一種無齒輪減速的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無齒輪減速機，旨在提供一種結構簡單、造價低廉、節(jié)能省力、減小噪音、很少發(fā)熱、經久耐用并具備離合功能的一種減速裝置，其技術方案的要點是：在低速軸上安裝其外緣周線為等距離排列若干塊板葉所組成的傳動輪，借助兩根或兩根以上杠桿其前端頂頭在來回擺動中輪流推動板葉移位，從而帶動低速軸運轉。其做功原理為：兩根或兩根以上杠桿以中間段旋轉點為界其前端頂頭與傳動輪板葉相對應，其后端頂頭以滑動套合在連桿其中一頭，連桿另一頭與曲軸的曲柄位套合，曲軸在旋轉中促使連桿做升降或前后運動，由此帶動杠桿以旋轉點為界前后彼此反方向來回擺動，毎擺動一次推移一塊板葉超越。
【專利說明】一種無齒輪減速機
[0001]
【技術領域】
[0002]本發(fā)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】
[0003]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。
[0004]現有技術中的減速機其齒輪都安裝在一個密封的箱體內，傳動中必須是以小帶大，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，兩齒輪周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，內嚙合時為同方向運轉，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(wěn)、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(yōu)點，但也有其不足之處，主要表現在以下幾個方面。
[0005]首先是它結構復雜而笨重，一次性投資大。傳統(tǒng)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I噸左右。特別是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，其原由是在蝸桿蝸輪傳動中，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和蝸桿是不可以互換嚙合的。
[0006]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(jié)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(fā)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甚至幾十倍，因此是行不通的一種技術方案。
[0007]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(fā)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在而噪音較小但制造成本相對要高。
[0008]還有正因為磨擦系數較大免不了有發(fā)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即變速箱的由來。
[0009]另外，由于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(fā)明內容】
[0010]本發(fā)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(jié)能省力、無有噪音、無須注油、很少發(fā)熱、經久耐用并具備減速與離合雙重功能的一種減速裝置，采用以下技術方案予以實現。
