CN100529477C - 多根偏心轴并联安装的同步驱动机构 - Google Patents

多根偏心轴并联安装的同步驱动机构 Download PDF

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Abstract

一种多根偏心轴并联安装的同步驱动机构，是于并联安装在振动轴承座上的多根偏心轴的输入端，安装一同步齿轮箱，同步齿轮箱内安装有同步齿轮，每一同步齿轮与一偏心轴对应，每一同步齿轮与其对应的偏心轴之间通过结构紧凑、具有挠性、能定速传递转扭的联接器连接传动，多只同步齿轮的传动中心距和其驱动的多根偏心轴之间对应的轴间距相等，通过驱动同步齿轮，带动偏心轴转动，本发明解决了并联安装的多根偏心轴同步驱动机构问题。

Description

多根偏心轴并联安装的同步驱动机构
技术领域：
本发明涉及一种多根(两根或两根以上)偏心轴并联安装同步驱动机构，尤其是振动压路机激振器中多根偏心轴并联安装的同步驱动机构，属于筑路机械领域。
本发明以两根偏心轴并联安装的同步驱动机构为典型例来说明多根偏心轴并联安装的同步驱动机构。
背景技术：
目前，国内外广泛应用的振动压路机的激振机构都是单根偏心轴(或是两根偏心轴串联在一根轴线上)的激振器，其工作原理是利用激振器的偏心轴与偏心块在高速旋转时产生的离心力迫使振动轮作圆周方向的振动，即“圆振动”，由于这种“圆振动”存在水平方向的有害振动，使现有振动压路机的压实效能受到限制；并且，也存在一定的环境振动污染，为了改善“圆振动”压路机的性能缺陷，近年来，研究出了压路机的垂直振动和振荡振动技术，垂直振动是将两根偏心轴在水平方向上并联安装在激振器壳体内，两根偏心轴的偏心块安装时的初始相位角相等，两根偏心轴的驱动是由直接安装在偏心轴上的一对同步齿轮作同步反向旋转来实现的，由于激振器壳体不旋转，所以，两只相对安装的偏心轴的偏心块在水平方向上的离心力相互抵消，仅产生垂直方向上的激振力。而振荡振动的激振机构则是在振动轮内并联安装两根偏心轴，两根偏心轴的偏心块安装时的初始相位角相差180°，两根偏心轴由一根中心轴通过同步齿形带驱动两根偏心轴作同步同向旋转，两根偏心轴与偏心块同步同向旋转时仅产生相互平行但反向的离心力形成交变扭矩使振动轮体产生振荡振动。但上述现有技术提供的垂直振动和振荡振动压路机难以进入应用阶段，主要原因，是由于现有技术提供的垂直振动轮和振荡振动轮的激振机构存在重要缺陷，确切地是激振机构中并联安装的两根偏心轴的同步驱动机构存在缺陷。由同步齿形带驱动的振荡振动轮内并联安装的两根偏心轴，由于压路机的工况恶劣，所以，同步齿形带的工作可靠性及使用寿命较低；而垂直振动轮中并联安装的两根偏心轴的同步驱动，由于振动轴承的径向游隙存在及偏心轴旋转中产生的挠度变化，使得安装在两根偏心轴上的两只同步齿轮的传动中心距在旋转中作周期变化，从而导致两只同步齿轮使用寿命短甚至无法正常运行。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种新的两根或两根以上偏心轴并联安装的同步驱动机构，避免在振荡振动轮的激振机构中使用同步齿形带而导致较低的工作可靠性和使用寿命；保证垂直振动轮的激振机构中偏心轴旋转时两只同步齿轮的传动中心距不作改变，使得垂直振动和振荡振动压路机能够得到真正的工业应用。
本发明的目的是这样实现的：将振荡振动轮中并联安装的两根偏心轴的同步同向驱动机构由同步齿形带驱动机构改为同步同向齿轮驱动机构，并且，同步齿轮避免直接安装在偏心轴上；垂直振动轮中的并联安装的两根偏心轴的两只同步齿轮也避免直接安装在偏心轴上，具体实施方案是：设计同步齿轮箱，在同步齿轮箱内安装同步齿轮、传动齿轮，每只同步齿轮的输出端均通过联轴器或其他结构紧凑、能定速传递扭矩、具有一定挠性的联接器和对应的偏心轴的输入端相连接，同步齿轮的传动中心距与两根偏心轴的轴间距相等；同步齿轮箱的安装底板对应定位在两根偏心轴输入端的振动轴承座上并安装在两根偏心轴的输入端，同步齿轮箱的安装底板和振动轴承座的定位方式可以是止口凸台、也可以是定位套或其他方式定位、以保证两只同步齿轮与两根偏心轴的装配位置精度，由于每只同步齿轮与其对应驱动的偏心轴之间联接是通过具有挠性的联轴器实现的，完全避免了两根偏心轴在旋转时由于振动轴承的径向游隙存在及偏心轴的挠度变化而改变同步齿轮的传动中心距及啮合状态，使两只同步齿轮的传动中心距及啮合状态保持初始安装精度不变。
