CN101906931A - 高阶椭圆型面联接及应用该联接的钻机推进机构 - Google Patents

Abstract

高阶椭圆型面联接及应用该联接的钻机推进机构，它的特点是；链轮内孔、中间轴外圆的横截面均为高阶椭圆曲线或高阶椭圆曲线的等距曲线，链轮内孔、中间轴外圆配合构成高阶椭圆型面无键联接，驱动马达通过螺栓固定在底座上，底座通过螺栓固定在推进梁上，驱动马达的输出轴通过平键或花键与中间轴联接，中间轴通过轴承A与轴承B支承在底座上，轴承A左端装有防尘密封，与中间轴配合的螺母对轴承B定位，压紧螺母轴向固定链轮，链条一端与链轮啮合，另一端与链条支承轴上的从动链轮啮合，链条支承轴与链轮调节装置通过回转副联接，链条中间通过通过回转副联接有联接块，联接块固结有销，销的另一端套在托架上，链轮调节装置固定在推进梁上；适合作重载荷的凿岩机械推进机构。

Description

高阶椭圆型面联接及应用该联接的钻机推进机构

技术领域

本发明涉及一种钻机推进机构，特别是涉及一种高阶椭圆型面联接及应用该联接的钻机推进机构，属凿岩机械设备领域。

技术背景

各种钻机广泛应用于冶金、铁路、矿山、建材、公路等工程爆破孔钻凿作业中。钻机推进机构是钻机的关键部件之一，链条推进是一种常用的机构，但驱动轴与链轮的联接多用平键或花键联接，键联接是用来实现轴与轮毂之间的动力和运动传递的最常见联接方式。钻机推进机构，存在着强度低、尖角处应力集中，不能自动定心等缺点，花键联接可避免普通键联接的一些缺点，但仍存在着不能消除应力集中、定心和专用机床上加工、装配不便、维修不便等的不足。

发明内容

为克服现有钻机推进机构采用平键或花键联接带来的上述缺陷，本发明提供一种高阶椭圆型面联接及应用该联接的钻机推进机构，以增强凿岩机械推进机构的自动定心能力，消除应力集中，传递扭矩大和装拆方便。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：设计出的高阶椭圆型面联接及应用该联接的钻机推进机构，由驱动马达、链轮、压紧螺母、防尘密封、轴承A、中间轴、轴承B、底座、螺母、链条、托架、链条支承轴、从动链轮、链轮调节装置和推进梁组成，它的特点是：1、链轮内孔、中间轴外圆的横截面均为高阶椭圆曲线或高阶椭圆曲线的等距曲线，链轮内孔、中间轴外圆配合构成高阶椭圆型面无键联接，驱动马达通过螺栓固定在底座上，底座通过螺栓固定在推进梁上，驱动马达的输出轴通过平键或花键与中间轴联接，中间轴通过轴承A与轴承B支承在底座上，轴承A左端装有防尘密封，与中间轴配合的螺母对轴承B定位，压紧螺母轴向固定链轮，链条一端与链轮啮合，另一端与链条支承轴上的从动链轮啮合，链条支承轴与链轮调节装置通过回转副联接，链条中间通过通过回转副联接有联接块，联接块固结有销，销的另一端套在托架上，链轮调节装置固定在推进梁上；2、所述高阶椭圆曲线是指椭圆为节曲线共轭传动得到的高阶椭圆节曲线以及以高阶椭圆节曲线共轭传动得到的高阶椭圆节曲线；3、所述高阶椭圆型面的孔与轴截面纵向是柱状，或是锥状；4、所述的从动链轮与链轮支承轴的联接形式为高阶椭圆型面联接或一体制造。

与现有技术相比，本发明有如下实质性特点和进步：由于采用通用的链条推进机构为基础，链轮内孔、中间轴外圆的横截面均为高阶椭圆或高阶椭圆曲线的等距曲线，链轮内孔、中间轴外圆配合构成高阶椭圆型面无键联接，驱动马达通过螺栓固定在底座上，底座通过螺栓固定在推进梁上，驱动马达的输出轴通过键或花键与中间轴联接，中间轴通过轴承A与轴承B支承在底座上，轴承A左端装有防尘密封，与中间轴配合的螺母对轴承B定位，压紧螺母轴向固定链轮，链条一端与链轮啮合，另一端与链条支承轴上的从链轮啮合，链条支承轴通过回转副与链轮调节装置联接，链条中间通过回转副联接有联接块，联接块上固结有销，销的另一端套在托架上，链轮调节装置固定在推进梁上。因此该钻机推进机构克服了现有钻机推进机构采用平键或花键联接的不足，将高阶椭圆型面联接应用于钻机推进动力机构，为钻机提供一种自动定心能力强，拆装方便，消除应力集中，配合截面形状简单的传递扭矩大、适合重载荷的凿岩机械推进机构。

