CN103894989B - 主轴自锁机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种主轴自锁机构，包括行星架、固定盘、转接盘、压簧；转接盘与主轴相连接；行星架的端面上设置有第一凸台，第一凸台的侧面为第一斜面，第一斜面及行星架的端面形成滑槽；行星架的中心设置有容纳空间，其内侧壁上设置有凸出的第一定位块，第一定位块形成周向定位槽；转接盘包括连接部和定位部；连接部的侧壁上具有第二定位块，其插入容纳空间中；定位部上靠近行星架一侧的端面上设置有第二凸台，第二凸台的侧面为与第一斜面相匹配的第二斜面；定位部为齿盘，固定盘上开设有齿槽，定位部设置于齿槽中；压簧与转接盘相连接并沿轴向伸缩。本发明利用转接盘与固定盘的啮合及分离来实现主轴自锁的功能，其自锁时扭矩较大，不会产生噪音。

Description

主轴自锁机构

技术领域

本发明涉及一种用于实现主轴的自锁功能的机构，尤其是用于电钻、螺丝批等电动工具中的主轴自锁机构。

背景技术

现有技术中，用于实现电钻主轴自锁功能的机构通常采用滚柱利用摩擦来实现。这种机构通常具有如下问题：（1）自锁扭矩小；（2）刹车时摩擦噪音较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种自锁扭矩大且无噪音的主轴自锁机构。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种主轴自锁机构，与主轴相连接用于对所述主轴实现自锁功能，所述主轴自锁机构包括行星架、固定盘、转接盘、压簧；所述转接盘与所述主轴相固定连接并同轴转动；所述行星架与所述转接盘相同轴连接，所述固定盘套设在所述转接盘的外周；

所述行星架上靠近所述转接盘一侧的端面上设置有至少一对第一凸台，一对所述第一凸台相对称的沿所述行星架的周向设置，且一对所述第一凸台的相靠近的一侧面为相对称的第一斜面，一对所述第一斜面及其所在的所述行星架的端面形成沿周向延伸的滑槽，所述第一凸台的顶部之间的距离大于其底部之间的距离；所述行星架的轴向的中心设置有柱状的容纳空间，所述容纳空间的内侧壁上设置有至少一对向所述容纳空间的中心凸出的第一定位块，所述第一定位块之间形成周向定位槽；

所述转接盘包括连接部和定位部；所述连接部的侧壁上具有沿其轴向设置的第二定位块，所述连接部插入所述容纳空间中且所述第二定位块位于所述周向定位槽中；所述定位部上靠近所述行星架一侧的端面上沿其周向设置有第二凸台，所述第二凸台的两侧面为与所述第一斜面相匹配的第二斜面，所述第二凸台位于所述滑槽中；所述定位部为齿盘，所述固定盘上开设有与所述转接盘的定位部相匹配的齿槽，所述定位部设置于所述齿槽中；

所述压簧与所述转接盘相连接并沿所述主轴的轴向伸缩。

优选的，所述第一凸台的高度大于或等于所述固定盘上的齿槽的深度。

优选的，其包括起始状态、及自锁状态；

在所述起始状态下，所述第二凸块位于所述滑槽中，所述第一凸台的顶面靠近所述转接盘，所述第二凸台的顶面靠近所述行星架，所述第二定位块位于所述周向定位槽中且所述第二定位块与所述第一定位块之间具有一距离，所述转接盘的定位部位于所述固定盘的齿槽中；

在所述自锁状态下，所述行星架转动而使所述第二凸块滑至所述第一凸块的顶部，所述第二定位块抵在所述第一定位块上而将所述转接盘和所述行星架在周向上的相对位置锁定，所述转接盘的定位部沿轴向移出所述固定盘的齿槽。