附图说明：
图1是现有技术提供的垂直振动轮的典型结构原理图。
图2是图1在A-A处的剖视图。
图3是图1中四只振动轴承7、两根偏心轴5和两只同步齿轮9、10初始安装时的静止状态和工作时的两种典型工况示意图。
图4现有技术提供的振荡振动轮的典型结构原理图。
图5是图4在B-B处的剖视图。
图6是本发明提供的多根偏心轴并联安装的同步驱动机构的实施例垂直振动轮的典型结构原理图。
图7是图6在I处的局部放大图。
图8是图6中的同步齿轮9、10通过联轴器14驱动偏心轴5的传动示意图。
图9是本发明提供的多根偏心轴并联安装的同步驱动机构的实施例振荡振动轮的典型结构原理图。
附图中：
1-行走马达  2-减振器  3-振动轮体  4-激振器壳体
5-偏心轴  6-偏心块  7-振动轴承  8-振动轴承座
9-同步齿轮  10-同步齿轮  11-传动齿轮  12-输入齿轮
13-振动马达  14-联轴器  15-振动输出轴承
16-振动输出轴承座  17-机架
f：振动轴承7的径向游隙
d：两根偏心轴5静止状态下的轴间距，也是两只同步齿轮9、10静止状态下的中心距
β：偏心轴5旋转时产生的挠度引起偏心轴5的两支承端的转角
21-振荡马达  22-中心轴  23-同步齿形带
25-中心轴轴承座
19-同步齿轮箱
N：同步齿轮箱19安装底板上的定位凸台
M：振动轴承座8上的定位止口
29-壳状中央半轴  30-中央回转轴承  31-中央回转轴承座
32-振动轮辐板
具体实施方式：
首先对现有技术作简单的介绍(参见图1、图2、图3、图4、图5)。在现有技术提供的垂直振动轮的典型结构原理图(图1和图2)中，行走马达1安装在机架17上，行走马达1通过减振器2与振动轮体3相联接，激振器壳体4的两端轴头上装配振动输出轴承15，振动输出轴承15安装在振动输出轴承座16内，振动输出轴承座16再装配在振动轮体3的内孔的两端辐板上，激振器壳体4的一端轴头通过减振器2与机架17相联，两根固装有偏心块6的偏心轴5通过振动轴承7和振动轴承座8在水平方向上并联相对安装在激振器壳体4内，所谓相对安装是指两根固装有偏心块6的偏心轴5对称布置在激振器壳体4的回转轴线两侧的水平方向上、两根偏心轴5中的偏心块6的初始相位角相等，同步齿轮9和同步齿轮10及传动齿轮11(同步齿轮10和传动齿轮11是双联齿轮)直接安装在偏心轴5上，同步齿轮9和同步齿轮10的齿数相等，传动齿轮11与输入齿轮12啮合，输入齿轮12通过联轴器14和振动马达13相联接。现有技术提供的垂直振动轮(附图1所示)的工作过程是：振动马达13通过联轴器14驱动输入齿轮12旋转，输入齿轮12啮合驱动传动齿轮11和同步齿轮10旋转、同步齿轮10又啮合传动同步齿轮9作和同步齿轮10的旋向相反的等速旋转，即同步齿轮9和同步齿轮10驱动两根偏心轴5作同步反向旋转，由于两根偏心轴5的偏心块6在水平方向上的相对安装，又由于激振器壳体4不旋转，所以，两根偏心轴5上的偏心块6在水平方向上的激振力相互抵消，仅产生垂直方向上的激振力，该激振力经振动输出轴承15、振动输出轴承座16传递给振动轮体3，使振动轮体3仅作垂直方向上的振动。在现有技术提供的垂直振动轮的典型结构原理图(图1和图2)中，在静止状态下[参见图3(a)]，两根偏心轴5的轴间距是d，由于两只同步齿轮9、10直接安装在两根偏心轴5上，所以，两只同步齿轮9、10的传动中心距亦是d，振动轴承7的径向游隙f均匀对称分布。