一種減速兼離合裝置的製作方法

2024-02-08 10:34:15

專利名稱：一種減速兼離合裝置的製作方法
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。
技術背景 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1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-節徑一2.5X模數；齒項高oh-模數；齒根高hbl.25X模數；齒全高11=2.25乂模數；孤齒厚S-L5708X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 東西其小小種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木小，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，因此每臺減還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、絕不發熱、經久耐用並具備減速與離合雙重功能的一種減速裝置， 採用以下技術方案於以實現。
在低速軸上安裝"個傳動盤，依據速比的多少在傳動盤的左右兩個平面的緣周以等距離 安裝(焊接或加工而成)若干根凸條以取代齒輪的牙齒，傳動盤的左右平面與低速軸成直角安 裝，並在與傳動盤平面鄰近的左右兩側軸上分別安裝軸承，軸承被包圍在外套中，外套上安裝 一根與軸成十字架的槓桿，根據工藝要求以低速軸為界槓桿兩端長度既可以是相等也可以是相 差，即槓桿的前端或中間段藉助軸承以十字形套合在低速軸上，當相差時前短後長，前端最短 只是僅僅套合在軸上便可，即雙根槓桿的前端或中間段與低速軸套合位加裝了軸承。其後端為 動力臂前端為阻力臂，並在動力臂下邊距離低速軸一定尺寸安裝一根與低速軸平排的曲軸做為 髙速軸。雙根槓桿的後端分別擱放在曲軸的兩個曲柄位置上，運轉中被彈簧拉住二者為緊貼不 鬆開，由動力(內燃機或電動機)帶動的曲軸由於兩個曲柄位相對反向偏離曲軸中心線一定尺 寸在運轉中促使兩根槓桿一根往上一根往下不斷輪流擺動，往上靠的是曲柄位在運轉中由下止 點升至上止點，往下靠的是彈簧的拉力加上槓桿本身的重力(平裝時)與曲柄緊貼而從上止點 落到下止點。由於在阻力臂相應位置安裝了與傳動盤成直角的可伸縮舌簧與傳動盤凸條位相對 應並有所搭接套合，後端動力臂往上時前端阻力臂必然往下，由此推動凸條帶動傳動盤連及低 速軸旋轉，動力臂往下時其阻力臂帶連舌簧往上超越一根凸條為空轉，曲軸每運轉一周促使雙 根槓桿上下擺動一次，傳動盤緣周單一側面共有多少根凸條便相當於速比多少，即曲軸轉數周 低速軸轉一周以速比而定，由此雙根槓桿在同一時間內彼此相互反向擺動而做功。
4也可以在傳動盤兩側平面緣周鑽孔取代凸條，其孔的形狀方圓不限，依據旋轉方向將孔的 一個側邊即半圓用銑床銑個坡口用於舌簧的回位，只要孔與坡口的排列成圓形，並且其坡口的 中心線與孔的中心相對應即在同一條圓周線上，並將舌簧前端頂頭做成與孔相應的圓形或方 形，便可獲得與凸條同樣的效果。
舌簧既可以安裝在低速軸的前邊即槓桿的阻力臂上，也可以安裝低速軸的後邊即鄰近軸的 槓桿動力臂上，安裝在前邊運轉中將傳動盤帶連軸往下壓，安裝在後邊運轉中將傳動盤帶連軸 往上抬，其旋轉方向不變，做功原理無異。
