專利名稱：同步穩(wěn)態(tài)高精度傳動系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機械傳動裝置，是一種同步穩(wěn)態(tài)高精度傳動系統(tǒng)。
背景技術：
齒輪傳動用于傳遞兩軸之間的運動和動力，與其他機械傳動比較，齒輪具 有結構緊湊、運轉平穩(wěn)、噪聲較小等優(yōu)點，因此廣泛應用于各種機器和儀器中。
隨著生產(chǎn)技術的發(fā)展和高品質產(chǎn)品需求，特別是航天、航空、軍工等精密 重載傳動的發(fā)展需求，對傳動精度和回差即齒側間隙的控制提出了較高的要求。
而傳動系統(tǒng)中的主要問題在于齒輪副嚙合間隙和運動回差，現(xiàn)有技術中， 存在多種減小齒輪副嚙合間隙的結構，如可周向錯位的齒輪，錐形齒的齒輪， 雙齒輪副，雙蝸桿副等等。但這些技術在結構設計上或者在制造工藝上還存在 結構和裝配比較復雜，成本高，僅適用于小功率系統(tǒng)，并且不能徹底解決齒輪 傳動的回差問題。
而傳動系統(tǒng)在傳動過程中，存在來自系統(tǒng)外的附加矩干擾，現(xiàn)有的結構無 法克服系統(tǒng)外的干擾，當有一個外界的附加力矩施于系統(tǒng)的輸出端時，就會破 壞系統(tǒng)的運動模式和運動精度。而高科技術領域中要求有嚴格的運動模式及運 動精度，且要求其有大的承載能力，能克服環(huán)境等因素的干擾，即回差小，零 間隙嚙合、自鎖能力強、傳動精度高的傳動系統(tǒng)及相應的技術。
因此，需要一種高精度控制裝置，具有嚴格的運動模式及運動精度，且有 大的承載能力，能克服外界附加力矩的干擾，能夠最大限度消除傳動回差，保 持較高的傳動精度。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種同步穩(wěn)態(tài)高精度傳動系統(tǒng)，具有嚴格 的運動模式及較高的傳動精度，且有大的承載能力，能克服外界附加力矩的干 擾，能夠最大限度消除傳動回差，使其按照既定的同步參考軸的運動規(guī)律運動， 從而提高傳動效率，減小振動和噪聲，延長使用壽命。
本發(fā)明的同步穩(wěn)態(tài)高精度傳動系統(tǒng)，包括輸入軸、輸出軸、與輸入軸在圓 周方向固定配合的主動齒輪和與輸出軸在圓周方向固定配合的從動齒輪，還包 括精度控制裝置、同步參考軸、同步主動齒輪和同步從動齒輪，所述同步參考 軸與輸出軸同軸設置，所述同步主動齒輪與主動齒輪并列以在圓周方向固定配 合的方式設置在動力輸入軸上，同步從動齒輪與同步參考軸在圓周方向固定配 合；所述主動齒輪與從動齒輪嚙合，同步主動齒輪與同步從動齒輪嚙合，兩齒 輪嚙合副傳動比相同；
精度控制裝置包括杠桿結構的外叉和內(nèi)叉，所述輸出軸與外叉的動力點在 輸出軸的圓周方向固定配合，外叉的阻力點與內(nèi)叉的阻力點在力矩方向固定配 合，內(nèi)叉的動力點與同步參考軸在同步參考軸的圓周方向固定配合，所述外叉 和內(nèi)叉的支點與輸出軸和同步參考軸以沿圓周方向可滑動的方式單自由度配 合。
進一步，還包括傳動架和同步架，所述輸出軸通過傳動架與外叉的動力點 配合，同步參考軸通過同步架與內(nèi)叉的動力點配合；
進一步，還包括支點盤i、支點盤n、支點柱銷i和支點柱銷n，所述支 點盤i和支點盤n分別設置于外叉和內(nèi)叉橫向兩側，支點柱銷i擔在支點盤i 和支點盤n上形成外叉的支點，支點柱銷n擔在支點盤i和支點盤n上形成內(nèi) 叉的支點；所述支點盤i與傳動架轉動配合，支點盤n與同步架轉動配合；
進一步，還包括干擾力矩傳遞銷，外叉的阻力點端和內(nèi)叉的阻力點端分別 設置成開口結構，所述外叉的和內(nèi)叉的開口結構分別以轉動配合的方式卡在干
