輸紙傳動的變形橢圓齒輪變速機構的製作方法

2023-05-30 17:46:56 2

專利名稱：輸紙傳動的變形橢圓齒輪變速機構的製作方法
技術領域：
輸紙傳動的變形橢圓齒輪變速機構
技術領域：
本實用新型涉及一種輸紙機的變速機構，尤指採用變形橢圓齒輪的 變速機構。
背景技術：
為了確保高速輸紙機在高速輸紙過程中對紙張進行準確、平穩地定 位，必須降低紙張到達前規的速度，減少對前規的衝擊。在不變速的情 況下，紙張速度快，對前規衝擊大，造成厚紙易反彈、薄紙易變形的狀 況，因此高速輸紙機必須採用變速輸紙機構。現使用的普通橢圓齒輪變 速機構，採用普通橢圓齒輪組實現變速。此結構有如下缺點
1、普通橢圓齒輪傳動比曲線呈對稱性分布，易使分離頭的速度不 同於走紙輪速度，兩者在交紙時產生輸紙不穩定的現象。
2、採用摩擦阻尼減振結構，摩擦片直接與箱體接觸進行阻尼減振， 在摩擦力作功時，將熱量直接傳給箱體，引起箱體發熱，使軸承中的潤 滑很快揮發，引起軸承夾死，從而損壞傳動結構。

發明內容
本實用新型要解決的技術問題和提出的技術任務是對現有技術方案 進行完善與改進，提供一種輸紙傳動的變形橢圓齒輪變速機構，以達到 交紙穩定、工作可靠、結構合理的目的。為此，本實用新型採取以下技 術方案輸紙傳動的變形橢圓齒輪變速機構，包括箱體、支撐於箱體的輸入 軸和傳動軸、設於傳動軸中部的減振裝置、設於傳動軸與輸入軸之間的 齒輪組，其特徵在於所述的齒輪組包括外齒輪副，外齒輪副的兩個互 相嚙合的齒輪為變形橢圓齒輪，兩變形橢圓齒輪分別為連接在輸入軸上 的第一變形橢圓齒輪及連接在傳動軸外端的第二變形橢圓齒輪；所述的 減振裝置包括設於箱體內且與箱體存在間隙的動力減振裝置，所述的動 力減振裝置包括隨傳動軸轉動的動力阻尼盤、外套於動力阻尼盤的阻尼 飛輪，所述阻尼飛輪與阻尼盤之間設有阻尼摩擦片。變形橢圓齒輪是將 橢圓齒輪節曲線的向徑長度不變，對應極角在不同範圍內縮小或放大若 幹倍得到的非圓齒輪；當變形橢圓齒輪轉至特定角度時可得到需要的傳
動比，從而使傳動軸獲得所需的轉速，使交紙平穩可靠，避免了普通橢 圓齒輪在交紙時由於速差而引起的輸紙不穩定。可將所述的變形橢圓齒
輪組的傳動比設為光滑連續的兩個位置函數且周期為2 31 ，即橢圓的節曲 線分為兩部分，兩部分的變形係數不同，每一部分按變形係數進行角度 的調整，在旋轉一周範圍內其傳動比分布為不對稱，第一部分橢圓齒輪 傳動比可設為ii=f (9i)，其中0《ei《Ji/mi (其中mi為不對 稱係數，i為傳動比，f (9i)為函數，6為轉角)；第二部分橢圓齒輪傳 動比可設為i2=f (02)，其中兀/nu《e2《2Ji，因傳動比函數光滑連 續，其加速度變化有限，使傳動平穩可靠，在確保紙張到達前規時處於 低速狀態的同時保證交紙穩定。在動力減振裝置中，動力阻尼盤安裝於 軸上，阻尼飛輪依靠動力阻尼盤上的阻尼摩擦片帶動，當軸高速運轉時， 由於阻尼飛輪具有很大的慣性，使阻尼飛輪和動力阻尼盤間發生相對運動，摩擦力作功消耗了振動的能量，從而起到動力消振作用(或稱固體 摩擦消振)；由於動力減震裝置與箱體存在間隙，而非直接與箱體觸接， 降低箱體溫度，使設於箱體上的軸承處於溫升在允許的範圍內，從而確 保高速輸紙機能夠穩定、可靠地進行高速輸紙。
