CN104896017A - 圆锥齿轮弯矩轴摆动自转式传动器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种圆锥齿轮弯矩轴摆动自转式传动器。它包括输入传动零件，滑动轴承，输入轴，圆锥齿轮，固定机架，摆动板，中间轴，输出轴和键，输出传动零件。所有圆锥齿轮与其内滑动轴承相联接，滑动轴承与其内轴之间周向相对滑动，在传动的过程中输入轴、中间轴都是固定不动的，输出轴不转动，但可以在垂直中间轴的水平面摆动，因此，三个轴都只受弯矩而不受扭矩，扭矩卸载是本发明最大特点，在同等工况下，可以传递更大的载荷。与滚动轴承相比，滑动轴承传动具有结构简单，径向尺寸小，加工、安装、拆卸、维修简便，结构紧凑，功能可靠，成本低等特点。本发明可以应用于国防装备的坦克、导弹发射车、装甲运兵车，海上勘探机，工程机械的挖土机、堆垛机，多功能游艺设备，趣味型的代步器等。
Description
技术领域
本发明涉及一种圆锥齿轮弯矩轴摆动自转式传动器，通过装配与调整，保持输入轴、中间轴固定不动，并且输出轴不转动，但可以在垂直中间轴的水平面摆动，通过圆锥齿轮传动实现输入输出的功能。
背景技术
传统的用于工程机械的这种传动装置，三个轴都是旋转的，显然三个轴既受弯矩又受扭矩，对其制造精度要求较高，对于整个传动装置来说并不稳定。针对这种缺点，本发明涉及一种圆锥齿轮弯矩轴摆动自转式传动器，很好的解决了这些问题，保持输入轴、中间轴固定不动，并且输出轴不转动，但可以在垂直中间轴的水平面摆动，三个轴都只受弯矩而不受扭矩，使得整个结构更加紧凑，轴的制造精度要求变低，并提高了整个传动装置的稳定性。
发明内容
本发明的目的是针对传统的有缺陷的传动装置，提出一种圆锥齿轮弯矩轴摆动自转式传动器，通过对输入轴、中间轴、输出轴的结构设计，利用几种标准结构件等，装配出这种圆锥齿轮弯矩轴摆动自转式传动器，突破了传统的传动类型，同时结构简单、紧凑，降低了轴的制造要求，增强了整个传动装置的稳定性。
为实现上述目的，本发明的构思为：
输入传动零件通过键与本装置输入轴上的圆锥齿轮连接，输出传动零件通过键与本装置输出轴上的圆锥齿轮连接，即可实现输入到输出的功能。本发明是一种传动器，本身是可以拿来就使用的简易装置，用在国防装备的坦克、导弹发射车、装甲运兵车、海上勘探机，工程机械的挖土机、堆垛机，多功能游艺设备，趣味型的代步器等需要的工程机械上都非常便捷，并且安装方便，可以提升整个结构的稳定性。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种圆锥齿轮弯矩轴摆动自转式传动器，包括固定机架、输入传动零件及输出传动零件、输入轴、中间轴和输出轴，其特征在于：所述输入轴的右端与中间轴的上端垂直固定插接，而与固定机架固定连接，输出轴的左端与中间轴的下端垂直转动连接；所述输入轴和输出轴上分别各转动安装一个圆锥齿轮，在中间轴上转动安装一个双圆锥齿轮，该双圆锥齿轮的上端圆锥齿轮与输入轴上的圆锥齿轮啮合，而下端圆锥齿轮与输出轴上的圆锥齿轮啮合；所述输入轴上圆锥齿轮左端转毂通过一个键与输入传动零件连接，输出轴上圆锥齿轮右端转毂通过一个键与输出传动零件连接，输出轴的右端与一个摆动板（固定连接；输入传动零件的转动依次经输入轴上的圆锥齿轮、双圆锥齿轮和输出轴上的圆锥齿轮传递给输出传动零件；输入轴和中间轴固定不转，输出轴不转动而可在与中间轴相互垂直的平面上摆动。