擾力矩傳遞銷上；進一步，所述支點盤I與傳動架通過滾針轉動配合；
進一步，所述傳動架與外叉的動力點通過球軸承I配合，同步架與內(nèi)叉的 動力點通過球軸承II配合；
進一步，外叉和/或內(nèi)叉的開口結構與干擾力矩傳遞銷之間通過滑套配合， 滑套長度大于與之配合的外叉和/或內(nèi)叉的開口結構的軸向寬度；
進一步，外叉的開口結構沿軸向分為位于內(nèi)叉兩側的兩部分；
進一步，所述支點盤I沿軸向嵌在傳動架內(nèi)與其轉動配合，支點盤II沿軸 向嵌在同步架內(nèi)與其轉動配合。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的同步穩(wěn)態(tài)高精度傳動系統(tǒng)，采用附加力矩 的杠桿結構的外叉和內(nèi)叉串聯(lián)傳動鏈結構，系統(tǒng)受到外加力矩的擾動時，力矩 通過杠桿結構依次傳遞，而同步參考軸的動力逆向傳遞，可以適時的產(chǎn)生一個 大小相等、方向相反的力矩以抵消該附加力矩，使干擾力矩無法繼續(xù)傳遞，從 而在系統(tǒng)內(nèi)部達到平衡，直至輸出軸與同步參考軸同步，具有嚴格的運動模式 及較高的傳動精度，且有大的承載能力，能克服環(huán)境等因素的干擾，能夠最大 限度消除回差，從而提高傳動效率，減小振動和噪聲；本裝置干擾運動和主運 動以差動形式結合，因而兩者既兼容而又不相互干涉，具有很強的自適應性， 響應時間快，可將回差減到很小，本發(fā)明采用純機械裝置，因而使用壽命長， 且維修簡便，工藝性好，易于系列化和大批量生產(chǎn)。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。 圖l為本發(fā)明的結構示意圖； 圖2為圖1沿A-A向示意圖。
具體實施例方式
圖l為本發(fā)明的結構示意圖，圖2為圖1沿A-A向示意圖，如圖所示本實施例的同步穩(wěn)態(tài)高精度傳動系統(tǒng)，包括輸入軸l、輸出軸2、與輸入軸l在圓
周方向固定配合的主動齒輪18和與輸出軸2在圓周方向固定配合的從動齒輪3， 還包括精度控制裝置、同步參考軸16、同步主動齒輪17和同步從動齒輪15， 所述同步參考軸16與輸出軸2同軸設置，所述同步主動齒輪17與主動齒輪18 并列以在圓周方向固定配合的方式設置在動力輸入軸1上，同步從動齒輪15與 同步參考軸16在圓周方向固定配合；所述主動齒輪18與從動齒輪3嚙合，同 步主動齒輪17與同步從動齒輪15嚙合，兩齒輪嚙合副(主動齒輪18與從動齒 輪3以及同步主動齒輪17與同步從動齒輪15的嚙合副)傳動比相同；
精度控制裝置包括杠桿結構的外叉20和內(nèi)叉8，所述輸出軸2與外叉20的 動力點在輸出軸2的圓周方向固定配合，外叉20的阻力點與內(nèi)叉8的阻力點在 力矩方向固定配合，內(nèi)叉8的動力點與同步參考軸16在同步參考軸16的圓周 方向固定配合，所述外叉20和內(nèi)叉8的支點與輸出軸2和同步參考軸16以沿 圓周方向可滑動的方式單自由度配合，也就是只能沿軸的圓周方向滑動，而相 對于軸沒有軸向和徑向的相對運動；
外叉20的動力點是指干擾力矩沿輸出軸2傳遞并驅動外叉20繞支點轉動 的點，內(nèi)叉8的動力點是指正常傳動時動力沿同步參考軸16傳遞并驅動內(nèi)叉8 繞支點轉動的點；
本發(fā)明在正常運行情況下，輸出軸2和同步參考軸16同步回轉，當輸出軸 2受到某種因素的干擾產(chǎn)生附加的力矩時，即輸出軸2和同步參考軸16之間有 了差值，因此，會在外叉20和內(nèi)叉8之間產(chǎn)生與干擾力矩大小相等、方向相反 的力矩，從而抑制和抵消干擾力矩，起到同步控制的作用，同步參考軸16始終 按設定的運動規(guī)律運行，并適時與輸出軸2的運動進行比較，如有附加力矩產(chǎn) 生抑制作用，消除輸出軸的附加運動，直到與同步參考軸同步，傳動裝置也就 回復到正常同步運行狀態(tài)；
