專利名稱：一種雙功能省力減速機的制作方法
一種雙功能省力減速機技術(shù)領域 本發(fā)明涉及機械在運轉(zhuǎn)中需要降低轉(zhuǎn)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(jù)工藝要求所設計的旋轉(zhuǎn)速度當應低于其動力即電動機或內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速而配套的一種減速機或稱變速箱。
背景技術(shù)：
眾所周知，機器的運轉(zhuǎn)必須由動力即電動機或內(nèi)燃機帶動，只有極少數(shù)借用水力或風力等大自然中的介質(zhì)推動，由于電動機和內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)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(xiàn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)，由此實現(xiàn)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(jié)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(jù)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。眾所周知，現(xiàn)有技術(shù)中的減速機內(nèi)部都是采用齒輪傳動的，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，并各繞其自身的軸線轉(zhuǎn)動，當外嚙合時彼此為反方向運轉(zhuǎn)，即其中一個為左轉(zhuǎn)一個為右轉(zhuǎn)，內(nèi)嚙合時同方向運轉(zhuǎn)，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(xiàn)在以下幾個方面。首先是它結(jié)構(gòu)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。特別是如圖8所示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(shù)、壓力角、分度圓直徑、頭數(shù)、旋向和螺旋升角，因此滾刀的專用性極強，所以僅僅是模數(shù)相同的蝸輪與蝸桿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，它的制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并要求耐磨，牙齒的大小是以模數(shù)為依據(jù)的，各項尺寸計算公式為:外徑dl =模數(shù)X (齒數(shù)+2);節(jié)徑d =模數(shù)X齒數(shù)；根徑df=節(jié)徑-2.5 X模數(shù)；齒項高oh=模數(shù)；齒根高hf= 1.25 X模數(shù)；齒全高h =
2.25 X模數(shù)；孤齒厚S=L 5708 X模數(shù)；兩齒輪嚙合中心距A =(大齒輪節(jié)徑d2+小齒輪節(jié)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(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(xiàn)，如果用人力去轉(zhuǎn)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(jù)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(shù)方案。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(zhuǎn)中斷齒現(xiàn)象常有發(fā)生，它遠不如軸承在運轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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。還有正因為磨擦系數(shù)較大免不了有發(fā)熱現(xiàn)象，為了降低磨損量，務必要在變速箱內(nèi)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。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(xiàn)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(gòu)而既不方便又難度較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為彌補以上所述不足，旨在提供一種結(jié)構(gòu)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(jīng)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(shù)方案予以實現(xiàn)。