CN101337644B - 一种变速绞盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变速绞盘，增加绞盘减速器的同一级传动齿轮个数，使该级所有传动齿轮都与相邻一低速级输出端相连，通过控制该级各个传动齿轮内部的连接状态实现从该级不同传动齿轮输出端输出不同转速的动力，不仅实现了卷筒转速可调的目的，使得本发明绞盘具有调速调档的功能，在空载收绳操作时可以调档使得卷筒转速提高，缩短收绳时间，而且在工作强度较低的牵引工作中可以调档使得卷筒转速提高，又具有较大的转矩，加快工作进程，节约时间。本发明的调速机构结构简单，设计合理，不需要占据很大空间，因此绞盘体积小巧，便于安装；调速操作简单，调速动作灵敏，为野外运动提供了更方便、更牢靠、效率高的安全保护措施。

Description

一种变速绞盘

技术领域

本发明涉及一种变速绞盘，尤其涉及该绞盘的减速传动机构。

背景技术

绞盘包括手动绞盘、电动绞盘、液压绞盘和气动绞盘，主要用于越野汽车、农用汽车、ATV运动车、游艇、以及其它特别车辆。是车辆、船只的自我保护及牵引装置，可在雪地、沼泽、沙漠、海滩、泥泞山路等恶劣环境中进行车辆自救，并可能在其它条件下，进行清障、拖拉物品、安装设施等作业，是军警、石油、水文、环保、林业、交通、公安、边防、消防及其它野外运动不可缺少的安全装置。绞盘内部有减速机构，专门用于优化输出动力，使绞盘输出低转速大扭矩的动力，因此可以完成强度高的作业任务。绞盘以回拉的方式工作，在工作之前需将绕在卷筒上的拉绳放下，在一定作业范围内牵拉物体，通常工作完成后拉绳是没有完全卷入卷筒，因此需要收回拉绳。因为绞盘的卷筒转速很慢，所以要将拉绳收回，绕在卷筒上自然需要花费很长时间，使得绞盘的收绳工作相当费时。为了在作业完成后的收绳操作中能加快卷筒的转速，加快收绳速度，节约时间，现有技术中绞盘添加了变速机构，但该变速机构结构复杂，输出转矩非常小，只能应对收绳操作。而在低负载的工作过程中绞盘仍以原有的低转速工作，对工况不能做相应调整，使其工作特性表现得非常迟缓，不够灵敏，所以工作效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种变速绞盘，结构简单，设计合理，在低负载的情况下绞盘能以较快的速度和较大转矩收绳，提高工作效率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：该变速绞盘包括动力部件、减速器和卷筒，所述减速器的壳体内部设有至少两级齿轮传动机构，所述齿轮传动机构的其中一传动级包括至少两个调速齿轮组件，所述调速齿轮组件包括传动轴、离合弹簧、离合销、钢珠、滚柱、离合齿，所述传动轴外部设有输出动力的传动齿，所述传动轴内部沿轴向开有安装插孔，所述离合弹簧和离合销活动连接在安装插孔内，所述离合销外部设有弧形限位凹槽，所述传动轴内部设有与弧形限位凹槽相同宽度的通孔，所述通孔与安装插孔连通，所述传动轴外部设有平行于轴向的定位凹槽，所述定位凹槽与通孔连通，所述钢珠活动连接在通孔内，所述离合齿呈环状，其外部设有输入动力的传动齿，内部设有弧形离合凹槽，所述离合齿活动设置在传动轴的通孔外侧，所述滚柱活动连接在所述定位凹槽内，所述滚柱与所述钢珠正对，所述传动轴通过轴承活动连接在壳体内部，所述离合齿(13)与与调速齿轮组件相邻的高速级的输出端啮合，所述传动轴(4)与与调速齿轮组件相邻的低速级的输入端啮合，所述壳体外部设有活动连接且横截面呈圆形的换档手柄，所述换档手柄包括至少两个开口方向交叉且垂直轴向，开口位置沿轴向错开的弧形换档凹槽，所述调速齿轮组件通过离合销一端活动连接在弧形换档凹槽内与换档手柄联动，所述每个调速齿轮组件的传动轴的传动齿齿圈半径不同。

