一种基于封闭式差动轮系和非圆齿轮的间歇运动机构pdf

　　一种基于封闭式差动轮系和非圆齿轮的间歇运动机构，包括差动轮系和定轴轮系。其中，差动轮系包括外啮合中心轮、内啮合中心轮、行星轮和行星架；定轴轮系包括第一、第二、第三、第四齿轮。第一与第二齿轮啮合，第三与第四齿轮啮合，第二与第三齿轮同轴固定连接。外啮合中心轮、内啮合中心轮、行星架三者之一与第一齿轮同轴固定连接，余下两者之一与第四齿轮同轴固定连接。第一与第二齿轮为一对啮合的非圆齿轮副，其传动比函数为分段连续函数，并且其中一段为常数，该常数传动比值恰好使得与第四齿轮同轴固定连接的差动轮系构件转速为0，而

　　(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 114382850 A (43)申请公布日 2022.04.22 (21)申请号 8.9 (22)申请日 2020.10.18 (71)申请人 杨文通 地址 409900 重庆市秀山土家族苗族自治 县平凯街道明家寨居委会沟门口组3 号附1号 (72)发明人 杨文通 (51)Int.Cl. F16H 37/04 (2006.01) F16H 55/17 (2006.01) F16H 55/08 (2006.01) 权利要求书2页 说明书10页 附图3页 (54)发明名称 一种基于封闭式差动轮系和非圆齿轮的间 歇运动机构 (57)摘要 一种基于封闭式差动轮系和非圆齿轮的间 歇运动机构，包括差动轮系和定轴轮系。其中，差 动轮系包括外啮合中心轮、内啮合中心轮、行星 轮和行星架；定轴轮系包括第一、第二、第三、第 四齿轮。第一与第二齿轮啮合，第三与第四齿轮 啮合，第二与第三齿轮同轴固定连接。外啮合中 心轮、内啮合中心轮、行星架三者之一与第一齿 轮同轴固定连接，余下两者之一与第四齿轮同轴 固定连接。第一与第二齿轮为一对啮合的非圆齿 轮副，其传动比函数为分段连续函数，并且其中 一段为常数，该常数传动比值恰好使得与第四齿 A 轮同轴固定连接的差动轮系构件转速为0，而当 0 传动比变化时其转速不为0且转向不变，该构件 5 8 2 由此输出间歇运动。 8 3 4 1 1 N C CN 114382850 A 权利要求书 1/2页 1.一种基于封闭式差动轮系和非圆齿轮的间歇运动机构，包括差动轮系和定轴轮系， 所述差动轮系包括外啮合中心轮、内啮合中心轮、行星轮和行星架，所述定轴轮系包含两对 啮合齿轮副，分别为第一、第二、第三、第四齿轮，基特征在于：所述第一齿轮与第二齿轮啮 合，第三齿轮与第四齿轮啮合，第二齿轮与第三齿轮同轴固定连接，所述差动轮系中的外啮 合中心轮、内啮合中心轮、行星架三者之一与第一齿轮同轴固定连接，余下两者之一与第四 齿轮同轴固定连接，所述定轴轮系的两对啮合齿轮副中至少其中一对为非圆齿轮副，所述 非圆齿轮副啮合中心距不变且始终保持啮合状态，所述非圆齿轮副的传动比函数为分段连 续可变的函数，所述非圆齿轮副的传动比函数至少包含一段常数。 2.根据权利要求1所述的一种基于封闭式差动轮系和非圆齿轮的间歇运动机构，其特 征在于：所述非圆齿轮副由第一齿轮和第二齿轮组成，所述第三和第四齿轮为一对啮合的 圆柱齿轮副。 3.根据权利要求2所述的一种基于封闭式差动轮系和非圆齿轮的间歇运动机构，其特 征在于：所述第一齿轮和第二齿轮的节曲线各包含一段圆弧曲线和一段非圆弧曲线，所述 圆弧曲线曲线和非圆弧曲线相切连接，所述第一齿轮和第二齿轮节曲线封闭，所述第一齿 轮和第二齿轮的回转中心位于各自圆弧节曲线的圆心，所述第一齿轮圆弧节曲线上的轮齿 与第二齿轮圆弧节曲线上的轮齿相啮合，所述圆弧节曲线上的轮齿啮合后传动比为常数， 所述第一齿轮非圆弧节曲线上的轮齿与第二齿轮非圆弧节曲线上的轮齿相啮合，所述非圆 弧节曲线上的轮齿啮合后传动比连续变化。 