作為對上述技術方案的進一步完善和補充，本實用新型還包括以下 附加技術特徵
所述的減振裝置還包括設於箱體外且與箱體存在間隙的阻尼減振裝 置；所述的阻尼減振裝置包括套接在傳動軸上的阻尼塊；所述阻尼塊與 傳動軸觸接。由於變形橢圓齒輪迴轉中心不在質心上，在高速迴轉中必 然引起振動，故為減小振動在採用動力減振的基礎上增設阻尼減振結構， 可耐高溫、耐摩的阻尼塊與傳動軸之間的摩擦進一步起了阻尼減振和減 小速度波動的作用，確保高速輸紙機能夠穩定、可靠地進行高速輸紙。
所述阻尼盤的外圓周面與端面的相交處開周向槽使阻尼盤外圓側面 呈凸臺狀，所述周向槽固接有所述的阻尼摩擦片，所述的阻尼摩擦片呈 環狀；所述阻尼盤一端設有夾緊盤與位於其另一端的阻尼飛輪通過螺栓 連接，所述的夾緊盤、阻尼飛輪均與周向槽中的阻尼摩擦片觸接以傳遞 阻尼盤的轉矩。阻尼飛輪和夾緊盤通過螺栓夾持在設有阻尼摩擦片的阻 尼盤凸臺處的兩圓環面上，依靠動力阻尼盤上的阻尼摩擦片帶動。
所述的阻尼飛輪內孔壁及夾緊盤的內孔壁與阻尼盤之間設有滑動軸 承，所述的阻尼飛輪周向設臺階孔以穿設用於連接夾緊盤的螺栓和套於 螺栓上的彈簧，所述阻尼摩擦片材料為耐高溫、耐摩擦材料。彈簧的作 用是壓緊阻尼飛輪與阻尼摩擦片，壓緊力可通過螺杆調節，從而限制軸的振幅，同時彈簧的設置還起一個保護作用，使飛輪與摩擦片之間具有 受力可形變的空間；所設的滑動軸承，可減小零件的磨損。由於摩擦片
的摩擦易產生高熱，故為滿足摩擦片的工作條件，選取耐高溫、耐摩擦 材料。
在所述的箱體和阻尼塊上設置了一對相互配合併使阻尼塊周向定位 的定位銷與定位孔。箱體與阻尼塊相對靜止，由阻尼塊的與軸配合的孔 壁與軸摩擦消耗振動產生的功。
所述的阻尼塊由兩個具半圓孔的第一阻尼塊及第二阻尼塊構成，兩 半圓孔對接並通過螺栓使其孔壁與傳動軸觸接。螺栓使阻尼塊抱緊於軸， 並通過螺栓調節抱緊力。
傳動軸的置入箱體部連有一齒輪以輸出動力。
所述的齒輪組還包括設於外齒輪副與箱體之間的內齒輪副，所述內 齒輪副的兩個互相嚙合的齒輪為變形橢圓齒輪，兩變形橢圓齒輪分別為 連接在傳動軸上的第三變形橢圓齒輪及連接在支撐於箱體且固接有一慣 性飛輪的飛輪軸上的第四變形橢圓齒輪，齒輪組的兩對齒輪錯位安裝。 變形橢圓齒輪其加工精度比圓柱齒輪的加工精度差，齒的側隙也較圓柱 齒輪大，因此用二對安裝錯位的齒輪組機構來消除其側隙大的缺點。
所述變形橢圓齒輪的齒數均相同，其中第一變形橢圓齒輪和第三變 形橢圓齒輪的輪廓相同，第二變形橢圓齒輪和第四變形橢圓齒輪的輪廓
相同；第一變形橢圓齒輪通過連接件與第三變形橢圓齒輪固接。因齒數 相同故其傳動比平均值為1，以保證每張紙均在同一相位到達前規；第一 變形橢圓齒輪可通過螺栓等連接件實現與第三變形橢圓齒輪固接，保證相同輪廓的第一變形橢圓齒輪、第三變形橢圓齒輪錯位安裝，以消除側 隙，實現平穩輸紙；由於輸入軸、飛輪軸、傳動軸間的距離不變，故第
一變形橢圓齒輪、第三變形橢圓齒輪與第二變形橢圓齒輪、第四變形橢 圓齒輪的相嚙合的節曲線為共軛曲線。
所述第一對變形橢圓齒輪及第二對變形橢圓齒輪的傳動比範圍為2 /3 3/2。通過對傳動比的變化實現輸出軸的轉速的變化，達至變速的 要求，從而實現高速輸紙的目的。
本實用新型的有益技術效果是