作为本发明的一种改进，所述弧形限位凹槽、通孔、定位凹槽、弧形离合凹槽都以相同分开角分别环状分布在离合销外部、传动轴内部、传动轴外部、离合齿内部。因为安装在定位凹槽内的滚柱在离合销拉动钢珠后被抬升，所以滚柱凸出传动轴外部，致使滚柱有机会伸入弧形离合凹槽，进而使得离合齿和传动轴联动，该调速齿轮组件形成一体。如果只有一个弧形限位凹槽、一个通孔、一个定位凹槽和一个弧形离合凹槽，那么离合齿和传动轴联动的最大时间应是离合齿转动一周的时间。而改进后弧形限位凹槽、通孔、定位凹槽、弧形离合凹槽个数同时至少增加到两个，且均匀分布，这样离合齿和传动轴联动的最大时间应小于等于离合齿转动一周的时间的二分之一，由此可知这大大增加传动轴和离合齿联动的速度，缩短调速齿轮组件的响应时间，使绞盘工作灵敏。

作为本发明的另一种改进，所述离合销沿轴向设有两组环状分布的弧形限位凹槽，所述传动轴沿轴向设有对应离合销上的两组环状分布的弧形限位凹槽的通孔，在传动轴同侧的所述通孔都与定位凹槽连通。由于绞盘的工作强度很大，因此，为了保证各连接处能应对高强度的工作要求，加装同一组件，强化调速齿轮组件的机械强度。

作为本发明的一种优选，所述离合销与弧形换档凹槽活动连接的一端呈弧形。这样离合销和换档凹槽的连接面阻力小，离合销和换档手柄之间运动顺畅。

作为本发明的另一种优选，所述换档手柄外形呈L形。便于转动换档手柄，使得换档操作简单。

本发明采用上述技术方案，增加绞盘减速器的同一级传动齿轮个数，使该级所有传动齿轮都与相邻一低速级输出端相连，通过控制该级各个传动齿轮内部的连接状态实现从该级不同传动齿轮输出端输出不同转速的动力，不仅实现了卷筒转速可调的目的，使得本发明绞盘具有调速调档的功能，在空载收绳操作时可以调档使得卷筒转速提高，缩短收绳时间，而且在工作强度较低的牵引工作中可以调档使得卷筒转速提高，又具有较大的转矩，加快工作进程，节约时间。本发明的调速机构结构简单，设计合理，不需要占据很大空间，因此绞盘体积小巧，便于安装；调速操作简单，调速动作灵敏，为野外运动提供了更方便、更牢靠、效率高的安全保护措施。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步具体说明。

图1为本发明一种变速绞盘的主视图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图1的B-B剖视图；

图4为图1的C-C剖视图；

图5为图1的D-D剖视图；

图6为本发明一种变速绞盘的传动轴的主视图；

图7为图6的A-A剖视图；

图8为本发明一种变速绞盘的离合齿的结构示意图；

图9为本发明一种变速绞盘的调速齿轮组件的结构示意图。

具体实施方式

绞盘包括动力部件1、减速器2以及卷筒3，它们的连接结构呈轴线形，如图2所示，动力部件1的输出轴连入减速器2，减速器2的输出端连接着卷筒3，进而驱动卷筒3转动绕卷拉绳。

作为本发明的一种实施例，该绞盘的减速器2包括了五级齿轮传动机构，其中第一、第二、第三级为定轴线齿轮传动，第四、第五级为NGW型行星轮传动，因此减速器2内部设有至少两级齿轮传动机构。其中三级定轴线齿轮包括了两个结构相同的调速齿轮组件，如图3所示。

