[发明专利]一种单轴匀速输入同轴输出旋转与摆动运动的活齿凸轮机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种单轴匀速输入同轴输出旋转与摆动运动的活齿凸轮机构，属于机械传动技术领域。

背景技术

目前，单一机构输出的运动多为旋转运动或摆动运动等单一类型。随着纺织机械、印刷机械、农业机械以及自动化办公设备等性能不断提升，对运动类型的需求也变得越来越多样化，现有输出运动类型单一的设备逐渐不能满足现代化工业的需求。因此，设计一种能够同时输出承载能力强、传动比范围广的匀速运动及摆角范围大、传动精度高的摆动运动的机构显得尤为重要。

发明内容

本发明实现了一根输入轴匀速输入，同时输出匀速运动和摆动运动。

本发明所述的一种单轴匀速输入同轴输出旋转与摆动运动的活齿凸轮机构，该机构包括输入轴、输入盘、内、外层钢球、活齿架、旋转盘、摆动盘、旋转轴、摆动轴、机架。输入轴与输入盘固连成一体组成激波器；活齿架固连在机架上，内、外层钢球分别均布在活齿架上沿周向分布的内、外层径向槽内，并时刻分别处于输入盘端面齿廓槽与旋转盘、摆动盘端面齿廓槽的交错区域；旋转盘、摆动盘分别与旋转轴和摆动轴固连。输入盘齿廓槽随输入盘匀速转动，推动钢球沿活齿架径向槽作径向运动，旋转轴在钢球推动下作匀速运动而摆动盘在钢球的推动下作有规律的摆动运动。

活齿架的固定使得同时输出互不影响的匀速旋转运动和变速摆动运动成为可能。

该种单轴匀速输入、同时输出旋转运动和摆动运动的活齿凸轮机构的机架通过螺钉连接着左、右端盖，左侧小端盖、右侧内层小端盖、右侧外层小端盖则分别通过螺钉连接着左端盖、外层输出轴、右端盖，从而实现了整个机构封闭，达到了防尘密封的目的。

一种单轴匀速输入同轴输出旋转与摆动运动的活齿凸轮机构,其输入盘端面上的齿廓是光滑的且关于几何中心对称的，其内层齿廓的理论齿形为标准的椭圆方程；其外层齿廓的理论齿形方程为P＝R+e cos(nθ)，其中R为基圆半径，e为偏心距，n为齿数，θ为极角。齿数n≥2，依据承载能力选取。活齿架的理论齿形为直线。旋转盘端面齿廓的理论齿形为连续封闭曲线；摆动盘端面齿廓的理论齿形为多条连续非封闭曲线，曲线数量等于齿数。

一种单轴匀速输入同轴输出旋转与摆动运动的活齿凸轮机构，其摆动轴的摆动规律为简谐曲线、摆线曲线或无停留修正梯形曲线。

一种单轴匀速输入同轴输出旋转与摆动运动的活齿凸轮机构，其摆动轴的初始摆动方向与输入轴旋向相同或相反。

一种单轴匀速输入同轴输出旋转与摆动运动的活齿凸轮机构，其摆动轴的摆动角度范围大,在5°～270°范围内任意选择。

一种单轴匀速输入同轴输出旋转与摆动运动的活齿凸轮机构，其旋转轴能够实现高承载能力、大范围传动比的匀速输出。

一种单轴匀速输入同轴输出旋转与摆动运动的活齿凸轮机构，其旋转轴的转向与输入轴的转向一致或相反。

一种单轴匀速输入同轴输出旋转与摆动运动的活齿凸轮机构，其旋转轴的转速、转向以及摆动轴的初始摆动方向、摆动角度、摆动规律、承载能力根据实际应用进行组合，以满足实际需求。

一种单轴匀速输入同轴输出旋转与摆动运动的活齿凸轮机构，其旋转轴及摆动轴的运动的启停具备同步性。

附图说明

图1一种单轴匀速输入同轴输出旋转与摆动运动的活齿凸轮机构；

图2-1匀速输出机构的传动比i＝8，摆动轴的初始摆动方向与输入轴的转向相同，齿数为4，摆角为45°，摆动规律为简谐曲线的情况下，输入盘、活齿架、钢球、旋转盘、摆动盘之间的初始啮合关系图(实施方式1)；

图2-2匀速输出机构的传动比i＝8，摆动轴的初始摆动方向与输入轴的转向相同，齿数为4，摆角为45°，摆动规律为简谐曲线的情况下，在摆角由0°→45°变化的中间位置，输入盘、活齿架、钢球、旋转盘、摆动盘之间的啮合关系图；

图2-3匀速输出机构的传动比i＝8，摆动轴的初始摆动方向与输入轴的转向相同，齿数为4，摆角为45°，摆动规律为简谐曲线的情况下，在摆角45°位置，输入盘、活齿架、钢球、旋转盘、摆动盘之间的啮合关系图；

图2-4匀速输出机构的传动比i＝8，摆动轴的初始摆动方向与输入轴的转向相同，齿数为4，摆角为45°，摆动规律为简谐曲线的情况下，在摆角由45°→0°变化的中间位置，输入盘、活齿架、钢球、旋转盘、摆动盘之间的啮合关系图；

图2-5匀速输出机构的传动比i＝8，摆动轴的初始摆动方向与输入轴的转向相同，齿数为4，摆角为45°，摆动规律为简谐曲线的情况下，输入盘的主视图；