CN105289792A - 齿轮齿条式往复冲击装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种齿轮齿条式往复冲击装置，其包括壳体、设置在壳体内的齿条组件以及位于齿条组件内的不完全齿轮，其技术要点是：所述齿条组件包括腰圆环形结构以及冲击滑块，环形结构内壁的长度方向上分别设有齿条，环形结构外壁上设有凸缘；壳体内壁上设有与齿条组件凸缘相配合的滑槽，壳体内的冲击滑块端限位有冲击机构；不完全齿轮的轮齿与齿条组件啮合，不完全齿轮的轮齿数小于全齿数一半。利用齿条组件与不完全齿轮脱离啮合后的自由惯性运动实现冲击作用，同时实现齿条组件的运动换向，相比传统的曲柄滑块式往复冲击装置，齿轮齿条式往复冲击装置结构更为简单，紧凑，所占空间小，同时也可有效避免垂直滑块运动方向上运动的不平衡性。

Description

齿轮齿条式往复冲击装置

技术领域

本发明涉及作业、运输领域，尤其涉及一种用往复元件破碎或粉碎的机械设备，具体说是一种齿轮齿条式往复冲击装置。

背景技术

往复冲击装置在岩石凿钻、墙体凿孔、爆破炮孔、矿石击碎、混凝土振捣密实、料仓和溜槽震击防堵、钢材表面震击除锈等领域应用广泛，具体如凿岩机、冲击钻机、振动冲击锤、振捣器及各种手持冲击器具等等。目前往复冲击装置主要由有气动、液压、内燃和电动四种类型，其中电动往复冲击装置因其不需要动力的二次转换、使用方便以及能源利用率高等优点在近年来应用广泛。

目前电动往复冲击装置大多是通过曲柄滑块机构将电动机的旋转运动转换成冲击部件的往复直线冲击，然而，曲柄滑块机构由于其结构制约，也给往复冲击装置造成了不利的影响：（1）滑块的往复直线运动状态由上级的曲轴、连杆运动决定，其速度接近正弦曲线规律，其运动后半程减速直至停止，不利于冲击，需增加中间转换部件将滑块的受控往复运动转换成自由的往复运动，再由具备自由往复运动的部件撞击具体的冲击部件，从而完成冲击，如现有的压气活塞式电动凿岩机就是这种工作原理，因此通常造成曲柄滑块式往复冲击装置结构复杂，体积增大，易损件增多，能量损失增多；（2）曲柄滑块机构由曲柄、连杆、滑块组成，其机构本身结构不紧凑，占空间较大；（3）曲柄滑块机构在垂直于滑块往复运动的方向运动不平衡，滑块与装置壳体间存在侧向压力，常造成滑块（活塞）与壳体间磨损，严重影响了使用寿命。

为解决上述问题，曾设计出如授权公告号为CN204208600U的实用新型专利公开的一种锤式破碎机，其包括壳体，壳体合围形成中间的破碎箱和在破碎箱两侧对称设置的动力箱；破碎箱的顶部开口，破碎箱的底部设有筛板；动力箱内设有不完全齿轮机构，不完全齿轮机构包括转轴、不完全齿轮、U形板和弹簧等部件。该结构主要采用了不完全齿轮施加挤压力，再由弹簧机构使撞锤复位，由此导致在撞锤向内挤压时，弹簧会施加反作用力，一定程度上影响了破碎效果，同时由于增加了弹簧机构，增加了所需维护组件的数量，提高了使用成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种齿轮齿条式往复冲击装置，从根本上解决了现有冲击装置占地面积大、维护成本高、使用寿命短等问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：该齿轮齿条式往复冲击装置包括壳体、设置在壳体内的齿条组件以及位于齿条组件内的不完全齿轮，其特征在于：所述齿条组件包括腰圆环形结构以及设置在环形结构长度方向一端的冲击滑块，冲击滑块的外缘与壳体内壁相配合，环形结构内壁的长度方向上分别设有齿条，环形结构外壁上设有凸缘；壳体内壁上设有与齿条组件凸缘相配合的滑槽，壳体上设有油孔，壳体内的冲击滑块端限位有冲击机构；不完全齿轮的转轴限位在壳体上，不完全齿轮的轮齿与齿条组件的其中一条齿条啮合，不完全齿轮的轮齿数小于全齿数一半。

所述冲击机构与壳体内壁之间设有橡胶垫。

所述齿条组件的冲击滑块远端半圆形内壁半径大于不完全齿轮齿根圆半径，冲击滑块的近端半圆形内壁半径等于不完全齿轮齿根圆半径。

所述不完全齿轮的端部轮齿为圆角。

本发明的有益效果是：不完全齿轮可与齿条组件啮合传动，驱动齿条组件往复运动，不完全齿轮可由电动机、减速器等驱动齿轮轴运动。不完全齿轮的轮齿与齿条组件内的其中一个齿条轮齿啮合，以实现齿条组件不同向的往复运动，不完全齿轮设置略少于一半全齿数的轮齿，以保证齿条组件与扇形轮齿每次脱离啮合后有一段自由惯性运动，在该运动行程中与冲击机构发生碰撞冲击。不完全齿轮的端部轮齿做修形和倒圆角处理，防止齿条组件换向时，齿轮、齿条出现上下卡齿现象，齿条组件环形结构外侧设有凸缘结构，凸缘一方面可保证齿轮组件在壳体内侧的滑槽内稳定地往复滑动，另一方面增加了齿条组件强度。冲击机构上的螺母用于在冲击反弹强烈时控制冲击机构回弹的距离，使齿条组件和冲击机构的碰撞仍发生在齿条组件的自由运动行程，冲击机构右端的冲击头连接端可根据不同的需求安装不同的冲击头和转动机构。综上所述，本发明具有结构更简单紧凑，占用空间更小，有效避免了垂直滑块运动方向上运动的不平衡性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的工作过程示意图；

