CN102979876B

CN102979876B - 凸轮控制离合动力传动分配器

Info

Publication number: CN102979876B
Application number: CN201210503876.9A
Authority: CN
Inventors: 张玉华
Original assignee: Anhui University of Technology AHUT
Current assignee: Anhui University of Technology AHUT
Priority date: 2012-12-02
Filing date: 2012-12-02
Publication date: 2015-06-10
Anticipated expiration: 2032-12-02
Also published as: CN102979876A

Abstract

本发明提供一种凸轮控制离合动力传动分配器，属于传动机械技术领域。该分配器由机座、传动齿轮系、离合器、输出轴、凸轮-顶杆机构组成，所述传动齿轮系由主动齿轮、前从动齿轮和后从动齿轮组成；两组结构完全相同的离合器位于凸轮轴线的两侧，主动齿轮的轴线与凸轮轴线同轴或垂直，两从动齿轮分别空套在输出轴的一端，并与离合器的端面齿啮合，凸轮推动顶杆在输出轴孔内移动控制离合器开合，改变主动齿轮与两输出轴的动力传递关系，具有四种动力传递状态的切换功能。本发明凸轮控制离合动力传动分配器的优点是结构紧凑，承载能力大，能耗小，工作可靠性高，在机械传动系统中具有广泛的应用。<b/>

Description

凸轮控制离合动力传动分配器

技术领域

本发明属于传动机械技术领域，具体涉及一种凸轮控制离合动力传动分配器。

背景技术

在各种自动加工机床、自动装配和物流输送等生产机械中，均需要单输入多输出的动力传动分配器。尤其是小型空中输送小车，其货物升降和快速移动都需要动力传动，但两者的传动是交替进行的。为了减轻小车的自重和占用空间，采用单电机驱动和动力传动分配器实现提升机构和移动机构的交替工作是最理想的选择。现有的离合器技术只能控制一轴到另一轴的动力传递与中断，不能实现三轴之间的动力传动控制。采用两个离合器和齿轮传动的组合虽然可以实现三轴间动力传递与控制，但需两套控制机构，结构占用空间大，控制较复杂。无论是电磁离合控制，还是液压或气动离合控制，长时间保持离合器分离或接合状态，耗能较大。

发明内容

本发明目的是提供一种凸轮控制离合动力传动分配器，采用一套控制机构实现三轴间动力传递与控制，具有四种不同动力传递状态的切换功能，有利于两种工作机构的交替运行、同时运行和单独调试；改变离合器的操纵控制机构，克服现有离合器长时间保持分离或接合状态需要耗能的缺点，提高分配器的工作可靠性和使用寿命。

本发明所提供的凸轮控制离合动力传动分配器包括下机箱1、上机箱34、主动齿轮28、前从动齿轮29、后从动齿轮26、前输出轴3、后输出轴21、前离合器、后离合器、凸轮27、前顶杆13、后顶杆24及控制电机12；所述主动齿轮28与所述凸轮27的轴线垂直或同轴；所述前输出轴3和后输出轴21位于凸轮轴线的两侧，所述前输出轴3和后输出轴21同轴且垂直于所述主动齿轮28的轴线；所述前从动齿轮29和后从动齿轮26对称布置在所述凸轮27轴线的两侧，所述前从动齿轮29和后从动齿轮26与主动齿轮28啮合；所述前从动齿轮29与所述前输出轴3的一端轴颈动配合，所述前从动齿轮29的端面齿与所述前离合器的前移动盘8啮合；所述后从动齿轮26与所述后输出轴21的一端轴颈动配合，所述后从动齿轮26的端面齿与所述后离合器的后移动盘23啮合；所述前顶杆13位于所述前输出轴3端部的轴孔内，所述后顶杆24位于所述后输出轴21端部的轴孔内，所述前顶杆13和后顶杆24与所述凸轮27保持接触；所述凸轮27为平面凸轮，所述凸轮27的端面垂直于所述控制电机12的轴线，所述凸轮27与所述控制电机12的轴端固接。