所述圆锥齿轮与其内安装的一个滑动轴承通过两个紧定螺钉联接成一体，圆锥齿轮与其内安装的一个滑动轴承通过两个紧定螺钉联接成一体，圆锥齿轮与其内安装的一个滑动轴承通过两个紧定螺钉联接成一体；滑动轴承通过一个轴向调整环和两个圆螺母将滑动轴承紧固于输入轴上，同样，中间轴和输出轴分别通过一个轴向调整环和两个圆螺母将滑动轴承和滑动轴承紧固于中间轴和输出轴上；在滑动轴承、滑动轴承和滑动轴承上分别各通过两个紧定螺钉紧固圆锥齿轮、双圆锥齿轮和圆锥齿轮；输入轴上轴向调整环可调整输入轴的轴向间隙，通过圆螺母紧固，防松；中间轴上轴向调整环可调整中间轴的轴向间隙，通过圆螺母紧固，防松；输出轴上轴向调整环可调整输出轴的轴向间隙，通过圆螺母紧固，防松。
所述圆锥齿轮联接滑动轴承与输入轴相互滑动旋转；双圆锥齿轮联接滑动轴承与中间轴相互滑动旋转；圆锥齿轮联接滑动轴承与输出轴相互滑动旋转，因此输入轴、中间轴和输出轴都不受扭矩作用，而只有圆锥齿轮啮合传动时的径向分力作用所产生的弯矩载荷。
所述输入轴左端通过左右两个圆螺母与固定机架联接；中间轴上端通过一对圆螺母与固定机架联接，下端通过一对圆螺母与固定机架联接，其功能使得圆锥齿轮、双圆锥齿轮只能作定轴转动的运动；输出轴右端通过一对圆螺母与摆动板联接，左端内孔套一滑动轴承通过一对紧定螺钉联接成一体，与中间轴相互滑动旋转，因此，摆动板可与输出轴同步绕中间轴实现水平来回摆动运动，同时输出轴上安装的圆锥齿轮受双圆锥齿轮驱动而执行旋转传动运动；中间轴上端外伸光轴安装在输入轴右端块的垂直圆孔内，中间轴通过一对圆螺母与固定机架联接，并通过两个内六角螺钉与输入轴联接，因此，输入轴、中间轴均为两端与固定机架简支梁方式的固定联接，保持圆锥齿轮和双圆锥齿轮安装、传动结构刚度高，可传递更大的载荷。
所述圆锥齿轮通过滑动轴承与输入轴相对滑动；双圆锥齿轮通过滑动轴承与中间轴相对滑动；圆锥齿轮通过滑动轴承与输出轴相对滑动；输出轴通过滑动轴承与中间轴相对滑动；与滚动轴承相比，滑动轴承传动具有结构简单，径向尺寸小，加工、安装、拆卸、维修简便，结构紧凑，功能可靠，成本低特点。
本发明与现有工程机械的传动装置相比较有如下突出性的实质性特点和技术进步：
1 整个传动器是一个整体：只要把内部结构安装好就是一个整体结构，传动器安装在需要的地方，再安装上输入零件与输出零件，就可以应用了，传动器作为一个整体使得安装、使用、拆卸较方便。
2轴结构的创新：输入轴、输出轴突破了传统的阶梯轴的结构，传统的轴基本上都是要旋转的，本发明中的输入轴、输出轴都是不转的，并且要与其他的轴来装配并配合。
3 滑动轴承的使用：圆锥齿轮与其内安装的滑动轴承通过紧定螺钉联接成一体，结构紧凑，可以承受较大载荷。与滚动轴承相比，滑动轴承传动具有结构简单，径向尺寸小，加工、安装、拆卸、维修简便，结构紧凑，功能可靠，成本低等特点。
4扭矩卸荷：圆锥齿轮联接滑动轴承与相应的输入轴、中间轴、输出轴相互滑动旋转，因此输入轴、中间轴、输出轴都不受扭矩作用，而只有圆锥齿轮啮合传动时的径向分力作用所产生的弯矩载荷，故而，本发明圆锥齿轮弯矩轴摆动自转式传动器的传动特点是一种扭矩卸荷传动器，同等工况情况下可以传递更大的载荷和功率。
