活齿传动结构类型简介

将上述直线运动的活齿传动模型绕成圆环，就形成旋转运动的径向活齿传动。利用上述活齿传动的基本原理，采用不同的活齿结构和不同的啮合方案，形成了多种类型的活齿传动。中国现有的、具有代表性的几种活齿传动基本结构如下图所示

(1)滚子活齿传动

图a所示为滚子活齿传动。这种传动是由偏心轮通过滚动轴承驱动一组装于活齿架径向槽中的圆柱形滚子作径向运动，迫使滚子与内齿圈的齿相啮合。由于内齿圈的齿数与活齿的齿数相差一个齿，因此，滚子在啮合时产生周向错齿运动，由滚子直接推动活齿架而输出减速运动。这种传动的内齿圈齿廓应该是活齿滚子的共轭曲线。由于这种传动的活齿滚轮是在内齿圈的齿廓上滚动，内齿齿廓也被称为“滚道”，因此，这种传动也称为“滚道减速器”。为了能用通用设备加工出内齿圈齿廓，有人用多段圆弧来近似取代准确的包络曲线。这种齿廓称为“密切圆”齿廓，因此，有人就称这样的传动为“密切圆传动”。只要齿廓拟合得足够精确，传动的瞬时速比误差可以达到实用要求的水平

几种活齿传动的基本结构简图

滚子活齿传动具有活齿传动所共有的同轴传动结构紧凑、多齿啮合承载能力大和过载能力强的特点，但是由于活齿滚子在滚动的同时，又在径向槽内作往复运动，在滚子与径向槽的接触传力点处，将产生较大的相对滑动，引起摩擦、磨损和发热。所以这种传动只实用于小功率传动

(2)活齿针轮传动

图b所示为活齿针轮传动。为了解决活齿传动内齿齿廓曲线加工的困难，吸取摆线针轮传动的成功经验，采用针轮为内齿圈；活齿为分布于活齿盘径向孔中的圆柱形活齿销，其上端与针轮针齿相啮合的部分做成楔形的两个斜面。活齿的齿数与针齿的齿数相差一个齿。驱动部分仍然是装于输入轴上的偏心盘和转臂轴承。传动时，偏心盘通过转臂轴承驱动活齿销在活齿盘的径向孔中作径向运动，活齿销的楔形齿头与针齿相啮合，迫使活齿产生周向错齿运动，由活齿销推动活齿盘直接输出减速运动。由于活齿为一圆柱体，有人称这种传动为“销齿传动”或“推杆传动”

活齿针轮传动结构简单、紧凑，多齿啮合承载能力大。但与针齿啮合的活齿的楔形啮合部分是一种近似齿形，影响到传动的平稳性和噪声，使得其应用受到限制。若将楔形齿头也做成包络曲线的齿面，技术上是可行的，但给加工又带来新的麻烦。同样，活齿与活齿盘之间也存在滑动摩擦，也有磨损和发热问题，但由于是以较大的圆柱面承受载荷，摩擦和磨损的问题较滚子活齿传动有所改善

(3)T形活齿传动

图c所示为T形活齿传动。该传动是综合上述a、b两种传动的某些特点而形成的一种活齿传动。其中驱动部分和前两种传动一样；内齿圈与a相同，活齿架与b相同

活齿由顶杆和滚子两部分组成：顶杆为圆柱状结构，装于活齿盘的径向孔中，顶部做成月牙形；滚子为一圆柱体，置于顶杆的月牙形槽中，是活齿的啮合部分。顶杆轴线与滚子的轴线相垂直，组成“T形活齿”。正是由于这个缘故，有人称这种传动为“T形活齿传动”。也有人从活齿是由两件组成这一角度来看，称为“组合活齿传动”。有的设计者将顶杆的两端都做成月牙形，两端都装上滚子，以减少顶杆尾部与偏心轮上轴承外环的摩擦；并且将整个活齿传动做成一个通用机芯部件，好像滚动轴承一样，供设计者选用，称为“变速轴承”

T形活齿传动由于滚子和内齿圈的齿廓可以形成准确的共轭关系，因此可以克服活齿针轮传动不平稳的缺点；活齿的顶杆以较大的圆柱面与活齿盘接触传力，而且滚子的滚转所产生的滑动摩擦转移到顶杆的月牙槽中，使得活齿与活齿盘之间磨损和发热的问题得以缓解。因此，T形活齿传动的运转较为平稳，比前两种传动具有更高的承载能力。但是，T形活齿传动由于需要加工月牙槽，尺寸链增加了三个环节，使制造难度增大，传动精度降低。顶杆与活齿盘和活齿之间仍然有往复的滑动摩擦，使得传动效率仍不理想，磨损和发热的问题依然存在。在顶杆的下部加装滚子的办法更增加了结构的复杂性和加工难度，增大了传动误差，而顶杆与转臂轴承接触处的滑动摩擦和磨损问题并不严重，加装滚子的办法只转移了滑动摩擦的位置，实际上并不能改善传动的性能，反而会造成负面的影响。由此可见，活齿传动中的滑动摩擦问题仍然是限制活齿传动应用的主要障碍

(4)套筒活齿传动

图d所示为套筒活齿传动。该传动与其他活齿传动有很大的不同，它是以尺寸较大的圆形套筒作为活齿，以隔离滚子来限定套筒活齿的角向分布而不需要活齿盘。在套有滚动轴承的偏心盘驱动下，全部套筒活齿和隔离滚子随偏心盘一起作平面运动，形成一个轮齿可以自转的“行星齿轮”。由于其轮齿是作滚摆运动的圆形，因此，与之相啮合的内齿圈的齿廓为内摆线。只有在这个内齿圈的限定下，这个由套筒活齿和隔离滚子组合成的行星齿轮才能存在。这个行星齿轮与内齿圈相啮合而产生的自转和少齿差行星齿轮传动一样，也需要一个输出机构来输出运动。该传动采用了与摆线针轮传动相同的销轴输出机构(W机构)，即将输出轴销轴盘上带套的销轴直接插入套筒活齿的内孔，内孔在销轴上滚转而传动

套筒活齿传动的特点是：内齿齿廓是内摆线，可以用范成法加工；作为活齿的套筒，具有较好的柔性，可以补偿加工误差的影响；可以使多齿啮合的齿间有均载作用；可以缓解冲击载荷的影响；传力件之间基本上是滚动接触，传动效率较高。但是，这种传动要求套筒活齿具有较大的直径才能具有足够的柔性，才能满足输出机构的结构和强度要求。这就限制了这种传动不可能具有较大的速比，使活齿传动单级速比大、多齿啮合的优点不能发挥。另外，由于有输出机构的存在，对于传动效率、传动精度、承载能力和制造成本都有负面的影响

套筒活齿传动从原理来看应该不属于活齿传动类型。因为它虽然也是通过一组中间可动件来实现刚性啮合传动，但工作时啮合齿距是不变的。它和摆线针轮传动、少齿差行星齿轮传动更为相近。所不同的是该传动的“行星齿轮”是由套筒和分离滚柱组成。而且这个行星齿轮只有在与之形成包络的内齿圈的包围下才能存在。因此可以认为是一种“离散结构的行星齿轮”。套筒活齿传动实质上属于少齿差行星齿轮传动的另一个理由是：和摆线针轮传动、少齿差行星齿轮传动一样，都需要一个输出机构，而活齿传动是不需要输出机构的。但由于它是在中国多种活齿传动发展的高峰时期出现的，从结构上来看，“轮齿”也是活动的，因此也被列为活齿传动。为了从多方面了解中国现有的活齿传动的情况，本章在这里也一并介绍