非圓齒輪組和泵用傳動結構的制作方法
【專利摘要】本申請公開了非圓齒輪組和泵用傳動結構，齒輪組包括：主動輪；分別設置在主動輪兩側第一從動輪和第二從動輪，第一從動輪和第二從動輪結構相同；第一從動輪的齒輪軸到主動輪的齒輪軸的距離與第二從動輪的齒輪軸到主動輪的齒輪軸的距離相同。傳動結構，包括：驅動裝置，齒輪組和柱塞，驅動裝置連接齒輪組中的主動輪，主動輪兩側分別驅動一個從動輪，在每個從動輪上連接有連桿，連桿驅動柱塞往復運動。基于本實用新型，非圓齒輪組可以使從動輪平穩運行，在通過利于曲柄滑塊裝置將齒輪的圓周運動轉換為直線運動時，能夠保證直線運動的穩定性。同時，泵用傳動結構中的傳動結構，能夠使泵在排液輸出時流量的脈動顯著降低。
【專利說明】
非圓齒輪組和累用傳動結構
技術領域
[0001] 本公開一般設及機械傳動結構，具體設及齒輪組，尤其設及非圓齒輪組和累用傳 動結構。
【背景技術】
[0002] 現有平流累用的傳動副，能夠實現平流累的吸液、排液功能，但是排液時輸出流量 的脈動較大，不能滿足恒定輸送液體的需求。
[0003] 現有技術中還有采用雙缸體，且兩缸體內均設有一可收縮高彈性隔離帶，能夠解 決排液時的脈動問題，但是可收縮彈性收縮袋的承壓能力受限，且增大了平流累的空間體 積。 【實用新型內容】
[0004] 鑒于現有技術中的上述缺陷或不足，期望提供一種非圓齒輪組，包括:主動輪;分 別設置在所述主動輪兩側第一從動輪和第二從動輪，所述第一從動輪和第二從動輪結構相 同；所述第一從動輪的齒輪軸到所述主動輪的齒輪軸的距離與所述第二從動輪的齒輪軸到 所述主動輪的齒輪軸的距離相同。
[0005] 優選的，W所述第一從動輪和所述第二從動輪為基礎，分別引出一組曲柄滑塊機 構，每個滑塊的合成速度為恒定值。
[0006] 優選的，W第一從動輪和第二從動輪中的任意一個為基礎從動輪，將所述基礎從 動輪中的滑塊的位移對主動輪轉角巧1的導數定為類速度V，滿足函數：V=V(灼），將函數 V(約)設晉為四段，A別為：V,(倒）、V，似）、V,(巧）和Vj (0 )，伸得；
[0007]
[000引其中，kl為滑塊推程啟動加速度，k2為滑塊推程結束加速度，Vab為滑塊推程類速度 恒速值。優選的，所述主動輪、第一從動輪和第二從動輪的節圓曲線W極坐標表示為:r = a* (g-gO )3+b* (g-gO) 2+c* (g-gO )+d，其中，r為極徑，g為極角，gO為每段起始極角，a為S次項系 數，b為二次項系數，C為一次項系數，d為常數項。
[0009] 另一方面，本實用新型還提供一種累用傳動結構，包括:驅動裝置，齒輪組和柱塞， 其中，所述驅動裝置連接所述齒輪組中的主動輪，主動輪兩側分別驅動一個從動輪，在每個 所述從動輪上連接有連桿，所述連桿驅動所述柱塞往復運動。
[0010] 優選的，W所述柱塞的位移對所述主動輪轉角(pi的導數定為類速度V，滿足函數： V = V(約），將函數V(約殿置為四段，分別為:巧(巧）、辟(巧)、％姆)和崎(約)，使得：
[0011]
[0012] 其中，kl為柱塞推程啟動加速度，k2為柱塞推程結束加速度，Vab為柱塞推程類速度 恒速值。
[0013] 優選的，W所述連桿與所述從動輪的連接點到所述從動輪的齒輪軸之間的距離為 曲柄長度61，滿足：
[0014]
[001引優選的，還滿足；
[0016] max ! v'l (巧）+ V,(巧 + gI") - 1'化，巧；=L化g;]J…ill!Vi(巧）十 t',（巧 + g'm)- t.'uh.巧戶 i〇.gaj i 9
[0017] 優選的，所述主動輪和所述從動輪的節圓曲線W極坐標表示為：
[0018] r = a*(g-gO)3+b*(g-gO)2+C*(g-gO)+d
