[發明專利]一種用于水運儀象臺的傳動裝置及傳動齒數配比設計方法

有效

• 申請號: 201410143590.3
• 申請日: 2014-04-09
• 公開（公告）號: CN103912667A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 唐曉強;邵珠峰;王偉方;季益中;劉志華;唐樂為;曹凌
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F16H57/023
• 分類號: F16H57/023;G09B27/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賈玉健

1.一種用于水運儀象臺的傳動裝置，包括設置在樞輪（100）輸出末端的與樞輪（100）轉向和轉速一致的地轂（Z2），其特征在于：地轂（Z2）與設置在天柱下部的天柱下輪（Z3）配合形成垂直軸嚙合傳動，位于天柱中部的天柱中輪（Z4）與設置在報時機輪（200）上方的撥牙機輪（Z5）配合形成平行軸嚙合傳動，位于天柱頂部的天柱上輪（Z10）與位于渾儀（400）下方的天轂后轂（Z11）配合形成傾斜軸嚙合傳動，與天轂后轂（Z11）轉向和轉速一致的天轂前轂（Z12）與設置于渾儀（400）上的天運環（Z13）配合形成傾斜軸嚙合傳動，位于撥牙機輪（Z5）上方的與撥牙機輪（Z5）轉速和轉向一致的天輪（Z6）與位于渾象（300）下方的天軸后轂（Z7）配合形成傾斜嚙合傳動，與天軸后轂（Z7）轉向和轉速一致的天軸前轂（Z8）與設置于渾象（300）上的渾象赤道牙（Z9）配合形成傾斜嚙合傳動，最終通過地轂（Z2）的一個動力源輸出，實現撥牙機輪（Z5）以一太陽日一圈周期轉動，同時實現渾象赤道牙（Z9）和天運環（Z13）以一恒星日一圈周期轉動。

2.根據權利要求1所述的用于水運儀象臺的傳動裝置，其特征在于，所述地轂（Z2）齒數為36，天柱下輪（Z3）齒數為150，天柱中輪（Z4）齒數為50，撥牙機輪（Z5）齒數為600，天輪（Z6）齒數為490，天軸后轂（Z7）齒數為46，天軸前轂（Z8）齒數為45，渾象赤道牙（Z9）齒數為478，天柱上輪（Z10）齒數為49，天轂后轂（Z11）齒數為46，天轂前轂（Z12）齒數為45，天運環（Z13）齒數為478。

3.根據權利要求1或2所述的用于水運儀象臺的傳動裝置，其特征在于，所述地轂（Z2）與天柱下輪（Z3）的嚙合位置中，天柱下輪（Z3）在上方，地轂（Z2）在下方，天柱下輪（Z3）的轉動軸線位于地轂（Z2）的南側，實現地轂（Z2）自東向西順時針轉動時，帶動天柱下輪（Z3）自東向西順時針轉動。

4.根據權利要求3所述的用于水運儀象臺的傳動裝置，其特征在于，所述天柱下輪（Z3）、天柱中輪（Z4）和天柱上輪（Z10）共同安裝在天柱上且三者的轉速和轉向一致，天柱中輪（Z4）帶動撥牙機輪（Z5）自西向東逆時針轉動，所述撥牙機輪（Z5）和天輪（Z6）安裝在同一個傳動軸上。

5.根據權利要求3所述的用于水運儀象臺的傳動裝置，其特征在于，所述天輪（Z6）與天軸后轂（Z7）形成的傾斜軸嚙合傳動中，傾斜角大于等于50°且小于等于90°，天輪（Z6）的轉動軸線位于天軸后轂（Z7）的南側，實現天軸后轂（Z7）自東向西順時針轉動；所述天軸后轂（Z7）和天軸前轂（Z8）安裝在同一個轉動軸上。

6.根據權利要求3所述的用于水運儀象臺的傳動裝置，其特征在于，所述天軸前轂（Z8）與渾象赤道牙（Z9）形成的傾斜軸嚙合傳動中，傾斜角大于等于0°且小于等于40°，渾象赤道牙（Z9）位于天軸前轂（Z8）與的上方，實現渾象赤道牙（Z9）自東向西的逆時針轉動。

7.根據權利要求3所述的用于水運儀象臺的傳動裝置，其特征在于，所述天柱上輪（Z10）和天轂后轂（Z11）形成的傾斜軸嚙合傳動中，傾斜角大于等于50°且小于等于90°，天柱上輪（Z10）位于天轂后轂（Z11）的下方，天柱上輪（Z10）的轉動軸線位于天轂后轂（Z11）的北側，實現天轂后轂（Z11）自東向西順時針轉動；所述天轂后轂（Z11）和天轂前轂（Z12）安裝在同一個轉動軸上。

8.根據權利要求3所述的用于水運儀象臺的傳動裝置，其特征在于，所述天轂前轂（Z12）和天運環（Z13）形成的傾斜軸嚙合傳動中，傾斜角大于等于0°且小于等于40°，天運環（Z13）位于天轂前轂（Z12）的上方，實現天運環（Z13）自東向西的逆時針轉動。

9.一種適用于權利要求1所述傳動裝置的傳動齒數匹配設計方法，其特征在于：

地轂（Z2）的齒數是36，撥牙機輪（Z5）的齒數是600，渾象赤道牙（Z9）的齒數是478，天運環（Z13）的齒數是478；

天輪（Z6）的齒數與天柱上輪（Z10）和天柱中輪（Z4）的齒數關系式為：Z₆=600′Z₁₀÷Z₄，且天輪（Z6）的齒數有范圍為478≤Z₆≤500；

天柱中輪（Z4）和天柱下輪（Z3）的關系為Z₃=Z₄×A₀，其中A₀是3～10之間的整數；

天軸后轂（Z7）和天轂后轂（Z11）的齒數相同，天軸前轂（Z8）和天轂前轂（Z12）的齒數相同；

渾象赤道牙（Z9）、天軸前轂（Z8）、天軸后轂（Z7）和天輪（Z6）的齒數關系為Z8Z9×Z6Z7=366.25365.25=14651461;]]>

天轂前轂（Z12）、天轂后轂（Z11）的齒數要求為20≤Z₁₁≤60，20≤Z₁₂≤60。