CN106849491B - 一种双速减速电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双速减速电机，该双速减速电机包括原动电机以及齿轮变速机构，所述原动电机的输入轴上安装有第一单向齿轮和第二单向齿轮，两者锁紧方向相反；所述齿轮变速机构包括第一双联齿轮、第二双联齿轮以及具有输出轴的输出大齿轮，所述双联齿轮由同轴呈一体结构的大齿轮和小齿轮组成；其中，所述第一单向齿轮啮合传动所述第一双联齿轮中的大齿轮，所述第一双联齿轮中的小齿轮啮合传动所述第二双联齿轮中的大齿轮，所述第二双联齿轮中的小齿轮啮合传动所述输出大齿轮，所述第二单向齿轮啮合传动所述第二双联齿轮中的大齿轮。本发明的优点是，双速减速电机结构简单，可将原动电机输入轴上的高速运转动力转化为中、低速两档转速向外输出。

Description

一种双速减速电机

技术领域

本发明涉及减速设备，具体涉及一种双速减速电机。

背景技术

减速电机在传递动力与运动的机构中应用非常广泛，它是一种利用齿轮的速度转换器将电机的回转数减速到所要的回转数并得到较大转矩的机构，也可称为“减速电动机”或“减速马达”。

减速电动机一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机、内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的。

减速电机的调速方法通常可分为有级调速和无级调速：

（1）有级调速或变极调速是最简单和最经济的调速方法，但是目前的有级调速大都采用带排档离合的齿轮箱进行有级调速，结构较为复杂。

（2）无级调速是对异步电机进行串级调速、转子电阻调速或对直流电机进行调压调速等，制造成本较高。

鉴于此，本领域技术人员需要一种结构简单、成本较低的减速电机。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种双速减速电机，该双速减速电机通过在原动电机的输入轴上安装两个锁紧方向相反的单向齿轮并与齿轮变速机构啮合传动，从而实现通过控制驱动电机正转和反转即可实现齿轮变速机构的两档转速调节。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种双速减速电机，其特征在于所述双速减速电机包括原动电机以及齿轮变速机构，所述原动电机的输入轴上匹配安装有第一单向齿轮和第二单向齿轮，两者的锁紧方向相反；所述齿轮变速机构包括第一双联齿轮、第二双联齿轮以及具有输出轴的输出大齿轮，所述双联齿轮由同轴呈一体结构设置的大齿轮和小齿轮组成；其中，所述第一单向齿轮啮合传动所述第一双联齿轮中的大齿轮，所述第一双联齿轮中的小齿轮啮合传动所述第二双联齿轮中的大齿轮，所述第二双联齿轮中的小齿轮啮合传动所述输出大齿轮，所述第二单向齿轮啮合传动所述第二双联齿轮中的大齿轮。

所述单向齿轮包括具有一中心通孔的齿轮本体以及匹配安装在所述中心通孔中的滚针保持架，所述中心通孔的内壁面上分布有内棘轮，所述滚针保持架上均布有若干轴向滚针，各所述滚针对应贴合在相邻所述内棘轮之间的齿槽中，所述齿槽使所述滚针单向转动。

所述驱动电机的输入轴插设于所述滚针保持架中，且所述输入轴的外壁面与各所述滚针壁面贴合构成摩擦传动。

所述内棘轮的齿形呈不对称圆弧形。

所述滚针保持架为一尺寸与所述中心通孔内壁相适配的圆柱形框架，包括上圆环、下圆环以及若干连接两者的立柱。

所述立柱的一个侧面上具有容置所述滚针的槽道、另一个侧面上具有限位架，所述限位架用于对位于相邻的所述立柱槽道中的所述滚针进行限位。

所述上圆环以及所述下圆环的外缘上分布有若干凸块，所述凸块卡接设置于各所述内棘轮之间的齿槽中。

所述齿轮本体的中心通孔底部具有内凸缘，用以承托所述滚针保持架。

所述原动电机的端面上设置有供所述第一双联齿轮和所述第二双联齿轮旋转的限位转轴。

本发明的优点是，双速减速电机结构简单，通过输入轴上两个单向齿轮与齿轮变速机构之间的啮合传动，可将原动电机输入轴上的高速运转动力转化为中、低速两档转速向外输出，操作原理简单，制造成本低，适合大规模推广应用。