在运动状态下当两根偏心轴5向外旋离到两只偏心块6的相位角相差180°时，两根偏心轴5的轴间距变化及其挠度产生使同步齿轮9、10啮合状态发生了变化[参见图3(b)]，此时，由于振动轴承7的径向游隙f的偏置，两根偏心轴5的轴间距由d增大到d+2f，两根偏心轴5产生的挠度在安装同步齿轮9、10的轴头引起转角β，而两只同步齿轮9、10的传动中心距也在增大到d+2f的同时、两只同步齿轮9、10的回转轴线也由平行状态变为交叉状态(向内转角2β)；当两根偏心轴5向内旋合到两只偏心块6的相位角相差180°时两根偏心轴5的轴间距变化及其挠度产生使同步齿轮9、10啮合状态发生了变化[参见图3(c)]，此时，两根偏心轴5的轴间距由d减小到d-2f，两根偏心轴5产生的挠度在安装同步齿轮9、10的轴头引起转角β，而两只同步齿轮9、10的传动中心距也减小到d-2f的同时、两只同步齿轮9、10的回转轴线也由平行状态变为交叉状态(向外转角2β)。
在现有技术提供的振荡振动轮的典型结构原理图(参见图4和图5)中，中心轴22通过中心轴轴承座25安装在振动轮体3的回转中心线上，两根偏心轴5并联对称布置在中心轴22的两侧并通过振动轴承7和振动轴承座8安装在振动轮体3的内腔辐板上，偏心块6固装在偏心轴5上，两根偏心轴5上的偏心块6初始安装相位角相差180°，中心轴22的输入端和振荡马达21联接，两条同步齿形带23分别装配在中心轴22和两根偏心轴5上，机架17通过减振器2和振动轮体3的辐板相联，现有技术提供的振荡振动轮(图4所示)的工作过程是：振荡马达21驱动中心轴22旋转，中心轴22通过同步齿形带23带动两根偏心轴5作同步同向旋转，由于两根偏心轴5安装时保证两根偏心轴5上的偏心块6的相位角相差180°，所以，两根偏心轴5的偏心块6产生的离心力是一对平行且反向的力偶，该力偶通过振动轴承7和振动轴承座8作用于振动轮体3使振动轮体3作绕中心轴22的来回摆动即振荡振动。
本发明提供的多根偏心轴并联安装的同步驱动机构(参见图6、图7、图8、图9、)说明如下：
本发明提供的多根偏心轴并联安装的同步驱动机构的实施例垂直振动轮的典型结构原理如图6、图7所示，在并联安装的两根偏心轴5的输入端，设计并安装一同步齿轮箱19，同步齿轮箱19内安装有同步齿轮9、10和传动齿轮11，同步齿轮9、10的传动中心距等于两根偏心轴5的安装轴间距，同步齿轮箱19的安装底板上加工有定位凸台N，振动轴承座8上加工有定位止口M，同步齿轮箱19通过振动轴承座8上的定位止口和同步齿轮箱19安装底板上的定位凸台定位在振动轴承座8上并安装在两根偏心轴5的输入端，同步齿轮箱19的安装底板和振动轴承座8的定位也可以采用其他方式，联轴器14实现偏心轴5和同步齿轮9、10的传动联接，联轴器14是结构紧凑、能定速传递扭矩、具有一定挠性的联接器件，当联轴器14为啮合型齿式联轴器或离合器时，联轴器14的啮合传动副的间隙应根据振动轴承7的游隙和偏心轴5在旋转时挠度变化量来确定。图6所示的多根偏心轴并联安装的同步驱动方法及典型同步驱动机构的实施例垂直振动轮的典型结构原理图的其他结构和图1所示的现有技术提供的垂直振动轮的典型结构相同，不作赘述。本发明提供的多根偏心轴并联安装的同步驱动机构的实施例垂直振动轮的工作过程是：振动马达13通过联轴器14使输入齿轮12旋转，输入齿轮12啮合驱动传动齿轮11，使同步齿轮10旋转，同步齿轮10啮合驱动同步齿轮9作同步反向旋转，同步齿轮9、10均通过对应的联轴器14分别驱动两根偏心轴5，使两根偏心轴5作同步反向旋转产生垂直振动力。