1、 通過採用具非對稱傳動比的變形橢圓齒輪傳動機構進行周期性的 變速，實現高速輸紙並在紙張到達前規時處於低速狀態，且使交紙準確， 輸紙穩定。
2、 同時採用阻尼減振和動力減振兩套結構，起了阻尼減振和減小速 度波動的作用，有效降低衝擊和振動，減小噪聲，確保高速輸紙機能夠 穩定、可靠地進行高速輸紙，並可減少軸承發熱，使軸承溫升在允許的 範圍內，從而確保高速輸紙機能夠穩定、可靠地進行高速輸紙。
3、 阻尼減振裝置和動力減振裝置均可通過螺杆來調節壓力，從而改 變摩擦力的大小，以使振動處於一定範圍內。
4、 阻尼減振裝置和動力減振裝置均與箱體存在間隙，有效降低箱體 的溫度，軸承中的潤滑油不易揮發，使本實用新型工作更為可靠。


圖1是現有技術方案的減振裝置結構示意圖；圖2是本實用新型的變形橢圓齒輪變速機構圖； 圖3是變形橢圓齒輪的傳動比函數示意圖。
圖中1-輸入齒輪，2-輸入軸，3-第三變形橢圓齒輪，4-第一變
形橢圓齒輪，5-第二變形橢圓齒輪，6-傳動軸，7、 8-阻尼塊，9-動力 阻尼盤，10-阻尼摩擦片，11-彈簧，12-阻尼飛輪，13-螺栓，14-輸出 齒輪，15-夾緊盤，16-齒輪，17-飛輪軸，18-第四變形橢圓齒輪，19-箱體，20-慣性飛輪，21-滑動軸承。
具體實施方式
以下結合說明書附圖對本實用新型的技術方案做進一步的詳細說明。
如圖1所示的為原技術方案的減振裝置結構示意圖；在圖中可見原 技術方的減振裝置，該裝置以阻尼盤9帶動摩擦片10、摩擦片10以剛性 觸接於箱體19並與箱體19摩擦實現進行減振，存在至少兩方面的問題 1、使箱體發熱影響設於箱體的軸承工作，2、因該裝置為剛性連接，一 旦摩擦片10與箱體19膠合，將會使整個變速機構乃至整個系統產生嚴 重影響，例如因傳動軸6的停轉而出現打齒等現象。
具體實施方式
如圖2所示，輸入齒輪l、第三變形橢圓齒輪3和第 一變形橢圓齒輪4依次安裝在輸入軸2上；慣性飛輪20和第四變形橢圓 齒輪18依次安裝在飛輪軸17上；齒輪16、動力阻尼盤9、設於箱體19 外側的半片阻尼塊7、 8和第二變形橢圓齒輪5依次安裝在傳動軸6上， 滑動軸承21、阻尼摩擦片10安裝在動力阻尼盤9上，夾緊盤15和阻尼飛輪12通過彈簧11和螺栓13作用壓緊在阻尼摩擦片10上；箱體19和
阻尼塊7、 8上設置了一對相互配合併使阻尼塊7、 8周向定位的定位銷 與定位孔，阻尼塊7、 8由兩個具半圓孔的第一阻尼塊7及第二阻尼塊8 構成，兩半圓孔對接並通過螺栓使其孔壁與傳動軸6觸接夾持；齒輪14 和齒輪16嚙合，將轉速輸出；第三變形橢圓齒輪3與第四變形橢圓齒輪 18嚙合，第一變形橢圓齒輪4與第二變形橢圓齒輪5嚙合；輸入軸2、 飛輪軸17和傳動軸6安裝在箱體19上，變形橢圓齒輪的齒數均相同， 其中第一變形橢圓齒輪和第三變形橢圓齒輪的輪廓相同，第二變形橢圓 齒輪和第四變形橢圓齒輪的輪廓相同；第一變形橢圓齒輪通過連接件與 第三變形橢圓齒輪固接；第一變形橢圓齒輪、第三變形橢圓齒輪與第二 變形橢圓齒輪、第四變形橢圓齒輪的相嚙合的節曲線為共軛曲線。