附图说明

图1为本发明中双速减速电机的立面结构示意图；

图2为本发明中双速减速电机的平面布置示意图；

图3为本发明中单向齿轮内的齿轮本体结构示意图；

图4为本发明图3中齿轮本体的A-A剖视图；

图5为本发明中单向齿轮的侧视图；

图6为本发明图5中单向齿轮的B向视图；

图7为本发明图5中单向齿轮的C-C剖视图；

图8为本发明中滚针保持架内上圆环或下圆环的平面示意图；

图9为本发明中滚针保持架的局部立面示意图；

图10为本发明中单向齿轮套装在输入轴上的平面示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-10，图中标记1-25分别为：原动电机1、输入轴2、第一单向齿轮3、第二单向齿轮4、第一双联齿轮5、大齿轮6、限位转轴7、小齿轮8、第二双联齿轮9、大齿轮10、小齿轮11、输出轴12、输出大齿轮13、限位转轴14、齿轮本体15、内棘轮16、齿槽17、内凸缘18、凸块19、上圆环20、立柱21、滚针22、限位架23、下圆环24、滚针保持架25。

实施例：如图1、2所示，本实施例具体涉及一种双速减速电机，该双速减速电机主要由原动电机1和齿轮变速机构两部分组成，齿轮变速机构用于将原动电机1的高速运转动力转换为中、低速的两档转速向外输出。

如图1、2所示，原动电机1的输入轴2上自下而上匹配套装有第一单向齿轮3和第二单向齿轮4，此处的单向齿轮是指在朝一个方向旋转时，单向齿轮能够与输入轴2之间锁紧卡死，而朝相反的方向旋转时，单向齿轮与输入轴2之间发生相互空转；需要说明的是，本实施例中第一单向齿轮3和第二单向齿轮4在套装时相互之间的锁紧方向相反，从而使原动电机1无论是驱动输入轴2正转还是反转，输入轴2都能够与其中的一个单向齿轮保持锁紧，以啮合传动齿轮变速机构。

如图1、2所示，齿轮变速机构由第一双联齿轮5、第二双联齿轮9以及输出大齿轮13这三大部分组合而成；其中，第一双联齿轮5由同轴呈一体结构的大齿轮6和小齿轮8组成，并套装在固定于原动电机1上盖面上的限位转轴7上，大齿轮6与第一单向齿轮3之间构成啮合传动关系，且大齿轮6的直径和齿数大于单向齿轮3的直径和齿数；第二双联齿轮9的尺寸规格与第一双联齿轮5的尺寸规格相同，同样由同轴呈一体结构的大齿轮10和小齿轮11组成，且套装在固定于原动电机1上盖面上的限位转轴14上，大齿轮10同时与第二单向齿轮4以及第一双联齿轮5的小齿轮8构成啮合传动关系（附图1中由于视角关系未显示出三者之间的啮合传动关系），而小齿轮10则与输出大齿轮13构成啮合传动关系；输出大齿轮13上具有向外输出动力的输出轴12，输出轴12的一端承抵于原动电机1的上盖面、另一端用于驱动外部执行机构，输出大齿轮13的直径和齿数均大于小齿轮11。

