非圆齿轮变速箱及其传动机构

摘要

非圆齿轮变速箱及其传动机构由非圆齿轮变速箱(24)、低速电机(20)、链轮系(21、22、23)或皮带轮系构成，它是一种非匀速比组合式传动机构。它的输出扭矩和输出转速与主机负载变化形式相适应，在各类需要非匀速比传动的机械设备中使用，可以达到大幅度节约能源的目的。非圆齿轮(27、28)的节曲线形状、几何及初始位置参数是依据主机负载变化形式、节曲线的连续性、加工工艺性等经优化设计后确定的。当非圆齿轮(27、28)与圆柱齿轮系或圆柱齿轮行星轮系动力连接后可组成多种形式的非圆齿轮变速箱。在常规游梁式抽油机上去除原有的减速器、皮带轮、电机后安装上非圆齿轮变速箱及其传动机构可构成一种节能型游梁式抽油机。

主权项

1.一种非圆齿轮变速箱，包括箱体(26)、箱盖(34)、输入轴(42)以及位于该输入轴(42)上的第一非圆齿轮(27)、输出轴(17)以及位于该输出轴(17)上的第二非圆齿轮(28)，所述第一非圆齿轮(27)与所述第二非圆齿轮(28)啮合；所述第一非圆齿轮(27)和第二非圆齿轮(28)符合下列公式：M载/M驱＝r28/r27＝ω27/ω28＝i(27)(28)r28＝[B×i(27)(28)]/[1+i(27)(28)]r27＝B-r28其中：M载为安装在输出轴(17)上的第二非圆齿轮(28)的负载扭矩，M驱为安装在输入轴(42)上的第一非圆齿轮(27)的输入扭矩，r27为第一非圆齿轮(27)的节点半径，r28为第二非圆齿轮(28)的节点半径，ω27为第一非圆齿轮(27)的回转速度，ω28为第二非圆齿轮(28)的回转速度，i(27)(28)为第一非圆齿轮(27)与第二非圆齿轮(28)的传动比，B为第一非圆齿轮(27)与第二非圆齿轮(28)的中心距；所述第一非圆齿轮(27)和第二非圆齿轮(28)节曲线设计的设计方法是：(1)先预设一个匀值的M驱，(2)求得在某个转角时第一非圆齿轮(27)和第二非圆齿轮(28)的瞬时节点半径r27和r28，(3)根据M载的变化值，优化设计确定M驱的扭矩曲线，设计M驱的扭矩值或减少输入轴(42)的均方根扭矩，力求消除负扭矩，(4)通过节曲线的拟合及强度计算初步确定非圆齿轮节曲线，(5)综合非圆齿轮的加工工艺性、节曲线的连续性、根切和齿顶变尖以及干涉缺陷发生的可能性，经优化设计后最终确定采用的非圆齿轮实际节曲线及几何参数；所述第一非圆齿轮(27)和第二非圆齿轮(28)具有下述特征：特征一：所述第一非圆齿轮(27)和第二非圆齿轮(28)的节曲线，它的瞬时向径是不断变化的，特征二：所述第一非圆齿轮(27)和第二非圆齿轮(28)在不同规格型号、不同机构形式的非圆齿轮变速箱中，其最大向径和最小向径之比、齿数、模数是根据不同负载的变化形式而变化的，特征三：所述第一非圆齿轮(27)和第二非圆齿轮(28)在加工中都设置有基准齿，该基准齿一个是在其最大向径上，是非圆齿轮的齿形实体部位，另一个则是在其最小向径上，是非圆齿轮的齿槽部位，加工非圆齿轮时依据其节曲线设计要求对所设定的基准齿位置做好标记，特征四：所述第一非圆齿轮(27)和第二非圆齿轮(28)具有初始偏置角度(±θ1)，该初始偏置角度(±θ1)采用在非圆齿轮以及安装非圆齿轮的轴上同时设置键槽初始角度的方法进行确定，该初始偏置角度(±θ1)根据不同主机的要求进行变化，特征五：非圆齿轮变速箱负载变化形式的多样性必定导致所述第一非圆齿轮(27)、第二非圆齿轮(28)具有多样性，这种多样性体现在其节曲线、几何参数、外形、重量方面都发生了变化，但其设计原理和方法都符合上述方法的内容。