專利名稱：一種活針齒輪減速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于活針齒輪變速領(lǐng)域，具體涉及一種通過(guò)偏心輪擠壓活針的徑向運(yùn) 動(dòng)，使活針擠壓針齒，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)外圓周轉(zhuǎn)動(dòng)減速η倍的變速裝置。
背景技術(shù)：
目前已知，傳統(tǒng)意義上的減速傳動(dòng)裝置多利用減速主被動(dòng)輪的輪齒比來(lái)實(shí)現(xiàn)，此 種減速裝置主被動(dòng)輪的軸線分離，所占用空間和體積較大，不宜在小的空間中實(shí)現(xiàn)，并且有 回程差的弱點(diǎn)；行星齒輪減速負(fù)荷力矩又太小。例如，在中國(guó)專利申請(qǐng)第200910104693號(hào)中公開(kāi)了一種少齒差減速傳動(dòng)裝置，其 包括殼體、同軸設(shè)置并分別與殼體轉(zhuǎn)動(dòng)配合的動(dòng)力輸入軸和動(dòng)力輸出軸，所述動(dòng)力輸入軸 外圓偏心轉(zhuǎn)動(dòng)配合設(shè)置驅(qū)動(dòng)盤(pán)，所述動(dòng)力輸出軸傳動(dòng)配合設(shè)置動(dòng)力輸出盤(pán)，所述驅(qū)動(dòng)盤(pán)和 動(dòng)力輸出盤(pán)沿軸向并列設(shè)置；所述殼體上與動(dòng)力輸入軸同心設(shè)置漸開(kāi)線內(nèi)齒輪，與漸開(kāi)線 內(nèi)齒輪嚙合設(shè)置有漸開(kāi)線外齒輪形成少齒差傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，沿驅(qū)動(dòng)盤(pán)圓周方向均布設(shè)置傳動(dòng) 銷，傳動(dòng)銷沿軸向穿過(guò)驅(qū)動(dòng)盤(pán)和漸開(kāi)線外齒輪并分別偏心轉(zhuǎn)動(dòng)配合并與動(dòng)力輸出盤(pán)繞自身 軸線轉(zhuǎn)動(dòng)配合。精密位移儀器中實(shí)現(xiàn)微小移動(dòng)的結(jié)構(gòu)中常用螺旋放大方式實(shí)現(xiàn)。螺旋測(cè)微器是利 用螺旋放大方式實(shí)現(xiàn)的一個(gè)典型的應(yīng)用。依據(jù)螺旋放大的原理，即螺桿在螺母中旋轉(zhuǎn)一周， 螺桿便沿著旋轉(zhuǎn)軸線方向前進(jìn)或后退一個(gè)螺距的距離。若螺旋測(cè)微器的精密螺紋的螺距是 0. 5mm，手輪上有50個(gè)等分刻度，則手輪旋轉(zhuǎn)一周，測(cè)微螺桿可前進(jìn)或后退0. 5mm,因此旋轉(zhuǎn) 每個(gè)小分度，相當(dāng)于測(cè)微螺桿前進(jìn)或后退0. 5/50 = 0. 01mm。可見(jiàn)，旋動(dòng)刻度每一小分度表 示0. 01mm，所以螺旋測(cè)微器可分辨到0. 01mm，但微動(dòng)手感甚差，不易調(diào)控。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有測(cè)量?jī)x器中存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種活針齒輪減速