如图1、2所示，本实施例中双速减速电机的工作方法如下：

（1）低速档位：

控制原动电机1使其上的输入轴2正向旋转，此时，第一单向齿轮3与输入轴2之间保持锁紧关系，而第二单向齿轮4则与输入轴2之间未锁紧（即空转），也就是说，此时，第一单向齿轮3啮合传动第一双联齿轮5中的大齿轮6，由于大齿轮6的齿数多于第一单向齿轮3，因此大齿轮6与小齿轮8所处的第一双联齿轮5的转速发生第一次降低；之后，第一双联齿轮5上的小齿轮8啮合传动第二双联齿轮9上的大齿轮10，由于大齿轮10的齿数多于小齿轮8的齿数，因此大齿轮10与小齿轮11所处的第二双联齿轮9的转速发生第二次降低；随后，第二双联齿轮9上的小齿轮11啮合传动输出大齿轮13，由于输出大齿轮13的齿数多于小齿轮11的齿数，因此输出大齿轮13的转速发生第三次降低，输出轴12由此以低速大扭矩向外输出旋转动力；

（2）中速档位

控制原动电机1使其上的输入轴2反向旋转，此时，第二单向齿轮4与输入轴2之间保持锁紧关系，而第一单向齿轮3则与输入轴2之间未发生锁紧（即空转），也就是说，此时，第二单向齿轮4啮合传动第二双联齿轮9中的大齿轮10，由于大齿轮10的齿数大于第二单向齿轮4的齿数，因此大齿轮10与小齿轮11所处的第二双联齿轮9的转速发生第一次降低；之后，第二双联齿轮9上的小齿轮11啮合传动输出大齿轮13，由于输出大齿轮13的齿数多于小齿轮11的齿数，因此输出大齿轮13的转速发生第二次降低，输出轴12由此以中速大扭矩向外输出旋转动力，由于反向旋转时只发生两次降速，相较于正向旋转时少发生了一次降速，故此处称之为中速档位；

需要说明的是，在实际的齿轮变速机构中，各齿轮的齿数以及相互之间的传动比可根据实际需求而定，并不唯一。

如图3-10所示，本实施例中配合套装在输入轴2上的单向齿轮（即第一单向齿轮3和第二单向齿轮4），能够在一个方向上锁紧、另一个方向上不锁紧（即空转），其主要由齿轮本体15、滚针保持架25以及设置在滚针保持架25上的若干滚针22所组成，以下对其结构组成及其单向锁紧的原理进行进一步的说明：

在齿轮本体15的轮缘上均布有若干轮齿，且在齿轮本体15的中心部位处开设有一中心通孔，该中心通孔的内腔用于配合安装前述的滚针保持架25，为了使滚针保持架25能够在轴向上得到限位，如图3、4所示，在齿轮本体15的中心通孔底部的内壁面上设置有一圈内凸缘18，用以对滚针保持架25进行承托限位。如图3所示，在齿轮本体15的中心通孔内壁面上开设有内棘轮16的结构，内棘轮16的齿形呈不对称圆弧形，相邻的内棘轮16之间为齿槽17。

滚针保持架25安装在齿轮本体15的中心通孔之中，并呈与中心通孔内壁相适配的塑料圆柱体构造，包括上圆环20、下圆环24以及若干连接两者的立柱21；如图8所示，在上圆环20以及下圆环24的外缘部上均布有若干凸块19，各凸块19的设置位置正好对应于各相邻内棘轮16之间的齿槽17，从而使滚针保持架25在插设至中心通孔之中后位置保持固定，防止发生旋转位移；如图7、9所示，各立柱21在上圆环20和下圆环24之间沿环向间隔分布，立柱21的一个侧面上具有容置并供滚针22转动的槽道、另一个侧面上具有限位架23，该限位架23指向相邻立柱21上的滚针22以对其进行侧向支托限位，限位架23通常呈斜向剪刀撑构造；在立柱21上具有槽道的侧面上设置有滚针22，且滚针22经由限位架23的侧向支托保持定位，各滚针22如图7、10所示贴合于齿槽17之中，相邻内棘轮16之间的特殊齿槽17结构，能够使滚针22在顺时针方向旋转、逆时针方向无法旋转；需要说明的是，滚针22的数量并不唯一固定，可以根据实际情况而定。

