一种纺机用齿差刚性分度调整机构及方法.pdf

本发明提供一种纺机用齿差刚性分度调整机构，其包括上层部件、中间层部件和下层部件三层，各层之间采用鼠牙齿式离合器形式联结，设上层部件和中间层部件之间的齿数为Z，上下层部件之间的齿数差可以为1，也可以为2、3或者N，N为大于等于1的整数。在对该齿轮传递装置进行调整时，若需要对上层部件和中间层部件按顺时针方向或反时针方向转动一个齿差，下层部件和中间层部件按同样的顺序转动一个齿差或多个齿差。该结构可用到同一轴、同时可传递多个平面的机构设计上，使其保持精确同步，或者按照某一个固定角度分布，以便消除加工或安装存在的偏差。

1、  一种纺机用齿差刚性分度调整机构，其包括上层部件、中间层部件和下层部件三层，各层之间采用鼠牙齿式离合器形式联结，中间层部件的上面齿数和上层部件的齿数系相同，中间层部件的下面齿数和下层部件的齿数相同，上下层部件之间的齿数差可以为1，也可以为2、3或者N，N为大于等于1的整数。

2、  根据权利要求1所述的纺机用齿差刚性分度调整机构，其特征是：所述上层部件、中间层部件和下层部件位于同一轴线上。

3、  根据权利要求2所述的纺机用齿差刚性分度调整机构，其特征是：所述上层部件相对中间层部件按顺时针方向转动一个齿差后，下层部件相对中间层部件按顺时针方向可转动一个齿差或多个齿差。

4、  一种纺机用齿差刚性分度调整方法，其可计算齿差刚性分度调整角度。

5、  根据权利要求4所述的纺机用齿差刚性分度调整方法，其特征是：所述上层部件相对中间层部件按顺时针方向转动T个齿差时(T为正整数)，上层部件相对中间层部件按顺时针方向转动的角度γ为：
γ＝360°xT/Z。

6、  根据权利要求4所述的纺机用齿差刚性分度调整方法，其特征是：所述下层部件相对中间层部件按顺时针方向转动Q个齿差时(Q为正整数)，下层部件相对中间层部件按顺时针方向转动的角度β为：
β＝360°xQ/(Z+N)。

7、  根据权利要求5或6所述的纺机用齿差刚性分度调整方法，其特征是：当所述上层部件相对中间层部件按顺时针方向转动T个齿差时(T为正整数)，且所述下层部件相对中间层部件按顺时针方向转动Q个齿差时(Q为正整数)，所述上层部件和下层部件之间的相对位置所转动的角度θ为：
θ＝360°x[T/Z-Q/(Z+N)](N为大于等于1的整数)。