[0019]其中，r為極徑，g為極角，gO為每段起始極角，a為S次項系數，b為二次項系數，C為 一次項系數，d為常數項。
[0020] 優選的，還包括減速機構，所述驅動裝置通過減速裝置帶動所述主動輪運動。
[0021] 基于本實用新型，非圓齒輪組可W使從動輪平穩運行，在通過利于曲柄滑塊裝置 將齒輪的圓周運動轉換為直線運動時，能夠保證直線運動的穩定性。同時，累用傳動結構中 的傳動結構，能夠使累在排液輸出時流量的脈動顯著降低。
【附圖說明】
[0022] 通過閱讀參照W下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本申請的其它 特征、目的和優點將會變得更明顯：
[0023] 圖1為本實用新型非圓齒輪組的結構示意圖；
[0024] 圖2為本實用新型非圓齒輪組和累用傳動結構中類速度和主動輪轉角的函數示意 圖；
[0025] 圖3為本實用新型累用傳動結構的示意圖；
[0026] 圖4為本實用新型累用傳動結構中齒輪組和柱塞的示意圖；
[0027] 圖5為采用本實用新型累用傳動結構后流量脈動與主動轉角的關系。
【具體實施方式】
[0028] 下面結合附圖和實施例對本申請作進一步的詳細說明。可W理解的是，此處所描 述的具體實施例僅僅用于解釋相關實用新型，而非對該實用新型的限定。另外還需要說明 的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與實用新型相關的部分。
[0029] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可W相 互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本申請。
[0030] 本實用新型公開一種非圓齒輪組（W下簡稱齒輪組），參見圖1，包括:主動輪12和 兩個從動輪，兩個從動輪分別為第一從動輪11和第二從動輪13,第一從動輪和第二從動輪 結構相同，他們分別設置在主動輪兩側，并且兩個從動輪的齒輪軸到主動輪的齒輪軸的距 離相同。可選的，第一從動輪和第二從動輪對稱的設置在主動輪兩側。
[0031] 上述非圓齒輪組，W第一從動輪和所述第二從動輪為基礎，分別引出一組曲柄滑 塊機構，兩個滑塊的合成速度為恒定值。該合成速度采用速度平行四邊形合成法則，并且此 處引出的曲柄滑塊并非齒輪組上的必要結構，只是為了說明主動輪、從動輪配合后，實現的 速度情況，從而引入的參考標準，并不是限制本實用新型齒輪組的結構。
[0032] 還是基于上述引入的參考標準，W第一從動輪和第二從動輪中的任意一個為基礎 從動輪，將基礎從動輪中的滑塊的位移對主動輪轉角巧1的導數定為類速度V，滿足函數： V = V(灼），將函數如巧）設置為四段(參見圖2)，分別為:Vi(料）、約）、Vj切）和^4(約），使 得：
[0033]
[0034] 其中，ki為滑塊推程啟動加速度，k2為滑塊推程結束加速度，Vab為滑塊推程類速度 恒速值;ga為滑塊推程類速度進入恒速時，和I的值;gb為滑塊推程類速度結束恒速時，巧1 的值;gm為滑塊推程結束時，（pi的值。參見圖2,示出了類速度與主動輪轉角的函數示意圖。
[0035] W上是通過引入參考標準對齒輪組的說明，下面對齒輪組中主動輪和從動輪的外 形說明，W極坐標的方式說明，主動輪和從動輪的節圓表示為：
[0036] r = a*(g-gO) 3+b*(g-gO)2+C*(g-gO)+d，
[0037] 其中，r為極徑，g為極角，gO為每段起始極角，a為S次項系數，b為二次項系數，C為 一次項系數，d為常數項。