在低速軸上相隔一定距離安裝各一個傳動盤內(nèi)套，將內(nèi)套的外緣或外緣與內(nèi)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，后者為內(nèi)齒，內(nèi)套的左右兩頭為軸承，軸承內(nèi)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(nèi)套加長，中間外緣是牙齒，兩頭為空白，在空白位車環(huán)形槽溝，并在槽溝中加裝滾珠以取代軸承，在外套的前后或上下與內(nèi)套牙齒對應處開槽和在槽內(nèi)安裝可內(nèi)外移位的推桿，依據(jù)低速軸的旋轉(zhuǎn)方向在外套的其中一邊安裝長條形杠桿，兩個內(nèi)外套共兩根杠桿彼此輪流反方向做上下或前后擺動，每擺動一次借助推桿推越一個牙齒，由此促使低速軸旋轉(zhuǎn)而做功。杠桿的擺動原理是其尾端安裝有連桿，連桿與下位的一根曲軸曲柄位相連或緊貼合在曲柄位上，由于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(zhuǎn)一周促使雙根杠桿相互反方向來回擺動一次，往上帶連前邊推桿往下后邊推桿往上推動低速軸轉(zhuǎn)動，往下帶連前邊推桿往上后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，超越一個牙齒后進入三角形(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(jù)內(nèi)套的內(nèi)外齒其區(qū)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松緊帶，因為磁鐵的吸力或拉簧的拉力很有限，在杠桿的回位帶動長條形槽溝旋轉(zhuǎn)一定角度及牙齒斜邊的共同作用下促使推桿在后退中超越一個牙齒，雙根杠桿不停地擺動促使低速軸連續(xù)運轉(zhuǎn)。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，借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于定位，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桿下頭的短軸安裝于偏心輪或偏心板外邊的一側(cè)，距中心尺寸以工藝要求而定，雙頭安裝位彼此相隔180°，連桿上頭連接杠桿，如果不需要離合功能，也可以直接將雙根杠桿分別擱放于兩頭各一個短軸上的軸承之上，杠桿尾端加拉簧拉往以防脫開，亦可獲得與曲軸同樣的效果。杠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?；蛘邔в醒例X的內(nèi)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(nèi)外移位的千斤來推動齒輪，亦可獲得同樣的效果。為了減少連桿大頭與曲軸其曲柄位在運轉(zhuǎn)中的相對摩擦，在連桿大頭的四周安裝三個或三個以上的靠輪，各靠輪與位于中心的曲柄相貼合，運轉(zhuǎn)中其靠輪隨曲軸旋轉(zhuǎn)并自轉(zhuǎn)。減速機是有速比的，即在低速軸每轉(zhuǎn)一周的同時其高速軸轉(zhuǎn)多少周便等于速比的多少，例如速比為12，雙根杠桿每一次擺動尺寸為一周的十二分之一，依據(jù)擺動量來決定曲軸其曲柄位的偏離中心尺寸和連桿與杠桿的安裝位置，擺動量過小不能超越單個牙齒即無法帶動低速軸運轉(zhuǎn)，擺動量過大超越單個牙齒過多對能源造成浪費，依據(jù)這一特點在連桿上端頂頭即與杠桿套合處其連桿的前后安裝離合裝置，借助螺桿與螺母加轉(zhuǎn)盤促使其連桿在杠桿上可做前后移位，在其他數(shù)據(jù)不變的條件下往前移擺動量加大，往后移相對減小，如果所定位置正好為在每一次擺動中剛好超越一個牙齒，那么只要略向后拉移幾個毫米便可使低速軸停止旋轉(zhuǎn)，盡管雙根杠桿還在不停地擺動卻只是高速軸即曲軸的空轉(zhuǎn)，這樣既是減速機又是離合器的雙重功能就具備了。本發(fā)明的有益效果簡述如下:一是結(jié)構(gòu)簡單而制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杠桿和一根曲軸為主要組成部分，省去了傳統(tǒng)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(jié)能省力。曲軸相當一個小齒輪，雙根杠桿所帶動的傳動盤相當于一個大齒輪為單級減速，并無須加注齒輪油。三是經(jīng)久耐用。鋸齒形只有對邊和斜邊不存在打齒事故的發(fā)生，推桿在推動牙齒連及低帶軸旋轉(zhuǎn)時是二者同步同位轉(zhuǎn)動并無絲毫的磨擦，推桿在回位中由于為滾針軸承的轉(zhuǎn)動同時又不帶負荷，其磨擦也是微乎其微，軸承磨損便于更換，杠桿是不會壞的。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。五是可實現(xiàn)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于下位箱底的制約。還有運轉(zhuǎn)平衡無噪音等優(yōu)越性。


