一種雙功能省力減速機的製作方法

2023-05-27 15:43:56

專利名稱：一種雙功能省力減速機的製作方法
技術領域：
一種雙功能省力減速機技術領域 本實用新型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於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，由於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儘管有多種多樣，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隻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後排列，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製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採用齒輪傳動的，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，並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)。由於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，因此其應用範圍相當廣泛。齒輪傳動用於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。首先是它結構複雜而笨重，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，並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I噸左右。特別是如圖8所示當採用螺旋齒輪即蝸杆蝸輪嚙合傳動時，在動力傳動中，為了提高效率、減少磨擦和延長其使用壽命，必須採用比普通鋼材價格要貴許多倍的青銅來製造，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杆的，所以切制蝸輪的滾刀必須與工作蝸杆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杆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，它的製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並要求耐磨，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 = I. 25 X模數；齒全高h =
2.25 X模數；孤齒厚S = L 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， 原由是借用了省力槓桿之力。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，即反道行之為費力槓桿。但由於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，其體積後者是前者的幾倍甚至幾十倍，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。由於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，並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在而噪音較小但製造成本相對要高。還有正因為磨擦係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，並且要定期加注或更換，由此必須要有個儲油箱即變速箱的由來。另外，由於必須要在變速箱中加入潤滑油，因此每臺減速機的安裝只限於其底層在下，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，唯一的辦法就只得採用圓錐齒輪傳動用於兩軸相交的機構而既不方便又難度較大。
發明內容本實用新型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、很少發熱、經久耐用並具備減速與離合雙重功能的一種減速裝置，採用以下技術方案予以實現。在低速軸上相隔一定距離安裝各一個傳動盤內套，將內套的外緣或外緣與內緣之間的兩頭做成若干個等距離的鋸齒形牙齒，前者為外齒，後者為內齒，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，並在槽溝中加裝滾珠以取代軸承，在外套的前後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槓桿，兩個內外套共兩根槓桿彼此輪流反方向做上下或前後擺動，每擺動一次藉助推桿推越一個牙齒，由此促使低速軸旋轉而做功。槓桿的擺動原理是其尾端安裝有連杆，連杆與下位的一根曲軸曲柄位相連或緊貼合在曲柄位上，由於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槓桿相互反方向來回擺動一次，往上帶連前邊推桿往下後邊推桿往上推動低速軸轉動，往下帶連前邊推桿往上後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，超越一個牙齒後進入三角形(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磨擦可在推桿上套裝滾針軸承。進入對邊因為依據內套的內外齒其區別在推桿的兩邊安裝了磁鐵或彈簧，或在推桿的兩頭套上拉簧或鬆緊帶，因為磁鐵的吸力或拉簧的拉力很有限，在槓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後退中超越一個牙齒，雙根槓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，藉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於定位，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杆下頭的短軸安裝於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°，連杆上頭連接槓桿，如果不需要離合功能，也可以直接將雙根槓桿分別擱放於兩頭各一個短軸上的軸承之上，槓桿尾端加拉簧拉往以防脫開，亦可獲得與曲軸同樣的效果。槓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)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。為了減少連杆大頭與曲軸其曲柄位在運轉中的相對摩擦，在連杆大頭的四周安裝三個或三個以上的靠輪，各靠輪與位於中心的曲柄相貼合，運轉中其靠輪隨曲軸旋轉並自轉。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於速比的多少，例如速比為12，雙根槓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杆與槓桿的安裝位置，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，依據這一特點在連杆上端頂頭即與槓桿套合處其連杆的前後安裝定位裝置，藉助螺杆與螺母加轉盤促使其連杆在槓桿上可做前後移位，在其他數據不變的條件下往前移擺動量加大，往後移相對減小，如果所定位置正好為在每一次擺動中剛好超越一個牙齒，那麼只要略向後拉移幾個毫米便可使低速軸停止旋轉，儘管雙根槓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。本實用新型的有益效果簡述如下一是結構簡單而製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槓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即儲油箱，從而使斤兩大減二是節能省力。曲軸相當一個小齒輪，雙根槓桿所帶動的傳動盤相當於一個大齒輪為單級減速，並無須加注齒輪油。三是經久耐用。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帶軸旋轉時是二者同步同位轉動並無絲毫的磨擦，推桿在回位中由於為滾針軸承的轉動同時又不帶負荷，其磨擦也是微乎其微，軸承磨損便於更換，槓桿是不會壞的。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。[0022]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於下位箱底的制約。還有運轉平衡無噪音等優越性。

