[發明專利]一種高承載章動面齒輪傳動裝置

有效

• 申請號: 201910332637.3
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110043628B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 王廣欣;李林杰;樂嘉琦;朱莉莉
• 申請（專利權）人: 大連交通大學
• 主分類號: F16H55/17
• 分類號: F16H55/17;F16H55/08;F16H1/20
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 高永德;李洪福

本發明提供一種高承載章動面齒輪傳動裝置，該裝置齒輪嚙合副由多個類似自然界中蓮花“花瓣結構”的瓣狀結構組成。通過該結構的優化布局，可形成多接觸線的章動面齒輪傳動結構。由于面齒輪齒面存在界限條件，致使通過輪齒修形的方式提升傳動的承載能力有限，從而使面齒輪在傳動中往往需要通過增大齒輪直徑來獲得更大的承載能力，這樣勢必會導致傳動裝置的尺寸增加。本發明提出一種類似自然界中蓮花“花瓣結構”，既可完成運動和動力的傳遞，又可形成高承載章動面齒輪傳動裝置，屬于結合章動傳動原理而研發的一種新型空間齒輪傳動，具有體積小、噪聲低、精度高、承載能力高、壽命長、可靠性高等諸多優點。

技術領域

本發明涉及機械傳動技術領域，具體而言，尤其涉及機器人用關節減速器、大功率傳動等領域。

背景技術

高承載章動面齒輪傳動綜合了章動齒輪傳動和面齒輪傳動的優點，是在外切面齒輪與內切面齒輪所構成的共軛嚙合齒輪副(簡稱“面-面”齒輪副)的基礎上，結合章動原理而形成的一種新型傳動，具有結構緊湊、重合度大、體積小、零件少、傳動比大、承載能力強等優點，在機器人關節、直升機、盾構機等大功率領域具有良好的應用前景。

本專利所涉及的內容是一種高承載章動面齒輪傳動裝置，結合章動齒輪傳動的原理而研發的一種新型空間齒輪傳動，具有體積小、重量輕、噪聲低、承載能力高、壽命長、可靠性高等諸多優點。由于面齒輪齒面存在界限條件，致使通過輪齒修形的方式提升傳動的承載能力有限，從而使面齒輪在傳動中往往需要通過增大齒輪直徑來獲得更大的承載能力，這樣勢必會導致傳動裝置的尺寸增加。為此，本發明提出一種類似自然界中蓮花“花瓣結構”可形成多接觸線的章動面齒輪傳動結構，以完成運動和動力的傳遞，可形成高承載章動面齒輪傳動裝置。

發明內容

根據上述提出的技術問題，而提供一種新的解決方法和結構，可以使得面齒輪在有限的空間內提供更大的承載能力，節省了空間。

本發明采用的技術手段如下：

一種高承載章動面齒輪傳動裝置，包括：

被配置為輸入件的固定側“花瓣”型面齒輪，被配置為中間傳動件的“花瓣”型章動盤和被配置為輸出件的轉動側“花瓣”型面齒輪；

其中，中間傳動件的“花瓣”型章動盤為軸向兩側端面均加工有嚙合齒圈的齒輪，固定側“花瓣”型面齒輪裝配于中間傳動件的“花瓣”型章動盤的動力輸入端，轉動側“花瓣”型面齒輪裝配于中間傳動件的“花瓣”型章動盤的動力輸出端；

固定側“花瓣”型面齒輪為由中部凸出向外逐級階梯式環狀向外延伸，形成階梯錐狀的多級齒圈的齒輪，其相鄰齒圈之間齒布局為自然界中蓮花花瓣的布局型式，即每相鄰兩個齒圈的齒均為徑向方向上交錯分布，位于中部的齒圈的齒最小，位于其外圈的齒圈的齒逐級增大；

“花瓣”型章動盤動力輸入端齒圈被配置為與固定側“花瓣”型面齒輪所有齒圈能夠嚙合，即為中部凹陷外部突出的階梯式環狀向內延伸，形成階梯凹型的多級齒圈的齒輪；

其中，轉動側“花瓣”型面齒輪與固定側“花瓣”型面齒輪結構相同，即“花瓣”型章動盤動力輸出端齒圈被配置為與轉動側“花瓣”型面齒輪所有齒圈能夠嚙合，即為中部凸出向外逐級階梯式環狀向外延伸，形成階梯錐狀的多級齒圈的齒輪；

上述“凸”“凹”為相對提出，即保證固定側“花瓣”型面齒輪、“花瓣”型章動盤以及轉動側“花瓣”型面齒輪相互之間擁有軸向潛入嚙合部分；

例如：固定側“花瓣”型面齒輪為“凸”齒狀態(中部凸出向外逐級階梯式環狀向外延伸，形成階梯錐狀的多級齒圈的齒輪)，“花瓣”型章動盤與其嚙合側為“凹”齒狀態(中部凹陷外部突出的階梯式環狀向內延伸，形成階梯凹型的多級齒圈)，轉動側“花瓣”型面齒輪為凸齒狀態“花瓣”型章動盤與其嚙合側為“凹”齒狀態；