變形橢圓齒輪組的平均傳動比i二l，從而使變速周期與輸入部分的周 期相同。當動力輸入給齒輪l，經輸入軸2，帶動第三變形橢圓齒輪3、 第一變形橢圓齒輪4。安裝時，必須使齒部有一個微小相位存在。由第三 變形橢圓齒輪3、第一變形橢圓齒輪4、第二變形橢圓齒輪5、第四變形 橢圓齒輪18構成齒輪組機構，起了相互消除非圓齒輪加工精度側隙大的 缺點，減少衝擊工況，通過第三變形橢圓齒輪3和第四變形橢圓齒輪18， 使飛輪軸17帶動慣性飛輪20轉動。通過第一變形橢圓齒輪4、第二變形 橢圓齒輪5，使傳動軸6產生周期性減速迴轉，通過軸6上的齒輪16帶 動齒輪14，將變速工況輸出。由於變形橢圓齒輪迴轉中心與質心不相重 合，在高速迴轉下存在較大的動量mv。由於變速運動存在較大的加速度， 致使產生較大慣性力，由此將會引起速度的波動和機械振動。為了消除速度波動，在飛輪軸17上裝有慣性飛輪20;為了消除振動，在傳動軸6 上，在箱體19外側裝有兩半片阻尼塊7、阻尼塊8，用螺栓13調整其接 觸摩擦力，起了阻尼減振和減小速度波動作用。在箱體內側裝有可繞動 力阻尼盤9轉動阻尼飛輪12和夾緊盤15，它依靠阻尼摩擦片10帶動， 彈簧11作用是壓緊阻尼飛輪12與阻尼摩擦片10，並可用螺栓13來調節 其壓力，經過合理的調整後，當軸的扭振動有增大的趨勢時，由於阻尼 飛輪12具有很大的慣性，因此在阻尼飛輪12與動力阻尼盤9發生相對 運動，從而使摩擦力作功以消耗振動的能量，這樣可以起到動力消振(或 稱固體摩擦消振)，使輸出軸進行平穩、可靠、周期變速，達到穩定輸紙 的要求。
如圖3所示，為一對變形橢圓齒輪的傳動比曲線，兩函數在連接點 具有一條公切線，構成一光滑的傳動比曲線(取實線處作為傳動比曲線)。 動力通過輸入齒輪1輸入並傳遞於輸入軸2，使輸入軸2勻速轉動，從而 使固接於其上的第一變形橢圓齒輪4轉動並帶動第二變形橢圓齒輪5轉 動，由於兩相嚙合的第一變形橢圓齒輪4、第二變形橢圓齒輪5的傳動比 為非對稱的光滑連續函數，從而實現傳動軸6的變速轉動以達變速輸紙、 交紙準確的目的，滿足高速輸紙的要求。
以上圖2 — 3所示的輸紙傳動的變形橢圓齒輪變速機構是本實用新型 的具體實施例，已經體現出本實用新型實質性特點和進步，可根據實際
的使用需要，對其進行形狀、規格等方面的修改，在此不多贅述。
權利要求1、輸紙傳動的變形橢圓齒輪變速機構，包括箱體(19)、支撐於箱體(19)的輸入軸(2)和傳動軸(6)、設於傳動軸(6)中部的減振裝置、設於傳動軸(6)與輸入軸(2)之間的齒輪組，其特徵在於所述的齒輪組包括外齒輪副，外齒輪副的兩個互相嚙合的齒輪為變形橢圓齒輪，兩變形橢圓齒輪分別為連接在輸入軸(2)上的第一變形橢圓齒輪(4)及連接在傳動軸(6)外端的第二變形橢圓齒輪(5)；所述的減振裝置包括設於箱體(19)內且與箱體(19)存在間隙的動力減振裝置，所述的動力減振裝置包括隨傳動軸(6)轉動的動力阻尼盤(9)、外套於動力阻尼盤(9)的阻尼飛輪(12)，所述阻尼飛輪(12)與阻尼盤(9)之間設有阻尼摩擦片(10)。
2、 根據權利要求l所述的輸紙傳動的變形橢圓齒輪變速機構，其特 徵在於所述的減振裝置還包括設於箱體(19)外且與箱體(19)存在 間隙的阻尼減振裝置；所述的阻尼減振裝置包括套接在傳動軸(6)上的 阻尼塊(7) (8);所述阻尼塊(7) (8)與傳動軸(6)觸接。