5 降低了轴的制造要求：三个轴在受力方面为只受弯矩而不受扭矩，因此降低了三个轴的制造要求。
附图说明
图1为本发明的装配示意图。
图2为本发明圆锥齿轮啮合关系立体图。
图3为本发明圆锥齿轮与安装轴立体图（其中图（a）为主视图，图（b）为俯视图）。
图4为本发明摆动后的圆锥齿轮与安装轴立体图（其中图（b）为图（a）的俯视图）。
图5为本发明轴之间的安装图。
图6为本发明齿轮、轴、联接圆螺母立体图。
图7为本发明安装固定机架、摆动板立体图。
图8为本发明所有零件爆炸图。
具体实施方式
本发明的优选实施例结合附图详述如下：
实施例一：
参见图1，本圆锥齿轮弯矩轴摆动自转式传动器，包括固定机架（18）、输入传动零件及输出传动零件、输入轴（2）、中间轴（5）和输出轴（7），其特征在于：所述输入轴（2）的右端与中间轴（5）的上端垂直固定插接，而与固定机架（18）固定连接，输出轴（7）的左端与中间轴（5）的下端垂直转动连接；所述输入轴（2）和输出轴（7）上分别各转动安装一个圆锥齿轮1、2（3、9），在中间轴（5）上转动安装一个双圆锥齿轮（6），该双圆锥齿轮（6）的上端圆锥齿轮（6’）与输入轴（2）上的圆锥齿轮1（3）啮合，而下端圆锥齿轮（6’’）与输出轴上的圆锥齿轮2（9）啮合；所述输入轴（2）上圆锥齿轮1（3）左端转毂通过一个键（10）与输入传动零件连接，输出轴（7）上圆锥齿轮2（9）右端转毂通过一个键（10）与输出传动零件连接，输出轴（7）的右端与一个摆动板（19）固定连接；输入传动零件的转动依次经输入轴（2）上的圆锥齿轮1（3）、双圆锥齿轮（6）和输出轴（7）上的圆锥齿轮2（9）传递给输出传动零件；输入轴（2）和中间轴（5）固定不转，输出轴（7）不转动而可在与中间轴相互垂直的平面上摆动。
实施例二：
参见图1～图8，本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：
所述圆锥齿轮1（3）与其内安装的一个滑动轴承1（1）通过两个紧定螺钉（17）联接成一体，圆锥齿轮（6）与其内安装的一个滑动轴承2（4）通过两个紧定螺钉（17）联接成一体，圆锥齿轮2（9）与其内安装的一个滑动轴承3（8）通过两个紧定螺钉（17）联接成一体；滑动轴承1（1）通过一个轴向调整环（11）和两个圆螺母（14）将滑动轴承1（1）紧固于输入轴（2）上，同样，中间轴（5）和输出轴（7）分别通过一个轴向调整环（11）和两个圆螺母将滑动轴承2（4）和滑动轴承3（8）紧固于中间轴（5）和输出轴（7）上；在滑动轴承1（1）、滑动轴承2（4）和滑动轴承3（8）上分别各通过两个紧定螺钉（17）紧固圆锥齿轮1（3）、双圆锥齿轮（6）和圆锥齿轮2（9）；输入轴上轴向调整环（11）可调整输入轴（2）的轴向间隙，通过圆螺母（14）紧固，防松；中间轴上轴向调整环（11）可调整中间轴（5）的轴向间隙，通过圆螺母紧固，防松；输出轴上轴向调整环（11）可调整输出轴（7）的轴向间隙，通过圆螺母紧固，防松。
所述圆锥齿轮1（3）联接滑动轴承（1）与输入轴（2）相互滑动旋转；双圆锥齿轮（6）联接滑动轴承2（4）与中间轴（5）相互滑动旋转；圆锥齿轮2（9）联接滑动轴承3（8）与输出轴（7）相互滑动旋转，因此输入轴（2）、中间轴（5）和输出轴（7）都不受扭矩作用，而只有圆锥齿轮啮合传动时的径向分力作用所产生的弯矩载荷。
