專利名稱：頻率及間歇轉(zhuǎn)速可調(diào)的齒式自動換向器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于動力的傳遞裝置，具體地說是一種采用齒輪來傳遞動力，改變變速器或者工作機旋轉(zhuǎn)方向的頻率及間歇轉(zhuǎn)速的齒式自動換向器。
背景技術(shù)：
眾所周知，針對中大功率設(shè)備的換向問題，目前的通用手段是采用電器自動控制， 其最大缺點是電器元件易老化、壽命短、造價昂貴。其次是電路以及自動控制編程復(fù)雜，日常的維護修理等需要高水平的專業(yè)人員，再者，電器控制普遍對工作環(huán)境的要求比較高。齒輪由于加工工藝相對簡單，造價低廉，對工作環(huán)境無特殊要求等，同時齒輪傳動還具有精確度高、效率高、壽命高、傳遞扭矩大、維修維護簡便易行等特點，所以動力傳遞大部分都采用齒輪組件。如齒式離合器，其特點是傳遞扭矩大，結(jié)構(gòu)緊湊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提出一種自動換向、傳遞扭矩大、傳動效率高、壽命長、結(jié)構(gòu)緊湊，對工作環(huán)境無特殊要求的頻率及間歇轉(zhuǎn)速可調(diào)的齒式自動換向器。本發(fā)明可以通過如下措施達到。一種頻率及間歇轉(zhuǎn)速可調(diào)的齒式自動換向器，包括殼體，輸入軸和輸出軸分別經(jīng)軸承與殼體相連接，輸入軸和輸出軸經(jīng)齒輪組相連接，主動齒輪設(shè)有連接內(nèi)齒并經(jīng)軸承過渡與輸入軸相連接，被動齒輪與輸出軸相連接，其特征在于殼體設(shè)有換向機構(gòu)，換向機構(gòu)設(shè)有凸輪支座、杠桿支座、換向輪支座和彈簧支座，凸輪、杠桿和換向輪分別與凸輪支座、杠桿支座和換向輪支座相連接，彈簧的一端與彈簧支座相連接，換向輪上分別設(shè)有主動偏心銷軸和被動偏心銷軸，杠桿一端與凸輪頂桿一端相連接，凸輪頂桿另一端與凸輪間歇接觸，杠桿另一端分別與彈簧的一端相連接、換向輪連桿的一端相鉸接，換向輪連桿的另一端與主動銷軸相鉸接，撥叉連桿的一端與被動銷軸相鉸接，另一端與撥叉連接，撥叉與輸入軸上的撥輪相連接。撥輪與輸入軸經(jīng)花鍵相連接，撥輪上設(shè)有與主動齒輪內(nèi)齒嚙合的外齒，通過凸輪的旋轉(zhuǎn)可以使撥叉做直線往復(fù)運動，以驅(qū)動輸入軸上的撥輪與主動齒輪處于嚙合或分離狀態(tài)，當撥輪與主動齒輪處于嚙合狀態(tài)時，主動齒輪隨輸入軸一起旋轉(zhuǎn)并經(jīng)被動齒輪帶動輸出軸旋轉(zhuǎn)，當撥輪與主動齒輪處于分離狀態(tài)時，主動齒輪不隨輸入軸旋轉(zhuǎn)，輸出軸無動力輸入而不轉(zhuǎn)動。本發(fā)明可以在殼體內(nèi)設(shè)有兩套傳遞齒輪組，在輸入軸上設(shè)置兩個主動齒輪，撥輪設(shè)置在其間，通過撥輪與不同主動齒輪的嚙合，使輸出軸輸出相同或不同轉(zhuǎn)速、使輸出軸的轉(zhuǎn)向與輸入軸相同或相反。本發(fā)明可以設(shè)有同步驅(qū)動齒輪組，同步驅(qū)動齒輪組的主動齒輪與輸入軸相連接， 被動齒輪與凸輪軸相連接，當輸入軸旋轉(zhuǎn)時，凸輪軸也隨著旋轉(zhuǎn)，從而帶動撥叉做直線往復(fù)運動，改變輸出軸的工作狀態(tài)。本發(fā)明中的同步驅(qū)動齒輪組的傳動比i2與輸出軸一個工作周期內(nèi)N的轉(zhuǎn)數(shù)滿足關(guān)系式aNns= n3i2。其中a為凸輪每旋轉(zhuǎn)一圈完成的換向次數(shù)；N為輸出軸完成一次正反轉(zhuǎn)、即一個工作周期；ns為輸出軸一個工作周期內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù)(正、反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)之和);n3為凸輪的轉(zhuǎn)速；i2為同步齒輪組的傳動比。