如图10所示，本实施例中的单向齿轮套装在输入轴2上，输入轴2的外壁面与滚针保持架25上的各滚针22构成过盈配合，在输入轴2的压力作用下，各滚针22与中心通孔内壁面上的齿槽17紧密贴合。如图3-10所示，本实施例中输入轴2与单向齿轮之间的工作方法如下：

当输入轴2进行顺时针旋转时，在摩擦传动的作用下，各滚针22呈逆时针旋转，也就是说，滚针22向齿槽17中的斜坡方向滚动，滚针22受到来自于斜坡结构的较大摩擦阻力，多个滚针22所受的摩擦阻力累积值将产生阻碍输入轴22继续转动的反力，使转轴22被单向齿轮锁紧形成一个整体结构，因此单向齿轮外缘上的轮齿能够传递输入轴2的转动力矩；

当输入轴2进行逆时针旋转时，在摩擦传动的作用下，各滚针22呈顺时针旋转，也就是说，滚针22向齿槽17外的内棘轮16上的圆弧方向滚动，由于滚针22同内棘轮16上的圆弧面摩擦力较小，单向齿轮无法对输入轴2构成锁紧，输入轴2同单向齿轮的齿轮本体15之间将产生空转现象，齿轮本体15外缘上的轮齿无法向外传递输入轴2的转动力矩。

Claims (9)

1.一种双速减速电机，其特征在于所述双速减速电机包括原动电机以及齿轮变速机构，所述原动电机的输入轴上匹配安装有第一单向齿轮和第二单向齿轮，两者的锁紧方向相反；所述齿轮变速机构包括第一双联齿轮、第二双联齿轮以及具有输出轴的输出大齿轮，所述双联齿轮由同轴呈一体结构设置的大齿轮和小齿轮组成；其中，所述第一单向齿轮啮合传动所述第一双联齿轮中的大齿轮，所述第一双联齿轮中的小齿轮啮合传动所述第二双联齿轮中的大齿轮，所述第二双联齿轮中的小齿轮啮合传动所述输出大齿轮，所述第二单向齿轮啮合传动所述第二双联齿轮中的大齿轮。

2.根据权利要求1所述的一种双速减速电机，其特征在于所述单向齿轮包括具有一中心通孔的齿轮本体以及匹配安装在所述中心通孔中的滚针保持架，所述中心通孔的内壁面上分布有内棘轮，所述滚针保持架上均布有若干轴向滚针，各所述滚针对应贴合在相邻所述内棘轮之间的齿槽中，所述齿槽使所述滚针单向转动。

3.根据权利要求2所述的一种双速减速电机，其特征在于所述原动电机的输入轴插设于所述滚针保持架中，且所述输入轴的外壁面与各所述滚针壁面贴合构成摩擦传动。

4.根据权利要求2所述的一种双速减速电机，其特征在于所述内棘轮的齿形呈不对称圆弧形。

5.根据权利要求2所述的一种双速减速电机，其特征在于所述滚针保持架为一尺寸与所述中心通孔内壁相适配的圆柱形框架，包括上圆环、下圆环以及若干连接两者的立柱。

6.根据权利要求5所述的一种双速减速电机，其特征在于所述立柱的一个侧面上具有容置所述滚针的槽道、另一个侧面上具有限位架，所述限位架用于对位于相邻的所述立柱槽道中的所述滚针进行限位。

7.根据权利要求5所述的一种双速减速电机，其特征在于所述上圆环以及所述下圆环的外缘上分布有若干凸块，所述凸块卡接设置于各所述内棘轮之间的齿槽中。

8.根据权利要求2所述的一种双速减速电机，其特征在于所述齿轮本体的中心通孔底部具有内凸缘，用以承托所述滚针保持架。

9.根据权利要求1所述的一种双速减速电机，其特征在于所述原动电机的端面上设置有供所述第一双联齿轮和所述第二双联齿轮旋转的限位转轴。