所述输入轴（2）左端通过左右两个圆螺母（14）与固定机架（18）联接；中间轴（5）上端通过一对圆螺母（15）与固定机架（18）联接，下端通过一对圆螺母（15）与固定机架（18）联接，其功能使得圆锥齿轮1（3）、双圆锥齿轮（6）只能作定轴转动的运动；输出轴（7）右端通过一对圆螺母（14）与摆动板（19）联接，左端内孔套一滑动轴承4（20）通过一对紧定螺钉（17）联接成一体，与中间轴（5）相互滑动旋转，因此，摆动板（19）可与输出轴（7）同步绕中间轴（5）实现水平来回摆动运动，同时输出轴（7）上安装的圆锥齿轮2（9）受双圆锥齿轮（6）驱动而执行旋转传动运动；中间轴（5）上端外伸光轴安装在输入轴（2）右端块的垂直圆孔内，中间轴（5）通过一对圆螺母（15）与固定机架（18）联接，并通过两个内六角螺钉（16）与输入轴（2）联接，因此，输入轴（2）、中间轴（5）均为两端与固定机架（18）简支梁方式的固定联接，保持圆锥齿轮1（3）和双圆锥齿轮（6）安装、传动结构刚度高，可传递更大的载荷。
所述圆锥齿轮1（3）通过滑动轴承1（1）与输入轴（2）相对滑动；双圆锥齿轮（6）通过滑动轴承2（4）与中间轴（5）相对滑动；圆锥齿轮2（9）通过滑动轴承3（8）与输出轴（7）相对滑动；输出轴（7）通过滑动轴承4（20）与中间轴（5）相对滑动；与滚动轴承相比，滑动轴承传动具有结构简单，径向尺寸小，加工、安装、拆卸、维修简便，结构紧凑，功能可靠，成本低特点。
实施例三：
参见图1本圆锥齿轮弯矩轴摆动自转式传动器，包括滑动轴承1（1）、输入轴（2）、圆锥齿轮1（3）、圆螺母（14）、紧定螺钉（17）、圆螺母（15）、固定机架（18）、内六角螺钉（16）、轴向调整环（11）、滑动轴承2（4）、中间轴（5）、双圆锥齿轮（6）、轴套（13）、轴向调整环（12）、圆锥齿轮2（9）、滑动轴承3（8）、输出轴（7）、键（10）、摆动板（19）、滑动轴承4（20），输入传动零件的传动传递到输出零件的传动，其结构是：输入轴（2）、中间轴（5）与固定机架通过圆螺母（14）、（15）联接，是固定不动的，输入传动零件（例如：链轮、圆柱齿轮、带轮等）通过键（10）把运动传递给圆锥齿轮1（3），圆锥齿轮1（3）与一个双圆锥齿轮（6）一端齿（6’）啮合，该齿轮另一端圆锥齿（6’’）与圆锥齿轮2（9）相啮合，因此驱动圆锥齿轮2（9）转动，通过圆锥齿轮2（9）与输出传动零件联接的键把运动传递给输出传动零件（例如：链轮、圆柱齿轮、带轮等）。
参见图2，本圆锥齿轮弯矩轴摆动自转式传动器中的圆锥齿轮分别为圆锥齿轮1（3）、双圆锥齿轮（6）、圆锥齿轮2（9），圆锥齿轮1（3）与一个双圆锥齿轮（6）一端齿（6’）啮合，该齿轮另一端圆锥齿（6’’）与圆锥齿轮（9）相啮合。
参见图1和图3，圆锥齿轮1（3）与其内安装的滑动轴承1（1）通过紧定螺钉（17）联接成一体，安装在输入轴（2）上；双圆锥齿轮（6）与其内安装的滑动轴承2（4）通过紧定螺钉（17）联接成一体，安装在中间轴（5）上；圆锥齿轮2（9）与其内安装的滑动轴承3（8）通过紧定螺钉（17）联接成一体，安装在输出轴（7）上。圆锥齿轮1（3）通过滑动轴承1（1）与输入轴（2）相对滑动；双圆锥齿轮（6）通过滑动轴承2（4）与中间轴（5）相对滑动；圆锥齿轮2（9）通过滑动轴承3（8）与输出轴（7）相对滑动；输出轴（7）通过滑动轴承4（20）与中间轴（5）相对滑动。与滚动轴承相比，滑动轴承传动具有结构简单，径向尺寸小，加工、安装、拆卸、维修简便，结构紧凑，功能可靠，成本低等特点。