如图9所示，该调速齿轮组件包括传动轴4、离合弹簧8、离合销9、钢珠11、滚柱12、离合齿13。如图6、7所示，传动轴4的外部设有用于动力输出的传动齿，在其内部中轴线位置沿轴向开设有一个安装插孔5，如图6所示，在传动轴4外部设有三个呈一百二十度均匀分布定位凹槽6，如图7所示，该定位凹槽6平行轴向，并且在各个定位凹槽6和安装插孔5之间都通过两个通孔7连通，两个通孔7沿传动轴4的轴向排列，且连个通孔7之间的距离都相同，从垂直轴向的横截面上看传动轴4上设有两组环状分布的通孔7。如图9所示，离合弹簧8、离合销9从内到外依次安装在安装插孔5内，离合销9可以在安装插孔5内轴向移动。离合销9呈圆柱状，其一端位于传动轴4外部并且呈弧形，在离合销9外侧还设有与定位凹槽6相同分开角的弧形限位凹槽10，因此也为一百二十度均匀分布，并且沿轴向设有两组这样的环状分布的弧形限位凹槽10，沿轴向的两个弧形限位凹槽10之间的距离和沿轴向的两个通孔7之间的距离相等，且弧形限位凹槽10的宽度和通孔7宽度相等。在每个通孔7内安装有一颗钢珠11，钢珠11可以在通孔7内自由移动，当弧形限位凹槽10和通孔7正对时可以落入弧形限位凹槽10内。如图8所示，离合齿13呈环状，其外部设有输入动力的传动齿，内部设有三个均匀分布的弧形离合凹槽14，所以弧形离合凹槽14在离合齿13上的分开角也为一百二十度，和弧形限位凹槽10、通孔7、定位凹槽6的分开角都相同。离合齿13活动设置在传动轴4的通孔7外侧，刚好正对沿轴向的两个通孔7，即正对钢珠11。离合齿13与传动轴4之间可以相对滑动。滚柱12活动安装在定位凹槽6内，位于钢珠11和离合齿13之间。

如图3、4所示，传动轴4外部通过轴承活动安装在减速器2的壳体15上，离合齿13与二级传动齿轮16的输出端啮合，传动轴4与四级传动齿轮17的输入端啮合。在壳体15上还安装有呈L形的换档手柄18，它的横截面呈圆形，其上部设有两个弧形换档凹槽19，这两个弧形换档凹槽19的开口方向相反，且各自的开口方向都垂直该处的轴向，两个弧形换档凹槽19位置沿该处的轴向上下错开。每个调速齿轮组件的离合销9都正对换档手柄18上的弧形换档凹槽19的所在位置。换档手柄18能使设有弧形换档凹槽19的部位轴向转动，转动时，一旦弧形换档凹槽19正对离合销9，便使离合销9产生轴向移动，进而改变弧形限位凹槽10与通孔7的位置关系，最终改变调速齿轮组件内部的连接关系。因为，此时在离合弹簧8的作用下离合销9一端伸入换档手柄18的弧形换档凹槽19内，离合销9相对传动轴4沿轴向向右移动，弧形限位凹槽10与通孔7的位置关系由正对变为错开，钢珠11被离合销9和传动轴4推出弧形限位凹槽10，钢珠11将滚柱12向外顶出。由于离合齿13始终随二级齿轮转动，一旦突出在传动轴4表面的滚柱12嵌入离合凹槽14，并挡住离合齿13时传动轴4和离合齿13就联动，动力从传动轴4输送给四级齿轮。换档手柄18反向动作后，该处的离合销9被顶回安装插孔5，钢珠11落入弧形限位凹槽10内，滚柱12也随之被离合齿13推回定位凹槽6内，该调速齿轮组件内部分离。在滚柱12被钢珠11顶出传动轴4时，在传动轴4表面有三处可以伸入弧形离合凹槽14，这样传动轴4和离合齿13联动所需的最大时间为离合齿13转过三分之一弧长的时间，因此调速齿轮组件联动响应时间非常短。同时，考虑工作强度的要求，将钢珠11设置成两组，减轻各个钢珠11的磨损，延长调速齿轮组件的使用寿命。