本發(fā)明還可以設(shè)有外掛齒輪組，外掛齒輪組的主動齒輪與動力輸入軸相連接，被動齒輪與輸入軸相連接。本發(fā)明在輸入軸等速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，可以使輸出軸間歇的轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向相同輸出； 轉(zhuǎn)速不同、轉(zhuǎn)向相同輸出；轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向不同輸出；轉(zhuǎn)速不同、轉(zhuǎn)向不同輸出等多種狀態(tài)， 具有自動換向、傳遞扭矩大、傳動效率高、使用壽命長、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于石油、冶金、礦山、化工等眾多惡劣環(huán)境，也可應(yīng)用在汽車、電力、船舶、以及大型機械加工設(shè)備等的自動換向裝置中。


附圖是發(fā)明的一種示意圖，也是一種實施例的示意圖。圖1是本發(fā)明的一種示意圖。圖2是本發(fā)明中換向機構(gòu)的示意圖。圖3是圖2的W向示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。如圖所示，一種頻率及間歇轉(zhuǎn)速可調(diào)的齒式自動換向器，包括殼體101，輸入軸 201和輸出軸301分別經(jīng)軸承與殼體101相連接，輸入軸201和輸出軸301經(jīng)齒輪組相連接，主動齒輪202設(shè)有連接內(nèi)齒并經(jīng)軸承過渡與輸入軸201相連接，被動齒輪302與輸出軸 301相連接，上述各組成部分的結(jié)構(gòu)與連接方式與現(xiàn)有技術(shù)相同，此不贅述。本發(fā)明的特征在于殼體101設(shè)有換向機構(gòu)102，換向機構(gòu)102設(shè)有凸輪支座1、杠桿支座2、換向輪支座3 和彈簧支座4，凸輪支座1、杠桿支座2、換向輪支座3和彈簧支座4的結(jié)構(gòu)及連接方式與現(xiàn)有技術(shù)相同，如凸輪支座1可以認為是殼體101的壁，也可以在殼體101內(nèi)單獨設(shè)置，此不贅述。凸輪5、杠桿6和換向輪7分別與凸輪支座1、杠桿支座2和換向輪支座3相連接，凸輪5、杠桿6和換向輪7的結(jié)構(gòu)及與凸輪支座1、杠桿支座2和換向輪支座3的連接方式與現(xiàn)有技術(shù)相同，如凸輪5經(jīng)凸輪軸、軸承、軸承座與凸輪支座1 (殼體101的壁)相連接，此不贅述。彈簧8的一端與彈簧支座4相連接，換向輪7上分別設(shè)有主動偏心銷軸9和被動偏心銷軸10，主動偏心銷軸9和被動偏心銷軸10可以設(shè)在同一半徑的圓周上，也可以設(shè)在不同半徑的圓周上，以調(diào)節(jié)撥叉15的位移距離，杠桿6 —端與凸輪頂桿11 一端連接，凸輪頂桿11另一端與凸輪5間歇接觸，凸輪頂桿11也可以經(jīng)滾子12與凸輪5間歇接觸，以減少對凸輪的磨損。杠桿6另一端與彈簧8的一端相連接、與換向輪連桿13的一端相鉸接，換向輪連桿13的另一端與主動銷軸9相鉸接，撥叉連桿14的一端與被動銷軸10相鉸接，撥叉連桿14的另一端與撥叉15相鉸接，撥叉15與輸入軸101上的撥輪16相連接，撥輪16與輸入軸101經(jīng)花鍵相連接，撥輪16上設(shè)有與主動齒輪202內(nèi)齒相嚙合的連接外齒，通過凸輪5的旋轉(zhuǎn)可以使撥叉15擺動，以驅(qū)動輸入軸201上的撥輪16與主動齒輪202處于嚙合或分離狀態(tài)，當撥輪16與主動齒輪202處于嚙合狀態(tài)時，主動齒輪202隨輸入軸201 —起旋轉(zhuǎn)并經(jīng)被動齒輪302帶動輸出軸301旋轉(zhuǎn)，當撥輪16與主動齒輪202處于分離狀態(tài)時， 主動齒輪202不隨輸入軸201旋轉(zhuǎn)，輸出軸301無動力輸入而不轉(zhuǎn)動。