CN103758946B - 一种单手柄操纵12级变速机构 - Google Patents
一种单手柄操纵12级变速机构 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种单手柄操纵12级变速机构包括轴、滑移齿轮和手柄座,手柄座上安装有手柄杆、副手柄杆Ⅰ和副手柄杆Ⅱ,轴包括Ⅰ轴、Ⅱ轴、Ⅲ轴、Ⅳ轴和Ⅴ轴并依次固定,滑移齿轮包括二联滑移齿轮和三联滑移齿轮,二联滑移齿轮安装在Ⅲ轴上,三联滑移齿轮安装在Ⅴ轴上,二联滑移齿轮包括齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ,三联滑移齿轮包括齿轮Ⅲ、齿轮Ⅳ和齿轮Ⅴ。有益效果:操作变速方便,只需一个动作就能完成;减少手柄及高低速选择开关,有利于外观设计;零件耗用少,降低装配难度;增加关键零件凸轮,定位可靠,不会因齿轮掉档引发事故。
Description
技术领域
本发明涉及金属切削机床的变速机构,尤其涉及一种单手柄操纵12级变速机构。
背景技术
钻床(或钻铣床)的主传动多用12级变速机构,尤其近年来,由于国外市场兴起用双速电机代替高效单速电机用于钻床的主传动,因而出现多种传动方案及变速操纵方法。普遍的方案是12级速度,用两个手柄及一只高低速选择开关操纵。这种方式的优点在于简单、可靠,缺点有三:操作麻烦;影响机床外观;零件没少用,成本未降低。因此,需要一种新的技术方案解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种结构可靠、操作方便的单手柄操纵12级变速机构。
本发明采用的技术方案:一种单手柄操纵12级变速机构包括轴、滑移齿轮和手柄座,手柄座上安装有手柄杆、副手柄杆Ⅰ和副手柄杆Ⅱ,轴包括Ⅰ轴、Ⅱ轴、Ⅲ轴、Ⅳ轴和Ⅴ轴并依次固定,滑移齿轮包括二联滑移齿轮和三联滑移齿轮,二联滑移齿轮安装在Ⅲ轴上,三联滑移齿轮安装在Ⅴ轴上,二联滑移齿轮包括齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ,三联滑移齿轮包括齿轮Ⅲ、齿轮Ⅳ和齿轮Ⅴ,Ⅱ轴的下端固定润滑油泵,手柄座与过渡齿轮传动连接,过渡齿轮与伞齿轮传动连接,伞齿轮与凸轮传动连接,凸轮下端安装固定有支柱,凸轮上端设有位移传动件,位移传动件上端安装有开关,凸轮与三联滑移齿轮之间通过杠杆Ⅰ连接,凸轮与杠杆Ⅰ之间的传动由套装在杠杆Ⅰ一端的算珠形小套Ⅰ与凸轮表面曲线槽配合形成,凸轮与二联滑移齿轮之间通过杠杆Ⅱ连接,凸轮与杠杆Ⅱ之间的传动由套装在杠杆Ⅱ一端的算珠形小套Ⅱ与凸轮表面曲线槽配合形成。
上述齿轮Ⅰ的Z=47,齿轮Ⅱ的Z=16,齿轮Ⅲ的Z=47,齿轮Ⅳ的Z=32,齿轮Ⅴ的Z=63,齿轮Ⅴ因齿数较大、移动不便而空套在Ⅴ轴上,并设有内齿与三联滑移齿轮的上端外齿形成离合式结构,使滑移轻松,变速操作省力。
Ⅳ轴上安装有Z=47的齿轮Ⅵ,Ⅲ轴、Ⅳ轴共用齿轮Ⅰ和齿轮Ⅵ,总共少用了两个齿轮。
凸轮在设计时要控制曲线的升角低于35°,这样,凸轮工作轻松,操作省力。本发明中,凸轮曲线的升角的设计实际值为23°11′42″-32°46′48″。本发明中,为了使滚轮稳定地停止在曲线的水平线上以确保齿轮不掉档,将凸轮曲线的水平线延长为4°,从而减小升角。使升角控制在35°内,则凸轮工作轻松,操作省力。曲线从最低到最高点是升角最大处,一般的12级变速机构是将凸轮的曲线分为12段,但这样会使升角会超过45°导致凸轮无法工作,本发明将凸轮设计为14个等分位置即12级变速和2个空档位置,使曲线的升角得到有效控制,本发明中凸轮水平线两侧的升降曲线角度为3°+3°。凸轮上端为城垛式凹凸台形状,它的高凸部位是顶起位移传动件压住开关接通电机高速运转信号,凸轮上的高凸部位与凸轮下端相应的电机高速档位的锥孔对齐。
