具備離合功能的省力減速機的制作方法

專利名稱：具備離合功能的省力減速機的制作方法
具備離合功能的省力減速機技術領域 本發明涉及機械在運轉中需要降低轉速的一種裝置，更確切更具體 地講是某一種機器在做功時依據工藝要求所設計的旋轉速度當應低于其動力即電動機或 內燃機的轉速而配套的一種減速機或稱變速箱。
背景技術：
眾所周知，機器的運轉必須由動力即電動機或內燃機帶動，只有極 少數借用水力或風力等大自然中的介質推動，由于電動機和內燃機的轉速太高，不適應眾 多機器在做功時的工藝要求，這便是減速機出現的由來。當今社會上使用的減速機盡管有 多種多樣，但其做功原理幾乎都是相同的，即由動力在運轉中帶動高速軸，高速軸上安裝有 小齒輪即主動齒輪也隨之旋轉，在旋轉中帶動與其相互嚙合的中間軸上的大齒輪即被動齒 輪或稱為從動輪轉動，再由中間軸上的另一個小齒輪帶動與其相互嚙合的即安裝在低速軸 上的一個大齒輪旋轉，由此實現減速之目的。極為個別的機器因減速不多或者很多，而在 此特殊情況下也有只設置兩軸即高速軸與低速軸或者共四根軸的減速機，每一根軸都為水 平安裝，各軸彼此相互平行前后排列，當需要改變方向時，也可以水平與垂直排列相結合安 裝，或稱軸與軸成直角安裝，然而不管何種安裝方式，都得依靠主被兩個齒輪相互嚙合傳 動。使用的齒輪種類根據各工藝要求的不同和制造難易程度等因素可以是圓柱正齒輪，圓 柱斜齒輪，人字齒輪，圓錐齒輪和螺旋齒輪等多種。眾所周知，現有技術中的減速機內部都是采用齒輪傳動的，而且必須是以小帶大， 否則就談不上減速了，齒輪傳動是機械中最常見的一種傳動方式，只少由兩個相互嚙合的 齒輪所組成的傳遞運動和動力的傳動形式，兩齒輪線彼此相對位置不變，并各繞其自身的 軸線轉動，當外嚙合時彼此為反方向運轉，即其中一個為左轉一個為右轉，內嚙合時同方向 運轉，兩齒輪相互嚙合而工作時，可將主動輪的動力和運動傳遞給從動輪(被動輪)。由于 齒輪傳動具有傳動平穩、精確和傳動比大及傳動效率高等特點，因此其應用范圍相當廣泛。 齒輪傳動用于減速機中是極為廣泛的一種，它雖具備上述各種優點，但也有其不足之處，主 要表現在以下幾個方面。首先是它結構復雜而笨重，一次性投資大。傳統四齒輪三軸兩級減速的機型其型 號是以高速軸與低速軸的中心距離尺寸以毫米為單位來定的。例如350型減速機，即該機 中的高速軸與低速軸的中心距為350毫米。每一臺減速機由箱體(澆鑄而成)、齒輪、軸與 軸承座及軸承等零配件組合而成，并且務必加注一定斤兩的齒輪油做為潤滑劑和確保不漏 油，一臺型號為1000的中型減速機，其重量為1噸左右。特別是如圖8所示當采用螺旋齒 輪即蝸桿蝸輪嚙合傳動時，在動力傳動中，為了提高效率、減少磨擦和延長其使用壽命，必 須采用比普通鋼材價格要貴許多倍的青銅來制造，不僅成本高，而且加工難度大，其原由是 在蝸輪傳動中，蝸輪的牙齒是呈圓弧形包圍著蝸桿的，所以切制蝸輪的滾刀必須與工作蝸 桿具有完全一樣的模數、壓力角、分度圓直徑、頭數、旋向和螺旋升角，因此滾刀的專用性極 強，所以僅僅是模數相同的蝸輪與蝸桿是不可以互換嚙合的。在圖4與圖5中，是所有齒 輪中最為簡單的一種，它的制作工藝要求與嚙合傳動原理簡介如下顧名思義，齒輪就是緣 周排列若干個牙齒的一個輪子，這些牙齒必須做得十分地標準并要求耐磨，牙齒的大小是 以模數為依據的，各項尺寸計算公式為外徑dl =模數X (齒數+2)；節徑d =模數X齒數；根徑df=節徑-2. 5 X模數；齒項高oh=模數；齒根高hf= 1.25 X模數；齒全高h = 2. 25 X模數；孤齒厚S = 1. 5708 X模數；兩齒輪嚙合中心距A =(大齒輪節徑d2+小齒輪 節徑dl)÷2。其次是耗能多。