所述前离合器由前固定盘7、前移动盘8、前销9、和前弹簧组10组成；前移动盘8端面设有三角形齿，三角形齿沿前移动盘8的端面圆周均匀分布；前移动盘8的内孔是花键孔；前销9穿过前输出轴3的径向椭圆形孔，并与前移动盘8的横向销孔配合；前弹簧组10由碟形弹簧组合而成，位于前固定盘7和前移动盘8之间。

所述后离合器由后固定盘16、后移动盘23、后销（22）、和后弹簧组15组成；后移动盘23端面设有三角形齿，三角形齿沿后移动盘23端面圆周均匀分布，后移动盘23的内孔是花键孔；后销22穿过后输出轴21的径向椭圆形孔，并与后移动盘23的横向销孔配合；后弹簧组15由碟形弹簧组合而成，位于后固定盘16和后移动盘23之间。

所述前从动齿轮29为锥齿轮，其大端端面设有三角形端面齿，三角形端面齿沿从动齿轮29的大端端面圆周均布，前从动齿轮29的内孔与前轴瓦30固接；所述后从动齿轮26结构与前从动齿轮29完全相同，后从动齿轮26的内孔与后轴瓦14固接。

所述前输出轴3和后输出轴21结构完全相同，一端轴径最大，另一端轴径最小，其它轴段依次减小，大端为空心轴，位于花键轴段的横向椭圆形孔与大端轴孔相通。

所述凸轮27的轮廓曲线沿圆周分为8等分，即A、B、C、D、E、F、G、H，从A到B为基圆圆弧，从B到C、从E到F、从G到H均为升程曲线，从C到D为顶圆圆弧，从D到E、从F到G和从H到A均为回程曲线。

本发明的有益效果是：

1、本发明凸轮（27）与前顶杆和后顶杆接触同时控制前离合器和后离合器的离、合状态，具有四种动力传递状态的切换功能，保持任一状态都不需要耗能，也不产生噪声污染；

2、凸轮轴线与顶杆所在的输出轴垂直，输出轴及顶杆的转动不会影响凸轮的转动，同时，顶杆使离合器处于分离、接合状态时凸轮的压力角为90°，顶杆自锁，保持动力传递状态的可靠性高。

、动力传动采用锥齿轮传动和牙嵌式离合器，承载能力大，传动效率高；两输出轴与输入轴正交且对称位于输入轴的两侧，结构紧凑，自重轻。

附图说明

图1 是本发明凸轮控制离合动力传动分配器的俯视结构示意图。

图2 是本发明凸轮控制离合动力传动分配器的主视结构示意图。

图3 是本发明凸轮控制离合动力传动分配器的凸轮轮廓与顶杆状态结构示意图。

图中：1.下机箱、2.第一轴承、3.前输出轴、4.第二轴承、5.锥齿轮、6.第一圆螺母、7.前固定盘、8.前移动盘、9.前销、10.前弹簧组、11.连接螺钉、12.控制电机、13.前顶杆、14.后轴瓦、15.后弹簧组、16.后固定盘、17.第三轴承、18.第二圆螺母、19.第四轴承、20.圆柱齿轮、21.后输出轴、22.后销、23.后移动盘、24.后顶杆、25.后挡圈、26.后从动齿轮、27.凸轮、28.主动齿轮、29.前从动齿轮、30.前轴瓦、31.前挡圈、32.主电机、33.螺钉、34.上机箱、35.固定螺钉。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细描述。

下机箱1和上机箱34用螺栓35固定在一起组成机箱，机箱左侧与主电机32的法兰联接，用螺钉33固定，机箱右侧与控制电机12的法兰联接，用螺钉11固定。机箱内，主动齿轮28通过花键联接固定在主电机32的轴端，同时与两侧的前从动齿轮29和后从动齿轮26啮合；前从动齿轮29空套在前输出轴3的轴端，后从动齿轮26空套在输出轴21的轴端，两者可以在输出轴上自由转动；输出轴端部设有轴肩，用前挡圈31和后挡圈25分别对前从动齿轮和后从动齿轮进行轴向定位。在前从动齿轮29和后从动齿轮26的内孔分别固定安装了前轴瓦30和后轴瓦14，有利于减小齿轮转动的摩擦力矩和提高输出轴的使用寿命。

