本发明涉及活齿传动技术领域，特别涉及一种拆分式组合齿面滚道活齿传动轮。
背景技术：
在现有的活齿传动机构的设计中，其实际啮合齿面是连续的、且避免根切的。如专利号为cn201721031991.5提出了《一种摆线钢球减速装置及其机器人关节》，其说明书中就明确提出了啮合齿面需要避免根切及其相应的条件。燕山大学的安子军教授的研究团队，发表过名为《基于空间啮合理论的摆线钢球行星传动根切研究》的论文，介绍了摆线钢球行星传动的结构组成和传动原理，给出了摆线槽不发生根切必须满足的不等式方程，并通过具体实例及计算机图形仿真进行验证。该研究为摆线钢球行星传动的设计制造提供了理论依据，明确提出了啮合齿面需满足不根切条件、避免根切。
如同经典力学与相对论，人们往往认为的常识性的东西，在一定范围内是对的，但并非绝对的真理；人们往往忽视的或直接否定的领域或方向，也并非都是错的。相反，这些被忽视的、被否定的领域，涉足其中，偶尔会出现一些让人意想不到的创新性成果。故而，在活齿传动的设计领域，打破常规思维，反其道而行之，进入新的设计领域，即在活齿减速器设计过程中，充分挖掘与利用根切条件，设计出综合性能明显优异于现有技术的活齿减速器，成了活齿减速机领域一个新的方向和亟待解决的问题。
基于上述思想，组合齿面滚道活齿传动技术应运而生。该传动技术的核心传动机构包括了一种特殊的组合齿面活齿啮合副。其组合齿面滚道活齿传动轮上的啮合滚道由多种齿面组合拼接而成。将该技术应用于活齿减速器，其整机性能将显著优于现有同类产品。同理，该技术在减速机上应用，也是人们所认为的常理。抛开减速机不谈，该技术的核心传动机构，是一种机械机构，对于任意一种机械机构，其应用场景并不是唯一确定的。故而，考虑到其他应用场景，可将合齿面滚道活齿传动轮按照特定的方法做成拆分式的一个个小组件，以便应用在一些特殊的场合。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提供一种拆分式组合齿面滚道活齿传动轮，根据组合齿面滚道活齿传动技术，其核心传动机构包括了一种特殊的组合齿面活齿啮合副，其组合齿面滚道活齿传动轮上的啮合滚道由多种齿面组合拼接而成。按照组合齿面滚道活齿传动轮的结构生成原理，将其分割成三种或四种组块，不同的组块按照特定的方法和顺序，就能拼凑出一个完整的拆分式组合齿面滚道活齿传动轮。
本发明所使用的技术方案是：一种拆分式组合齿面滚道活齿传动轮，包括正齿块、负齿块、正旋切块、负旋切块，正齿块与负齿块数量相等且沿圆周均布，所有正齿块与负齿块彼此之间两两咬合；每两个正齿块之间的空余空间内配合有一个正旋切块；每两个负齿块之间的空余空间内配合有一个负旋切块。
进一步的，正齿块上有正齿面，正齿面是由标准旋转体的几何中心沿着一截曲线段从头运动至尾，球面运动轨迹的包络面与正齿块的相交面，其中，标准旋转体的几何中心为旋转轴线上的选定的点。
进一步的，负齿块上有负齿面，负齿面是由标准旋转体的几何中心沿着一截曲线段从头运动至尾，球面运动轨迹的包络面与负齿块的相交面，其中，标准旋转体的几何中心为旋转轴线上的选定的点。
进一步的，两个正齿块相互配合时，之间有一部分空余空间，该空余空间左右两侧的、分别属于两个正齿块的面完全相同，由其中一个面，绕着两个面相交的轴线，旋转至另一个面，在空间中形成的旋转实体，即为正旋切块；正旋切块上与左右两个正齿块上的正齿面衔接的面即为正旋切面。