[0038] 此處，由于主動輪和從動輪的節圓為自由節曲線，在數學中屬于列表曲線，通過列 表獲取個點，形成節圓輪廓，由于第一從動輪和第二從動輪結構相同，因此在同一個表中說 明。具體參見本說明書最后部分的表1和表2,表1為主動輪的節圓列表，表2為從動輪的節圓 列表。
[0039] 另一方面，本實用新型還公開一種累用傳動結構，包括:驅動裝置，齒輪組和柱塞， 其中，驅動裝置連接齒輪組中的主動輪，主動輪兩側分別驅動一個從動輪，在每個從動輪上 連接有連桿，連桿驅動柱塞往復運動。可選的，還可W具有減速機構，驅動裝置可W為步進 電機，步進電機通過減速機構驅動主動輪。
[0040] 如圖1，平流累的傳動機構是由步進電機6、減速機構7、主動輪2、從動輪1、從動輪 3、柱塞4和柱塞5等組成，步進電機6接受電控信號后按照預定轉速啟動工作，帶動減速機構 7,減速機構7帶動主動輪2勻速轉動，從動輪1和從動輪3分別與主動輪2曬合，再分別帶動柱 塞4和柱塞5，完成左右兩柱塞的往復運動。
[0041] 從整個傳動機構的工作模式來看，步進電機6、減速機構7、主動輪2均為勻速運動， 不會造成累輸出流量的脈動或不穩定，但從動輪1、從動輪3與主動輪2的曬合是變速運動， 容易造成速度的變化，柱塞4和柱塞5是將轉動轉換為直線運動的機構，柱塞的運動也是變 速運動，柱塞的速度也是最終影響累輸出流量的關鍵參數之一。為此，需要使左右兩個柱塞 的合成速度為一恒定值。兩個柱塞的運動方向相同或者相反，即兩個柱塞平行的往復運動， 兩個柱塞速度方向的夾角為0° (或者180°)，上述的合成速度滿足速度四邊形合成法(速度 合成定理）。
[0042] 為了實現該合成速度為恒定值，可W通過限定驅動裝置的參數實現，可選的，W柱 塞的位移對主動輪轉角91的導數定為類速度V，滿足函數：V = v(0)，將函數設置為四 段，分別為：V'l (巧）、>'2 (約）、V3 (約）和V4 (0 )，使得：
[0043]
[0044] 其中，k功柱塞推程啟動加速度，k2為柱塞推程結束加速度，Vab為柱塞推程類速度 恒速值;ga為滑塊推程類速度進入恒速時，取1的值;gb為滑塊推程類速度結束恒速時，巧1的 值;gm為滑塊推程結束時，q>l的值。
[0045] 進一步，W連桿與從動輪的連接點到從動輪的齒輪軸之間的距離為曲柄長度61， 滿足：
[0046]
[0047]
[004引
[0049] 需要注意，為了使上述公式表達清晰，將其寫成兩行，第一行最后的符號為減號， 即第一行減號前為被減數，第二行箭頭前為減數。
[0050] W上為通過參數限定的齒輪結構，下面用極坐標的形式說明主動輪和從動輪的節 圓外形，主動輪和從動輪的節圓曲線W極坐標表示為：
[0051 ] r = a*(g-g0)3+b*(g-g0)2+c*(g-g0)+d
[0052] 其中，r為極徑，g為極角，gO為每段起始極角，a為S次項系數，b為二次項系數，C為 一次項系數，d為常數項。
[0053] 由于主動輪和從動輪的節圓為自由節曲線，在數學中屬于列表曲線，通過列表獲 取個點，形成節圓輪廓。具體參見本說明書最后部分的表1和表2,表1為主動輪的節圓列表， 表2為從動輪的節圓列表。需要注意的是，通過表1和表2中例舉出來的點獲取的節圓，是優 選的一種結構，而表1和表2中所記載的各項數值，在其記載的數值基礎上還可W有±15% 的變化范圍。
[0054] 基于本實用新型上述累用傳動結構中的主動輪和從動輪，對柱塞的速度進行合成 仿真的結構如圖3所示。
[0化5] 表1
[0化6]
[0064]
[0065] 參見圖5,為采用本實用新型累用傳動結構的累體時，流量脈動百分比主動輪轉 角見的關系，可見，流量脈動控制在-3 %~4%之間。