本實施例中，還包括傳動架5和同步架13，所述輸出軸2通過傳動架5與 外叉20的動力點配合，同歩參考軸通過同歩架13與內(nèi)叉8的動力點配合，采用傳動架5和同步架13傳動結構，可簡化各部件的加工和裝配形式，易于布置 和安裝；當然，可以采用輸出軸2與外叉20的動力點之間以及同步參考軸16 與內(nèi)叉8的動力點之間直接配合的結構，但是會增加軸的加工難度；
本實施例中，還包括支點盤I 6、支點盤I114、支點柱銷I 9和支點柱銷IH， 所述支點盤I 6和支點盤I114分別設置于外叉20和內(nèi)叉8橫向兩側，支點柱銷 I 9擔在支點盤I 6和支點盤II 14上形成外叉20的支點，支點柱銷IH擔在支 點盤I 6和支點盤II14上形成內(nèi)叉8的支點；所述支點盤I 6與傳動架5轉動配 合，支點盤II14與同步架13轉動配合，如圖所示，支點盤I6沿軸向嵌在傳動 架5內(nèi)與其轉動配合，支點盤II14沿軸向嵌在同步架5內(nèi)與其轉動配合，采用 簡單的結構實現(xiàn)轉動配合并限制了其它方向的自由度，安裝和拆卸容易；采用 支點盤以及支點柱銷結構，可以簡化安裝結構，增加系統(tǒng)傳動的可靠性；
本實施例中，還包括干擾力矩傳遞銷12，外叉20的阻力點端和內(nèi)叉8的阻 力點端分別設置成開口結構，所述外叉20和內(nèi)叉8的開口結構分別以轉動配合 的方式卡在干擾力矩傳遞銷12上，進一步簡化結構，并容易安裝和拆卸；當然 也可以采用外叉20和內(nèi)叉8直接配合的結構，都能實現(xiàn)發(fā)明目的；所述內(nèi)叉8 的開口結構與干擾力矩傳遞銷12之間通過滑套IO配合，滑套長度大于內(nèi)叉8 的開口結構的軸向寬度，在減小摩擦力的同時，還防止外叉20和內(nèi)叉8之間的 干擾，達到靈活傳動的目的，當然，外叉20和內(nèi)叉8均可設置滑套10，都能夠 達到發(fā)明目的；外叉20的開口結構沿軸向分為兩部分，分別位于內(nèi)叉8兩側， 使外叉20和內(nèi)叉8對干擾力矩傳遞銷12施力均勻，達到較好的傳遞效果；
本實施例中，所述支點盤I6與傳動架5通過滾針11轉動配合，減小兩者 間的摩擦力，使支點盤I6與傳動架5之間相對運動靈活，從而使外叉20的動 力點相對于支點運行靈活，從而使整個阻尼裝置動作靈活可靠；所述支點盤II 14和同步架13之間采用緊配合，保證內(nèi)叉8的動力點隨著同步參考軸回轉；
本實施例中，傳動架5與外叉20的動力點通過球軸承I 19配合，同步架 13與內(nèi)叉8的動力點通過球軸承I17配合，可使外叉20和內(nèi)叉8能靈活擺動，進一步增加系統(tǒng)動作的靈活性，從而提高傳動效率。
最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管 參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解， 可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的 宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種同步穩(wěn)態(tài)高精度傳動系統(tǒng)，包括輸入軸、輸出軸、與輸入軸在圓周方向固定配合的主動齒輪和與輸出軸在圓周方向固定配合的從動齒輪，其特征在于還包括精度控制裝置、同步參考軸、同步主動齒輪和同步從動齒輪，所述同步參考軸與輸出軸同軸設置，所述同步主動齒輪與主動齒輪并列以在圓周方向固定配合的方式設置在動力輸入軸上，同步從動齒輪與同步參考軸在圓周方向固定配合；所述主動齒輪與從動齒輪嚙合，同步主動齒輪與同步從動齒輪嚙合，兩齒輪嚙合副傳動比相同；精度控制裝置包括杠桿結構的外叉和內(nèi)叉，所述輸出軸與外叉的動力點在輸出軸的圓周方向固定配合，外叉的阻力點與內(nèi)叉的阻力點在力矩方向固定配合，內(nèi)叉的動力點與同步參考軸在同步參考軸的圓周方向固定配合，所述外叉和內(nèi)叉的支點與輸出軸和同步參考軸以沿圓周方向可滑動的方式單自由度配合。