4.根据权利要求3所述的一种基于封闭式差动轮系和非圆齿轮的间歇运动机构，其特 征在于：所述外啮合中心轮齿数为Z 、所述内啮合中心轮齿数为Z ，所述第三齿轮对第四齿 1 2 轮的定传动比为i ，所述第一齿轮与第二齿轮圆弧节曲线上的轮齿啮合后传动比为常数J， 34 所述第一齿轮与第二齿轮非圆弧节曲线上的轮齿啮合传动比的极值为K，所述J≠K，所述第 一齿轮对第二齿轮在一个回转周期内的传动比函数为 式中，θ为第一齿轮的转角自变量，a为第一齿轮非圆弧节曲线所述的一种基于封闭式差动轮系和非圆齿轮的间歇运动机构，其特 征在于：所述外啮合中心轮与第一齿轮同轴固定连接，所述行星架与第四齿轮同轴固定连 接，所述 所述第一、第二、第三、第四齿轮皆为外啮合齿轮。 6.根据权利要求4所述的一种基于封闭式差动轮系和非圆齿轮的间歇运动机构，其特 征在于：所述内啮合中心轮与第一齿轮同轴固定连接，所述行星架与第四齿轮同轴固定连 接，所述 所述第一、第二、第三、第四齿轮皆为外啮合齿轮。 7.根据权利要求4所述的一种基于封闭式差动轮系和非圆齿轮的间歇运动机构，其特 征在于：所述外啮合中心轮与第一齿轮同轴固定连接，所述内啮合中心轮与第四齿轮同轴 固定连接，所述 所述第一、第二、第三齿轮为外啮合齿轮，第四齿轮为内啮合 2 2 CN 114382850 A 权利要求书 2/2页 齿轮。 8.根据权利要求5至7中任意一项所述的一种基于封闭式差动轮系和非圆齿轮的间歇 运动机构，其特征在于：所述等式两端数值允许存在偏差，所述等式两端数值之差不超过其 任意一端的1/100。 3 3 CN 114382850 A 说明书 1/10页 一种基于封闭式差动轮系和非圆齿轮的间歇运动机构 技术领域 [0001] 本发明涉及机械传动领域，具体涉及一种基于封闭式差动轮系和非圆齿轮的间歇 运动机构。 背景技术 [0002] 间歇运动机构是工业设备中常用的传动机构，在自动化生产流水线上得到了最为 广泛的运用，已经成 为生产制造必不可少的要素。典型的间歇运动机构包括槽轮、棘轮、凸 轮间歇运动机构和不完全齿轮机构。 其中，槽轮、棘轮和不完全齿轮机构在传动时都存在 很严重的冲击问题，而且定位不够准确，一般只能用 在低速和轻载的场合。 [0003] 凸轮式间歇运动机构具有动力特性好，冲击振动较小等优点，常应用于高速场合。 但凸轮式间歇运动 也存在缺点，首先，凸轮式间歇运动机构的分度盘上的滚子与凸轮槽之 间存在相对滑动，因而无法避免磨 损问题，严重的磨损会降低机构传动精度；其次，凸轮式 间歇运动机构只能以凸轮为主动轮，以分度盘为 从动盘，其传动效率低，若要输出高转速， 主动凸轮必须以更高的转速运行，或者给从动盘增加一对大传 动比的齿轮，这两种应对措 施都会进一步加剧机构的磨损。因此，当下仍缺少一种能平稳变速、精度高、 适用于高速重 载条件下的间歇运动机构。 发明内容 [0004] 本发明提供一种基于封闭式差动轮系和非圆齿轮的间歇运动机构，包括差动轮系 和定轴轮系，所述差 动轮系包括外啮合中心轮、内啮合中心轮、行星轮和行星架。所述定轴 轮系包含两对啮合齿轮副，分别为 第一、第二、第三、第四齿轮。所述第一齿轮与第二齿轮 啮合，第三齿轮与第四齿轮啮合，第二齿轮与第 三齿轮同轴固定连接，所述差动轮系中的 外啮合中心轮、内啮合中心轮、行星架三者之一与第一齿轮同轴  固定连接，余下两者之一 与第四齿轮同轴固定连接。