优选的，其还包括过渡状态；

在所述过渡状态下，所述行星架转动而使所述第二凸块沿所述第一斜面爬升至所述第一凸块的顶部，所述第二定位块位于所述周向定位槽中且所述第一定位块与所述第二定位块具有一距离，所述转接盘的定位部沿轴向移出所述固定盘的齿槽。

优选的，其由所述过渡状态运动转变至所述自锁状态，所述行星架转过一安全角度。

优选的，所述安全角度为5°。

优选的，所述转接盘与所述主轴通过花键相固定连接。

优选的，所述压簧为锥形压簧，其与所述转接盘相同轴连接。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的主轴自锁机构利用转接盘与固定盘的啮合及分离来实现主轴自锁的功能，其克服了现有的滚柱摩擦自锁机构的缺陷，其在自锁时扭矩较大，且不会产生噪音。

附图说明

附图1为本发明的主轴自锁机构的爆炸图。

附图2为本发明的主轴自锁机构的行星架的立体示意图。

附图3为本发明的主轴自锁机构的固定盘的立体示意图。

附图4为本发明的主轴自锁机构的转接盘的立体示意图。

附图5为本发明的主轴自锁机构在起始状态下的主视剖视图。

附图6为本发明的主轴自锁机构的A-A示意图。

附图7为本发明的主轴自锁机构在起始状态下旋转行星架的时的主视剖视图。

附图8为本发明的主轴自锁机构在过渡状态下的主视剖视图。

附图9为本发明的主轴自锁机构在自锁状态下的主视剖视图。

附图10为本发明的主轴自锁机构的B-B示意图。

附图11为本发明的主轴自锁机构的由自锁状态回复起始状态的过程示意图。

附图12为本发明的主轴自锁机构的由自锁状态回复起始状态的过程示意图。

附图13为本发明的主轴自锁机构回复到起始状态的主视示意图。

以上附图中：1、行星架；2、固定盘；3、转接盘；4、压簧；5、垫片；6、轴承；7、静端齿；8、夹头；9、第一凸台；10、第一斜面；11、滑槽；12、容纳空间；13、第一定位块；14、周向定位槽；15、连接部；16、定位部；17、第二定位块；18、第二凸台；19、第二斜面；20、齿槽；21、内凹槽；22、凸起；23、主轴。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。

实施例一：参见附图1至附图4所示。一种主轴自锁机构，与主轴23相连接用于对主轴23实现自锁功能。

该主轴自锁机构包括行星架1、固定盘2、转接盘3、压簧4。

转接盘3与主轴23通过花键相固定连接并同轴转动，转接盘3与压簧4之间设置有垫片5，且主轴23上设置有轴承6及静端齿7。定义主轴23、静端齿7、轴承6共同组成夹头8。

行星架1与转接盘3相同轴连接。行星架1上靠近转接盘3一侧的端面上设置有至少一对第一凸台9。一对第一凸台9相对称的沿行星架1的周向设置，且一对第一凸台9的相靠近的一侧面为相对称的第一斜面10，一对第一斜面10及其所在的行星架1的端面形成沿周向延伸的滑槽11，第一凸台9的顶部之间的距离大于其底部之间的距离。在本实施例中，共设置有两对第一凸台9，这两对第一凸台9位于行星架1的端面的同一圆周上，两对第一凸台9形成两个滑槽11。

行星架1的轴向的中心设置有柱状的容纳空间12，容纳空间12的内侧壁上设置有至少一对向容纳空间12的中心凸出的第一定位块13，这一对第一定位块13沿行星架1的轴向延伸，第一定位块13之间以及容纳空间12的内壁形成周向定位槽14。

转接盘3包括连接部15和定位部16，这两部分实为一体。连接部15呈圆柱状且其直径与行星架1的容纳空间12的内径相适应，其侧壁上具有沿其轴向设置的第二定位块17。连接部15插入行星架1上的容纳空间12中且第二定位块17位于周向定位槽14中，当行星架1与转接盘3相对转动时，第二定位块17能够在周向定位槽14中滑动。