2. 根據(jù)權利要求1所述的同步穩(wěn)態(tài)高精度傳動系統(tǒng)，其特征在于還包括 傳動架和同步架，所述輸出軸通過傳動架與外叉的動力點配合，同步參考軸通 過同步架與內(nèi)叉的動力點配合。
3. 根據(jù)權利要求2所述的同步穩(wěn)態(tài)高精度傳動系統(tǒng)，其特征在于還包括支點盤i、支點盤n 、支點柱銷i和支點柱銷n ，所述支點盤i和支點盤n分 別設置于外叉和內(nèi)叉橫向兩側，支點柱銷i擔在支點盤i和支點盤n上形成外 叉的支點，支點柱銷n擔在支點盤i和支點盤n上形成內(nèi)叉的支點；所述支點 盤i與傳動架轉動配合，支點盤n與同步架轉動配合。
4. 根據(jù)權利要求3所述的同步穩(wěn)態(tài)高精度傳動系統(tǒng)，其特征在于還包括干擾力矩傳遞銷，外叉的阻力點端和內(nèi)叉的阻力點端分別設置成開口結構，所 述外叉的和內(nèi)叉的開口結構分別以轉動配合的方式卡在干擾力矩傳遞銷上。
5. 根據(jù)權利要求4所述的同步穩(wěn)態(tài)高精度傳動系統(tǒng)，其特征在于所述支點盤I與傳動架通過滾針轉動配合。
6. 根據(jù)權利要求5所述的同步穩(wěn)態(tài)高精度傳動系統(tǒng)，其特征在于所述傳 動架與外叉的動力點通過球軸承I配合，同步架與內(nèi)叉的動力點通過球軸承II 配合。
7. 根據(jù)權利要求6所述的同步穩(wěn)態(tài)高精度傳動系統(tǒng)，其特征在于所述外 叉和/或內(nèi)叉的開口結構與干擾力矩傳遞銷之間通過滑套配合，滑套長度大于與 之配合的外叉和/或內(nèi)叉的開口結構的軸向寬度。
8. 根據(jù)權利要求7所述的同步穩(wěn)態(tài)高精度傳動系統(tǒng)，其特征在于所述外叉的開口結構沿軸向分為位于內(nèi)叉兩側的兩部分。
9. 根據(jù)權利要求8所述的同步穩(wěn)態(tài)高精度傳動系統(tǒng)，其特征在于所述支 點盤I沿軸向嵌在傳動架內(nèi)與其轉動配合，支點盤II沿軸向嵌在同步架內(nèi)與其 轉動配合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種同步穩(wěn)態(tài)高精度傳動系統(tǒng)，包括輸入軸、輸出軸、主動齒輪和從動齒輪，還包括精度控制裝置、同步參考軸、同步主動齒輪和同步從動齒輪，同步參考軸與輸出軸同軸設置，主動齒輪與從動齒輪之間以及同步主動齒輪與同步從動齒輪之間的嚙合傳動比相同；精度控制裝置的外叉的動力點與輸出軸在圓周方向固定配合，外叉的阻力點與內(nèi)叉的阻力點在力矩方向固定配合，內(nèi)叉的動力點與同步參考軸在圓周方向固定配合，外叉和內(nèi)叉的支點與輸出軸和同步參考軸以沿圓周方向可滑動的方式單自由度配合，本發(fā)明負載能力強，干擾運動和主運動以差動形式結合，具有很強的自適應性，能使傳動系統(tǒng)始終保持較高的傳動精度，響應時間快，可將回差減到很小。
文檔編號F16H3/38GK101555928SQ20091010389
公開日2009年10月14日 申請日期2009年5月20日 優(yōu)先權日2009年5月20日
發(fā)明者田 傅, 偉 周, 李云松, 林利紅, 梁德沛, 陳小安 申請人:重慶大學