直ο依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案，提供一種活針齒輪減速裝置，其包括偏心輪、活針固 定輪、活針齒、減速針齒輪支撐架和針輪齒，其中從外至內(nèi)依次為偏心輪、活針固定輪和減 速針齒輪支撐架E，偏心輪位于最外側(cè)，活針置于活針固定輪中；活針的一端與偏心輪相接 觸，另一端與針輪齒相接觸；針輪齒位于減速針齒輪支撐架E的外圍并兩端鎖定；針輪齒的 數(shù)量為η個(gè)，活針齒的數(shù)量為η+1個(gè)時(shí)，則針齒輪支撐架E為反方向旋轉(zhuǎn)減速為1/η，其中η 為正整數(shù)。優(yōu)選地，η= 16。更優(yōu)選地，活針固定輪中的活針為15個(gè)時(shí)，則為外周偏心輪C和內(nèi)周E部件同向 旋轉(zhuǎn)減速為1/16周。使用上述的技術(shù)方案，在利用同軸圓周上相互垂直的兩組針齒輪圓柱體外圍的一 個(gè)偏心輪實(shí)現(xiàn)了內(nèi)外圓周同軸旋轉(zhuǎn)減速η倍的目的。尤其是，安裝在精密儀器的轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量?jī)?nèi)軸上的減速轉(zhuǎn)動(dòng)部分可連接精密螺紋(桿)應(yīng)用于微小位移裝置(如螺旋測(cè)微器、微動(dòng) 載物臺(tái)、薄膜厚度測(cè)量?jī)x、阿貝比長(zhǎng)儀等)中實(shí)現(xiàn)微小線位移，或在旋轉(zhuǎn)操作中實(shí)現(xiàn)微小角 位移的減速調(diào)控目的。本實(shí)用新型是將有偏心誤差的阿貝比長(zhǎng)儀所采用的“阿基米德螺線” 測(cè)微改為“數(shù)字螺旋測(cè)微器”直接推動(dòng)比長(zhǎng)平臺(tái)，不僅僅消除了結(jié)構(gòu)上的系統(tǒng)誤差和實(shí)現(xiàn)數(shù) 字化改造，并且將分辨率提高到0. 1 μ m。

[0010]圖1是本實(shí)用新型的活針齒輪減速裝置的頂視剖面示意圖；[0011]圖2是圖1中所示B部件即活針(固定)輪頂視圖；[0012]圖3是圖1中所示B部件即活針(固定)輪側(cè)視圖；[0013]圖4是圖1中所示C部件即手輪外套示意圖；[0014]圖5是針齒輪鎖板示意圖；[0015]圖6是圖1中所示E部件即減速針齒輪頂視圖；[0016]圖7是圖1中所示E部件即減速針齒輪側(cè)視圖；；[0017]圖8是手輪后蓋側(cè)視圖；[0018]圖9是圖1中所示F部件即手輪后蓋頂視圖；；[0019]圖10是圖1中所示G部件即活針示意圖；[0020]圖11是圖1中所示H部件即針輪齒示意圖；[0021]圖12是軸釘示意圖；[0022]圖13是將本實(shí)用新型減速系統(tǒng)裝置應(yīng)用于阿貝比長(zhǎng)儀的剖視總裝示意圖[0023]圖14是固定支承座的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的活針齒輪減速裝置，僅僅作為示例來(lái)說(shuō) 明，不應(yīng)當(dāng)將本實(shí)用新型的保護(hù)范圍僅僅限制至活針齒輪減速裝置具體結(jié)構(gòu)或部件的具體數(shù)量。依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案，提供一種活針齒輪減速裝置，其包括偏心輪、活針固 定輪、活針、減速針齒輪支撐架E和針輪齒，其中從外至內(nèi)依次為偏心輪、活針固定輪和減 速針齒輪支撐架E，偏心輪位于最外側(cè)，活針置于活針固定輪中；活針的一端與偏心輪相接 觸，另一端與針輪齒相接觸；針輪齒位于減速針齒輪支撐架E的外圍并兩端鎖定(針齒輪支 撐架E的內(nèi)螺紋和針齒輪鎖板D鎖緊于測(cè)螺桿上)；針輪齒的數(shù)量為η個(gè)，活針齒的數(shù)量為 η士 1個(gè)，其中η為正整數(shù)。如果活針齒的數(shù)量為η+1個(gè)時(shí)，則針齒輪為反方向旋轉(zhuǎn)減速為 1/η。