為了曲軸在運轉中其曲柄位與槓桿相貼處不發生相對滑動的硬磨擦，可以將曲軸做成組合 式，由此便可以在曲軸的曲柄位安裝軸承，從而實現由相對滑動為硬磨擦改變為滾動移位為軟 磨擦，即等於車輪的滾動移位。
或者將兩個相同的輪盤分別安裝在同一根軸兩端頂頭，並將支承軸的軸承與軸承座及傳動 輪安裝在中間段，只須在軸線上彼此相隔180'的兩端各一個輪盤的外邊平面的一側邊依據槓 杆的擺動量安裝偏心小軸兼軸承用於搭貼雙根槓桿，並且依據兩輪盤相隔尺寸將低速軸上的傳 動盤相應加寬或安裝雙個，便可獲得同樣的效果。
為了節省成本，條件許可時可直接將傳動盤與槓桿安裝於工作機器的主軸上，不僅節省了 一根低速軸和用於支承軸的軸承與軸承座，而且佔地面積相應減少。
為了杜絕舌簧在伸縮中與凸條的相對磨擦，其凸條可由小軸及軸承組合而成，當然也可以 將軸承安裝於舌簧的頂頭，便可獲得同樣的效果，即舌簧在前伸與後退中由軸承的滾動磨擦取 代相對滑動磨擦。
正由於雙根槓桿是架設在同一根曲軸左右兩個曲柄位置上，這給在必要時設置離合器裝置 提供了一個可行性條件只須在槓桿尾端的前後或上下(立式即垂直狀安裝時依據擺動方向稱 為前後或左右，水平或傾斜安裝時稱為上下或前後)，雙向安裝彈簧或鬆緊帶，另一頭系掛在 前後可轉運的支架上，每根支架的下位像自行車站腳那樣用彈簧拉住，只要往前後轉動支架一 定尺寸便可促使彈簧一緊一松，上緊下松(或稱前緊後松)為退開，由此雙根槓桿不與曲軸的 曲柄位相貼，此時的曲軸為空轉(不做功)，上松下緊為合攏即槓桿與曲柄緊貼而復位做功， 為了減輕在合攏中槓桿與曲柄所發生的撞擊聲，可以在槓桿與曲柄位對應處用彈性物件如橡膠 皮等包裹或將其固定在槓桿底邊與曲柄相貼部位。
本實用新型有益效果簡述如下。
一是結構簡單而製做成本低與建廠投資少。不管其大小隻須安裝一個傳動盤和雙根槓桿及 一根曲軸為主要組成部分，省去了傳統做法中的笨重齒輪與齒輪箱，依據尺寸的不同其斤兩減 少了數倍至數十倍之多。
二是節省能力。不管速比多少，曲軸相當於一個傳統型的小齒輪，雙根槓桿所帶動的傳動 盤相當於一個大齒輪為單級減速。
三是運行成本低並經久耐用。沒用齒輪便不存在磨損和打齒現象，並由此省去了齒輪箱， 軸承磨損了可更換且價格低，槓桿是不會壞的。
四是必要時可具備減速和離合的雙重功能，由此省去了一個離合器配件並得到一個幾乎無 須修理的離合裝置。五是可根據需要實現平裝、立裝和斜裝。由於無須加注齒輪油而不受齒輪油必須存於箱底 的制約;還有運轉平衡無噪音等優點。

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7是本實用新型其曲軸與雙根槓桿等有關零配件的安裝就位結構圖8是傳動盤平面結構展示圖9是傳動盤的側視圖10和圖11是槓桿與低速軸及高速軸即曲軸加上離合裝置其組合就位與做功原理示意圖。
圖12是藉助偏心輪促使雙根槓桿上下擺動其結構與做功原理示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖做更具體的說明。
參照圖7,雙根槓桿尾端1分別擱放在曲軸的兩個曲柄位置上與曲柄位安裝的軸承2相貼 合，曲軸的右端安有皮帶輪3做為從動輪與電動機皮帶輪(圖中未示出)為主動輪配套連合傳 動，曲軸由左右兩個軸承座4支承被安裝在機架上(圖中未示出)。