[0066] W上描述僅為本申請的較佳實施例W及對所運用技術原理的說明。本領域技術人 員應當理解，本申請中所設及的實用新型范圍，并不限于上述技術特征的特定組合而成的 技術方案，同時也應涵蓋在不脫離所述實用新型構思的情況下，由上述技術特征或其等同 特征進行任意組合而形成的其它技術方案。例如上述特征與本申請中公開的(但不限于)具 有類似功能的技術特征進行互相替換而形成的技術方案。
【主權項】
1. 一種非圓齒輪組，其特征在于，包括： 主動輪； 分別設置在所述主動輪兩側第一從動輪和第二從動輪，所述第一從動輪和第二從動輪 結構相同； 所述第一從動輪的齒輪軸到所述主動輪的齒輪軸的距離與所述第二從動輪的齒輪軸 到所述主動輪的齒輪軸的距離相同。2. 根據權利要求1所述的非圓齒輪組，其特征在于， W所述第一從動輪和所述第二從動輪為基礎，分別引出一組曲柄滑塊機構，兩個滑塊 的合成速度為恒定值。3. 根據權利要求2所述的非圓齒輪組，其特征在于， W第一從動輪和第二從動輪中的任意一個為基礎從動輪，將所述基礎從動輪中的滑塊 的位移對主動輪轉角(pl的導數定為類速度V，滿足函數:V = V(約），將函數V(約)設置為四段， 分別為：口1 (閑）、口2細)、崎(則和V4 (病)，使得：其中，kl為滑塊推程啟動加速度，k2為滑塊推程結束加速度，Vab為滑塊推程類速度恒速 值； ga為滑塊推程類速度進入恒速時，91的值； gb為滑塊推程類速度結束恒速時，(P1的值； gm為滑塊推程結束時，((>1的值。4. 根據權利要求1所述的非圓齒輪組，其特征在于， 所述主動輪、第一從動輪和第二從動輪的節圓曲線W極坐標表示為:r = a*(g-gO)3+b* (g-gO)2+c*(g-gO)+d， 其中，r為極徑，g為極角，gO為每段起始極角，a為=次項系數，b為二次項系數，C為一次 項系數，d為常數項。5. -種累用傳動結構，其特征在于，包括： 驅動裝置，齒輪組和柱塞，其中， 所述驅動裝置連接所述齒輪組中的主動輪，主動輪兩側分別驅動一個從動輪，在每個 所述從動輪上連接有連桿，所述連桿驅動所述柱塞往復運動。6. 根據權利要求5所述的累用傳動結構，其特征在于， W所述柱塞的位移對所述主動輪轉角91的導數定為類速度V，滿足函數：V = V(約），將 函數V(割)設置為四段，分別為：V,(巧）、V2(閑）、>'3(0)和V4(約），使得：其中，kl為柱塞推程啟動加速度，k2為柱塞推程結束加速度，Vab為柱塞推程類速度恒速 值； ga為滑塊推程類速度進入恒速時，CP1的值； gb為滑塊推程類速度結束恒速時，(P1的值； gm為滑塊推程結束時，巧1的值。7. 根據權利要求6所述的累用傳動結構，其特征在于， W所述連桿與所述從動輪的連接點到所述從動輪的齒輪軸之間的距離為曲柄長度61， 滿足：8. 根據權利要求6所述的累用傳動結構，其特征在于， 還滿足： max IV,的）+ r;(約 + gm) - V'.".巧色扔,'復a]'} - min .i v'i (約）+ V'-(.巧十 gm) - V';,;,,灼 e [0- gaj; mm。9. 根據權利要求5所述的累用傳動結構，其特征在于， 所述主動輪和所述從動輪的節圓曲線W極坐標表示為： r = a*(g-gO)3+b*(g-gO) 2+C*(g-gO)+d 其中，r為極徑，g為極角，gO為每段起始極角，a為=次項系數，b為二次項系數，C為一次 項系數，d為常數項。10. 根據權利要求5-9任一項所述的累用傳動結構，其特征在于， 還包括減速機構，所述驅動裝置通過減速裝置帶動所述主動輪運動。
【文檔編號】F16H1/24GK205534032SQ201620087695
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月28日
【發明人】胡紫陽, 楊輝, 楊廣華, 尚興龍, 楊謙, 楊丹
【申請人】北京星達科技發展有限公司