合， 而采取少齿差行星传动中常用的W机构使固齿轮在不自转(零旋转)的情况下绕输入或输出轴公转。 如此即可实现单排双偏心活齿传动，只要λ选取合适，就能很好地实现动平衡传动。
上述的分析方法，同样可以应用于专利号为CN200410046702.X的空间活齿传动中，只需在固齿轮 方程中引入z向方程即可。
当然，上述分析模型中的激波器、固齿轮和活齿圈，三者中的任意一个固定，其余两个均可作为 输入或输出机构，从而实现更加灵活的传动方案，只是在出现零件的自转中心同时处于公转的运动形 式时，无论是输入、输出或零旋转部分，都必须采用W形式的传动机构取消掉公转部分的运动。
理论上，激波器的形式既可是内激波式，也可是象摆线针轮传动中的外激波式。较大的λ值更适 合采用外激波式，如传统的摆线针轮传动λ＝1；较小的λ值更适合采用内激波式，如ORT活齿传动λ ＝0。激波器因为是简单的偏心圆，故传动装置既可以设计成传统的带转臂轴承的结构；也可以设计成 类似专利CN200410079279.3中的偏心凸轮结构。
本发明的有益效果是：
1.找到了一齿差的摆线针轮传动与活齿传动的数学通解，有利于开展对摆线针轮及活齿传动 的深入研究和优化。
2.采用单排双偏心结构的传动形式，在保持摆线针轮及传统活齿传动的所有优点的基础上， 提高了动平衡的性能，并很好地简化了结构，改善了工艺，减少了零件数，降低了成本。 由于采用单排式结构，克服了双排式结构中载荷的均衡分配问题，可较好地保证理论设计 值与实际工况值的一致性，提高了装置的可靠性，避免制造装配中随机因素对产品性能的 严重干扰。
3.单排双偏心装置中传动件的线速度、转动惯量等参数是所有一齿差行星传动中最小的，所 以动态性能优良。
4.纠正了人们对摆线针轮传动的狭隘认识。传统的摆线针轮传动如果采用活齿传动的结构形 式，一方面可以改善传统摆线针轮传动的工艺性和传动性能，另一方面又是活齿传动的重 大突破，由于活齿只是做简单的圆周运动，使活齿传动的动态性能达到最佳；在输入输出 形式不变的情况下，摆线针轮传动与活齿传动一样均可实现正向或逆向传动。
5.为一齿差的空间活齿传动的动平衡问题的解决提供了方案。
附图说明
图1为本发明内激波式传动装置的一般实施例的装配图。
图2为本发明外激波式传动装置的一般实施例的装配图。
图中1.固齿轮，2.偏心套，3.输出轴，4.传力盘，5.激波器，6.激波器自转轴心，7.固齿轮 自转轴心，8.传力盘自转轴心(或活齿公转轴心)，9.输入轴，10.活齿，11.活齿槽，12.固齿轮销 孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1、图2中的所有零件的形状和名称均以化学工业出版社出版的《机械设计手册》第四版第3卷的 “活齿传动”一章为依据并参考了传统的摆线针轮传动的国家标准。特别补充说明的是，由于传动件 两两偏心，在固齿轮上增设了供W机构安装用的固齿轮销孔12。
如图1所示，为叙述方便，假设输入轴9、输出轴3及传力盘自转轴心8(活齿公转轴心)同轴(实 际设计时可灵活处理)，且输入轴9与输出轴3安装在机座上。
显然，图1中的激波器自转轴心6与固齿轮自转轴心7在传动时是绕传力盘自转轴心8作圆周运动(即 公转)的。现假设固齿轮1为零自转，即固齿轮1只作绕传力盘自转轴心8的圆周平动，则活齿10在偏心 圆激波器5的推动下，正向或逆向绕传力盘自转轴心8作圆周运动，由于活齿10两端是安装在传力盘4上 的径向活齿槽11中，传力盘4与输出轴3实际是一体的，所以，活齿10的圆周运动最后将从输出轴3传出。 实现定比传动。
为了保证固齿轮的受力平衡，在图1的左端增加了偏心套2，为了提高传动效率，偏心套2的内孔及 外径可增设滚动或滑动轴承。
如图2所示，当λ值较大时，固齿轮曲线方程的特性决定了采用外激波式结构更为合理。在这种情 况下，由于激波器为一偏心圆，其绕激波器自转轴心6的自转是不能传递运动的，因此，结构上常将外 激波器固定在机座上，所以，图2中的输入轴9的轴心被设计成与激波器自转轴心6同轴。此时，固齿轮 的自转轴心7与传力盘自转轴心8将绕激波器自转轴心6作圆周运动，即：固齿轮1与传力盘4在自转的同 时绕绕激波器自转轴心6公转。如果假设固齿轮1为零自转而采用传力盘4输出，则在机构设计时必须通 过固齿轮销孔12进行限转(该限转机构实际上是一种静止的W机构)，而在输出轴3上则必须设计一个旋 转的W机构将活齿10传递到传力盘4上的运动传递出去。
特别地，当λ＝1时，图2装置可退化为摆线针轮传动。此时，激波器自转轴心6与传力盘自转轴心8 同轴，故传力盘4与激波器5以及活齿10可进一步固化为一体，进而得到W机构静止的传统摆线针轮传动， 使得活齿传动的结构得到极大地简化。因此，当λ＝1时图2所示的摆线针轮传动将是最优化的一齿差活 齿传动，为了实现动平衡，可以参考传统的摆线针轮传动采用双排双偏心固齿轮结构。
无论是内激波式或外激波式结构，活齿10均为回转体零件或组件，平面传动时，为了提高传动效 率，可在传动接触面存在相对滑动的部位增设径向滚动或滑动轴承。
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