眾所周知，主被相互嚙合的兩齒輪其尺寸相差越多越節能，這和用 手秤稱東西其小小秤砣往秤桿尾端移動一倍的距離其被稱物也須相應加重一倍道理一樣， 原由是借用了省力杠桿之力。不難發現，如果用人力去轉動一臺減速機的輸出軸(低速軸) 遠比扭動其輸入軸(高速軸)要困難得多，即反道行之為費力杠桿。但由于受到其成本與 體積的制約，在實際操作中不可能將被動齒輪做得很大，同時受強度的約束也不可能將主 動齒輪做得太小，如果將一臺減速機的四個齒輪改為兩個而速比不變，根據速比的多少，其 體積后者是前者的幾倍至幾十倍，因此是行不通的一種技術方案。再次是使用壽命短和噪音大。由于齒輪牙齒的強度很有限和在傳動中為硬磨擦， 運轉中斷齒現象常有發生，它遠不如軸承在運轉中那樣耐磨，并伴有一定程度的噪音，特別 是圓柱正齒輪在運轉中為突然嚙合又突然脫開而噪音更大，斜齒和人字齒在嚙合傳動中為 逐然接觸與逐然脫開而噪音較小但制造成本相對要高。還有正因為磨擦系數較大免不了有發熱現象，為了降低磨損量，務必要在變速箱 內加注齒輪油作為潤滑劑，并且要定期加注或更換，由此必須要有個儲油箱的由來。另外，由于必須要在變速箱中加入潤滑油，因此每臺減還機的安裝只限于其底層 在下，無法實現斜裝、立裝和倒裝，當在機械傳動中需要改變方向時，唯一的辦法就只得采 用圓錐齒輪傳動用于兩軸相交的機構而既不方便又難度較大。
發明內容
本發明為彌補以上所述不足，旨在提供一種結構簡單、造價低廉、節 能省力、無有噪音、無須注油、絕不發熱、經久耐用并具備減速與離合雙重功能的一種減速 裝置，采用以下技術方案于以實現。在低速軸上相隔一定距離安裝各一個傳動盤內套，內套的外緣或外緣以內低速軸 φ以外做成若干個等距離的鋸齒形牙齒，內套的左右兩頭為軸承，軸承內緣套合在低速軸 上，外緣套合在傳動盤的外套左右兩頭，或者將內套加長，中間外緣是牙齒，兩頭為空白，在 空白位車環形槽溝，并在槽溝中加裝滾珠以取代軸承，在外套的前后或上下與內套牙齒對 應處開槽和在槽內安裝可內外移位的推桿，依據低速軸的旋轉方向在外套的其中一邊安裝 長條形杠桿，兩個內外套共兩根杠桿彼此輪流反方向做上下或前后擺動，每擺動一次借助 推桿推越一個牙齒，由此促使低速軸旋轉而做功。杠桿的擺動原理是其尾端安裝有連桿，連 桿與下位的一根曲軸曲柄位相連或緊貼合在曲柄位上，由于曲軸的兩個軸柄位彼此為反方 向設置，即一左一右，或一上一下，從而曲軸在動力的帶動下每運轉一周促使雙根杠桿相互 反方向來回擺動一次，往上帶連前邊推桿往下后邊推桿往上推動低速軸轉動，往下帶連前 邊推桿往上后邊推桿往下兩推桿在鋸齒形的斜邊滑移而超越一個牙齒為不做工，超越一個 牙齒后進入三角形(鋸齒形)牙齒的對邊，開始下一次做功。為了減輕推桿與牙齒的摩擦 可在推桿上套裝滾針軸承。進入對邊是因為在相應位置安裝了磁鐵或在推桿的兩頭套上拉 簧或松緊帶，因為磁鐵的吸力或拉簧的拉力很有限，在杠桿的回位帶動長條形槽溝旋轉一 定角度及牙齒斜邊的共同作用下促使推桿在后退中超越一個牙齒，雙根杠桿不停地擺動促 使低速軸連續運轉。也可以選用直軸做為高速軸，其做法是在直軸的中間段安裝傳動輪，借助皮帶或鏈條或齒輪與動力連合，在傳動輪的左右相隔一定距離各安裝一個軸承與軸承座用于定 位，即軸承與軸承座安放在機架上，直軸的兩頭頂端各安裝一個輪盤為偏心輪或偏心板，即 將一個套裝軸承和連桿下頭的短軸安裝于偏心輪或偏心板外邊的一側，距中心尺寸以工藝 要求而定，雙頭安裝位彼此相隔180°，連桿上頭連接杠桿，如果不需要離合功能，也可以直 接將雙根杠桿分別擱放于兩頭各一個短軸上的軸承之上，杠桿尾端加拉簧拉往以防脫開， 亦可獲得與曲軸同樣的效果。杠桿的重力加上拉簧的拉力在往上擺動中會形成阻力，在往下擺動中會形成重力 (動力)，一根上一根下其阻力與動力相等二者平衡剛好抵消由有變無，所以拉簧的拉力大 小不受影響。