手柄座上安装有手柄杆、副手柄杆Ⅰ和副手柄杆Ⅱ,其中,副手柄杆Ⅰ和副手柄杆Ⅱ不属于实际操作范例,为操作方便而设置,因而,本发明属于单手柄操作范例。选速时,只需转动手柄杆顺时针或逆时针转动变速,方便、直观。
本发明的有益效果:操作变速方便,只需一个动作就能完成;减少手柄及高低速选择开关,有利于外观设计;零件耗用少,降低装配难度;增加关键零件凸轮,定位可靠,不会因齿轮掉档引发事故。
附图说明
图1为本发明的正面结构示意图;
图2为本发明的主传动变速装配结构示意图;
图3为本发明的内部结构示意图;
图4为图3的C-C面剖视图;
图5为凸轮与三联滑移齿轮的连接示意图;
图6为凸轮与二联滑移齿轮的连接示意图;
图7为凸轮工作图;
图8为本发明的主传动变速图。
其中,1、手柄座,2、手柄杆,3、副手柄杆Ⅰ,4、副手柄杆Ⅱ,5、Ⅰ轴,6、Ⅱ轴,7、Ⅲ轴,8、Ⅳ轴,9、Ⅴ轴,10、润滑油泵,11、二联滑移齿轮,12、三联滑移齿轮,13、过渡齿轮,14、伞齿轮,15、凸轮,16、支柱,17、定位钢球,18、位移传动件,19、杠杆Ⅰ,20、杠杆Ⅱ,21、算珠形小套Ⅰ,22、算珠形小套Ⅱ,23、开关,24、齿轮Ⅰ,25、齿轮Ⅱ,26、齿轮Ⅲ,27、齿轮Ⅳ,28、齿轮Ⅴ,29、齿轮Ⅵ,30、锥孔,31、曲线槽。
具体实施方式
如图1-6所示,一种单手柄操纵12级变速机构包括轴、滑移齿轮和手柄座1,手柄座1上安装有手柄杆2、副手柄杆Ⅰ3和副手柄杆Ⅱ4,轴包括Ⅰ轴5、Ⅱ轴6、Ⅲ轴7、Ⅳ轴8和Ⅴ轴9并依次固定,滑移齿轮包括二联滑移齿轮11和三联滑移齿轮12,二联滑移齿轮11安装在Ⅲ轴7上,三联滑移齿轮12安装在Ⅴ轴9上,二联滑移齿轮11包括齿轮Ⅰ24和齿轮Ⅱ25,三联滑移齿轮12包括齿轮Ⅲ26、齿轮Ⅳ27和齿轮Ⅴ28,Ⅱ轴6的下端固定润滑油泵10,手柄座1与过渡齿轮13传动连接,过渡齿轮13与伞齿轮14传动连接,伞齿轮14与凸轮15传动连接,凸轮15下端安装固定有支柱16,凸轮15上端设有位移传动件18,位移传动件18上端安装有开关23,凸轮15与三联滑移齿轮12之间通过杠杆Ⅰ19连接,凸轮15与杠杆Ⅰ19之间的传动由套装在杠杆Ⅰ19一端的算珠形小套Ⅰ21与凸轮15表面曲线槽31配合形成,凸轮15与二联滑移齿轮11之间通过杠杆Ⅱ20连接,凸轮15与杠杆Ⅱ20之间的传动由套装在杠杆Ⅱ20一端的算珠形小套Ⅱ22与凸轮表面曲线槽31配合形成。
上述齿轮Ⅰ24的Z=47,齿轮Ⅱ25的Z=16,齿轮Ⅲ26的Z=47,齿轮Ⅳ27的Z=32,齿轮Ⅴ28的Z=63,齿轮Ⅴ28因齿数较大、移动不便而空套在Ⅴ轴9上,并设有内齿与三联滑移齿轮12的上端外齿形成离合式结构,使滑移轻松,变速操作省力。Ⅳ轴8上安装有Z=47的齿轮Ⅵ29,Ⅲ轴7、Ⅳ轴8共用齿轮Ⅰ24和齿轮Ⅵ29,总共少用了两个齿轮。
凸轮15在设计时要控制曲线的升角低于35°,这样,凸轮15工作轻松,操作省力。本发明中,凸轮15曲线的升角的设计实际值为23°11′42″-32°46′48″。本发明中,为了使滚轮稳定地停止在曲线的水平线上以确保齿轮不掉档,将凸轮15曲线的水平线延长为4°,从而减小升角。使升角控制在35°内,则凸轮15工作轻松,操作省力。曲线从最低到最高点是升角最大处,一般的12级变速机构是将凸轮15的曲线分为12段,但这样会使升角会超过45°导致凸轮无法工作,本发明将凸轮15设计为14个等分位置即12级变速和2个空档位置,使曲线的升角得到有效控制。凸轮15上端为城垛式凹凸台形状,它的高凸部位是顶起位移传动件18压住开关23接通电机高速运转信号,凸轮15上的高凸部位与凸轮下端相应的电机高速档位的锥孔30对齐。