附图说明：

图1是本发明面联接钻机推进器的动力机构结构示意图；

图2是本发明具有3阶椭圆型面孔的链轮结构示意图；

图3是本发明钻机推进机构的俯视结构示意图；

图4是本发明钻机推进机构的左视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

参照附图，高阶椭圆型面联接及应用该联接的钻机推进机构，由驱动马达1、链轮2、压紧螺母3、防尘密封4、轴承A5、中间轴6、轴承B7、底座8、螺母9、链条10、托架11、链条支承轴与从动链轮12、链轮调节装置13和推进梁14组成，它特点是：链轮2内孔、中间轴6外圆的横截面均为高阶椭圆曲线或高阶椭圆曲线的等距曲线(高阶椭圆曲线是指椭圆为节曲线共轭传动得到的高阶椭圆节曲线或高阶椭圆节曲线以及以高阶椭圆节曲线共轭传动得到的高阶椭圆节曲线)，链轮2内孔、中间轴6外圆配合构成高阶椭圆型面无键联接，驱动马达1通过螺栓固定在底座8上，底座8通过螺栓固定在推进梁14上，驱动马达1的输出轴通过键或花键与中间轴6联接，中间轴6通过轴承A5与轴承B7支承在底座8上，轴承A5左端装有防尘密封4，与中间轴6配合的螺母9对轴承B7定位，压紧螺母3轴向固定链轮2，链条10一端与链轮2啮合，另一端与链条支承轴上的从动链轮啮合，链条支承轴通过回转副与链轮调节装置13联接，链条10中间通过回转副联接有联接块，联接块上固结有销，销的另一端套在托架11上，链轮调节装置13固定在推进梁14上；高阶椭圆型面的孔与轴截面纵向是柱状，或是锥状；链轮支承轴与从动链轮12的联接形式为高阶椭圆型面联接或一体制造；凿岩机与回转力头固定在托架11上；凿岩机与回转力头固定在托架11；链轮2的回转带动链条10的直线运动，通过链条件10上的联接块及从联接块上销带动托架11在推进梁14上向下移动。

为了更好理解高阶椭圆曲线，也叫卵圆曲线，进一步说明如下：

设椭圆长半轴为a，短轴为b，椭圆的偏心率

令以在椭圆上运动的动点对应极角θ₁为参数，则椭圆的极坐标方程为

将椭圆极角缩小n₁(n₁≥1)，保持向径r₁不变，则由原始椭圆导出的曲线为卵圆曲线，其极坐标方程可以写为：

$r_1=\frac{p_1}{1-e_1\cos n_1{\mathrm{\θ}}_1}$

如果齿轮2与齿轮1啮合，由啮合原理可求得齿轮2的节曲线的极坐标方程为

$r_2=\frac{p_2}{1+e_2\cos n_2{\mathrm{\θ}}_2},$ $p_2=\frac{n^2{p}_1}{\sqrt{n^2-e_1^2(n^2-1)}},$ $e_2=\frac{e_1}{\sqrt{n^2-e_1^2(n^2-1)}}$

${\mathrm{\θ}}_2=\frac{2}{n_2}\arctan \left(\sqrt{\frac{d-p_1+d{e}_1}{d-p_1-d{e}_1}}\tan \frac{n_1{\mathrm{\θ}}_1}{2}\right),$ $d=a(1+\sqrt{n^2-e_1^2(n^2-1)}),$ $n=\frac{n_2}{n_1}(n_2>1)$

如果n₁＝1，n₂＝2，则齿轮1的节曲线为椭圆，齿轮2的节曲线为二阶椭圆；如果n₁＝1，n₂＝3，则齿轮2的节曲线为三阶椭圆；如果n₁＝3，则齿轮1的节曲线为三阶椭圆；如果n₁＝3，n₂＝3，则齿轮1、齿轮2的节曲线均为三阶椭圆；如果n₁＝3，n₂＝3，4，5，7，…，则齿轮1节曲线均为三阶椭圆、齿轮2的节曲线均为3，4，5，7，…阶椭圆。使用奇数高阶椭圆型面的效果更好。本发明是高阶椭圆型面联接及使用该型面联接的钻机推进机构。高阶椭圆型面联接的孔与轴的横截面边界曲线是高阶椭圆曲线及高阶椭圆曲线的等距曲线。高阶椭圆曲线是指椭圆为节曲线共轭传动得到的高阶椭圆节曲线或高阶椭圆节曲线以及以高阶椭圆节曲线共轭传动得到的高阶椭圆节曲线。图2所示的链轮内孔是a＝20，e₁＝0.1，n₁＝3的齿轮1的卵圆曲线。

Claims (4)

1.一种高阶椭圆型面联接及应用该联接的钻机推进机构，由驱动马达、链轮、压紧螺母、防尘密封、轴承A、中间轴、轴承B、底座、螺母、链条、托架、链条支承轴、从动链轮、链轮调节装置和推进梁组成，其特征是；链轮内孔、中间轴外圆的横截面均为高阶椭圆曲线或高阶椭圆曲线的等距曲线，链轮内孔、中间轴外圆配合构成高阶椭圆型面无键联接，驱动马达通过螺栓固定在底座上，底座通过螺栓固定在推进梁上，驱动马达的输出轴通过平键或花键与中间轴联接，中间轴通过轴承A与轴承B支承在底座上，轴承A左端装有防尘密封，与中间轴配合的螺母对轴承B定位，压紧螺母轴向固定链轮，链条一端与链轮啮合，另一端与链条支承轴上的从动链轮啮合，链条支承轴与链轮调节装置通过回转副联接，链条中间通过通过回转副联接有联接块，联接块固结有销，销的另一端套在托架上，链轮调节装置固定在推进梁上。

2.根据权利要求1所述的高阶椭圆型面联接及应用该联接的钻机推进机构，其特征是；所述高阶椭圆曲线是指椭圆为节曲线共轭传动得到的高阶椭圆节曲线以及以高阶椭圆节曲线共轭传动得到的高阶椭圆节曲线。

3.根据权利要求1所述的高阶椭圆型面联接及应用该联接的钻机推进机构，其特征是；所述高阶椭圆型面的孔与轴截面纵向是柱状，或是锥状。

4.根据权利要求1所述的高阶椭圆型面联接及应用该联接的钻机推进机构，其特征是；所述的从动链轮与链轮支承轴的联接形式为高阶椭圆型面联接或一体制造。

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