定位部16为齿盘，其外径大于连接部15的直径。定位部16上靠近行星架1一侧的端面上沿其周向设置有第二凸台18，第二凸台18的两侧面为与第一斜面10相匹配的第二斜面19。当转接盘3的连接部15插入行星架1的容纳空间12中时，第二凸台18位于一对第一凸台9形成的滑槽11中。故在本实施例中，在定位部16的端面上设置有两个第二凸台18，这两个第二凸台18分别于一对第一凸台9及其形成的滑槽11相对应。第一凸台9、第二凸台18均对称设置。

固定盘2套设在转接盘3的外周。固定盘2上开设有与转接盘3的定位部16相匹配的齿槽20，定位部16设置于齿槽20中。在本实施例中，在固定盘2的背离行星架1一侧的端面上设置了一内凹槽21，在该内凹槽21的底部设置了多个呈环状分布的凸起22，这些凸起22与内凹槽21形成了与转接盘3相匹配的齿槽20，并且该齿槽20远离行星架1方向的口部位于内凹槽21的口部之内。一般的，行星架1上的第一凸台9的高度大于或等于固定盘2上的齿槽20的深度。

压簧4为锥形压簧4，其与转接盘3相同轴连接并沿主轴23的轴向伸缩。

参见附图5和附图6所示。将上述各部件装配好使该主轴自锁机构处于起始状态。在该起始状态下，转接盘3上的第二凸块位于行星架1上的滑槽11中，第一凸台9的顶面靠近转接盘3，第二凸台18的顶面靠近行星架1；转接盘3上的第二定位块17位于行星架1上的周向定位槽14中且第二定位块17与第一定位块13之间具有一距离，即第二定位块17并未抵在周向定位槽14的槽壁上。此时，转接盘3的定位部16位于固定盘2的齿槽20中，主轴23此时处于锁定的状态。

参见附图7所示。转动行星架1，本实施例以逆时针转动行星架1为例。随着行星架1的转动，转接盘3上的第二凸块在滑槽11中向图中左侧的第一凸块的方向滑动。当滑动至该第一凸块的底部时，随着行星架1的进一步转动，在第一斜面10即第二斜面19的作用下，第二凸块沿第一凸块爬升，此时转接盘3在主轴23的轴向上产生位移并压缩压簧4。在该过程中，定位部16向齿槽20外移动但并未完全脱离齿槽20，转接盘3上的第二定位块17也在行星架1上的周向定位槽14中向着一个第一定位块13的方向而沿着容纳空间12的内壁滑动。

参见附图8所示。行星架1继续转动，当第二凸块爬升至第一凸块的顶部时，转接盘3的定位部16已移出固定盘2上的齿槽20，转接盘3已可自由转动，但第二定位块17与第一定位块13之间虽然距离在逐渐靠近但仍具有一段距离，此时，该主轴自锁机构进入过渡状态。

参见附图9和附图10所示。再继续逆时针转动行星架1，第二凸块在第一凸块的顶部滑动，此时，转接盘3在主轴23的轴向上已经不再具有位移，而第二定位块17在周向定位槽14中滑动，直至其抵在第一定位块13上，从而将转接盘3和行星架1在周向上的相对位置锁定，此时，主轴自锁机构进入自锁状态，转接盘3以及与其相固定连接的主轴23即会随着行星架1的转动而转动。

在该主轴自锁机构由过渡状态运动转变至自锁状态的过程中，行星架1转过一安全角度，例如可设定该安全角度为5°。

参见附图11至附图13所示。停止转动行星架1，夹头8由于惯性还会继续逆时针旋转，当其转过一个较小的角度（例如10°）时，转接盘3的定位部16与固定盘2中形成齿槽20的凸起22任然相互干涉，转接盘3无法回位。夹头8继续旋转，让其转过一个合适的角度（例如40°）时，转接盘3的定位部16正好与固定盘2的齿槽20相对，此时压簧4伸长，将转接盘3的定位部16压回至固定盘2的齿槽20中，该主轴自锁机构回复到起始状态。