所述定轴轮系的两对啮合齿轮中至少其中一对为非圆 齿轮副， 所述非圆齿轮副啮合中心距不变且始终保持啮合状态，所述非圆齿轮副的传动比函数为分 段连续 可变的函数，所述非圆齿轮副的传动比函数至少包含一段常数。 [0005] 所述定轴轮系的两对啮合齿轮副中，优选其中一对为非圆齿轮副，另一对为圆柱 齿轮副，以降低齿轮 加工成本。具体的，可选第一齿轮和第二齿轮为一对啮合的非圆齿轮 副，第三齿轮和第四齿轮为一对啮合  的圆柱齿轮副。 [0006] 所述非圆齿轮副传动比函数包含常数段和可变函数段，具体的，所述第一齿轮和 第二齿轮的节曲线各 包含一段圆弧曲线和一段非圆弧曲线，圆弧曲线和非圆弧曲线相切 连接，且节曲线封闭。所述第一齿轮和 第二齿轮的回转中心位于各自圆弧节曲线的圆心。 所述第一齿轮圆弧节曲线上的轮齿与第二齿轮圆弧节曲 线上的轮齿相啮合，啮合后传动 比为常数；所述第一齿轮非圆弧节曲线上的轮齿与第二齿轮非圆弧节曲线 上的轮齿相啮 合，啮合后传动比连续变化。第一齿轮与第二齿轮传动比函数为 4 4 CN 114382850 A 说明书 2/10页 [0007] [0008] 式中，θ为第一齿轮的转角自变量，a为第一齿轮非圆弧节曲线对应的转角弧度。J 为第一齿轮与第 二齿轮圆弧节曲线上的轮齿啮合后传动比，K为第一齿轮与第二齿轮非圆 弧节曲线上的轮齿啮合传动比的 极值，J≠K，并且J和K之间满足关系式： [0009] 该关系式用于保证非圆齿轮节曲线] 记外啮合中心轮齿数为Z 、内啮合中心轮齿数为Z ，第三齿轮对第四齿轮的定传动 1 2 比为i 。 34 [0011] 所述差动轮系与定轴轮系的连接方式包括但不限于以下三种： [0012] 第一种，差动轮系中的外啮合中心轮与定轴轮系中的第一齿轮同轴固定连接，差 动轮系中的行星架与  定轴轮系中的第四齿轮同轴固定连接，此时 第一、 第二、第三、第四齿轮皆为外啮合 齿轮。 [0013] 第二种，差动轮系中的内啮合中心轮与定轴轮系中的第一齿轮同轴固定连接，差 动轮系中的行星架与  定轴轮系中的第四齿轮同轴固定连接，此时 第一、 第二、第三、第四齿轮皆为外啮合 齿轮。 [0014] 第三种，差动轮系中的外啮合中心轮与定轴轮系中的第一齿轮同轴固定连接，差 动轮系中的内啮合中 心轮与定轴轮系中的第四齿轮同轴固定连接，此时 第 一、第二、第三齿轮为外啮合齿轮， 第四齿轮为内啮合齿轮。 [0015] 所述差动轮系与定轴轮系还具有其它连接方式，但都与上述三种之一等价。 [0016] 上述三种连接方式下等式的两端数值在计算时很难做到全部取有理数，因此允许 存在舍入和截断误 差，但其偏差值越小越好，优选等式两端数值之差不超过其任意一端的 1/100。 [0017] 根据差动轮系转速计算公式： [0018] [0019] 式中： [0020] ——外啮合中心轮相对行星架的转速； ——内啮合中心轮相对行星架的转速 [0021] n ，n ，n分别为外啮合中心轮、内啮合中心轮、行星架转速 1 2 4 [0022] Z ，Z ，Z分别为外啮合中心轮、内啮合中心轮、行星轮的齿数 1 2 3 [0023] 对于第一种连接方式，外啮合中心轮与行星架的转速比由定轴转系的总传动比确 定，即 5 5 CN 114382850 A 说明书 3/10页 [0024] 此时 [0025] 当 时，n ＝0。 2 [0026] 当i ＝K时， 12 [0027] 因此内啮合中心轮输出间歇转动，外啮合中心轮和行星架两者任意一个皆可作为 主动轮。内啮合中心 轮在一个周期内的静止时间由第一、第二齿轮上的圆弧节曲线的转角 弧度决定。 [0028] 对于第二种连接方式，内啮合中心轮与行星架的转速比由定轴转系的总传动比确 定，即 [0029] 此时 [0030] 当 时，n ＝0。1 [0031] 当i ＝K时， 12 [0032] 因此外啮合中心轮输出间歇转动，内啮合中心轮和行星架两者任意一个皆可作为 主动轮。外啮合中心 轮在一个周期内的静止时间由第一、第二齿轮上的圆弧节曲线的转角 弧度决定。 [0033] 对于第三种连接方式，外啮合中心轮与内啮合中心轮的转速比由定轴转系的总传 动比确定，即  [0034] 此时 [0035] 当 时，n ＝0。 4 [0036] 当i ＝K时， 12 [0037] 因此行星架输出间歇转动，内啮合中心轮和外啮合中心轮两者任意一个皆可作为 主动轮。行星架在一 个周期内的静止时间由第一、第二齿轮上的圆弧节曲线的转角弧度决 定。 [0038] 有益效果： [0039] 本发明提供的一种基于封闭式差动轮系和非圆齿轮的间歇运动机构，采用普通齿 轮和非圆齿轮传动， 具有传动可靠、精度高、变速平稳等优点，可应用于高速重载场合。 6 6 CN 114382850 A 说明书 4/10页 附图说明 [0040] 图1为实施例1轮系简图 [0041] 图2为实施例1中i ＝J时第一、第二齿轮节曲线和实施3中i ＝K时第一、第二齿轮节曲线中i ＝J时第一、第二齿轮节曲线中，左侧实线为第一齿轮节曲线，右侧实线为第二齿轮节曲线提供的一种基于封闭式差动轮系和非圆齿轮的间歇运动 机构，包括差动轮  系和定轴轮系。差动轮系包括外啮合中心轮1、内啮合中心轮2、行星轮3 以及行星架4，外啮合中心轮1、  内啮合中心轮2和行星架三者的转轴同心，行星轮3与行星 架4活动连接，行星轮3与外啮合中心轮1及  内啮合中心轮2啮合。 [0049] 定轴轮系包括第一齿轮11、第二齿轮12、第三齿轮13和第四齿轮14，皆为外啮合齿 轮。其中第一齿 轮11和第二齿轮12为一对啮合的非圆齿轮副，第三齿轮13和第四齿轮14为 一对啮合的圆柱齿轮副。第 一齿轮11和第二齿轮12其节曲线各包含一段圆弧和一段非圆 弧，圆弧节曲线与非圆弧节曲线的回转中心位于其各 自圆弧节曲线的圆心，啮合后中心距不变。 [0050] 第一齿轮11与外啮合中心轮1同轴固定连接，第四齿轮14与行星架4同轴固定连 接，第二齿轮12 与第三齿轮13同轴固定连接。 [0051] 需要用到的参数标记如下： [0052] 外啮合中心轮1的齿数记为Z ＝40，转速记为n ； 1 1 [0053] 内啮合中心轮2的齿数记为Z＝80，转速记为n ； 2 2 [0054] 行星轮3的齿数记为Z ＝20； 3 [0055] 行星架4转速记为n ； 4 [0056] 第三对第四齿轮的转动比为 [0057] 第一、第二齿轮构成的异形齿轮副传动比函数为： [0058] [0059] 式中， 为第一、第二齿轮圆弧节曲线相啮合时的常数传动比；K ＝0.48为第一、 第二齿轮非圆弧节曲线相啮合时的传动比极值。 [0060] n ，n ，n ，Z ，Z满足关系式： 1 2 4 1 2 7 7 CN 114382850 A 说明书 5/10页 [0061] [0062] 外啮合中心轮1或行星架4作为主动轮，则异形齿轮副传动过程中，当 时，内啮合中心轮 2的转速n ＝0；当i ＝K＝0.48时，n ＝-2.36·n ＝-3.6875·n ，此时内 2 12 2 4 1 啮合中心轮2的输出转速最 快。当K＜i ＜J时，-2.36·n ＝-3.6875·n ＜n ＜0，此时内啮 12 4 1 2 合中心轮2作加速或减速转动。