轴向弹性齿轮及柔性关节机构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106337924A(43)申请公布日2017.01.18(21)申请号201510415110.9(22)申请日2015.07.08(71)申请人孙长顺地址277500山东省滕州市鲍沟镇府前路10号(72)发明人孙长顺(51)Int.Cl.F16H55/14(2006.01)F16H55/17(2006.01)F16H1/20(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称轴向弹性齿轮及柔性关节机构(57)摘要一种轴向弹性的碟齿及其柔性动力输入关节机构，其机构主要由动力、机架、齿轮轴、专用齿轮、过度套盘、圆顶内齿、碟齿托架等构成；关节主要由碟齿、套盘、蜗轮式刚齿组成，关节中的碟齿是轴向弹性的齿轮，主其要由安装肋、内外缓冲肋板、辐条、内齿构成；由碟齿构成的柔性关节能将动力轴的动力变向传递给从动轴。CN106337924ACN106337924A权利要求书1/1页1.一种轴向弹性齿轮及柔性关节机构，其关节主要由动力、机架、齿轮轴、专用齿轮、过度套盘、圆顶内齿、碟齿托架等构成，其特征在于：关节中的其中一个齿轮是轴向弹性的齿轮，是通过改变齿根圆与轴孔之间辐板的刚度形成的碟齿；碟齿由安装肋、内外缓冲肋板、辐条、内齿构成；由碟齿、刚齿、套盘构成的柔性关节，是将安装肋与套盘链接、内齿与刚齿啮合连接构成；能将动力轴的动力变向传递给从动轴。2.如权利要求1所述的轴向弹性齿轮及柔性关节机构，其特征在于：关节是将组成碟齿的两片碟片做成锥形体，再将两片锥状的碟片的外缓的冲板固连，同时将上片的内齿部分替换成连接套筒并与定轴固连，将下片的内齿部分也替换成连接套筒并与动轴固连，由此形成的具轴向弹性变形能力的关节。3.如权利要求1所述的轴向弹性齿轮及柔性关节机构，其特征在于：机构是由固定的主机架和活动的付机架构成，主机架上固定安装动力输入轴、从动轴，付机架上安装轴向不固定的从动轴；在动力源动力作用下，轴向不固定的从动轴可做复摆运动。4.如权利要求1所述的轴向弹性齿轮及柔性关节机构，其特征在于：主动轴固定，从动轴安装在球形铰支座单轴承中形成旋摆，中间连接柔性关节后，仍能正常工作。2CN106337924A说明书1/4页轴向弹性齿轮及柔性关节机构[0001]技术类型[0002]本发明涉及一种机械构件和机构，其柔性关节是主要由轴向弹性的齿轮构建的。技术背景[0003]目前，常见的机械或机构的齿轮传动方式，多为刚性对接式的啮合输入，要求两轴平行，否则两轴间会产生除正常啮合推挤之外的线性推力，使从动轴及相关的机构扭转位移，影响机械的正常运行，同时也制约力从动轴的灵活性。发明内容[0004]本轴向弹性齿轮及柔性关节机构，是在刚性齿轮啮合的基础上，改变其中一个齿轮的齿根圆与轴孔之间辐板的刚度，增强其局部的径向弹性而实现的。不机构能有效消除上述啮合机构的不足。[0005]本柔性关节机构主要由动力、机架、齿轮轴、专用齿轮组、过度套盘、圆顶内齿、碟齿托架等构成(图2)。动力是指驱动力的源发机构；柔性关节是本机构的核心，是主要由轴向弹性的碟齿构成，具变轴向动力传递能力。机架，是指由固定的主机架(简称定架)和具旋摆自由度的付机架或形成从动轴旋摆能力的机架(简称动架)。[0006]齿轮轴分定齿轮轴(简称定轴)和旋摆齿轮轴(简称动轴)，定轴安装在柔性连接机构之前的固定式机架上，动轴安装在柔性连接机构之后前的旋摆式机架上或允许动轴旋摆的轴承里，形成旋摆自由度。[0007]专用齿轮组，是指由轴向弹性的齿轮(简称碟齿)、蜗轮式刚性齿轮(简称刚齿)啮合组成的，主要用于动力传递构件间的柔性过度，允许从动轴灵活变向和微量位移。[0008]定轴下端设过度套盘(简称套盘)，套盘内安装碟齿，碟齿的内齿套接齿数和径向尺寸与之相等的刚齿，刚齿是带动设于动架上的动轴上的蜗轮式齿轮。[0009]碟齿由内外缓冲肋极、辐条、内齿构成的碟片和安装肋组成(图1)，安装肋用以与套盘链接，内齿用以与刚齿啮合，辐条连接内外缓冲肋极并起轴向弹性变形作用，缓冲肋板作为弹性区和刚性区的过度，避免辐条根部的应力集中。[0010]碟齿的轴向弹性变形，可允许不同轴的动力轴从动轴对接传力。碟齿的内齿处于蜗轮式刚齿中心平面上(径向尺寸最小)，在刚齿随轴旋摆时，碟齿能产生相对刚齿中心平面的上下滑动并同时产生轴向弹性变形，以削减碟齿对刚齿产生的垂直于刚齿平面的倾翻力矩。同时，蜗轮式刚齿的内凹齿面能将碟齿限制在其中心平面与弧形齿面的交点处(即圆弧轮齿的中心)，避免碟齿因自重下垂变形而脱离中心平面而形成倾翻力矩，进而形成影响从动轴的翻转力矩。碟齿的内齿端面可由刚性且圆顶(截面直径小于刚齿的蜗杆直径)的环式刚性内齿替代，形成相对动轴轴向位置固定的连接。[