本發(fā)明可以在殼體101內(nèi)設(shè)有兩套齒輪組，在輸入軸101上設(shè)有兩個主動齒輪 202、203，兩個主動齒輪之間設(shè)有撥輪16，通過撥輪16與主動齒輪202或主動齒輪203的嚙合而使輸出軸301輸出相同或不同轉(zhuǎn)速、使輸出軸301的轉(zhuǎn)向與輸入軸201相同或相反，本發(fā)明可以設(shè)有同步驅(qū)動齒輪組，同步驅(qū)動齒輪組的主動齒401輪與輸入軸201相連接，被動齒輪402與凸輪5的凸輪軸相連接，當輸入軸201旋轉(zhuǎn)時，凸輪軸也隨著旋轉(zhuǎn)，從而帶動撥叉15進行擺動，改變輸出軸301的工作狀態(tài)。另外，本發(fā)明還可以設(shè)有外掛齒輪組，外掛齒輪組的主動齒輪501與動力輸入軸相連接，被動齒輪502與輸入軸201相連接。本發(fā)明中的同步驅(qū)動齒輪組的傳動比i2與輸出軸一個工作周期內(nèi)N的轉(zhuǎn)數(shù)滿足關(guān)系式aNns= n3i2。其中a為凸輪每旋轉(zhuǎn)一圈完成的換向次數(shù)；N為輸出軸完成一次正反轉(zhuǎn)、即一個工作周期；ns為輸出軸一個工作周期內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù)(正、反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)之和);n3為凸輪的轉(zhuǎn)速；i2為同步齒輪組的傳動比。本發(fā)明在輸入軸等速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，可以使輸出軸間歇的轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向相同輸出； 轉(zhuǎn)速不同、轉(zhuǎn)向相同輸出；轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向不同輸出；轉(zhuǎn)速不同、轉(zhuǎn)向不同輸出等多種狀態(tài)， 具有自動換向、傳遞扭矩大、傳動效率高、使用壽命長、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于石油、冶金、礦山、化工等眾多惡劣環(huán)境，也可應(yīng)用在汽車、電力、船舶、以及大型機械加工設(shè)備等的自動換向裝置中。本發(fā)明的傳動如圖1所示，本發(fā)明分為動力輸入部分(S卩外掛齒輪組)、凸輪轉(zhuǎn)速控制齒輪組、換向機構(gòu)和齒式離合器四個部分，各部分的原理與功能如下
第一部分Al 動力輸入部分(即外掛齒輪組)由齒輪副\、Z2 (俗稱“掛輪”)把經(jīng)動力輸入軸輸入的扭矩傳遞給輸入軸201，當改變&、Z2的齒數(shù)比時，可以同時改變凸輪5的凸輪軸、輸出軸301的轉(zhuǎn)速。設(shè)定軸I的輸入轉(zhuǎn)速為叫，輸出軸301的輸出轉(zhuǎn)速為n2，那么
權(quán)利要求