无论 外啮合中心1还是行星架4作为主动轮，内啮合中心轮2 输出非0转速方向始终与主动轮转向相反，内啮 合中心轮2作静止——反向加速——反向 减速的周期性间歇转动。第一齿轮圆弧节曲线转角弧度为π，因 此内啮合中心轮2在一个间 歇运动周期T内，其静止的时间为 加速和减速的时间皆为 [0063] 实施例2 [0064] 参考附图3至图4，实例2提供的一种基于封闭式差动轮系和非圆齿轮的间歇运动 机构，包括差动轮  系和定轴轮系。差动轮系包括外啮合中心轮1、内啮合中心轮2、行星轮3 以及行星架4，外啮合中心轮1、  内啮合中心轮2和行星架三者的转轴同心，行星轮3与行星 架4活动连接，行星轮3与外啮合中心轮1及  内啮合中心轮2啮合。 [0065] 定轴轮系包括第一齿轮11、第二齿轮12、第三齿轮13和第四齿轮14，皆为外啮合齿 轮。其中第一齿 轮11和第二齿轮12为一对啮合的非圆齿轮副，第三齿轮13和第四齿轮14为 一对啮合的圆柱齿轮副。第 一齿轮11和第二齿轮12其节曲线各包含一段圆弧和一段非圆 弧，圆弧节曲线与非圆弧节曲线的回转中心位于其各 自圆弧节曲线的圆心，啮合后中心距不变。 [0066] 第一齿轮11与内啮合中心轮2同轴固定连接，第四齿轮14与行星架4同轴固定连 接，第二齿轮12 与第三齿轮13同轴固定连接。 [0067] 需要用到的参数标记如下： [0068] 外啮合中心轮1的齿数记为Z ＝40，转速记为n ； 1 1 [0069] 内啮合中心轮2的齿数记为Z＝80，转速记为n ； 2 2 [0070] 行星轮3的齿数记为Z ＝20； 3 [0071] 行星架4转速记为n ； 4 [0072] 第三对第四齿轮的转动比为i ＝2； 34 [0073] 第一、第二齿轮构成的异形齿轮副传动比函数为： [0074] [0075] 式中， 为第一、第二齿轮圆弧节曲线相啮合时的常数传动比； 8 8 CN 114382850 A 说明书 6/10页 [0076] 为第一、第二齿轮非圆弧节曲线相啮合时的传动比极值，取四位 小数。该异形齿 轮副实际上与实施例1完全相同，仅第一、第二齿轮的位置进行了互换。 [0077] n ，n ，n ，Z ，Z满足关系式： 1 2 4 1 2 [0078] [0079] 内啮合中心轮2或行星架4作为主动轮，则异形齿轮副传动过程中，当 时，外啮合中心轮  1的转速n ＝0；当i ＝K＝2.0833时，n ＝-0.1250 ·n ＝-0.080 ·n ，此 1 12 1 4 2 时外啮合中心轮1的输出转 速最快。当J＜i ＜K时，-0.1250 ·n ＝-0.080 ·n ＜n ＜0，此 12 4 2 1 时外啮合中心轮1作加速或减速转动。 无论内啮合中心2还是行星架4作为主动轮，外啮合 中心轮1输出非0转速方向始终与主动轮转向相反，  外啮合中心轮1作静止——反向加 速——反向减速的周期性间歇转动。第一齿轮圆弧节曲线转角弧度为  因此外啮合 中心轮1在一个间歇运动周期T内，其静止的时间为 加速和减速的时间皆为  [0080] 实施例2改变了实施例1中差动轮系与定轴轮系的连接方式，略微调整了定轴轮系 中第三、第四齿轮  的传动比，并互换第一、第二齿轮的位置，其主从动轮的传动比大幅下 降，这一特性在实际应用中用途广 泛，也是该间歇运动机构的优点之一。 [0081] 实施例3 [0082] 参考附图5和图4，实例3提供的一种基于封闭式差动轮系和非圆齿轮的间歇运动 机构，由一组差动 轮系和一组定轴轮系组成。差动轮系包括外啮合中心轮1、内啮合中心轮 2、行星轮3以及行星架4，外啮 合中心轮1、内啮合中心轮2和行星架三者的转轴同心，行星 轮3与行星架4活动连接，行星轮3与外啮 合中心轮1及内啮合中心轮2啮合。 [0083] 定轴轮系包括第一齿轮11、第二齿轮12、第三齿轮13和第四齿轮14，其中第一齿轮 11和第二齿轮  12为一对啮合的非圆齿轮副，第三齿轮13和第四齿轮14为一对啮合的圆柱 齿轮副，第一、第二、第三齿 轮为外啮合齿轮，第四齿轮14为内啮合齿轮。第一齿轮11和第 二齿轮12其节曲线各包含一段圆弧和一 段非圆弧，圆弧节曲线与非圆弧节曲线的回转中心位于其各自圆弧 节曲线的圆心，啮合后中心距不变。 [0084] 第一齿轮11与外啮合中心轮1同轴固定连接，第四齿轮14与内啮合中心轮2同轴固 定连接，第二齿 轮12与第三齿轮13同轴固定连接。 [0085] 需要用到的参数标记如下： [0086] 外啮合中心轮1的齿数记为Z ＝80，转速记为n ； 1 1 [0087] 内啮合中心轮2的齿数记为Z＝120，转速记为n ； 2 2 [0088] 行星轮3的齿数记为Z ＝20； 3 [0089] 行星架4转速记为n ； 4 [0090] 第三对第四齿轮的转动比为i ＝-2； 34 9 9 CN 114382850 A 说明书 7/10页 [0091] 第一、第二齿轮构成的异形齿轮副传动比函数为： [0092] [0093] 式中， 为第一、第二齿轮圆弧节曲线相啮合时的常数传动比； [0094] K＝2.0833为第一、第二齿轮非圆弧节曲线相啮合时的传动比极值，取四位小数。 [0095] n ，n ，n ，Z ，Z满足关系式： 1 2 4 1 2 [0096] [0097] 外啮合中心轮1或内啮合中心轮2作为主动轮，则异形齿轮副传动过程中，当 时，行星架 4的转速n ＝0；当i ＝K＝2.0833时，n ＝0.2560·n ＝-1.0666·n ， 4 12 4 1 2 此时行星架4的输出转速最快。  当J＜i ＜K时，n ＜0.2560·n ＝-1.0666·n ，此时 12 4 1 2 外啮合中心轮1作加速或减速转动。若外啮合  中心轮1作主动轮，则行星架4输出静止—— 正向加速——正向减速的周期性间歇转动；若内啮合中心轮  2作主动轮，则行星架4作静 止——反向加速——反向减速的周期性间歇转动。第一齿轮圆弧节曲线转角  弧度为 因此外啮合中心轮1在一个间歇运动周期T内，其静止的时间为 加速和减速的 时  间皆为 [0098] 实施例3中第一、第二齿轮构成的异形齿轮副与实施例2所用异形齿轮副完全相 同。 [0099] 实施例4 [0100] 参考实施例1及其附图1，实例4提供的一种基于封闭式差动轮系和非圆齿轮的间 歇运动机构，包括 差动轮系和定轴轮系。差动轮系包括外啮合中心轮1、内啮合中心轮2、行 星轮3以及行星架4，外啮合中 心轮1、内啮合中心轮2和行星架三者的转轴同心，行星轮3与 行星架4活动连接，行星轮3与外啮合中 心轮1及内啮合中心轮2啮合。 [0101] 定轴轮系包括第一齿轮11、第二齿轮12、第三齿轮13和第四齿轮14，皆为外啮合齿 轮。其中第一齿 轮11和第二齿轮12为一对啮合的圆柱齿轮副，第三齿轮13和第四齿轮14为 一对啮合的非圆齿轮副。第 三齿轮13、第四齿轮14的节曲线各包含一段圆弧和一段非圆 弧，圆弧节曲线与非圆弧节曲线相切连接并 封闭，第三齿轮13和第四齿轮14的回转中心位 于其各自圆弧节曲线的圆心，啮合后中心距不变。 [0102] 第一齿轮11与外啮合中心轮1同轴固定连接，第四齿轮14与行星架4同轴固定连 接，第二齿轮12 与第三齿轮13同轴固定连接。 [0103] 需要用到的参数标记如下： 10 10 CN 114382850 A 说明书 8/10页 [0104] 外啮合中心轮1的齿数记为Z ＝40，转速记为n ； 1 1 [0105] 内啮合中心轮2的齿数记为Z＝80，转速记为n ； 2 2 [0106] 行星轮3的齿数记为Z ＝20； 3 [0107] 行星架4转速记为n ； 4 [0108] 第一对第二齿轮的转动比为 [0109] 第三、第四齿轮构成的异形齿轮副传动比函数为： [0110] [0111] 式中， 为第一、第二齿轮圆弧节曲线相啮合时的常数传动比；K ＝0.48为第一、 第二齿轮非圆弧节曲线相啮合时的传动比极值。 [0112] n ，n ，n ，Z ，Z满足关系式： 1 2 4 1 2 [0113] [0114] 外啮合中心轮1或行星架4作为主动轮，则异形齿轮副传动过程中，当 时，内啮合中心轮 2的转速n ＝0；当i ＝K＝0.48时，n ＝-2.36·n ＝-3.6875·n 。第三齿 2 34 2 4 1 轮圆弧节曲线转角弧度为π，  因此内啮合中心轮2在一个间歇运动周期T内，其静止的时间 为 加速和减速的时间皆为 [0115] 实施例4交换了实施例1中非圆齿轮副与圆柱齿轮副位置，所得结果不变，因此实 施例4中差动轮系 与定轴轮系的连接方式等价于实施例1。 [0116] 同样的，对于实施2和实施3，也可以通过交换非圆齿轮副与圆柱齿轮副位置，得到 其它等价的连接 方式。 [0117] 实施例5 [0118] 参考实施例1及其附图1，实例5提供的一种基于封闭式差动轮系和非圆齿轮的间 歇运动机构，包括 差动轮系和定轴轮系。差动轮系包括外啮合中心轮1、内啮合中心轮2、行 星轮3以及行星架4，外啮合中 心轮1、内啮合中心轮2和行星架三者的转轴同心，行星轮3与 行星架4活动连接，行星轮3与外啮合中 心轮1及内啮合中心轮2啮合。 [0119] 定轴轮系包含两对参数相同的外啮合非圆齿轮副，由第一齿轮11、第二齿轮12、第 三齿轮13和第四 齿轮14组成，其中第一齿轮11和第二齿轮12为一对啮合的非圆齿轮副，第 三齿轮13和第四齿轮14也 是一对啮合的非圆齿轮副，且第一齿轮11与第三齿轮13参数相 同，第二齿轮12与第四齿轮14参数相同。 第一、第二、第三、第四齿轮各包含一段圆弧节曲 线和一段非圆弧节曲线页 [0120] 第一齿轮11与外啮合中心轮1同轴固定连接，第四齿轮14与行星架4同轴固定连 接，第二齿轮12 与第三齿轮13同轴固定连接。 [0121] 需要用到的参数标记如下： [0122] 外啮合中心轮1的齿数记为Z ＝40，转速记为n ； 1 1 [0123] 内啮合中心轮2的齿数记为Z＝80，转速记为n ； 2 2 [0124] 行星轮3的齿数记为Z ＝20； 3 [0125] 行星架4转速记为n ； 4 [0126] 第三、第四齿轮的传动比函数同第一、第二齿轮，第一、第二齿轮构成的异形齿轮 副传动比函数为： [0127] [0128] 式中， K＝0.2853。 [0129] n ，n ，n ，Z ，Z满足关系式： 1 2 4 1 2 [0130] [0131] 外啮合中心轮1或行星架4作为主动轮，则异形齿轮副传动过程中，当 时，内啮合  中心轮2的转速n ＝0；当i ＝i ＝K＝0.2853时，n ＝-1.4990 ·n ＝- 2 12 34 2 4 18.4209·n ，此时内啮合中  心轮2的输出转速最快。当K＜i ＜J时，-1.4990·n ＝- 1 12 4 18.4209·n ＜n ＜0，此时内啮合中心轮2 作加速或减速转动。无论外啮合中心1还是行星 1 2 架4作为主动轮，内啮合中心轮2输出非0转速方向始终 与主动轮转向相反，内啮合中心轮2 作静止——反向加速——反向减速的周期性间歇转动。