圖1是發(fā)明原型即現(xiàn)有技術(shù)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哨合傳動不意圖；圖3是圓錐齒輪嚙合傳動示意圖；圖4是圓柱正齒輪其結(jié)構(gòu)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并且以蝸桿蝸輪嚙合傳動、軸與軸為直角相交安裝的減速機剖視圖；圖7和圖8是本發(fā)明其傳動盤與杠桿及離合裝置等部件的組合與做功原理側(cè)面示意圖；圖9是外齒狀內(nèi)套與外套安裝在低速軸上的套合位置示意圖；圖10是本發(fā)明頂視圖；圖11和圖12分別是兩頭帶有環(huán)形槽溝其內(nèi)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杠桿貼合示意圖；圖14是以直軸取代曲軸與雙根杠桿貼合示意圖；圖15是整體式曲軸結(jié)構(gòu)圖；圖16是手推式離合裝置其結(jié)構(gòu)與做功原理示意圖；圖17是內(nèi)齒狀內(nèi)套其結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式參照圖7至圖10，外齒狀內(nèi)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，外套左右兩邊的前后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(zhuǎn)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，往上推動連桿下頭靠輪5或大頭環(huán)形圈上靠輪25連及連桿I促使安裝在傳動外套一側(cè)的杠桿17上升或前移(以立裝或平裝的區(qū)別)，從而帶動推桿11前一根往下后一根往上，由此促使低速軸9旋動，往下為回位而不做功，由于是在同一根低速軸上安裝了兩個傳動盤，連及雙根杠桿在同一時間一根上一根下，以此達到低連軸不停地旋轉(zhuǎn)。在杠桿回位中其推桿11順三角牙齒斜邊滑移而超越一個牙齒，連桿小頭兩側(cè)安裝有靠輪7在弧狀滑道20中做來回重復移位，離合裝置19與弧狀滑道相連。杠桿尾端掛有拉簧18以防靠輪與曲軸脫開，當選用圖8中的安裝在連桿大頭環(huán)形圈上靠輪時便可以不掛拉簧，離合裝置支架19后位安裝有螺桿21和螺母及轉(zhuǎn)盤22其間套有平面軸承24和定位板塊23，由于定位板塊23是安裝在固定機架上的，前移促使杠桿擺動角度加大，反之減小，當減小到一定程度時推桿11便不能超越內(nèi)套牙齒，參照圖11和圖12，傳動盤內(nèi)套8中間段為三角形牙齒齒輪結(jié)構(gòu)39，兩頭分別開有環(huán)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，槽溝與滾珠相當于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和連桿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便于動力的帶動。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(cè)一側(cè)邊安裝有靠輪40，雙根杠桿17分別緊貼其上邊，運轉(zhuǎn)中一上一下可實現(xiàn)與曲軸同樣的效果。參照圖16，離合裝置支架19后位系有線繩41，線繩超越兩個滑輪42另一頭系在擺桿34上，擺桿下位與機架之間掛有拉簧43用于前后擺動到位時的定位。參照圖17，內(nèi)齒狀內(nèi)套16其兩根推桿11安裝在牙齒的內(nèi)邊，其做功原理與外齒內(nèi)套一樣，只是借助拉簧或松緊帶或磁鐵(圖中未未出)將推桿向處拉以防與齒脫開。
權(quán)利要求
1.一種雙功能省力減速機，運轉(zhuǎn)中高速軸為主動，低速軸為從動，其特征在于:低速軸上安裝兩個傳動盤內(nèi)套(16)，內(nèi)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并在槽內(nèi)安裝可內(nèi)外移位的推桿(11)，兩外套其中一側(cè)邊安裝有長條形杠桿(17)，杠桿其尾端安裝有連桿(I)，連桿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,并將一個套裝軸承和連桿下頭的短軸安裝偏心輪或偏心板外邊的一側(cè)，雙頭安裝位彼此相隔180° ,或者將雙根杠桿分別擱放于直軸兩頭各一個短軸承即靠輪(40)上，杠桿尾端掛有拉簧(18)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙功能省力減速機，其特征是在連桿上端頂頭與杠桿套合處其連桿的前后安裝離合裝置(19)與弧狀滑道(20)相連，其后位安裝有螺桿(21)和螺母及轉(zhuǎn)盤(22)，其間套有平面軸承(24)和定位板塊(23)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙功能省力減速機，其特征為離合裝置支架(19)后位系有線繩(41)，線繩超越滑輪(42)另一頭系掛在擺桿(34)上，擺桿下位掛有拉簧(43)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙功能省力減速機，旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、節(jié)能省力、無須注油和無有噪音的一種減速裝置，其技術(shù)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(nèi)外套等配件組合而成，其內(nèi)套的圓周為若干個鋸齒形牙齒，內(nèi)外套為滑動套合可轉(zhuǎn)動，兩外套同一側(cè)邊安裝有長條形杠桿，杠桿尾端借助連桿與曲軸的曲柄位套合，在動力的作用下促使曲軸旋轉(zhuǎn)，兩個曲柄位一上一下在運轉(zhuǎn)中促使雙根杠根相互反方向上下擺動，由于外套內(nèi)安裝有可移位的推桿與內(nèi)套牙齒相貼，杠桿每擺動一次促使推桿超越一個牙齒帶動低速軸運轉(zhuǎn)而做功。
文檔編號F16H37/12GK103185118SQ20111045951
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者劉運武 申請人:劉運武