参见图1和图4，摆动板（19）与固定机架（18）是不一样的，摆动板（19）要随着输出轴（7）在垂直于中间轴的水平面绕中间轴（5）转动，角度大约为±30°。圆锥齿轮1（3）与其内安装的滑动轴承1（1）通过紧定螺钉（17）联接成一体，双圆锥齿轮（6）与其内安装的滑动轴承2（4）通过紧定螺钉（17）联接成一体，圆锥齿轮2（9）与其内安装的滑动轴承3（8）通过紧定螺钉（17）联接成一体，结构紧凑，可以承受较大载荷。
参见图1和图5，中间轴（5）为常规阶梯轴，输入轴（2）、输出轴（7）为为了满足本圆锥齿轮弯矩轴摆动自转式传动器传动要求而设计的轴，图5为三个轴的装配关系立体图。
参见图6、图7和图8，输入轴（2）通过左右两个圆螺母与固定机架（18）联接；中间轴（5）上端通过一对圆螺母（15）与固定机架（18）联接，下端通过一对圆螺母（15）与固定机架（18）联接，其功能使得圆锥齿轮1（3）、双圆锥齿轮（6）只能作定轴转动的运动。输出轴（7）右端通过一对圆螺母（14）与摆动板（19）联接，左端内孔套一滑动轴承4（20）通过一对紧定螺钉联接成一体，与中间轴（5）相互滑动旋转，因此，摆动板（19）可以与输出轴（7）同步绕中间轴（5）实现水平来回摆动运动，同时输出轴（7）外安装的圆锥齿轮2（9）受双圆锥齿轮（6）驱动而执行旋转传动运动。中间轴（5）上端外伸光轴安装在输入轴（2）右端块的垂直圆孔内，中间轴（5）通过一对圆螺母（15）与固定机架（18）联接，并通过内六角螺钉（16）与输入轴（2）联接，因此，输入轴（2）、中间轴（5）均为两端与固定机架（18）简支梁方式的联接，保持圆锥齿轮1（3）、双圆锥齿轮（6）安装、传动结构刚度高，相同工况下，可以传递更大的载荷。
Claims (5)
1.一种圆锥齿轮弯矩轴摆动自转式传动器，包括固定机架（18）、输入传动零件及输出传动零件、输入轴（2）、中间轴（5）和输出轴（7），其特征在于：所述输入轴（2）的右端与中间轴（5）的上端垂直固定插接，而与固定机架（18）固定连接，输出轴（7）的左端与中间轴（5）的下端垂直转动连接；所述输入轴（2）和输出轴（7）上分别各转动安装一个圆锥齿轮1、2（3、9），在中间轴（5）上转动安装一个双圆锥齿轮（6），该双圆锥齿轮（6）的上端圆锥齿轮（6’）与输入轴（2）上的圆锥齿轮1（3）啮合，而下端圆锥齿轮（6’’）与输出轴上的圆锥齿轮2（9）啮合；所述输入轴（2）上圆锥齿轮1（3）左端转毂通过一个键（10）与输入传动零件连接，输出轴（7）上圆锥齿轮2（9）右端转毂通过一个键（10）与输出传动零件连接，输出轴（7）的右端与一个摆动板（19）固定连接；输入传动零件的转动依次经输入轴（2）上的圆锥齿轮1（3）、双圆锥齿轮（6）和输出轴（7）上的圆锥齿轮2（9）传递给输出传动零件；输入轴（2）和中间轴（5）固定不转，输出轴（7）不转动而可在与中间轴相互垂直的平面上摆动。