第一和第三齿 轮圆弧节曲线转角 弧度为π，因此内啮合中心轮2在一个间歇运动周期T内，其静止的时间为 加速和 减速的 时间皆为 [0132] 实施例5实际是将实施例1定轴轮系的总常数传动比 分配到两组相 同的非圆齿轮副  中，这种情况下非圆齿轮幅传动比变化幅度大，非圆齿轮传动过程中压力 角的变化大，不利于平稳传动。  同时，由于采用了两对非圆齿轮，机构的成本更高，因此一 般情况下定轴轮系不宜采用两对非圆齿轮副， 尤其是当所需定轴轮系总常数传动比远大 于1或远小于1而接近0的时候。 [0133] 实施例6 [0134] 参考附图6、实施例1及实施例1的附图1，实例6提供的一种基于封闭式差动轮系和 非圆齿轮的间 歇运动机构，包括差动轮系和定轴轮系。差动轮系包括外啮合中心轮1、内啮 合中心轮2、行星轮3以及 行星架4，外啮合中心轮1、内啮合中心轮2和行星架三者的转轴同 12 12 CN 114382850 A 说明书 10/10页 心，行星轮3与行星架4活动连接， 行星轮3与外啮合中心轮1及内啮合中心轮2啮合。 [0135] 定轴轮系包括第一齿轮11、第二齿轮12、第三齿轮13和第四齿轮14，其中第一齿轮 11和第二齿轮  12为一对啮合的非圆齿轮，第三齿轮13和第四齿轮14为一对啮合的圆柱齿 轮。 [0136] 第一齿轮11与外啮合中心轮1同轴固定连接，第四齿轮14与行星架4同轴固定连 接，第二齿轮12 与第三齿轮13同轴固定连接。 [0137] 第一齿轮11和第二齿轮12各包含两段圆弧节曲线和两段非圆弧节曲线，圆弧节曲 线与非圆弧节曲线 交替相切连接并封闭。 [0138] 需要用到的参数标记如下： [0139] 外啮合中心轮1的齿数记为Z ＝40，转速记为n ； 1 1 [0140] 内啮合中心轮2的齿数记为Z＝80，转速记为n ； 2 2 [0141] 行星轮3的齿数记为Z ＝20； 3 [0142] 行星架4转速记为n ； 4 [0143] 第三对第四齿轮的转动比为 [0144] 第一、第二齿轮构成的异形齿轮副传动比函数中具有两个常数 分 别为第一、第二齿 轮两段圆弧节曲线相啮合后的传动比。 [0145] n ，n ，n ，Z ，Z满足关系式： 1 2 4 1 2 [0146] [0147] 外啮合中心轮1或行星架4作为主动轮，则异形齿轮副传动过程中，当 时，内啮合中心轮 2的转速n ＝0；当 时， 此时内啮合中心 2 轮2作匀速转动。当 K＜i ＜J时，内啮合中心轮2作加速或减速转动。无论外啮合中心1还是 12 行星架4作为主动轮，内啮合  中心轮2输出非0转速方向始终与主动轮转向相反，内啮合中 心轮2作静止——反向加速——反向匀速— —反向减速的周期性间歇转动，各阶段持续的 时间由第一齿轮11上两段圆弧节曲线和两段非圆弧节曲线  的转角弧度决定。 [0148] 相比于实施例1，实施例6中的异形齿轮副由于具有两个常数传动比J和K，因此内 啮合中心轮2还 能输出匀速转动。同样对于实施例2和实施例3，也可以采用具有两个常数 传动比的异形齿轮副，使其输  出静止——加速——匀速——减速的周期性间歇转动。 13 13 CN 114382850 A 说明书附图 1/3页 图1 图2 14 14 CN 114382850 A 说明书附图 2/3页 图3 图4 15 15 CN 114382850 A 说明书附图 3/3页 图5 图6 16 16

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