由于换档手柄18的弧形换档凹槽19开口方向相反，所以任何一个调速齿轮组件内部联动，另一个调速齿轮组件内部肯定处于分离状态，如图4、5所示。两个调速齿轮组件的传动轴4的传动齿齿圈半径不同，这样在两个传动轴4上输出的转速就有大小，最终卷筒3可以以不同转速工作。

换档手柄18与离合销9之间经常处于接触状态，所以弧形换档凹槽19和离合销9的一端都设置成弧形，减小摩擦，这样换档就很顺畅，而且凹凸耦合的形式使得档位明显，便于换档操作。

通过三级齿轮的动力调整，实现了绞盘卷筒3转速可变的功能，为绞盘使用带来更多的方便。

Claims (5)

1.一种变速绞盘，包括动力部件(1)、减速器(2)和卷筒(3)，所述减速器(2)的壳体(15)内部设有至少两级齿轮传动机构，其特征在于：所述齿轮传动机构的其中一传动级包括至少两个调速齿轮组件，所述调速齿轮组件包括传动轴(4)、离合弹簧(8)、离合销(9)、钢珠(11)、滚柱(12)、离合齿(13)，所述传动轴(4)外部设有输出动力的传动齿，所述传动轴(4)内部沿轴向开有安装插孔(5)，所述离合弹簧(8)和离合销(9)活动连接在安装插孔(5)内，所述离合销(9)外部设有弧形限位凹槽(10)，所述传动轴(4)内部设有与弧形限位凹槽(10)相同宽度的通孔(7)，所述通孔(7)与安装插孔(5)连通，所述传动轴(4)外部设有平行于轴向的定位凹槽(6)，所述定位凹槽(6)与通孔(7)连通，所述钢珠(11)活动连接在通孔(7)内，所述离合齿(13)呈环状，其外部设有输入动力的传动齿，内部设有弧形离合凹槽(14)，所述离合齿(13)活动设置在传动轴(4)的通孔(7)外侧，所述滚柱(12)活动连接在所述定位凹槽(6)内，所述滚柱(12)与所述钢珠(11)正对，所述传动轴(4)通过轴承活动连接在壳体(15)内部，所述离合齿(13)与与调速齿轮组件相邻的高速级的输出端啮合，所述传动轴(4)与与调速齿轮组件相邻的低速级的输入端啮合，所述壳体(15)外部设有活动连接且横截面呈圆形的换档手柄(18)，所述换档手柄(18)包括至少两个开口方向交叉且垂直轴向，开口位置沿轴向错开的弧形换档凹槽(19)，所述调速齿轮组件通过离合销(9)一端活动连接在弧形换档凹槽(19)内与换档手柄(18)联动，所述每个调速齿轮组件的传动轴(4)的传动齿齿圈半径不同。

2.根据权利要求1所述变速绞盘，其特征在于：所述弧形限位凹槽(10)、通孔(7)、定位凹槽(6)、弧形离合凹槽(14)都以相同分开角分别环状分布在离合销(9)外部、传动轴(4)内部、传动轴(4)外部、离合齿(13)内部。

3.根据权利要求2所述变速绞盘，其特征在于：所述离合销(9)沿轴向设有两组环状分布的弧形限位凹槽(10)，所述传动轴(4)沿轴向设有对应离合销(9)上的两组环状分布的弧形限位凹槽(10)的通孔(7)，在传动轴(4)同侧的所述通孔(7)都与定位凹槽(6)连通。

4.根据权利要求1所述变速绞盘，其特征在于：所述离合销(9)与弧形换档凹槽(19)活动连接的一端呈弧形。

5.根据权利要求1所述变速绞盘，其特征在于：所述换档手柄(18)外形呈L形。

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