其中，上述活針齒輪減速裝置使用一個(gè)偏心輪和與該偏心輪連接于隨動(dòng)件的活齒 輪，利用所述活針固定輪中的η+1個(gè)活針和減速針齒輪支撐架中的η個(gè)針輪齒H的配合，利 用偏心輪對(duì)η士 1個(gè)活針的壓擠，使η士 1個(gè)活針依次順序壓擠與其接觸的針輪齒H，使外圈 偏心輪旋轉(zhuǎn)一圈，剛好使內(nèi)圈減速針齒輪E反向或同向旋轉(zhuǎn)移動(dòng)一個(gè)圓柱周期的位置，最 終達(dá)到了使外周偏心輪旋轉(zhuǎn)位移一周變?yōu)閮?nèi)周減速針齒輪E部件反向或同向旋轉(zhuǎn)位移1/η 周的減速結(jié)果，其中η為正整數(shù)。[0027]對(duì)各個(gè)附圖的說(shuō)明，詳見(jiàn)附圖說(shuō)明。圖1是本實(shí)用新型的活針齒輪減速裝置的頂剖面示意圖。在圖1中示出了活針齒 輪減速裝置的工作原理。如圖1中所示，本實(shí)用新型使用一個(gè)偏心輪(圖1和圖13中C部 件)與連接于隨動(dòng)件的活齒輪(圖1和圖13中E部件)，利用B中的17 (本特例中，n+1 = 17)個(gè)活針G圓柱(圖1、13中G部件)和圖1和圖13中E部件中的16(本特例中，η = 16)個(gè)針輪齒H的配合，利用偏心輪C部件對(duì)17個(gè)G圓柱的壓擠，使17個(gè)G活針依次順序 壓擠與其接觸的針輪齒H，這樣就造成了外圈偏心輪C部件旋轉(zhuǎn)一圈，剛好使內(nèi)圈減速針 齒輪E反向旋轉(zhuǎn)移動(dòng)一個(gè)圓柱周期的位置，最終達(dá)到了使外周偏心輪C旋轉(zhuǎn)位移一周變?yōu)?內(nèi)周E部件反向旋轉(zhuǎn)位移1/16周的減速結(jié)果。如果B中活針為15(η-1 = 15)個(gè)時(shí)，則為 外周偏心輪C和內(nèi)周E部件同向旋轉(zhuǎn)減速為1/16周。如果選用合適的偏心輪直徑，以及與之匹配G活針圓柱和針輪齒H的直徑，可以設(shè) 計(jì)任意的n+1個(gè)G圓柱和η個(gè)針輪齒H實(shí)現(xiàn)內(nèi)周轉(zhuǎn)速和外周比為1/η倍(反向或同向)的 減速結(jié)果。將本實(shí)用新型的活針齒輪減速裝置應(yīng)用于阿貝比長(zhǎng)儀的示例安裝結(jié)構(gòu)如圖13所 示。這是本實(shí)用新型的實(shí)際應(yīng)用例之一，應(yīng)用此方法于阿貝比長(zhǎng)儀可實(shí)現(xiàn)優(yōu)于IOOnm的手 動(dòng)微小距離操作，而且體積很小(Φ 50mm手輪)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用。如圖13中所示，本圖為將減速系統(tǒng)裝置應(yīng)用于阿貝比長(zhǎng)儀數(shù)字化改造的剖視總 裝示意圖，其中E、D鎖緊于數(shù)顯螺旋測(cè)微器螺桿上未畫(huà)出，A(詳細(xì)見(jiàn)圖14)為固定支承座， 其為一端有外螺紋的中空?qǐng)A柱筒，其目的是連接支承作用，即連接針齒減速裝置和千分尺 等其他需要減速的裝置；在具體使用中固定支承座A可與儀器支架連接。B (詳細(xì)見(jiàn)圖2和 圖3)為活針固定輪，目的是支撐垂直于系統(tǒng)對(duì)稱軸的活針G，使活針G在偏心輪的擠壓下 能垂直于對(duì)稱軸運(yùn)動(dòng)。活齒固定輪B為在筒壁周圍鉆有徑向圓孔(圓孔的作用是承載活針 G)的中空?qǐng)A柱筒。C (詳細(xì)見(jiàn)圖4)為偏心輪，其作用是通過(guò)偏心輪的轉(zhuǎn)動(dòng)能擠壓活針G，使 其在B部件的孔中運(yùn)動(dòng)；偏心輪C為上部分為偏心圓的中空?qǐng)A筒。針齒輪鎖板D (詳細(xì)見(jiàn)圖 5)為中空薄板，使用針齒輪鎖板D的目的是鎖住減速針齒輪支撐架E(詳細(xì)見(jiàn)圖6和圖7) 中的針輪齒并將E針齒輪鎖緊于欲微調(diào)之螺桿上，使之實(shí)現(xiàn)微動(dòng)；減速針齒輪支撐架E為杯 型圓筒，圓筒周圍壁上有縱向的圓孔，用來(lái)承載針齒輪H。