專利名稱：一種承受徑向力并可適應(yīng)轉(zhuǎn)角位移的扭矩傳遞裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于傳遞扭矩的機械裝置，具體涉及的是一種承受徑向力并可適應(yīng)轉(zhuǎn)角位移的扭矩傳遞裝置。
背景技術(shù)：
目前，在高速磁浮系統(tǒng)的道岔橫移驅(qū)動機構(gòu)中，有一套直齒圓柱齒輪齒條傳動裝 置，其中齒條為多段直齒條排列成一圓弧狀構(gòu)成的折線形齒條，齒輪在齒條上滾動以提供 移動力。由于齒條為折線型式，而齒輪軸的理論運行軌跡為圓弧，便造成了齒輪齒圈的軸線 與傳動軸的軸線不重合并出現(xiàn)一個夾角，且在齒輪的走行過程中該夾角不斷地發(fā)生周期性 地連續(xù)變化并伴隨周期性地突變。因此，需要將齒輪分成兩個可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)動的部分，夕卜 部是外齒圈，與折線齒條進行嚙合；內(nèi)部用于連接驅(qū)動軸。并在齒輪的內(nèi)、外兩部分之間設(shè) 置一個扭矩傳遞裝置以實現(xiàn)傳遞齒輪扭矩、允許齒輪發(fā)生一定范圍轉(zhuǎn)動、支撐外齒圈重力 和傳遞齒輪驅(qū)動力(徑向力)的功能?，F(xiàn)有技術(shù)中使用的扭矩傳遞裝置，或者只能提供扭矩傳遞功能和一定角度轉(zhuǎn)動功 能而無法提供徑向力支撐，例如萬向節(jié)或聯(lián)軸器裝置等；或者只能傳遞扭矩和提供徑向力， 而無法提供活動的轉(zhuǎn)角功能，例如齒輪傳動裝置；或者僅能提供徑向力和轉(zhuǎn)動角度，但無法 傳遞扭矩，如球關(guān)節(jié)裝置等，因此均無法滿足高速磁浮系統(tǒng)的道岔橫移驅(qū)動的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種承受徑向力并可適應(yīng)轉(zhuǎn)角位移的扭矩傳遞裝置，既能實 現(xiàn)齒輪徑向力的可靠傳遞，又能連續(xù)、平穩(wěn)地傳遞齒輪的扭矩，還能適應(yīng)齒輪內(nèi)、外兩部分 之間的夾角位移的不斷變化，并且能長期、可靠地工作。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種承受徑向力并可適應(yīng)轉(zhuǎn)角位移的扭矩傳遞裝 置，其特點是，包含可實現(xiàn)角度偏轉(zhuǎn)的扭矩傳遞機構(gòu)和轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)；上述的可實現(xiàn)角度偏轉(zhuǎn)的扭矩傳遞機構(gòu)為鼓形齒單元；所述的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)為一對同軸設(shè)置在鼓形齒單元兩側(cè)的球鉸單元；所述的鼓形齒單元包含同軸設(shè)置的鼓形齒外圈和鼓形齒內(nèi)圈；所述的一對球鉸單元分別包含同軸設(shè)置的球鉸外圈和球鉸內(nèi)圈；所述的兩組球鉸內(nèi)圈設(shè)置在鼓形齒內(nèi)圈兩側(cè)構(gòu)成裝置內(nèi)體；所述的裝置內(nèi)體設(shè)置在鼓形齒外圈中；所述的兩組球鉸外圈分別套置在兩組球鉸內(nèi)圈的球面端并與鼓形齒外圈的兩端 外側(cè)相貼合構(gòu)成裝置外體。上述的承受徑向力并可適應(yīng)轉(zhuǎn)角位移的扭矩傳遞裝置，其中，鼓形齒內(nèi)圈為鼓狀， 其側(cè)面為若干齒狀凸起；所述的鼓形齒內(nèi)圈中心設(shè)置有軸孔。上述的承受徑向力并可適應(yīng)轉(zhuǎn)角位移的扭矩傳遞裝置，其中，鼓形齒外圈的內(nèi)壁 與鼓形齒內(nèi)圈的側(cè)面相適配且嚙合，該嚙合面呈弧形。