前移动盘8、前弹簧10和前固定盘7依次安装在前输出轴3上，前移动盘8通过花键配合与前输出轴3联接，既能传递扭矩，又能轴向移动；前弹簧10为压缩碟形弹簧，弹簧力使前移动盘8与前从动齿轮29通过端面齿保持啮合，固定盘7压靠第一轴承2的内圈，由第一圆螺母6轴向定位并承受弹簧力，调节固定盘7的厚度可改变压缩弹簧10的预压力。前输出轴3用第一轴承2和第二轴承4支撑在机箱中，轴端可固定安装锥齿轮5输出动力。

后移动盘23、后弹簧15和后固定盘16依次安装在后输出轴21上，后移动盘23通过花键配合与后输出轴21联接，既能传递扭矩，又能轴向移动；后弹簧15为压缩碟形弹簧，弹簧力使后移动盘23与后从动齿轮26通过端面齿保持啮合，后固定盘16压靠第三轴承17的内圈，由第二圆螺母18轴向定位并承受弹簧力，调节后固定盘16的厚度可改变压缩弹簧15的预压力。后输出轴21用第三轴承17和第四轴承19支撑在机箱中，轴端可固定安装齿轮20输出动力。

在安装从动齿轮的输出轴端设有中心孔，前顶杆13和后顶杆24与中心孔采用动配合，可分别在前输出轴3和后输出轴21的中心孔内轴向移动；前顶杆13压靠前销9，前销9穿过前输出轴3的径向椭圆形孔与前移动盘8的销孔配合；后顶杆24压靠后销22，后销22穿过后输出轴21的径向椭圆形孔与后移动盘23的销孔配合。前顶杆13沿输出轴轴向移动时，通过前销9推动前移动盘8克服弹簧力而移动，改变前移动盘和前从动齿轮的端面齿啮合状态，即分离或啮合。同理，后顶杆24沿输出轴轴向移动时，通过后销22推动后移动盘23克服弹簧力而移动，改变后移动盘和后从动齿轮的端面齿啮合状态。

凸轮27固定在控制电机的轴端，凸轮转动半周使顶杆产生不同的升程，升程为零时，顶杆与凸轮的基圆接触，移动盘和从动齿轮的端面齿处于啮合状态，能传递动力；升程为最大时，顶杆与凸轮的顶圆接触，移动盘和从动齿轮的端面齿处于分离状态，切断主动齿轮的动力传递。四种状态具体的切换操作如下：

设凸轮转角为零时，前顶杆13和后顶杆24的升程为零，分别处于E和A状态，前、后输出轴能同时输出动力；凸轮转过45°，前顶杆13升程达最大，后顶杆24升程为零，顶杆分别处于F和B状态，前输出轴中断动力输出，而后输出轴保持输出动力；凸轮再转动45°，前顶杆13升程回至零，后顶杆24升程为最大，顶杆分别处于G、C状态，前输出轴保持动力输出，而后输出轴中断动力输出；凸轮继续转动45°，前顶杆13升程为最大，后顶杆24升程为最大，顶杆分别处于H、D状态，前、后输出轴同时中断动力输出。