F(詳細(xì)見(jiàn)圖8和圖9)是手輪后 蓋，目的是通過(guò)軸釘1(詳細(xì)圖12)實(shí)現(xiàn)對(duì)減速針齒輪支撐架E的定軸，即能穩(wěn)定整個(gè)系統(tǒng)。 G(詳細(xì)見(jiàn)圖10)是活針，H(詳細(xì)見(jiàn)圖11)是針輪齒。在系統(tǒng)制備過(guò)程中，尺寸和公差需要 適當(dāng)配合。圖1和圖13中各部件名稱和作用相同。圖14是圖13中的A部件即固定支承座 (螺旋測(cè)微螺桿外套)的示意圖。利用本實(shí)用新型可以方便地利用通過(guò)偏心輪旋動(dòng)擠壓活針徑向運(yùn)動(dòng)，使活針 (η士1個(gè))擠壓η個(gè)針齒，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)外圓周轉(zhuǎn)動(dòng)減速η倍的變速裝置。利用此方法可實(shí)現(xiàn) 優(yōu)于IOOnm的手動(dòng)微小距離操作的目的。如上述，已經(jīng)清楚詳細(xì)地描述了本實(shí)用新型提出的活針齒輪減速裝置，但是本領(lǐng) 域普通的技術(shù)人員可以理解，在不背離所附權(quán)利要求定義的本實(shí)用新型的精神和范圍的情 況下，可以在形式和細(xì)節(jié)中做出多種修改。因此，所有參考本實(shí)用新型技術(shù)方案所做出的各 種各樣的修改，均應(yīng)當(dāng)歸入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種活針齒輪減速裝置，其特征在于，該活針齒輪減速裝置包括偏心輪、活針固定輪、活針、減速針齒輪支撐架(E)和針輪齒，其中從外至內(nèi)依次為偏心輪、活針固定輪和減速針齒輪支撐架(E)，偏心輪位于最外側(cè)，活針置于活針固定輪中；活針的一端與偏心輪相接觸，另一端與針輪齒相接觸；針輪齒位于減速針齒輪支撐架(E)的外圍并兩端鎖定；針輪齒的數(shù)量為n個(gè)，活針齒的數(shù)量為n±1個(gè)，其中n為正整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的所述裝置，其特征在于，活針齒的數(shù)量為η+1個(gè)時(shí)，則針齒輪為反 方向旋轉(zhuǎn)減速為1/η。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的所述裝置，其特征在于，η= 16。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的所述裝置，其特征在于，所述活針固定輪中的活針齒為15時(shí)， 則為外周偏心輪即手輪(C)和內(nèi)周(E)部件同向旋轉(zhuǎn)減速為1/16周。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種活針齒輪減速裝置，其使用一個(gè)偏心輪和與該偏心輪連接于隨動(dòng)件的活齒輪，利用所述活針固定輪中的n±1個(gè)活針和減速針齒輪E的支撐架中的n個(gè)針輪齒H的配合，利用偏心輪對(duì)n±1個(gè)活針的壓擠，使n±1個(gè)活針依次順序壓擠與其接觸的針輪齒H，使外圈偏心手輪旋轉(zhuǎn)一圈，剛好使內(nèi)圈減速針齒輪E反向或同向旋轉(zhuǎn)移動(dòng)一個(gè)圓柱周期的位置，最終達(dá)到了使外周偏心輪旋轉(zhuǎn)位移一周變?yōu)閮?nèi)周減速針齒輪E部件反向或同向旋轉(zhuǎn)位移1/n周的減速結(jié)果，其中n為正整數(shù)。
文檔編號(hào)F16H37/00GK201687913SQ201020156269
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
發(fā)明者譚成章, 陸文強(qiáng) 申請(qǐng)人:南開(kāi)大學(xué)