CN106979301A - 可预设过载位的机械传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械传动机构。一种可预设过载位的机械传动机构，包括一对啮合在一起的齿轮和过载位设定弹簧，所述齿轮为斜齿轮，所述一对齿轮中的至少一个齿轮沿轴向可滑动地套设在传动轴上且至少一端通过所述过载位设定弹簧进行支撑，所述一对齿轮转动时可滑动地套设在传动轴上的齿轮产生轴向移动驱动所述过载位设定弹簧变形储能，当所述机械传动机构所驱动的载荷达到设定上限值时可滑动地套设在传动轴上的齿轮所处的位置为过载位。本发明提供了一种可预设过载位的机械传动机构，解决了现有的机械传动机构的过载位不可以预设的问题。

Description

可预设过载位的机械传动机构

技术领域

本发明涉及机械传动机构，尤其涉及一种可预设过载位的机械传动机构。

背景技术

机械传动时为了防止过载而导致损坏，常常会设置保证装置进行保护。如专利号201420566905.5的使用滚珠作为同轴过载保护结构。现有的机械传动机构只能够设定过载力的大小、以机械的手段（如摩擦而产生打滑，部件的断裂）来实现过载保护，不能够设定过载时传动机构的齿轮的位置（即过载位）、从而使得难以实现通过电气化手段进行过载保护。

发明内容

本发明提供了一种可预设过载位的机械传动机构，解决了现有的机械传动机构的过载位不可以预设的问题。

以上技术问题是通过下列技术方案解决的：一种可预设过载位的机械传动机构，包括一对啮合在一起的齿轮和过载位设定弹簧，所述齿轮为斜齿轮，所述一对齿轮中的至少一个齿轮沿轴向可滑动地套设在传动轴上且至少一端通过所述过载位设定弹簧进行支撑，所述一对齿轮转动时可滑动地套设在传动轴上的齿轮产生轴向移动驱动所述过载位设定弹簧变形储能，当所述机械传动机构所驱动的载荷达到设定上限值时可滑动地套设在传动轴上的齿轮所处的位置为过载位。使用时，一个齿轮输入动力、另一个齿轮输出动力来实现传动。本发明进行制作时，根据最大载荷的大小（也即过载载荷的最小值）和预设的过载位、来选用对应差数的过载位设定弹簧和过载位设定弹簧的初始位置，使得刚开始过载即载荷达到最大值）时可滑动地套设在传动轴上的齿轮刚好位于过载位上。

本发明还包括过载位检测开关，检测可滑动地套设在传动轴上的齿轮是否位于过载位；第一控制单元，当过载位检测开关检测到可滑动地套设在传动轴上的齿轮位于过载位时、使提供动力给机械传动机构的动力源停止输出动力给所述机械传动机构。实现了电气控制的方式来防过载，便于实现自动化和远程控制。过载切断力源来防过载，安全性好，对机械传动机构的损伤小。提供了一种电气化防过载的技术手段。

本发明还包括压力传感器，检测过载位设定弹簧所受到的齿轮给予的挤压力；第二控制单元，当压力传感器检测到过载位设定弹簧受到的齿轮给予的挤压力为设置值以上时、使提供动力给机械传动机构的动力源停止输出动力给所述机械传动机构。实现了电气控制的方式来防过载，便于实现自动化和远程控制。过载切断力源来防过载，安全性好，对机械传动机构的损伤小。提供了另一种电气化防过载的技术手段。可以同第一种手段一起使用而提高可靠性。

作为优选，所述可滑动地套设在传动轴上的齿轮移动到所述过载位时、所述一对齿轮啮合在一起。运行时的平稳性好，过载位时如果脱开，则脱开与合上的过程中会产生较大的抖动，容易导致部件损坏且噪音大。

作为另一优选，所述可滑动地套设在传动轴上的齿轮移动到所述过载位时，所述一对齿轮脱开。提供了一种机械式防过载的技术手段。

作为优选，可滑动地套设在传动轴上的齿轮的两端都通过所述过载位设定弹簧进行支撑。能够实现正反两个方向的防过载与复位。只有一端设置时则只能够实现一个方向的防过载于复位。

本发明还包括角度检测传感器，检测移动齿轮中的两个齿轮的转动角度；第三控制单元，计算并判断A1R1减去A2R2的差是否在设定范围内，如果不在则使提供动力给机械传动机构的动力源停止输出动力给所述机械传动机构，A1为一对齿轮中的一个齿轮转动的角度、A2为一对齿轮中的另一个齿轮转动的角度，R1为一对齿轮中的一个齿轮的分度圆的半径、R2为一对齿轮中的另一个齿轮的分度圆的半径径。如果不产生过载，则两个齿轮的转动的线速度距离（即线位移）差则在设定范围内，如果产生了过载则线速度距离差也超出设定范围差，以此判断是否打滑。实现了电气控制的方式来防过载，便于实现自动化和远程控制。过载切断力源来防过载，安全性好，对机械传动机构的损伤小。提供了第三种电气化防过载的技术手段。