1.一種頻率及間歇轉(zhuǎn)速可調(diào)的齒式自動換向器，包括殼體，輸入軸和輸出軸分別經(jīng)軸承與殼體相連接，輸入軸和輸出軸經(jīng)齒輪組相連接，主動齒輪設(shè)有連接內(nèi)齒并經(jīng)軸承過渡與輸入軸相連接，被動齒輪與輸出軸相連接，其特征在于殼體設(shè)有換向機構(gòu)，換向機構(gòu)設(shè)有凸輪支座、杠桿支座、換向輪支座和彈簧支座，凸輪、杠桿和換向輪分別與凸輪支座、杠桿支座和換向輪支座相連接，彈簧的一端與彈簧支座相連接，換向輪上分別設(shè)有主動偏心銷軸和被動偏心銷軸，杠桿一端與偏心輪連桿一端相鉸接，偏心輪支桿另一端與凸輪相抵觸，杠桿另一端分別與彈簧的一端相連接、換向輪連桿的一端相鉸接，換向輪連桿的另一端與主動銷軸相鉸接，撥叉連桿的一端與被動銷軸相連接，撥叉連桿的另一端與撥叉相連接，撥叉與輸入軸上的撥輪相連接，撥輪與輸入軸經(jīng)花鍵相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頻率及間歇轉(zhuǎn)速可調(diào)的齒式自動換向器，其特征在于殼體內(nèi)設(shè)有兩套齒輪組，在輸入軸上設(shè)有兩個主動齒輪，其間設(shè)有撥輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種頻率及間歇轉(zhuǎn)速可調(diào)的齒式自動換向器，其特征在于設(shè)有同步驅(qū)動齒輪組，同步驅(qū)動齒輪組的主動齒輪與輸入軸相連接，被動齒輪與凸輪軸相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種頻率及間歇轉(zhuǎn)速可調(diào)的齒式自動換向器，其特征在于設(shè)有外掛齒輪組，外掛齒輪組的主動齒輪與動力輸入軸相連接，被動齒輪與輸入軸相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種頻率及間歇轉(zhuǎn)速可調(diào)的齒式自動換向器，其特征在于同步驅(qū)動齒輪組的傳動比12與輸出軸一個工作周期內(nèi)N的轉(zhuǎn)數(shù)滿足關(guān)系式aNns= n3i2，其中 a為凸輪每旋轉(zhuǎn)一圈完成的換向次數(shù)；N為輸出軸完成一次正反轉(zhuǎn)、即一個工作周期；ns為輸出軸一個工作周期內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù)(正、反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)之和)；n3為凸輪的轉(zhuǎn)速；i2為同步齒輪組的傳動比。
全文摘要
本發(fā)明屬于動力的傳遞裝置，具體地說是一種采用齒輪來傳遞動力，改變變速器或者工作機旋轉(zhuǎn)方向的頻率及間歇轉(zhuǎn)速可調(diào)齒式自動換向器，包括殼體，輸入軸和輸出軸分別經(jīng)軸承與殼體相連接，輸入軸和輸出軸經(jīng)齒輪組相連接，主動齒輪設(shè)有連接內(nèi)齒并經(jīng)軸承過渡與輸入軸相連接，被動齒輪與輸出軸相連接，其特征在于殼體設(shè)有換向機構(gòu)，輸入軸等速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，可以使輸出軸間歇的轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向相同輸出；轉(zhuǎn)速不同、轉(zhuǎn)向相同輸出；轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向不同輸出；轉(zhuǎn)速不同、轉(zhuǎn)向不同輸出等多種狀態(tài)，本發(fā)明在具有自動換向、傳遞扭矩大、傳動效率高、使用壽命長、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點，可應(yīng)用于石油、冶金、礦山、化工等眾多惡劣環(huán)境。
文檔編號F16H63/30GK102359557SQ201110224180
公開日2012年2月22日 申請日期2011年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月6日
發(fā)明者劉之乾 申請人:劉之乾