Claims

1.一种凸轮控制离合动力传动分配器，其特征在于该分配器包括下机箱（1）、上机箱（34）、主动齿轮（28）、前从动齿轮（29）、后从动齿轮（26）、前输出轴（3）、后输出轴（21）、前离合器、后离合器、凸轮（27）、前顶杆（13）、后顶杆（24）及控制电机（12）；所述主动齿轮（28）与所述凸轮（27）的轴线垂直或同轴；所述前输出轴（3）和后输出轴（21）位于所述凸轮（27）轴线的两侧，所述前输出轴（3）和后输出轴（21）同轴且垂直于所述主动齿轮（28）的轴线；所述前从动齿轮（29）和后从动齿轮（26）对称布置在所述凸轮（27）轴线的两侧，所述前从动齿轮（29）和后从动齿轮（26）与所述主动齿轮（28）啮合；所述前从动齿轮（29）与所述前输出轴（3）的一端轴颈动配合，所述前从动齿轮（29）的端面齿与所述前离合器的前移动盘（8）啮合；所述后从动齿轮（26）与所述后输出轴（21）的一端轴颈动配合，所述后从动齿轮（26）的端面齿与所述后离合器的后移动盘（23）啮合；所述前顶杆（13）位于所述前输出轴（3）端部的轴孔内，所述后顶杆（24）位于所述后输出轴（21）端部的轴孔内，所述前顶杆（13）和后顶杆（24）与所述凸轮（27）保持接触，所述前顶杆（13）压靠前销（9），所述前销（9）穿过所述前输出轴（3）的径向椭圆形孔与所述前移动盘（8）的销孔配合；所述后顶杆（24）压靠后销（22），所述后销（22）穿过所述后输出轴（21）的径向椭圆形孔与所述后移动盘（23）的销孔配合；所述凸轮（27）为平面凸轮，所述凸轮（27）的端面垂直于控制电机（12）的轴线，所述凸轮（27）与所述控制电机（12）的轴端固接；所述凸轮（27）的轮廓曲线沿圆周分为8等分，即A、B、C、D、E、F、G、H，从A到B为基圆圆弧，从B到C、从E到F、从G到H均为升程曲线，从C到D为顶圆圆弧，从D到E、从F到G和从H到A均为回程曲线。

2.根据权利要求1所述的一种凸轮控制离合动力传动分配器，其特征在于所述前离合器由前固定盘（7）、前移动盘（8）、前销（9）和前弹簧组（10）组成；所述前移动盘（8）端面设有三角形齿，所述三角形齿沿所述前移动盘（8）的圆周均匀分布，所述前移动盘（8）的内孔是花键孔；所述前销（9）穿过所述前输出轴（3）的径向椭圆形孔，所述前销（9）与所述前移动盘（8）的横向销孔配合；所述前弹簧组（10）由碟形弹簧组合而成，位于所述前固定盘（7）和前移动盘（8）之间。

3.根据权利要求1所述的一种凸轮控制离合动力传动分配器，其特征在于所述后离合器由后固定盘（16）、后移动盘（23）、后销（22）和后弹簧组（15）组成；所述后移动盘（23）端面设有三角形齿，所述三角形齿沿所述后移动盘（23）的圆周均匀分布，所述后移动盘（23）的内孔是花键孔；所述后销（22）穿过所述后输出轴（21）的径向椭圆形孔，所述后销（22）与所述后移动盘（23）的横向销孔配合；所述后弹簧组（15）由碟形弹簧组合而成，位于所述后固定盘（16）和后移动盘（23）之间。

4.根据权利要求1所述的一种凸轮控制离合动力传动分配器，其特征在于所述前从动齿轮（29）为锥齿轮，其大端端面设有三角形端面齿，所述三角形端面齿沿所述前从动齿轮（29）的大端端面圆周均布，所述前从动齿轮（29）的内孔与前轴瓦（30）固接；所述后从动齿轮（26）结构与所述前从动齿轮（29）的结构完全相同，所述后从动齿轮（26）的内孔与后轴瓦（14）固接。

5.根据权利要求1所述的一种凸轮控制离合动力传动分配器，其特征在于所述前输出轴（3）和后输出轴（21）的结构完全相同，所述前输出轴（3）和后输出轴（21）的一端轴径最大，另一端轴径最小，其它轴段依次减小，大端为空心轴，位于花键轴段的横向椭圆形孔与大端轴孔相通。