图3为齿条组件与不完全齿轮脱离啮合瞬间状态；

附图标记说明：1壳体；1-1油孔；1-2滑槽；2齿条组件；2-1凸缘；2-2冲击滑块；2-3左端半圆形；2-4右端半圆形；3不完全齿轮；3-1啮出齿；3-2啮入齿；4冲击机构；4-1螺母；4-2冲击头连接端；5橡胶垫、6螺母、7冲击头。

具体实施方式

以下结合图1~3，通过具体实施例详细说明本发明的内容。该齿轮齿条式往复冲击装置包括壳体、设置在壳体内的齿条组件以及位于齿条组件内的不完全齿轮等部分。其中，齿条组件2包括腰圆环形结构以及设置在环形结构长度方向一端的冲击滑块2-2，冲击滑块2-2的外缘与壳体1内壁相配合，环形结构内壁的长度方向上分别设有齿条，环形结构外壁上设有凸缘2-1。凸缘2-1增加了齿条组件2的强度，同时保证齿条组件2沿壳体1内开设的滑槽1-2做往复滑动，起导向作用。齿条组件2的冲击滑块2-2远端半圆形（左端半圆形2-3）内壁半径略大于不完全齿轮3齿根圆半径，冲击滑块的近端半圆形（右端半圆形2-4）内壁半径等于不完全齿轮3的齿根圆半径，不完全齿轮3的端部轮齿（啮出齿3-1、啮入齿3-2）为圆角，防止齿条组件2换向时齿轮、齿条出现上下卡齿现象。不完全齿轮3可由电动机、减速器等驱动。壳体1内壁上设有与齿条组件2凸缘相配合的滑槽1-2，壳体上设有油孔1-1，壳体内的冲击滑块端限位有冲击机构，壳体2内壁上固定粘贴有橡胶垫5，橡胶垫5，为冲击机构4提供一定的回弹力。不完全齿轮3的转轴限位在壳体1上，不完全齿轮3的轮齿与齿条组件2的其中一条齿条啮合，驱动齿条组件2往复运动，不完全齿轮3的轮齿数小于全齿数一半，以保证齿条组件2与扇形轮齿每次脱离啮合后有一段自由惯性运动，在该运动行程中碰撞冲击冲击机构4。冲击机构4上螺纹安装螺母4-1，螺母4-1在冲击反弹强烈时控制冲击机构4回弹的距离，使齿条组件2和冲击机构4的碰撞仍发生在齿条组件2的自由运动行程，冲击机构4的冲击头连接端4-2可根据不同的需求安装不同的冲击头和转动机构。

工作过程：

图2（a）中，不完全齿轮3与齿条组件2的上侧轮齿啮合，不完全齿轮3顺时针转动带动齿条组件2右行，此时冲击机构4正处于回弹阶段，随着运动的进行，图3中，齿条组件2与不完全齿轮3脱离啮合，此时由于不完全齿轮3齿数少于一半全齿数，以及齿条组件左端半圆形内壁2-3半径略大于不完全齿轮3齿根圆半径，使得齿条组件2有一小段向右的自由惯性运动行程；

图2（b）中，齿条组件2的冲击滑块2-2与回弹的冲击机构4发生碰撞，冲击机构4获得向右的巨大冲击力，同时齿条组件2受到冲击机构4的反向反弹力；

图2（c）中，冲击机构4向右推动冲击头7，齿条组件2在反弹力作用下向左运动，齿条组件2下侧轮齿与顺时针转动的不完全齿轮3的轮齿啮合，齿条组件2左行回程；

图2（d）中，随着运动的进行，齿条组件2与不完全齿轮3脱离啮合的瞬间，由于齿条组件2右端半圆形内壁2-4半径等于不完全齿轮3齿根圆半径，此时半圆形内壁2-4与不完全齿轮3接触碰撞，迫使齿条组件2停止左行，随后不完全齿轮3的轮齿与齿条组件2上侧轮齿啮合，进而带动齿条组件2右行，进行下一循环的运动。

Claims (4)

1.一种齿轮齿条式往复冲击装置，包括壳体、设置在壳体内的齿条组件以及位于齿条组件内的不完全齿轮，其特征在于：所述齿条组件包括腰圆环形结构以及设置在环形结构长度方向一端的冲击滑块，冲击滑块的外缘与壳体内壁相配合，环形结构内壁的长度方向上分别设有齿条，环形结构外壁上设有凸缘；壳体内壁上设有与齿条组件凸缘相配合的滑槽，壳体上设有油孔，壳体内的冲击滑块端限位有冲击机构；不完全齿轮的转轴限位在壳体上，不完全齿轮的轮齿与齿条组件的其中一条齿条啮合，不完全齿轮的轮齿数小于全齿数一半。

2.根据权利要求1所述的齿轮齿条式往复冲击装置，其特征在于：所述冲击机构与壳体内壁之间设有橡胶垫。

3.根据权利要求1所述的齿轮齿条式往复冲击装置，其特征在于：所述齿条组件的冲击滑块远端半圆形内壁半径大于不完全齿轮齿根圆半径，冲击滑块的近端半圆形内壁半径等于不完全齿轮齿根圆半径。

4.根据权利要求1所述的齿轮齿条式往复冲击装置，其特征在于：所述不完全齿轮的端部轮齿为圆角。