2.根据权利要求1所述的圆锥齿轮弯矩轴摆动自传式传动器，其特征在于：所述圆锥齿轮1（3）与其内安装的一个滑动轴承1（1）通过两个紧定螺钉（17）联接成一体，圆锥齿轮（6）与其内安装的一个滑动轴承2（4）通过两个紧定螺钉（17）联接成一体，圆锥齿轮2（9）与其内安装的一个滑动轴承3（8）通过两个紧定螺钉（17）联接成一体；滑动轴承1（1）通过一个轴向调整环（11）和两个圆螺母（14）将滑动轴承1（1）紧固于输入轴（2）上，同样，中间轴（5）和输出轴（7）分别通过一个轴向调整环（11）和两个圆螺母将滑动轴承2（4）和滑动轴承3（8）紧固于中间轴（5）和输出轴（7）上；在滑动轴承1（1）、滑动轴承2（4）和滑动轴承3（8）上分别各通过两个紧定螺钉（17）紧固圆锥齿轮1（3）、双圆锥齿轮（6）和圆锥齿轮2（9）；输入轴上轴向调整环（11）可调整输入轴（2）的轴向间隙，通过圆螺母（14）紧固，防松；中间轴上轴向调整环（11）可调整中间轴（5）的轴向间隙，通过圆螺母紧固，防松；输出轴上轴向调整环（11）可调整输出轴（7）的轴向间隙，通过圆螺母紧固，防松。
3.根据权利要求1所述的圆锥齿轮弯矩轴摆动自转式传动器，其特征在于：所述圆锥齿轮1（3）联接滑动轴承（1）与输入轴（2）相互滑动旋转；双圆锥齿轮（6）联接滑动轴承2（4）与中间轴（5）相互滑动旋转；圆锥齿轮2（9）联接滑动轴承3（8）与输出轴（7）相互滑动旋转，因此输入轴（2）、中间轴（5）和输出轴（7）都不受扭矩作用，而只有圆锥齿轮啮合传动时的径向分力作用所产生的弯矩载荷。
4.根据权利要求1所述的圆锥齿轮弯矩轴摆动自转式传动器，其特征在于：所述输入轴（2）左端通过左右两个圆螺母（14）与固定机架（18）联接；中间轴（5）上端通过一对圆螺母（15）与固定机架（18）联接，下端通过一对圆螺母（15）与固定机架（18）联接，其功能使得圆锥齿轮1（3）、双圆锥齿轮（6）只能作定轴转动的运动；输出轴（7）右端通过一对圆螺母（14）与摆动板（19）联接，左端内孔套一滑动轴承4（20）通过一对紧定螺钉（17）联接成一体，与中间轴（5）相互滑动旋转，因此，摆动板（19）可与输出轴（7）同步绕中间轴（5）实现水平来回摆动运动，同时输出轴（7）上安装的圆锥齿轮2（9）受双圆锥齿轮（6）驱动而执行旋转传动运动；中间轴（5）上端外伸光轴安装在输入轴（2）右端块的垂直圆孔内，中间轴（5）通过一对圆螺母（15）与固定机架（18）联接，并通过两个内六角螺钉（16）与输入轴（2）联接，因此，输入轴（2）、中间轴（5）均为两端与固定机架（18）简支梁方式的固定联接，保持圆锥齿轮1（3）和双圆锥齿轮（6）安装、传动结构刚度高，可传递更大的载荷。
5.根据权利要求1所述的圆锥齿轮弯矩轴摆动自转式传动器，其特征在于：所述圆锥齿轮1（3）通过滑动轴承1（1）与输入轴（2）相对滑动；双圆锥齿轮（6）通过滑动轴承2（4）与中间轴（5）相对滑动；圆锥齿轮2（9）通过滑动轴承3（8）与输出轴（7）相对滑动；输出轴（7）通过滑动轴承4（20）与中间轴（5）相对滑动；与滚动轴承相比，滑动轴承传动具有结构简单，径向尺寸小，加工、安装、拆卸、维修简便，结构紧凑，功能可靠，成本低特点。
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