[0011]在低速軸上安裝一個板葉式傳動輪，其外緣周線由若干塊板葉以等距離排列所組成，其板葉的形狀可以是一塊方形葉片，也可以是由兩個直角三角形以鄰邊相貼組合而成的外薄內厚為A字形，即由兩塊長條形板塊其中一邊彼此緊貼在外，另一邊彼此保持一定距離在內。由兩根或兩根以上杠桿前端輪流推移板葉向前(以移動方向分前后)移位，從而帶動低速軸運轉，兩根或三根杠桿每一根來回擺動一次推移一塊板葉超越而做功，其結構與做功原理詳述如下。
[0012]選取帶有兩個或三個或三個以上曲柄位的曲軸做為高速軸直接由動力帶動，兩個曲柄位在周線上彼此相互隔開180° (360° +2)，三個曲柄位在周線上彼此相互隔開120° (360° +3)，以此類推，每個曲柄位與連桿其中一頭套合為滑動配合即可轉動，另一頭與杠桿尾端頂頭套合同樣為滑動配合，曲軸每運轉一周帶動杠桿上下或左右(平裝為上下，立裝為左右或稱前后)來回擺動一次，從而推移低速軸上傳動輪緣周其中一塊板葉超越，一個傳動輪緣周共有多少塊葉其曲軸必然要轉相應的轉數才能促使低速軸轉一周，由此實現減速之目的。
[0013]相對平裝而言，以旋轉點(支點)為界其杠桿后端往上前端必然往下，由前端在往上或往下中推移板葉移位，回位為空轉即不做功，但由于至少在同一曲軸上存在兩個曲柄位并相隔180°，由此在同一時間促使兩根杠桿其中一根往上一根往下為輪流做功，往下為做功的一根在與板葉脫開并返回的同時，往上的一根起始與后一板葉相貼并調頭向下，這樣經常保持有一根向上和一根向下，往下為做功往上為返回，在返回中將要到達上止點時必然會被后一板葉擋住，否則在起始向下時就不能與板葉相貼，這樣傳動輪在運轉中就會出現暫停的弊病，本發(fā)明所選用的技術方案一是將傳動輪各板葉在長度上依工藝要求相應加長，具體尺寸依能容納若干杠桿做功為準，同樣將兩根杠桿改為三根或三根以上分別與板葉相對應，運轉中既各行其道、互不干擾，又步調一致、輪流做功。以三根為例，每上下或前后擺動一次，在單程中(去或回)只要有三分之二走程與板葉相貼為做功，便可推動板葉連及低速軸不停地運轉，比如杠桿前端頂頭往下為做功，上正點至下正點全走程為90mm，僅中間段60mm與板葉相貼，兩頭各15mm為空轉，便既可實現在返回(往上)中不會被后一板葉擋住回路，又可達到推移板葉和傳動輪連續(xù)運轉，其原由是三根杠桿其旋轉點(支點)都位于同一根橫軸上的左右中，比雙根多了三分之一，做功中與板葉搭貼(相互疊加)尺寸少了三分之一。杠桿前端頂頭往下和往上各為180。，以往下為做功為例，單根杠桿兩頭各有30。為空轉即不與板葉相貼，即三根杠桿當其中一根處于與板葉脫開的同一時間，其中往上的一根與前者處于同一角度一根往下一根往上，另一根起始與后一板葉搭接相貼并推移板葉帶連傳動輪旋轉。
[0014]二是將傳動輪外緣周線上的若干板葉安裝成活動式，即可內外伸縮滑移一定尺寸，以活動式板葉為例，在與板葉對應的兩頭其靜止的機座上相應位(旋轉周線上板葉后退處)安裝各一個軸承，以板葉在移位中與軸承相貼時能退后為準，只要在某一塊板葉后位(內)安裝彈簧或拉簧，退位時彈簧被壓縮或拉簧被拉長，超越軸承后在彈簧伸展或拉簧拉力的作用下立即前伸復位。板葉后退之時正好是杠桿前頭超越之時，超越后與板葉相貼立即返程將板葉往下推，上一杠桿往下為做功，下一杠桿往上為空轉，依據傳動輪的轉向或者為反過來的狀況，這樣有兩根杠桿就可促使傳動輪連及低速軸不停地運轉。也可以選用厚皮管做低速軸，在管內與傳動輪各板葉對應處安放皮球或氣囊，并在管的四周對應板葉前后打孔，每塊板葉內側至少有兩處通過孔洞與皮球或氣囊相貼，也可獲得與安裝彈簧或拉簧同樣的效果而更簡單易行。