上述的承受徑向力并可適應(yīng)轉(zhuǎn)角位移的扭矩傳遞裝置，其中，球鉸內(nèi)圈為半球體， 其中心設(shè)置有軸孔。上述的承受徑向力并可適應(yīng)轉(zhuǎn)角位移的扭矩傳遞裝置，其中，球鉸外圈為環(huán)狀結(jié) 構(gòu)；所述的球鉸外圈的內(nèi)壁與球鉸內(nèi)圈的半球體球面相適配并留有間隙。上述的承受徑向力并可適應(yīng)轉(zhuǎn)角位移的扭矩傳遞裝置，其中，鼓形齒外圈和鼓形 齒內(nèi)圈在工作時，二者的軸線可產(chǎn)生士4°至士5°的轉(zhuǎn)角。上述的承受徑向力并可適應(yīng)轉(zhuǎn)角位移的扭矩傳遞裝置，其中，可實現(xiàn)角度偏轉(zhuǎn)的 扭矩傳遞機構(gòu)為萬向節(jié)或者是撓性聯(lián)軸器。上述的承受徑向力并可適應(yīng)轉(zhuǎn)角位移的扭矩傳遞裝置，其中，轉(zhuǎn) 動關(guān)節(jié)為單個整 體式球鉸。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點在于本發(fā)明能夠很好地解決在軸向夾角不斷變 化的情況下穩(wěn)定并且連續(xù)地傳遞扭矩的問題，由于本發(fā)明采用鼓形齒單元和球鉸單元替代 了現(xiàn)有技術(shù)的通過球形關(guān)節(jié)及傳動銷進行扭矩傳遞的方式，從而避免了傳動銷易斷裂損 壞、傳動方孔易變形、傳動間隙大易導(dǎo)致電器控制系統(tǒng)控制困難甚至發(fā)生反饋振蕩的問題， 具有使用壽命長、傳動精準(zhǔn)的特點。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的零件分解示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合圖1和圖2，詳細說明本發(fā)明優(yōu)選的實施例。如圖1所示和圖2所示，一種承受徑向力并可適應(yīng)轉(zhuǎn)角位移的扭矩傳遞裝置，包含 可實現(xiàn)角度偏轉(zhuǎn)的扭矩傳遞機構(gòu)和轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)?？蓪崿F(xiàn)角度偏轉(zhuǎn)的扭矩傳遞機構(gòu)為鼓形齒單 元7，轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)為一對同軸設(shè)置在鼓形齒單元7兩側(cè)的球鉸單元8。鼓形齒單元7包含同軸設(shè)置的鼓形齒外圈71和鼓形齒內(nèi)圈72，鼓形齒內(nèi)圈72為 鼓狀，其側(cè)面為若干齒狀凸起，鼓形齒內(nèi)圈72中心設(shè)置有軸孔，鼓形齒外圈71的內(nèi)壁與鼓 形齒內(nèi)圈72的側(cè)面相適配且嚙合，該嚙合面呈弧形。用以將扭矩從鼓形齒內(nèi)圈傳遞到鼓形 齒外圈(或反之)。由于鼓形齒在工作時允許內(nèi)、外體的軸線有一定的夾角，因此配合球鉸 單元即可實現(xiàn)裝置的在變化夾角下傳遞扭矩的要求。一對球鉸單元8分別包含同軸設(shè)置的球鉸外圈81和球鉸內(nèi)圈82，球鉸內(nèi)圈82為 半球體，中心設(shè)置有軸孔，球鉸外圈81為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，球鉸外圈81的內(nèi)壁與球鉸內(nèi)圈82的半 球體球面相適配并留有間隙。兩組球鉸內(nèi)圈82設(shè)置在鼓形齒內(nèi)圈72兩側(cè)構(gòu)成裝置內(nèi)體，裝置內(nèi)體設(shè)置在鼓形 齒外圈71中。兩組球鉸外圈81分別套置在兩組球鉸內(nèi)圈82的球面端并與鼓形齒外圈71 的兩端外側(cè)相貼合構(gòu)成裝置外體。裝置內(nèi)體安裝在裝置外體之內(nèi)，內(nèi)體在外體內(nèi)可沿球鉸 的球面方向發(fā)生一定角度的轉(zhuǎn)動。半球形球鉸關(guān)節(jié)單元負責(zé)傳遞徑向力，并提供外體的三 向定位和提供外體的轉(zhuǎn)動自由度。本發(fā)明通過裝置內(nèi)體與裝置外體結(jié)合，作用于高速磁浮 系統(tǒng)的道岔橫移驅(qū)動機構(gòu)的直齒圓柱齒輪齒條傳動裝置中，用于將分成兩個內(nèi)、外兩部分的齒輪連接，從而起到傳遞扭矩、傳遞徑向力和適應(yīng)夾角位移變化的三種作用。