參照圖8和圖9，傳動盤的左右兩側大面相對安裝有各為18根凸條5為等距離排列，其 內孔相對兩側開有鍵槽6用於與低速軸套合併用鍵固定在低速軸上可隨軸旋轉。
參照圖10和圖11，槓桿1的前端安裝在低速軸7上由軸承8間離為滑動配合即可在軸上 做往返的旋轉運動，並在前邊位置安裝有可伸縮的舌簧9與凸條5套合搭接，運轉時擺動中的 槓桿1其前端往下時由舌簧推動凸條帶連傳動盤與低速軸7旋轉，回位往上時其舌簧的頂頭斜 面與上一個凸條相碰而退後，超越一個凸條後由於舌簧後端彈簧的作用復位又與凸條套合搭 接，由此雙根槓桿(圖中只示出一根)由曲軸13帶動在同一時間內一根上一根下的輪流擺動 中不斷促使低速軸運轉而做功。
槓桿的尾端被上彈簧10和下彈簧11相互對稱拉著，彈簧的另一端被系掛在可旋轉的支架 上，支架的兩個旋轉點15安裝在固定的機架16上並由彈簧17拉住，正常運轉時上彈簧10松 下彈簧11緊促使槓桿1與曲軸13的曲柄位緊貼而做功，當需要離開時只須將把手18用人力 往上抬促使上彈簧由松變緊被拉長，下彈簧11由緊變松被縮短，從而使雙根槓桿與曲軸脫開 使曲軸為空轉，由於彈簧17的作用脫開後非用外力不得自動復位，合攏後也不得自動脫開。
參照圖12,兩個偏心輪盤19安裝在同一主軸的兩頭，兩個軸承與軸承座20和傳動輪21 安裝在軸的中間段，輪盤19外邊平面各安裝有在軸線上相隔l柳'的各一個小軸外套軸承22， 雙根槓桿1分別擱貼即安放在軸承22上邊。
權利要求1.一種減速兼離合裝置，運轉中高速軸為主動、低速軸為從動，其特徵在於雙根槓桿(1)的後端與曲軸的曲柄位相貼合，其前端或中間段以十字形套合在低速軸上為滑動配合即可旋轉，並在兩槓桿之間的低速軸上安裝有可隨軸旋轉的傳動盤，傳動盤的左右兩個側面的周線上安裝有若干根以等距離排列的凸條(5)或鑽有等距離排列在同一側邊開有坡口的圓孔或方孔，與凸條對應處的槓桿上安裝有可伸縮的舌簧(9)，或者將雙根槓桿(1)分別擱貼即安放在同一根軸兩端頂頭的各一個偏心輪盤外邊的軸承(22)上。
2. 根據權利要求1所述一種減速兼離合裝置，其特徵是雙根槓桿的前端或中間段與低速 軸套合位加裝了軸承。
3. 根據權利要求1所述的一種減速兼離合裝置，其特徵是雙根槓桿的後端其上下或稱左 右或稱前後用彈簧或鬆緊帶拉住。
4. 根據權利要求1或3所述的一種減速兼離合裝置，其特徵是拉簧或鬆緊帶的另一端被 系掛在可旋轉的支架上，支架旋轉點上位有彈簧或鬆緊帶拉住。
5. 根據權利要求1所述的一種減速兼離合裝置，其特徵是凸條(5)為軸承式結構。
專利摘要本實用新型公開了一種減速兼離合裝置，旨在提供一種結構簡單、重量輕、製造成本低，使用方便，節能省力並具備減速與離合雙重功能的減速機，其技術方案的要點是藉助於兩根槓桿其後端搭貼在同一根曲軸的各一個曲柄上，其前端與工作軸即低速軸某處橫向套合為滑動配合可旋轉，並在工作軸其兩槓桿之間安裝一個可隨軸轉動的傳動盤，傳動盤兩側面的周線上以等距離設置若干根凸條與槓桿前端設置的可伸縮舌簧相對應，由動力帶動的曲軸促使雙根槓桿上下來回擺動，以低速軸為界槓桿後端向上其前端向下，往下舌黃與凸條緊貼為做功，往上舌簧後退為空轉，雙根槓桿輪流每擺動一個來回由舌簧推動一根凸條向前超越，由此促使低速軸旋轉而做功。
文檔編號F16H21/00GK201407324SQ200820159510
公開日2010年2月17日 申請日期2008年12月1日 優先權日2008年12月1日
發明者劉運武 申請人:劉運武