[0015]在某種場合運轉中低速軸須暫停，須得在減速機輸入軸上加裝一個離合器，即在不停動力的條件下暫停低速軸。本發(fā)明所采用的技術方案是將支承杠桿旋轉位的橫軸兩頭各一個軸承與軸承座分別安放于各一條縱向滑軌中，其軸承座只能縱向前后移位，不可上下左右移位，后移少量尺寸其杠桿前頭便不再與板葉搭貼，由此板葉不再轉動。具體做法是選用兩牽桿前頭連接軸承座，后頭二合一置于一立式擺桿下位孔洞中，擺桿其旋轉點位于下端接近頂頭，并借助拉簧一頭系掛在旋轉點下位靜止的機架上，另一頭系掛在旋轉點上位的擺桿上，借助人力促使擺桿上頭前后移位，移位尺寸以能達到工藝要求為準(在前后設置定位擋片)，在拉簧和定位擋片二者共同的作用下其擺桿不會自動復位。
[0016]為了減輕曲軸在運轉中其曲柄位與連桿套合處的相對磨擦，選用同軸兩頭各一個偏心輪或偏心板取代雙柄位曲軸，即在輪盤外邊的某一側或板的某一頂頭安裝軸承為偏離中心與連桿套合，即只要兩頭各一個軸承彼此在周線上相隔180。，便可實現雙根杠桿彼此反方向運轉。
[0017]綜上所述，本發(fā)明所采用的技術方案是在低速軸上安裝其外緣周線為單排或三排(雙排配套雙根或四根杠桿，三排配套三根或六根杠桿)由若干塊板葉以等距離排列的傳動輪，分別由雙根或雙根以上杠桿前端頂頭在擺動中輪流推動板葉移位；或將各塊板葉安裝成可內外滑移的活動式，并在板葉的內側安裝彈簧或拉簧或氣囊，其作用是促使板葉退位讓位于杠桿前端頂頭通過后復位，運轉中至少有一板葉保持與杠桿前頭頂端存在少量搭接(疊加)相貼，杠桿為主動板葉為被動推動板葉移位；為減輕在推移中的相對磨擦，而在杠桿頂頭安裝有靠輪；將支承杠桿橫軸兩頭的各一個軸承座分別安放在左右縱向軌道中，兩牽桿前端分別與兩軸承座相連，其后端與擺桿相連，擺桿下位掛有拉簧，人力推移擺桿前后移位以實現杠桿前頭與板葉的相貼與脫開?；蜻x用安裝在同一軸兩頭的各一個偏心輪或偏心板取代曲軸。
[0018]本發(fā)明其有益效果一是結構簡單，制做容易，不管多少速比只須在低速軸上安裝單個傳動輪，加大速比僅須相應增多板葉便可，其他部位無須改變；二是節(jié)能省力，傳動輪和杠桿分別相當于一個大齒輪和一個小齒輪，不管速比多少都為一級減速，并在運轉中無須加注潤滑油；三是經久耐用:靠輪、走輪中的軸承磨損了可更換，價格便宜，而板葉與杠桿頂頭靠輪相貼為滾動移位磨損極小，杠桿和曲軸是不會壞的；四是必要時安裝離合裝置可具備離合功能，由此取代一個離合器；五是在不改變動力轉向的條件下既可順轉也可反轉，還有因無須配套存油的齒輪箱而可實現平裝、立裝、斜裝或倒裝及噪音減少等諸多優(yōu)越性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明其板葉式傳動輪與三根杠桿就位其結構與做功原理示意圖；
圖2是兩頭加裝蓋片為豎放的板葉式傳動輪立體圖；
圖3是兩柄位曲軸其形狀顯示圖；
圖4是兩頭為偏心輪結構的單曲柄位曲軸顯示圖；
圖5、圖6和圖7是可內外滑移板葉傳動輪與杠桿套合就位其結構與做功原理展示圖； 圖8是板葉斷面為錐形的板葉式傳動輪其斷面剖現圖；
圖9是取代離合器其離合裝置其結構與做功原理展示圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合各附圖做進一步的說明。
[0021]參照圖1、圖2和圖3，板葉式傳動輪其外緣周線由若干塊板葉2以等距離排列位于兩頭蓋板4之間，其內Φ刨有鍵槽3借助銷鍵與低速軸(圖中未示出)套合，各根杠桿5其前端頂頭安裝有靠輪6在運轉中輪流與其中一板葉緊貼而做功，杠桿尾端與連桿8連接套合為滑動配合，連桿8下端頂頭套合在曲軸9的曲柄位10上。三根連桿下頭在周線上彼此相隔120°，曲軸右邊安裝有皮帶輪11用于與動力機皮帶輪(圖中未示出)借助皮帶套合傳動，曲軸兩頭分別安裝在各一個軸承與軸承座12中，杠桿5以旋轉點7為界在動力的帶動下前后兩部分彼此反方向來回擺動，杠桿5為主動板葉2為被動連及低速軸運轉而做功，曲軸每旋轉一周，各杠桿輪流上下擺動一次共同推動單塊板葉2超越，從而實現減速之目的。