图8(u)是图6中四只振动轴承7、两根偏心轴5、两只同步齿轮9、10、两只联轴器14静止状态下的安装联接示意图，在静止状态下或初始安装时两根偏心轴5的轴间距和两只同步齿轮9、10的中心距相等均等于d；图8(v)是图6中两根偏心轴5的偏心块6向外旋离到两偏心块6的相位角相差180°时，四只振动轴承7的径向游隙变化状况、两根偏心轴5的挠度变化及两只同步齿轮9、10的啮合状态的示意图，此时，由于两只偏心块6离心力的作用，四只振动轴承7的径向游隙出现单边分布，两根偏心轴5的轴间距由d增大到d+2f，同时，两根偏心轴5产生挠度也引起轴头产生转角β，由于同步齿轮9、10通过联轴器14和偏心轴5相联，所以，两只同步齿轮9、10的传动中心距d不变，啮合状态也保持不变；图8(w)是图6中两根偏心轴5的偏心块6向内旋合到两偏心块6的相位角相差180°时，四只振动轴承7的径向游隙变化状况、两根偏心轴5的挠度变化及两只同步齿轮9、10的啮合状态的示意图，此时，两根偏心轴5的轴间距由d减小到d-2f，同时，两根偏心轴5产生挠度也引起轴头产生转角β，但由于同步齿轮9、10是通过联轴器14和偏心轴5相联接，所以，两只同步齿轮9、10的传动中心距d和啮合状态均保持不变。
本发明提供的多根偏心轴并联安装的同步驱动机构的实施例振荡振动轮的典型结构原理如图9所示，两根偏心轴5通过四只振动轴承7并联安装在振动轴承座8内，两根偏心轴5上的偏心块6的初始相位角相差180°，振动轴承座8又安装在振动轮辐板32内，在并联安装的两根偏心轴5的输入端，设计并安装一同步齿轮箱19、两只同步齿轮9、10和输入齿轮12均安装在同步齿轮箱19内，同步齿轮9、10的齿数相等，同步齿轮箱19定位于振动轴承座8端部并紧固安装在多根偏心轴的输入端的振动轮辐板32上，两只同步齿轮9、10均通过联轴器14和两根偏心轴5联接，两只同步齿轮9、10的中心距等于两根偏心轴5的轴间距，两根壳状中央半轴29定位并安装在振动轮辐板32上，中央回转轴承座31通过中央回转轴承30安装在壳状中央半轴29上，中央回转轴承座31通过减振器2和机架17联接，振荡马达21安装在壳状中央半轴29上，振荡马达21通过联轴器14和输入齿轮12相联。图9所示的多根偏心轴并联安装的典型同步驱动机构的实施例振荡振动轮的工作过程是：振荡马达21通过联轴器14驱动输入齿轮12旋转，输入齿轮12同时啮合驱动两只同步齿轮9、10作同步同向旋转，两只同步齿轮9、10又通过联轴器14分别驱动两根偏心轴5作同步同向旋转，由于两根偏心轴5上的偏心块6的初始相位角相差180°，所以，两根偏心轴5仅产生一对力偶，该力偶通过振动轴承7、振动轴承座8传递到振动轮辐板32、使振动轮体3绕中央回转轴承座31作振荡振动，由于两只同步齿轮9、10是通过联轴器14和两根偏心轴5进行传动联接，所以，两根偏心轴5旋转时轴间距的变化及挠度变化均不影响两只同步齿轮9、10以及输入齿轮12之间的啮合状态。
本发明的实现：设计同步驱动齿轮箱，注意两只同步齿轮的旋向关系，按照本发明提供多根偏心轴并联安装的同步驱动机构的实施例垂直振动轮(图6和图7所示)及振荡振动轮(图9所示)的典型结构原理图，按现有技术及制造工艺，可以实现本发明实施例的制造工作。
本发明提供的实施例可以变换应用于两根以上偏心轴的并联安装联接的同步驱动机构。
本发明的优点：本发明提供的多根偏心轴的同步驱动方法科学、实用、简单可行，本发明提供的多根偏心轴的同步驱动典型结构机构简单、紧凑、可靠、制造方便。

Claims (2)

1、一种多根偏心轴并联安装的同步驱动机构，主要由两根并联安装的两根偏心轴(5)、振动轴承(7)、振动轴承座(8)、同步齿轮(9)、(10)组成，偏心轴(5)两端装有振动轴承(7)，振动轴承(7)安装在振动轴承座(8)内，同步齿轮(9)、(10)分别驱动两根偏心轴(5)，其特征在于：设计安装一同步齿轮箱(19)，将同步齿轮(9)、(10)安装在同步齿轮箱(19)内，同步齿轮箱(19)定位在振动轴承座(8)的端部并安装在多根偏心轴(5)的输入端，同步齿轮(9)、(10)的中心距和两根偏心轴(5)安装时的轴间距相等，同步齿轮(9)、(10)和两根偏心轴(5)之间的传动联接均是通过联轴器(14)来进行的。
2、如权力要求1所述的一种多根偏心轴并联安装的典型同步驱动机构，其特征在于：联轴器(14)是结构紧凑、能定速传递扭矩、具有一定挠性的联接器件。
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