本發(fā)明采用鼓形齒單元7和一對球鉸單元8來實現(xiàn)上述技術(shù)效果。球鉸單元7的 作用在于提供徑向力和轉(zhuǎn)動自由度，并為齒輪的外齒圈提供定位，鼓形齒單元7的作用在 于傳遞扭矩。由于鼓形齒單元7在工作時允許兩軸發(fā)生一定角度的偏轉(zhuǎn)，因此配合球鉸單 元8即可實現(xiàn)裝置的在變化夾角下傳遞扭矩的要求，并且由于鼓形齒嚙合的間隙較小，裝 置傳遞扭矩平穩(wěn)可靠。本發(fā)明在設(shè)計時將球鉸單元8分成兩個半球，分別設(shè)置在鼓形齒單 元7的兩側(cè)，并使球心與鼓形齒單元7轉(zhuǎn)動中心重合，使得整個裝置結(jié)構(gòu)更加緊湊。本發(fā)明同樣也可由以下技術(shù)方案替代本發(fā)明的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)本發(fā)明的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)除采用兩個半球型式的球鉸單元外也可采 用單個整體式球鉸或其它類似的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，只要能夠提供轉(zhuǎn)動自由度并能夠傳遞徑向力即 可； 本發(fā)明的可實現(xiàn)角度偏轉(zhuǎn)的扭矩傳遞機構(gòu)本發(fā)明的可實現(xiàn)角度偏轉(zhuǎn)的扭矩傳遞 機構(gòu)除采用鼓形齒單元外，也可采用其它類似的可以在發(fā)生一定角度偏轉(zhuǎn)情況下提供扭矩 傳遞的聯(lián)軸器機構(gòu)(例如萬向節(jié)、撓性聯(lián)軸器等)。本發(fā)明能夠很好地解決在軸向夾角不斷變化的情況下穩(wěn)定并且連續(xù)地傳遞扭矩 的問題，由于本發(fā)明采用鼓形齒單元和球鉸單元替代了現(xiàn)有技術(shù)的通過球形關(guān)節(jié)及傳動銷 進行扭矩傳遞的方式，從而避免了傳動銷易斷裂損壞、傳動方孔易變形、傳動間隙大易導(dǎo)致 電器控制系統(tǒng)控制困難甚至發(fā)生反饋振蕩的問題，具有使用壽命長、傳動精準(zhǔn)的特點。具體來說，本發(fā)明裝置可以達到如下技術(shù)效果1、本發(fā)明裝置能夠允許其所連接的齒輪在工作時，齒輪內(nèi)、外部分的軸線產(chǎn)生一 定范圍(通?？蛇_士4° 士5° )的轉(zhuǎn)角，即本發(fā)明允許釋放一定的轉(zhuǎn)角位移；2、本發(fā)明裝置能夠傳遞足夠的徑向力，即能夠依靠齒輪軸來支承其所連接的整個 齒輪(包括活動的外齒圈部分)的全部重量，并能將齒輪工作時產(chǎn)生的徑向力通過齒輪軸 傳遞給其它部件；3、本發(fā)明裝置能夠確保其所連接的齒輪的內(nèi)、外部分在發(fā)生轉(zhuǎn)角位移時仍能連續(xù) 并且可靠地傳遞扭矩；4、本發(fā)明裝置能夠在傳遞扭矩的同時保證盡可能小的傳動間隙，以利于整個磁浮 軌道系統(tǒng)的多點協(xié)調(diào)控制。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應(yīng)當(dāng)認識到上述的 描述不應(yīng)被認為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的 多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
一種承受徑向力并可適應(yīng)轉(zhuǎn)角位移的扭矩傳遞裝置，其特征在于，包含可實現(xiàn)角度偏轉(zhuǎn)的扭矩傳遞機構(gòu)和轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)；所述的可實現(xiàn)角度偏轉(zhuǎn)的扭矩傳遞機構(gòu)為鼓形齒單元(7)；所述的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)為一對同軸設(shè)置在鼓形齒單元(7)兩側(cè)的球鉸單元(8)；所述的鼓形齒單元(7)包含同軸設(shè)置的鼓形齒外圈(71)和鼓形齒內(nèi)圈(72)；所述的球鉸單元(8)分別包含同軸設(shè)置的球鉸外圈(81)和球鉸內(nèi)圈(82)；所述的兩組球鉸內(nèi)圈(82)設(shè)置在鼓形齒內(nèi)圈(72)兩側(cè)構(gòu)成裝置內(nèi)體；所述的裝置內(nèi)體設(shè)置在鼓形齒外圈(71)中；所述的兩組球鉸外圈(81)分別套置在兩組球鉸內(nèi)圈(82)的球面端并與鼓形齒外圈(71)的兩端外側(cè)相貼合構(gòu)成裝置外體。