圖I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是一大一小圓柱斜齒輪相互卩齒合傳動不意圖；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； 圖5是一大一小兩個圓柱正齒輪相互哨合傳動平面位置說明圖；圖6是四齒輪三軸兩級減速並且以蝸杆蝸輪嚙合傳動、軸與軸為直角相交安裝的減速機剖視圖；圖7和圖8是本實用新型其傳動盤與槓桿及離合裝置等部件的組合與做功原理側面示意圖；圖9是外齒狀內套與外套安裝在低速軸上的整套位置示意圖；圖10是本實用新型頂視圖；圖11和圖12分別是兩頭帶有環形槽溝其內套的主視圖及右或左視圖(左右視一樣)；圖13是組合式曲軸與雙根槓桿貼合示意圖；圖14是以直軸取代曲軸與雙根槓桿貼合示意圖；圖15是整體式曲軸結構圖；圖16是手推式離合裝置其結構與做功原理示意圖；圖17是內齒狀內套其結構圖。
具體實施方式
參照圖7至圖10，外齒狀內套16安裝在中心位置的低速軸9上，四周若干個三角形牙齒與外套38保持一定的間隙與其共同組合成一個傳動盤，外套左右兩邊的前後分別開有彼此相互對稱的長條形槽溝10，槽溝中安放有彈簧和伸縮銷14及推桿11，其做功原理為由動力帶動的曲軸每運轉一周其曲軸的兩個曲柄位6在同一時間彼此反方向上下一致，往上推動連杆下頭靠輪5或大頭環形圈上靠輪25連及連杆I促使安裝在傳動外套一側的槓桿17上升或前移(以立裝或平裝的區別)，從而帶動推桿11前一根往下後一根往上，由此促使低速軸9旋動，往下為回位而不做功，由於是在同一根低速軸上安裝了兩個傳動盤，連及雙根槓桿在同一時間一根上一根下，以此達到低連軸不停地旋轉。在槓桿回位中其推桿11順三角牙齒斜邊滑移而超越一個牙齒，連杆小頭兩側安裝有靠輪7在弧狀滑道20中做來回重複移位，離合裝置19與弧狀滑道相連。槓桿尾端掛有拉簧18以防靠輪與曲軸脫開，當選用圖8中的安裝在連杆大頭環形圈上靠輪時便可以不掛拉簧，離合裝置支架19後位安裝有螺杆21和螺母及轉盤22其間套有平面軸承24和定位板塊23，由於定位板塊23是安裝在固定機架上的，前移促使槓桿擺動角度加大，反之減小，當減小到一定程度時推桿11便不能超越內套牙齒，由此實現低速軸停轉。參照圖11和圖12，傳動盤內套8中間段為三角形牙齒齒輪結構39，兩頭分別開有環形槽溝27，溝中安放在滾珠28，只要將外套(圖中未示出)做成相應形狀的槽溝與其套合，槽溝與滾珠相當於安裝在低連軸上的軸承。參照圖13，組合式曲軸的曲柄位上套合有軸承2和連杆I的大頭，曲軸其左右分別由各一個軸承與軸承座4所支承，右邊頂頭安裝有傳動輪3便於動力的帶動。參照圖14，由左右各一個軸承與軸承座32所支承的直軸中心安裝有傳動輪31，兩頭各一個偏心輪盤30，兩偏心輪彼此相隔180°的外側一側邊安裝有靠輪40，雙根槓桿17分別緊貼其上邊，運轉中一上一下可實現與曲軸同樣的效果。參照圖16，離合裝置支架19後位系有線繩41，線繩超越兩個滑輪42另一頭系在擺杆34上，擺杆下位與機架之間掛有拉簧43用於前後擺動到位時的定位。 參照圖17，內齒狀內套16其兩根推桿11安裝在牙齒的內邊，其做功原理與外齒內套一樣，只是藉助拉簧或鬆緊帶或磁鐵(圖中未未出)將推桿向處拉以防與齒脫開。
權利要求1.一種雙功能省力減速機，運轉中高速軸為主動，低速軸為從動，其特徵在於低速軸上安裝兩個傳動盤內套(16)，內套的緣周為等距離若干個鋸齒形牙齒，其左右兩頭為軸承，軸承外緣套合在傳動盤外套(38)的左右，外套的上下或左右與牙齒對應處開有槽溝並在槽內安裝可內外移位的推桿(11)，兩外套其中一側邊安裝有長條形槓桿(17)，槓桿其尾端安裝有連杆(I)，連杆下頭套合在曲軸的曲柄位(6)上，或者其曲軸由直軸取代，其直軸兩頭各安裝一個偏心輪(30)或偏心板,並將一個套裝軸承和連杆下頭的短軸安裝偏心輪或偏心板外邊的一側，雙頭安裝位彼此相隔180° ,或者將雙根槓桿分別擱放於直軸兩頭各一個短軸承即靠輪(40)上，槓桿尾端掛有拉簧(18)。
2.根據權利要求I所述的一種雙功能省力減速機，其特徵是在連杆上端頂頭與槓桿套合處其連杆的前後安裝離合裝置(19)與弧狀滑道(20)相連，其後位安裝有螺杆(21)和螺母及轉盤(22)，其間套有平面軸承(24)和定位板塊(23)。
3.根據權利要求I所述的一種雙功能省力減速機，其特徵為離合裝置支架(19)後位系有線繩(41)，線繩超越滑輪(42)另一頭系掛在擺杆(34)上，擺杆下位掛有拉簧(43)。
專利摘要本實用新型公開了一種雙功能省力減速機，旨在提供一種結構簡單、成本低廉、節能省力、無須注油和無有噪音的一種減速裝置，其技術方案的要點為在低速軸上相隔一定距離安裝各一個傳動盤由內外套等配件組合而成，其內套的圓周為若干個鋸齒形牙齒，內外套為滑動套合可轉動，兩外套同一側邊安裝有長條形槓桿，槓桿尾端藉助連杆與曲軸的曲柄位套合，在動力的作用下促使曲軸旋轉，兩個曲柄位一上一下在運轉中促使雙根槓根相互反方向上下擺動，由於外套內安裝有可移位的推桿與內套牙齒相貼，槓桿每擺動一次促使推桿超越一個牙齒帶動低速軸運轉而做功。
文檔編號F16H37/12GK202381642SQ20112057388
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月29日 優先權日2011年12月29日
發明者劉運武 申請人:劉運武