8、  根据权利要求1或4所述的纺机用齿差刚性分度调整机构及方法，其特征是：其可应用到同一轴、同时可传递多个平面的机构设计上。

一种纺机用齿差刚性分度调整机构及方法
技术领域
本发明属于纺织机械技术领域，具体涉及一种纺机用齿差刚性分度调整机构及方法。
背景技术
齿轮是机械设备的基础件，是应用最广的一种传动形式，在生产和制造领域占有重要的地位，有瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠、传动效率高、适用功率和速度范围广等特点，在传统纺织机械结构中，两种或多种相关联齿轮部件之间的精确同步问题是一个技术难点，由于部件结构原因，其齿向或齿圈径向误差往往为部件运行或维修增加困难，齿圈径向跳动误差及齿向误差会在使用一段时期后发生不同程度的误差。齿轮间误差产生的原因主要是部件的几何偏心、安装偏心、运行后的刚性误差、部件的制造安装调整精度、或者差动交换齿轮误差等因素造成的，经过分析和实际检测，有些部件间不同步的原因是在滚齿过程中，部件可产生运动偏心，轮齿齿面可产生形状误差，轮齿在运行中可产生于圆周上分布的位置误差、齿厚偏差及其均匀性误差以及轮齿沿轴向分布的齿向误差。
在纺织机械中，输入轴与输出轴在同一轴线上的齿轮之间传递的机械结构占有重要位置，有些应用可传递多个平面机构，这种结构的设计在纺织机械的减速器或离合器中尤为常见；由于上述所提及的齿轮间所存在的误差，目前的解决办法是根据不同步误差，修改键的位置，这必将报废传动零件，因此，在纺织机械中设计同轴式机械机构时，设计和安装具有调整和校准功能的齿差刚性分度机械机构是一种理想的解决方案，这种方案目前在国内未见报道。
发明内容
纺织机械设备中现有的同轴式齿轮传递装置在加工、安装或运行过程中存在的偏差可影响纺织机械设备的整体性能和产品质量，因此，安装在同一轴上的两个机械机构(如凸轮、齿轮)要做到同步，对这两个机构及其连接方式的要求是很高的，尤其是传动轴的长度太长时，由于轴传递扭矩产生的变形很难做到同步，这是本发明需要解决的技术问题。本发明采用一齿差原理，在同轴式齿轮传递装置内设计一个钢性分度调整机构，利用此结构，对同轴式齿轮传递装置进行钢性分度调整。本发明提供一种纺机用齿差刚性分度调整机构，其结构特点是：齿差刚性分度调整机构分为上层部件、中间层部件和下层部件等三层，各层之间采用鼠牙齿式离合器形式联结，且在同一轴线上；在该机构的设计中，中间层部件的上面保持着和上层部件同样的齿数，中间层部件的下面则保持着和下层部件同样的齿数，上下层部件之间的齿数差可以为1，也可以为2、3或者N，N为大于等于1的整数。在使用过程中，在对该齿轮传递装置进行调整时，若需要对上层部件和中间层部件之间按顺时针方向或反时针方向转动一个齿差，则可根据需要，对下层部件和中间层部件之间按同样的顺序转动一个齿差或多个齿差，于是解决了在上下层之间转变或调试归零角度或者保持同步的难题。该结构及其原理可以应用到同一轴、同时可传递多个平面的机构设计上，使其保持精确同步，或者按照某一个固定角度分布，以便消除加工或安装存在的偏差。
本发明还提供一种纺机用齿差刚性分度调整方法。下面分两种情况对该方法进行详细说明，第一种情况是一个一般情况，即上下层部件为N个齿差情况，N为大于等于1的整数；第二种情况是一个特殊情况，即上下层部件为一个齿差情况。
1)上下层为N个齿差情况
对于上下层为N个齿差情况，即下层比上层多N个齿，N为大于1的整数。
若上层相对中间层按顺时针方向转动一个齿差，下层相对中间层按同样的顺序转动一个齿差时，则上层和下层之间的相对位置所转动的角度θ可按下面的公式计算：
θ＝360°×[1/Z-1/(Z+N)](N为大于等于1的整数)
整理后即，
θ＝360°×N/[Z×(Z+N)](N为大于等于1的整数)
若上层相对中间层按顺时针方向转动T个齿，下层相对中间层按同样的顺序转动Q个齿时，则上层和下层之间的相对位置所转动的角度θ可按下面的公式计算：
θ＝360°×[T/Z-Q/(Z+N)](N为大于等于1的整数)
若θ结果为正值，则表明上层相对下层做顺时针方向转动；若θ结果为负值，则表明上层相对下层做逆时针方向转动。
2)上下层为一个齿差情况
对于上下层为一个齿差情况，即下层比上层多一个齿，上面公式N等于1的情况。
若上层相对中间层按顺时针方向转动一个齿差，下层相对中间层按同样的顺序转动一个齿差时，则上层和下层之间的相对位置所转动的角度θ可按下面的公式计算：
θ＝360°×[1/Z-1/(Z+1)]
整理后即，
θ＝360°/[Z×(Z+1)]
由公式可以看出，当Z值越大时，其钢性分度精度越高。
若上层相对中间层按顺时针方向转动T个齿，下层相对中间层按同样的顺序转动Q个齿时，则上层和下层之间的相对位置所转动的角度θ可按下面的公式计算：
θ＝360°×[T/Z-Q/(Z+1)]
若θ结果为正值，则表明上层相对下层做顺时针方向转动；若θ结果为负值，则表明上层相对下层做逆时针方向转动。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。
图1为本发明的齿差刚性分度调整机构示意图。
图2为本发明的上下层转动角度示意图。
图中，1.上层部件；2.中间层部件；3.下层部件；4.凸轮；A为中间层部件上的一个参照点；B为下层部件相对A所转动的位置；C为上层部件相对A所转动的位置；O为圆心。
具体实施方式
参阅图1所示，齿差刚性分度调整机构分为上层部件(1)、中间层部件(2)和下层部件(3)等三层，各层之间采用鼠牙齿式离合器形式联结，且在同一轴线上。图中，为了确保计算凸轮(4)和下层部件(3)保持同步，采用本结构所提出的如下方法：设上层部件(1)和中间层部件(1)之间的齿数为Z，下层部件(3)和中间层部件(2)之间的齿数为Z+N；在该机构的设计中，中间层部件(2)的上面保持着和上层部件(1)同样的齿数，中间层部件(2)的下面则保持着和下层部件(3)同样的齿数，上下层部件之间的齿数差可以为1，也可以为2、3或者N，N为大于等于1的整数。在对该齿轮传递装置进行调整时，若需要对上层部件(1)和中间层部件(2)之间按顺时针方向或反时针方向转动一个齿差，则对下层部件(3)和中间层部件(2)之间按同样的顺序转动一个齿差或多个齿差，于是解决了在上下层部件之间转变和调整归零角度或者保持同步的难题。该结构及其原理可以应用到同一轴、同时可传递多个平面的机构设计上，使其保持精确同步，或者按照某一个固定角度分布，以便消除加工或安装存在的偏差。
参阅图2所示，对于上下层为N个齿差情况，即下层部件(3)比上层部件(1)多N个齿，N为大于等于1的整数。
若上层部件(1)相对中间层部件(2)按顺时针方向转动T个齿差，若把中间层部件(2)上的A点作为参照点，上层部件(1)相对中间层部件(2)按顺时针方向转动的角度γ为：
γ＝360°× T/Z
若下层部件(3)相对中间层部件(2)按顺时针方向转动Q个齿差，若把中间层部件(2)上的A点作为参照点，下层部件(3)相对中间层部件(2)按顺时针方向转动的角度β为：
β＝360°× Q/(Z+N)
于是，则上层部件(1)和下层部件(3)之间的相对位置所转动的角度θ为：
θ＝γ-β＝360°× T/Z-360°× Q/(Z+N)
整理得，
θ＝360°×[T/Z-Q/(Z+N)](N为大于等于1的整数)
若θ结果为正值，则表明上层部件(1)相对下层部件(3)做顺时针方向转动；若θ结果为负值，则表明上层部件(1)相对下层部件(3)做逆时针方向转动。
本发明所述的纺机用齿差刚性分度调整机构及方法可应用到同一轴、同时可传递多个平面的机构设计上，使其保持精确同步，或者按照某一个固定角度分布，以便消除加工或安装存在的偏差。