手柄座1上安装有手柄杆2、副手柄杆Ⅰ3和副手柄杆Ⅱ4,其中,副手柄杆Ⅰ3和副手柄杆Ⅱ4不属于实际操作范例,为操作方便而设置,因而,本发明属于单手柄操作范例。选速时,只需转动手柄杆2顺时针或逆时针转动变速,方便、直观。
操作方法:凸轮15转动是由手柄杆2转动,通过手柄座1、过渡齿轮13、伞齿轮14传动的,凸轮15上端加工成按电机搭配要求的城垛式凹凸形状,凸轮15转动时,凸轮15上端的城垛式凹凸形状的凹部位或凸部位顶起,带动位移传动件18,使开关23呈关闭或打开的状态,从而发出电机低速和高速的指令信号,凸轮15的曲线槽31带动杠杆Ⅰ19和杠杆Ⅱ20摆动以操纵滑移齿轮上、下移动。
如图7所示的凸轮15的工作图,技术要求为:热处理T260; Ra及Rb是由铣刀按图示曲线加工时自然形成,凸轮15曲线应平滑过渡,用直径为Φ80-0/0.05圆柱检查能顺利通过;未注倒角为:1×45°,曲线槽口倒角0.5×45°。
如图8所示,说明了级变速中两组滑移齿轮及电机的搭配方法,电机1430 r/min经二级减速后,再由二联滑移齿轮11及三联滑移齿轮12分别传动获得6种转速即60.5r/min、123r/min、238r/min、522r/min、1061r/min和2056r/min;当电机低速时 即转速为940 r/min时,经相同路线使Ⅴ轴9有6种转速即40r/min、81r/min、156r/min、343r/min、698r/min和1352r/min,使Ⅴ轴9具有变速范围40~2056 r/min的12级不同转速。
有益效果:操作变速方便,只需一个动作就能完成;减少手柄及高低速选择开关,有利于外观设计;零件耗用少,降低装配难度;增加关键零件凸轮,定位可靠,不会因齿轮掉档引发事故。
Claims (2)
1.一种单手柄操纵12级变速机构,其特征在于:该机构包括轴、滑移齿轮和手柄座,所述手柄座上安装有手柄杆、副手柄杆Ⅰ和副手柄杆Ⅱ,所述轴包括Ⅰ轴、Ⅱ轴、Ⅲ轴、Ⅳ轴和Ⅴ轴并依次固定,所述滑移齿轮包括二联滑移齿轮和三联滑移齿轮,所述二联滑移齿轮安装在Ⅲ轴上,所述三联滑移齿轮安装在Ⅴ轴上,所述二联滑移齿轮包括齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ,所述三联滑移齿轮包括齿轮Ⅲ、齿轮Ⅳ和齿轮Ⅴ,所述Ⅱ轴的下端固定润滑油泵,所述手柄座与过渡齿轮传动连接,所述过渡齿轮与伞齿轮传动连接,所述伞齿轮与凸轮传动连接,所述凸轮上端为城垛式凹凸台形状,所述凸轮下端安装固定有支柱,所述凸轮上端设有位移传动件,所述位移传动件上端安装有开关,所述凸轮与三联滑移齿轮之间通过杠杆Ⅰ连接,所述凸轮与杠杆Ⅰ之间的传动由套装在杠杆Ⅰ一端的算珠形小套Ⅰ与凸轮表面曲线槽配合形成,所述凸轮与二联滑移齿轮之间通过杠杆Ⅱ连接,所述凸轮与杠杆Ⅱ之间的传动由套装在杠杆Ⅱ一端的算珠形小套Ⅱ与凸轮表面曲线槽配合形成。
2.根据权利要求1所述的一种单手柄操纵12级变速机构,其特征在于:所述凸轮设有14个等分位置即12级变速和2个空档位置,所述等分位置由凸轮下端的锥孔和定位钢球固定。
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