同样的，由于该主轴自锁机构的对称设计，若顺时针转动行星架1，则其各个过程与上述逆时针转动行星架1的过程相类似，仅方向上有所不同。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种主轴自锁机构，与主轴相连接用于对所述主轴实现自锁功能，其特征在于：所述主轴自锁机构包括行星架、固定盘、转接盘、压簧；所述转接盘与所述主轴相固定连接并同轴转动；所述行星架与所述转接盘相同轴连接，所述固定盘套设在所述转接盘的外周；

所述行星架上靠近所述转接盘一侧的端面上设置有至少一对第一凸台，一对所述第一凸台相对称的沿所述行星架的周向设置，且一对所述第一凸台的相靠近的一侧面为相对称的第一斜面，一对所述第一斜面及其所在的所述行星架的端面形成沿周向延伸的滑槽，所述第一凸台的顶部之间的距离大于其底部之间的距离；所述行星架的轴向的中心设置有柱状的容纳空间，所述容纳空间的内侧壁上设置有至少一对向所述容纳空间的中心凸出的第一定位块，所述第一定位块之间形成周向定位槽；

所述转接盘包括连接部和定位部；所述连接部的侧壁上具有沿其轴向设置的第二定位块，所述连接部插入所述容纳空间中且所述第二定位块位于所述周向定位槽中；所述定位部上靠近所述行星架一侧的端面上沿其周向设置有第二凸台，所述第二凸台的两侧面为与所述第一斜面相匹配的第二斜面，所述第二凸台位于所述滑槽中；所述定位部为齿盘，所述固定盘上开设有与所述转接盘的定位部相匹配的齿槽，所述定位部设置于所述齿槽中；所述的固定盘的背离所述的行星架一侧的端面上设置一内凹槽，在所述的内凹槽的底部设置多个呈环状分布的凸起，所述的凸起与所述的内凹槽形成与所述的转接盘相匹配的齿槽；

所述压簧与所述转接盘相连接并沿所述主轴的轴向伸缩；

所述主轴自锁机构包括起始状态、自锁状态；

在所述起始状态下，所述第二凸台位于所述滑槽中，所述第一凸台的顶面靠近所述转接盘，所述第二凸台的顶面靠近所述行星架，所述第二定位块位于所述周向定位槽中且所述第二定位块与所述第一定位块之间具有一距离，所述转接盘的定位部位于所述固定盘的齿槽中；

在所述自锁状态下，所述行星架转动而使所述第二凸台滑至所述第一凸台的顶部，所述第二定位块抵在所述第一定位块上而将所述转接盘和所述行星架在周向上的相对位置锁定，所述转接盘的定位部沿轴向移出所述固定盘的齿槽；

所述主轴自锁机构还包括过渡状态；

在所述过渡状态下，所述行星架转动而使所述第二凸台沿所述第一斜面爬升至所述第一凸台的顶部，所述第二定位块位于所述周向定位槽中且所述第一定位块与所述第二定位块具有一距离，所述转接盘的定位部沿轴向移出所述固定盘的齿槽；

所述主轴自锁机构由所述过渡状态运动转变至所述自锁状态，所述行星架转过一安全角度，所述转接盘在所述主轴的轴向上不再具有位移。

2.根据权利要求1所述的主轴自锁机构，其特征在于：所述第一凸台的高度大于或等于所述固定盘上的齿槽的深度。

3.根据权利要求1所述的主轴自锁机构，其特征在于：所述安全角度为5°。

4.根据权利要求1所述的主轴自锁机构，其特征在于：所述转接盘与所述主轴通过花键相固定连接。

5.根据权利要求1所述的主轴自锁机构，其特征在于：所述压簧为锥形压簧，其与所述转接盘相同轴连接。