[0022]由三根或三根以上杠桿共同輪流驅動同一個板葉式傳動輪，相對兩根杠桿而言，具有以下兩個優(yōu)越性:一是在運轉中其杠桿前端頂頭在做功完畢后從前止點返回至后止點其180 °的走程中不會被前移中的板葉擋住，由此可省去將各板葉安裝成內外滑移式的工藝，其原由是回位中的杠桿頂頭或是處在前后板葉之間的空位，或是處在其中一杠桿起始與板葉搭貼之前和與板葉脫開之后其兩頭的空間，或者處在與上述與板葉起始搭貼(還沒有搭貼)和即將脫開(并沒隔離)的杠桿同一位置，板葉和做功杠桿前移，回程杠桿后移為同時進行，因此回程杠桿前端頂頭在這兩個位置也能順利超越；二是杠桿前端頂頭與板葉搭貼疊加的尺寸選用三根杠桿將減少三分之一，選用四根將減少二分之一，即搭貼位與傳動輪中心距離由近變遠為省力杠桿原理而更節(jié)能。
[0023]參照圖4，曲軸中間僅一個曲柄位10，兩頭各一個偏心輪盤18的外邊分別安裝有軸承19，兩個軸承與一個曲柄位彼此在周線上相隔120°，用于與三根連桿套合，曲軸左右由各一個軸承與軸承座12支承和定位，并安裝有皮帶輪11。
[0024]參照圖5、圖6和圖7，傳動輪固定安裝在空心低速軸20上，緣周各板葉2為活動式安裝即可內外滑移少量尺寸，由于在低速軸中心安放了氣囊21或皮球22，或在板葉內側安放彈簧13或掛上拉簧14，以及在外緣某處對應位的上下靜止不動的支架上(圖中未示出)安裝可旋轉的軸承35位于板葉外緣頂面之內，運轉中的板葉與軸承相遇時被擠壓而往內退移，由此讓位于返回中的杠桿頂頭靠輪6超越，超越后立即返程推移上升復位的板葉前移而做功，其原理為板葉在后退中其后位(內側)氣囊或皮球或彈簧被壓縮，或拉簧被拉長，超越軸承35后由于消除了擠壓力而立即往外上升復位。被上下兩頭螺柱23擋住為止，二根杠桿5 (圖中只不出單根)其旋轉點安裝在同一根橫軸24的左右,橫軸由兩頭名一個軸承與軸承座25所支承。
[0025]在圖8中，板葉式傳動輪外緣周線板葉2由兩鋼板二合為一所組成，其斷面內寬外窄成錐形，由于較牢固而可省去在兩頭加蓋板。
[0026]參照圖9，橫軸24上的左右中共安裝有三根杠桿5，橫軸兩頭的各一個軸承與軸承座25安放在左右各一個長條形凹形軌道26中可前后滑移，借助兩牽桿27分別與兩軸承座25相連，牽桿后端二合為一從擺桿28下位的空洞29中穿過，兩擺桿旋轉點30活安裝在固定基座31中，左右兩基座31之間有拉桿32牽連，兩擺桿28之間有牽桿33，拉簧34兩頭分別系掛在旋轉點下位拉桿32和上位拉桿33上，擺桿前后有定位板塊(圖中未示出)用于制約擺桿的前后旋轉角度，兩擺桿上位之間有牽桿27相連，當需要暫停低速軸運轉時，只要用人力略拉動牽桿27向后，促使兩軸承座25連及橫軸24及杠桿5后移，便可使杠桿前端頂頭與傳動輪板葉(圖中未示出)脫開，由于有拉簧34的存在其擺桿不會自動回位，從而取代一個離合器。
【權利要求】
1.一種無齒輪減速機，由高速軸為主動、低速軸為被動而連續(xù)運轉，其特征在于:在低速軸上安裝其外緣周線為單排或三排由若干塊板葉以等距離排列的傳動輪，分別由雙根或雙根以上杠桿其前端頂頭在擺動中輪流推動板葉移位。
2.根據權利要求1所述的一種無齒輪減速機，其特征是將各塊板葉安裝成可內外滑移的活動式，并在各板葉內側安裝彈簧或垃簧或氣囊。
3.根據權利要求1所述的一種無齒輪減速機，其特征是杠桿前端頂頭安裝有靠輪(6)。
4.根據權利要求1所述的一種無齒輪減速機，其特征是將支承杠桿橫軸(24)兩頭的各一個軸承座(25)分別安放在左右縱向軌道(26)中，兩牽桿(27)前端分別與兩軸承座相連，后端與擺桿(28)相連，擺桿下位掛有拉簧(34)。
【文檔編號】F16H57/028GK104514858SQ201310458257
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年10月1日 優(yōu)先權日:2013年10月1日
【發(fā)明者】劉運武 申請人:劉運武