或者將帶有牙齒的內套(被動盤)相對外套(主動盤)而言安裝在左右兩邊，主 動盤安裝在中間，其推桿由原中間段改為兩頭來推移左右兩被動盤上的牙齒；或者像自行 車飛輪那樣在外套上安裝對稱式各一個可內外移位的千斤來推動齒輪，亦可獲得同樣的效果。減速機是有速比的，即在低速軸每轉一周的同時其高速軸轉多少周便等于速比的 多少，例如速比為12，雙根杠桿每一次擺動尺寸為一周的十二分之一，依據擺動量來決定曲 軸其曲柄位的偏離中心尺寸和連桿與杠桿的安裝位置，擺動量過小不能超越單個牙齒即無 法帶動低速軸運轉，擺動量過大超越單個牙齒過多對能源造成浪費，依據這一特點在連桿 上端頂頭即與杠桿套合處其連桿的前后安裝定位裝置，借助螺桿與螺母加轉盤促使其連桿 在杠桿上可做前后移位，在其他數據不變的條件下往前移擺動量加大，往后移相對減小，如 果所定位正好為在每一次擺動中剛好超越一個牙齒，那么只要略向后拉移幾個毫米便可使 低速軸停止旋轉，盡管雙根杠桿還在不停地擺動卻只是高速軸即曲軸的空轉，這樣既是減 速機又是離合器的雙重功能就具備了。本發明的有益效果簡述如下一是結構簡單而制做成本低和建廠投資少。不管機型大小和速比多少都只須安裝 兩個傳動盤及雙根杠桿和一根曲軸為主要組成部分，省去了傳統做法中的多個笨重齒輪與 齒輪箱，從而使斤兩大減；二是節能省力。曲軸相當一個小齒輪，雙根杠桿所帶動的傳動盤相當于一個大齒 輪為單級減速，并無須加注齒輪油。三是經欠耐用。鋸齒形只有對邊和斜邊不存在打齒事故的發生，推桿在推動牙齒 連及低速軸旋轉時是二者為同步同位轉動并無絲毫的摩擦，推桿在回位中由于為滾針軸承 的轉動同時又不帶負荷，其摩擦也是微乎其微，軸承磨損便于更換，杠桿是不會壞的；四是必要時可具備減速和離合雙重功能，此由省去了一個離合配件和得到了一個 幾乎無須修理的離合裝置；五是可實現平裝、立裝和斜裝任選，因無須加注齒輪油而不受齒輪油必須存于下 位箱底的制約。還有運轉平衡無噪音等優越性。


圖1是發明原型即現有技術中的圓柱正齒輪的嚙合傳動示意圖；圖2是一大一小兩個圓柱斜齒輪相互嚙合傳動示意圖；圖3是圓錐齒輪嚙合傳動示意圖；圖4是圓柱正齒輪其結構與形狀圖5是一大一小兩個圓柱正齒輪相互嚙合傳動平面位置說明圖；圖6是四齒輪三軸兩級減速并且以蝸桿蝸輪嚙合傳動、軸與軸為直角相交安裝的 減速機剖視圖；圖7是本發明其傳動盤與杠桿及離合裝置等部件的組合與做功原理側面示意圖；圖8是本發明其傳動盤與杠桿和離合裝置加上低速軸等部件的組合與做功原理 的平面展示圖；圖9是傳動盤內套其牙齒為內齒的結構示圖；圖10是傳動盤內套其牙齒為鋸齒形內齒的結構示圖；圖11是在外齒內套的兩頭加長處安裝滾珠其形狀與結構的主視圖；圖12是圖11中的內套機械制圖中的右視圖；圖13是組合式曲軸其結構與形狀展示圖；圖14是在同一根直軸的兩頭加裝了偏心輪盤用以取代曲軸的各部件組合說明 圖。
具體實施方式
下面結合附圖做更進一步的說明。參照圖7、圖8和圖9被動傳動盤內齒狀內套16共三個分別安裝在低速軸9的左右 與中間，左右之外為用于支承低速軸的軸承與軸承座26，其中左右兩個為單面有齒，中間一 個為雙面有齒，三個彼此之間的低速軸上安裝有主動傳動盤8，主動傳動盤的前后對中開有 長條形槽溝10，槽溝里安裝有推桿11可前后移位，推桿11兩頭伸入左右兩個被動16的內 齒中并與其貼合，曲軸的曲柄位6在旋轉中借助連桿1將杠桿17往上提升，借助拉簧18在 下降中與曲柄位6緊貼而不分開，杠桿上升時借助前后推桿推動被動盤連及低速軸旋轉， 杠桿往下時借助內齒斜邊和連接推桿及原位滾動的小輥條12上的松緊帶13超越一個牙齒 為不做功，雙根杠桿在同一時間一根往上一根往下輪流進行，由此促使低速軸不停地轉動。