3、 根據權利要求2所述的輸紙傳動的變形橢圓齒輪變速機構，其特 徵在於所述阻尼盤(9)的外圓周面與端面的相交處開周向槽使阻尼盤(9)外圓側面呈凸臺狀，所述周向槽固接有所述的阻尼摩擦片(10)， 所述的阻尼摩擦片(10)呈環狀；所述阻尼盤(9) 一端設有夾緊盤(15) 與位於其另一端的阻尼飛輪(12)通過螺栓(13)連接，所述的夾緊盤(15)、飛輪(12)均與周向槽中的阻尼摩擦片(10)觸接以傳遞阻尼盤(9)的轉矩。
4、 根據權利要求3所述的輸紙傳動的變形橢圓齒輪變速機構，其特 徵在於所述的阻尼飛輪(12)及夾緊盤(15)與阻尼盤(9)之間設有滑動軸承(21)，所述的阻尼飛輪(12)周向設臺階孔以穿設用於連接夾緊盤(15)的螺栓(13)和套於螺栓(13)上的彈簧(11)，所述阻尼摩 擦片(10)材料為耐高溫、耐摩擦材料。
5、 根據權利要求4所述的輸紙傳動的變形橢圓齒輪變速機構，其特 徵在於在所述的箱體(19)和阻尼塊(7) (8)上設置了一對相互配合 並使阻尼塊(7) (8)周向定位的定位銷與定位孔。
6、 根據權利要求5所述的輸紙傳動的變形橢圓齒輪變速機構，其特 徵在於所述的阻尼塊(7) (8)由兩個具半圓孔的第一阻尼塊(7)及 第二阻尼塊(8)構成，兩半圓孔對接並通過螺栓(13)使其孔壁與傳動 軸(6)觸接。
7、 根據權利要求6所述的輸紙傳動的變形橢圓齒輪變速機構，其特 徵在於傳動軸(6)的置入箱體(19)部連有一齒輪(16)以輸出動力。
8、 根據權利要求l一7任一權利要求所述的輸紙傳動的變形橢圓齒 輪變速機構，其特徵在於所述的齒輪組還包括設於外齒輪副(4) (5) 與箱體(19)之間的內齒輪副(3) (18)，內齒輪副(3) (18)的兩個互 相嚙合的齒輪為變形橢圓齒輪，兩變形橢圓齒輪分別為連接在傳動軸(6) 上的第三變形橢圓齒輪(3)及連接在支撐於箱體(19)且固接有一慣性 飛輪(20)的飛輪軸(17)上的第四變形橢圓齒輪(18)，齒輪組的兩對 齒輪錯位安裝。
9、 根據權利要求8所述的輸紙傳動的變形橢圓齒輪變速機構，其特 徵在於所述變形橢圓齒輪(4) (5) (3) (18)的齒數均相同，其中第 一變形橢圓齒輪(4)和第三變形橢圓齒輪(3)的輪廓相同，第二變形 橢圓齒輪(5)和第四變形橢圓齒輪(18)的輪廓相同；第一變形橢圓齒輪(4)通過連接件與第三變形橢圓齒輪(3)固接。
10、根據權利要求9所述的輸紙傳動的變形橢圓齒輪變速機構，其 特徵在於所述齒輪組的兩對變形橢圓齒輪的傳動比範圍均為2/3 3 /2。
專利摘要輸紙傳動的變形橢圓齒輪變速機構，涉及一種輸紙機的變速機構。現輸紙機的變速機構採用普通橢圓齒輪，在交紙時產生輸紙不穩定現象。本實用新型包括箱體、支撐於箱體的輸入軸和傳動軸、設於傳動軸中部的減振裝置、設於傳動軸與輸入軸之間的齒輪組，其特徵在於所述的齒輪組包括外齒輪副，外齒輪副的兩個互相嚙合的齒輪為變形橢圓齒輪，兩變形橢圓齒輪分別為連接在輸入軸上的第一變形橢圓齒輪及連接在傳動軸外端的第二變形橢圓齒輪；所述的減振裝置包括設於箱體內且與箱體存在間隙的動力減振裝置，所述的動力減振裝置包括隨傳動軸轉動的動力阻尼盤、外套於動力阻尼盤的阻尼飛輪，所述阻尼飛輪與阻尼盤之間設有阻尼摩擦片。本實用新型使交紙準確，輸紙穩定。
文檔編號B65H29/68GK201343316SQ20092011293
公開日2009年11月11日 申請日期2009年1月15日 優先權日2009年1月15日
發明者曹淦初, 陳寶均 申請人:孫文毅