进一步的，两个负齿块相互配合时，之间有一部分空余空间，该空余空间左右两侧的、分别属于两个负齿块的面完全相同，由其中一个面，绕着两个面相交的轴线，旋转至另一个面，在空间中形成的旋转实体，即为负旋切块；负旋切块上与左右两个负齿块上的负齿面衔接的面即为负旋切面。
进一步的，所有正齿块与负齿块相互配合后，所有曲线段的并集为一条闭合曲线，该闭合曲线为啮合曲线；啮合曲线为内摆线、外摆线、平面弦线或空间弦线。
进一步的，当啮合曲线为内摆线时，组合齿面滚道活齿传动轮由与内摆线波数相同的正齿块、负齿块和负旋切块组成。
进一步的，当啮合曲线为外摆线时，组合齿面滚道活齿传动轮由与外摆线波数相同的正齿块、负齿块和正旋切块组成。
进一步的，当啮合曲线为平面弦线时，组合齿面滚道活齿传动轮由与平面弦线波数相同的正齿块、负齿块、正旋切块和负旋切块组成。
进一步的，当啮合曲线为空间弦线时，组合齿面滚道活齿传动轮由与空间弦线波数相同的正齿块、负齿块、正旋切块和负旋切块组成。
由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：(1)可作为儿童益智玩具，充当积木的功能，供儿童在大人陪同下使用；(2)可作为教具，用于说明组合齿面滚道活齿传动技术的核心构件的结构原理；(3)可作为室内艺术品陈列，彰显几何之美；(4)可作为室外雕塑，做成组合一体式或分解拆分式；(5)可作为车载摆件或挂件，体现机械的美感与神秘感；(6)结构简单灵活，便于加工制造及装配。
附图说明
图1、图2为本发明的拆分式内摆线组合齿面滚道活齿传动轮结构示意图。
图3、图4为本发明的拆分式内摆线组合齿面滚道活齿传动轮分解示意图。
图5、图6为本发明的拆分式外摆线组合齿面滚道活齿传动轮结构示意图。
图7、图8为本发明的拆分式外摆线组合齿面滚道活齿传动轮分解示意图。
图9、图10为本发明的拆分式平面弦线组合齿面滚道活齿传动轮结构示意图。
图11、图12为本发明的拆分式平面弦线组合齿面滚道活齿传动轮分解示意图。
图13、图14为本发明的拆分式空间弦线组合齿面滚道活齿传动轮结构示意图。
图15、图16为本发明的拆分式空间弦线组合齿面滚道活齿传动轮分解示意图。
附图标号：1-正齿块；2-负齿块；3-正旋切块；4-负旋切块；101-正齿面；201-负齿面；301-正旋切面；401-负旋切面。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
首先：当啮合曲线为内摆线时，其在xoy平面内的参数方程为：
当啮合曲线为外摆线时，其在xoy平面内的参数方程为：
当啮合曲线为平面弦线时，其在xoy平面内的参数方程为：
当啮合曲线为空间弦线时，其参数方程为：
以上各式中，r-啮合曲线径向半径；a-啮合曲线幅值；zc-内摆线或外摆线波数；zs-平面弦线或空间弦线波数。
如图1～图4为本发明的实施例一，在该实施例中，啮合曲线为内摆线，径向半径为19.5mm，幅值1.2mm，波数为11，正齿面和负齿面是由直径为6mm的标准球体沿啮合曲线扫描得到的。
如图5～图8为本发明的实施例二，在该实施例中，啮合曲线为外摆线，径向半径为19.5mm，幅值1.2mm，波数为9，正齿面和负齿面是由直径为6mm的标准球体沿啮合曲线扫描得到的。
如图9～图12为本发明的实施例三，在该实施例中，啮合曲线为平面弦线，径向半径为19.5mm，幅值1.8mm，波数为10，正齿面和负齿面是由直径为6mm的标准球体沿啮合曲线扫描得到的。
如图13～图16为本发明的实施例四，在该实施例中，啮合曲线为空间弦线，径向半径为20mm，幅值3mm，波数为10，正齿面和负齿面是由直径为6mm的标准球体沿啮合曲线扫描得到的。