2.如權(quán)利要求1所述的承受徑向力并可適應(yīng)轉(zhuǎn)角位移的扭矩傳遞裝置，其特征在于， 所述的鼓形齒內(nèi)圈(72)為鼓狀，其側(cè)面為若干齒狀凸起；所述的鼓形齒內(nèi)圈(72)中心設(shè)置 有軸孔。
3.如權(quán)利要求2所述的承受徑向力并可適應(yīng)轉(zhuǎn)角位移的扭矩傳遞裝置，其特征在于， 所述的鼓形齒外圈(71)的內(nèi)壁與鼓形齒內(nèi)圈(72)的側(cè)面相適配且嚙合，該嚙合面呈弧形。
4.如權(quán)利要求3所述的承受徑向力并可適應(yīng)轉(zhuǎn)角位移的扭矩傳遞裝置，其特征在于， 所述的球鉸內(nèi)圈(82)為半球體，其中心設(shè)置有軸孔。
5.如權(quán)利要求4所述的承受徑向力并可適應(yīng)轉(zhuǎn)角位移的扭矩傳遞裝置，其特征在于， 所述的球鉸外圈(81)為環(huán)狀結(jié)構(gòu)；所述的球鉸外圈(81)的內(nèi)壁與球鉸內(nèi)圈(82)的半球體 球面相適配并留有間隙。
6.如權(quán)利要求5所述的承受徑向力并可適應(yīng)轉(zhuǎn)角位移的扭矩傳遞裝置，其特征在于， 所述的鼓形齒外圈(71)和鼓形齒內(nèi)圈(72)在工作時，二者的軸線可產(chǎn)生士4°至士5°的 ^^角。
7.如權(quán)利要求1所述的承受徑向力并可適應(yīng)轉(zhuǎn)角位移的扭矩傳遞裝置，其特征在于， 所述的可實現(xiàn)角度偏轉(zhuǎn)的扭矩傳遞機構(gòu)為萬向節(jié)或者是撓性聯(lián)軸器。
8.如權(quán)利要求1所述的承受徑向力并可適應(yīng)轉(zhuǎn)角位移的扭矩傳遞裝置，其特征在于， 所述的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)為單個整體式球鉸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種承受徑向力并可適應(yīng)角位移的扭矩傳遞裝置，可實現(xiàn)角度偏轉(zhuǎn)的扭矩傳遞機構(gòu)和轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)。可實現(xiàn)角度偏轉(zhuǎn)的扭矩傳遞機構(gòu)為鼓形齒單元，轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)為一對同軸設(shè)置在鼓形齒單元兩側(cè)的球鉸單元。鼓形齒單元包含同軸設(shè)置的鼓形齒外圈和鼓形齒內(nèi)圈，一對球鉸單元分別包含同軸設(shè)置的球鉸外圈和球鉸內(nèi)圈，兩組球鉸內(nèi)圈設(shè)置在鼓形齒內(nèi)圈兩側(cè)構(gòu)成裝置內(nèi)體，裝置內(nèi)體設(shè)置在鼓形齒外圈中，兩組球鉸外圈分別套置在兩組球鉸內(nèi)圈的球面端并與鼓形齒外圈的兩端外側(cè)相貼合構(gòu)成裝置外體。本發(fā)明能夠很好地解決在軸向夾角不斷變化的情況下穩(wěn)定并且連續(xù)地傳遞扭矩的問題，具有使用壽命長、傳動精準(zhǔn)的特點。
文檔編號F16D3/02GK101858388SQ20101018780
公開日2010年10月13日 申請日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者葉豐, 張弛, 曾國鋒, 朱志偉, 李文沛, 袁亦竑, 邵俊昌 申請人:上海磁浮交通發(fā)展有限公司;上海磁浮交通工程技術(shù)研究中心