離合裝置支架19安裝在杠桿的后位，支架前邊為一個弧狀滑道20，安裝在連桿上 頭及杠桿尾端兩側的靠輪7跟隨連桿在滑道中依據桿桿的安裝位可上下或左右前后移位， 支架后邊安裝有螺桿21，螺桿穿越定位板塊23和平面軸承24其后段套有螺母和轉盤22， 只須轉動轉盤便可帶連離合裝置支架做前后移位，前移推動連桿上頭靠輪7連及連桿同步 前移，由此促使杠桿擺動量增大，反之減小，當減小到一定程度因推桿不能從牙齒斜邊超越 而低速軸與被動盤停止運轉，從而起到了離合器的離開作用，此時的高速軸為空轉即不做 功。為減少與曲柄的摩擦在連桿下頭的前后安裝有靠輪5。或者在支架后邊安裝一根立桿，其下端與機架為滑動配合即可傳動，并在低于轉 動點的下位和高于轉動點的上位掛上彈簧，借助彈簧的拉力用于立桿定位，只須將立桿某 處與弧狀滑道20連接，推移立桿上頭前后移位便可取代螺桿與螺母。參照圖11和圖12，外齒狀傳動盤內套Φ的左右兩頭被加長，并在加長處的中間車 有環形槽溝27，在槽溝中安裝滾珠28取代兩頭的各一個軸承與軸承座套，只須將一分為二 又二合為一的并內邊與內套相應的主動盤外套套合在內套之外，低速軸上只安裝左右各一 個這樣的內外套和前后兩推桿11就可達到工藝要求.參照圖13，組合式曲軸的曲柄位安裝有軸承2其外緣套合在連桿1的下端頂頭之 中，曲軸的右端頂頭安裝有傳動輪3和其左右安裝有用于起支承和定位作用的軸承與軸承座4，整個曲軸除了曲柄位需要安裝軸承而將其中一頭選用螺母緊固定位外，其他各部位可 焊接為一個整體。 參照圖14，在同一根直軸29上的左右兩頭各安裝有偏心輪30，其正中為傳動輪 31，由傳動輪左右各一個軸承與軸承座32所支承與定位在機架(圖中未示出)上，并在偏 心輪盤的某一側邊安裝有軸承33用于支承和擱置雙根杠桿11，各一個軸承位33在直軸的 左右斷面上彼此相隔180°，如果需要在運轉中起離合作用，可以將雙個軸承33套合在連 桿下頭之內。這樣的組合可獲得與曲軸同樣的效果。
權利要求
1.一種具備離合功能的省力減速機，運轉中高速軸為主動，低速軸為被動，其特征在 于雙根杠桿(17)其后端由曲軸或偏心輪在運轉中促使其來回擺動，其前端與低速軸上四 周帶有牙齒的內套(16)相互套合，由推桿(11)或千斤在擺動中推動內套連及低速軸運轉。
2.根據權利要求1所述的一種具備離合功能的省力減速機，其特征是在杠桿的后端 加裝有離合支架(19)，杠桿尾端連桿頂頭左右靠輪(7)位于離合支架前邊弧形滑道00) 中，支架后邊安置有螺桿及螺母與轉盤；或者由一根下端可轉動的立桿借助彈簧定位，并與 弧狀滑道OO)連接用于取代螺桿與螺母。
3.根據權利要求1所述的一種具備離合功能的省力減速機，其特征是在同一內套兩頭 無齒的空白位設置槽溝并在槽溝中安放滾珠。
4.根據權利要求1所述的一種具備離合功能的省力減速機，其特征是將曲軸做成可折 裝的組合式，并在其曲柄位加裝軸承。
全文摘要
本發明公開了一種具備離合功能的省力減速機，旨在提供一種結構簡單，使用方便，節能省力并具備減速與離合雙重功能的附機，其技術方案的要點是借助雙根杠桿其后端以連桿與下位的曲軸其曲柄位套合為滑動配合，其前端與工作軸即低速軸上所安裝的傳動盤內套套合，由于傳動盤內套四周360°設置有若干個三角形牙齒，雙根杠桿后端在由動力帶動的曲軸運轉中上下擺動，在同一時間內一上一下彼此反方面擺動一次借助推桿推越一個牙齒，由此促使低速軸運轉，當需要暫停運轉時，只須借助螺桿與螺母將杠桿尾端的連桿往后拉移少量尺寸，兩杠桿在擺動中便不再推移推桿實施超越。
文檔編號F16H37/12GK102146998SQ20101906001
公開日2011年8月10日 申請日期2010年2月8日 優先權日2010年2月8日
發明者劉運武 申請人:劉運武