本发明工作原理：使用时，可以正齿块和负齿块交替安装；也可以先安装好所有的正齿块，再安装好所有的负齿块，最后将正齿块构成的环与负齿块构成的环拼接在一起。正旋切块与负旋切块可以在正齿块与负齿块安装的过程中安装，也可以在正齿块与负齿块安装后再安装。
当作为儿童益智玩具时，可用磁性材料、木质材料或塑料做出所有零件。生成正齿面与负齿面的旋转体，可沿着装配好的拆分式组合齿面滚道活齿传动轮内的所有齿面构成的滚道内滚动。如此可作为教具演示组合齿面滚道活齿传动机构的机构原理。当作为室内艺术品陈列时，可用金属材料制作所有零件，并进行表面喷涂，涂覆不同的图案。当作为室外雕塑时，可做成组合一体式或拆解式。当作为车载摆件时，可加旋转基座。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种拆分式组合齿面滚道活齿传动轮，包括正齿块、负齿块、正旋切块、负旋切块，其特征在于：正齿块与负齿块数量相等且沿圆周均布，所有正齿块与负齿块彼此之间两两咬合；每两个正齿块之间的空余空间内配合有一个正旋切块；每两个负齿块之间的空余空间内配合有一个负旋切块。
2.如权利要求1所述的一种拆分式组合齿面滚道活齿传动轮，其特征在于：正齿块1上有正齿面，正齿面101是由标准旋转体的几何中心沿着一截曲线段从头运动至尾，球面运动轨迹的包络面与正齿块的相交面，其中，标准旋转体的几何中心为旋转轴线上的选定的点。
3.如权利要求1所述的一种拆分式组合齿面滚道活齿传动轮，其特征在于：负齿块上有负齿面，负齿面是由标准旋转体的几何中心沿着一截曲线段从头运动至尾，球面运动轨迹的包络面与负齿块的相交面，其中，标准旋转体的几何中心为旋转轴线上的选定的点。
4.如权利要求1所述的一种拆分式组合齿面滚道活齿传动轮，其特征在于：两个正齿块相互配合时，之间有一部分空余空间，该空余空间左右两侧的、分别属于两个正齿块的面完全相同，由其中一个面，绕着两个面相交的轴线，旋转至另一个面，在空间中形成的旋转实体，即为正旋切块；正旋切块上与左右两个正齿块上的正齿面衔接的面即为正旋切面。
5.如权利要求1所述的一种拆分式组合齿面滚道活齿传动轮，其特征在于：两个负齿块相互配合时，之间有一部分空余空间，该空余空间左右两侧的、分别属于两个负齿块的面完全相同，由其中一个面，绕着两个面相交的轴线，旋转至另一个面，在空间中形成的旋转实体，即为负旋切块；负旋切块上与左右两个负齿块上的负齿面衔接的面即为负旋切面。
6.如权利要求2或3所述的一种拆分式组合齿面滚道活齿传动轮，其特征在于：所有正齿块与负齿块相互配合后，所有曲线段的并集为一条闭合曲线，该闭合曲线为啮合曲线；啮合曲线为内摆线、外摆线、平面弦线或空间弦线。
7.如权利要求6所述的一种拆分式组合齿面滚道活齿传动轮，其特征在于：当啮合曲线为内摆线时，组合齿面滚道活齿传动轮由与内摆线波数相同的正齿块、负齿块和负旋切块组成。
8.如权利要求6所述的一种拆分式组合齿面滚道活齿传动轮，其特征在于：当啮合曲线为外摆线时，组合齿面滚道活齿传动轮由与外摆线波数相同的正齿块、负齿块和正旋切块组成。
9.如权利要求6所述的一种拆分式组合齿面滚道活齿传动轮，其特征在于：当啮合曲线为平面弦线时，组合齿面滚道活齿传动轮由与平面弦线波数相同的正齿块、负齿块、正旋切块和负旋切块组成。
10.如权利要求6所述的一种拆分式组合齿面滚道活齿传动轮，其特征在于：当啮合曲线为空间弦线时，组合齿面滚道活齿传动轮由与空间弦线波数相同的正齿块、负齿块、正旋切块和负旋切块组成。
技术总结