本发明还包括过载判别结构，所述过载判别结构包括投影板、挡光板和朝向投影板照射的激光二极管，所述投影板同所述可滑动地套设在传动轴上的齿轮连接在一起，所述挡光板仅在可滑动地套设在传动轴上的齿轮位于过载位时遮挡住所述激光二极管发出的光。使用时齿轮等通常会安装在传动箱中而不能够直接观察到，此时可以通过将投影板安装在齿轮箱的外部，且在齿轮箱上开设透光孔使光透过，即能够方便地观察到投影板上是否有激光二极管照射来的光，如果没有则表示过载了。判断过载时方便。

本发明还包括加热结构，所述激光二极管为绿光激光二极管，所述加热结构包括导热基板和设置在导热基板上的贴片电阻，所述散热器设有连通在一起的激光二极管安装孔和加热结构安装孔，所述导热基板安装在所述加热结构安装孔内且同所述激光二极管导热性连接在一起，所述导热基板一体成型有穿设在所述激光二极管安装孔内的导热套，所述激光二极管连接在所述导热套内，温度为25℃以上时、所述激光二极管通过所述导热套同所述激光二极管安装孔抵接在一起，所述散热器的线性膨胀系数小于所述导热套的线性膨胀系数。绿光观察时不刺眼。但绿色激光二极管对环境温度的要求特别高，当环境温度低于25℃时其亮度降低，高于30℃时亮度同样降低，因此绿色激光二极管使用时既要考虑到散热又要考虑到加热，特别在冬天使用，环境温度比较低，对使用绿色的激光二极管的产品根本不亮，如果在产品上不设计加热结构对激光二级管加热产品是无法工作的，目前对激光二极管的加热方式有两种，一种为在激光二极管上缠绕加热带然后将激光二极管安装到散热器上的方式进行加热，该加热方式当需要进行散热时会导致激光二极管散热不良，所以严重不适于激光二极管的加热。另一种为将一个功率电阻放置在激光二极管的散热器表面上对散热器进行加热，然后通过散热器将热量传递给激光二极管，由于散热器表面的散热其热传递给激光二极管绿色激光二极管的起动时非常漫长，在低温环境中的起动时长（即将激光二极管加热到25℃以上进行正常发光的时长）最少也要30分钟以上，也即加热效率低。

本技术方案将原来的功率电阻替换成贴片电阻贴在导热板上，让电阻的热量传送给导热板，也就是导热板充当了电阻的散热器，导热板同激光二极管导热性连接在一起，从而使得产生的热量能够快速传递给激光二极管，与现有的第二种方式比激光二级管温度由-25℃加热到正常发光机25℃时长只有5~10分钟（现有的为30分钟也上）。同时当不加热时，导热板的存在对激光二极管的散热效果的影响小。温度上升时，在热胀作用小二极管安装孔同激光二极管之间形成紧配合有能够进行良好的导热，使得散热效果又能够高。既能够自动实现加热时激光二极管同散热器之间的导热效果下降、散热上提高。

作为优选，所述导热基板远离所述激光二极管的一侧同所述加热结构安装孔的孔壁之间断开。加热时的热量能够大部分流向激光二极管所在处，起到提高加热效果的作用，而对散热时的阻碍少。

作为优选，所述贴片电阻设置在所述导热基板远离所述激光二极管的一侧上。能够既保证贴片电阻的热量传递给导热板、又能够使得贴片电阻的存在不干涉导热板和激光二极管之间的热传递效果。当温度低于25℃时需要对激光二极管进行加热，此时在冷缩作用下激光二极管安装孔同激光二极管之间形成间隙配合，能够有效地防止激光二极管的热量进一步地流失而起到提高加热效率的作用。

作为优选，所述导热套的一端和散热器的一端都密封抵接在密封板上，所述导热套的另一端和散热器的另一端通过环形储液囊密封连接在一起，所述导热套、密封板、散热器和环形储液囊之间形成密封腔，所述密封腔同环形储液囊连通且在重力或环形储液囊的弹性收缩作用下环形储液囊内的绝热液体可以流到密封腔内。由于当低于25℃时冷缩作用会导致导热套和激光二极管安装孔之间产生间隙而降低导热套和散热器之间的导热效果而起到提高加热效果的作用，此时绝热液体填充到该间隙内起到进一步提高绝热效果使得加热效果更好。当温度高于25℃或30℃而需要散热时，在热胀作用下导热套和激光二极管安装孔之间抵紧在一起、抵紧过程中将导热套和激光二极管安装孔之间的绝热液挤压出而储存在环形储液囊内。能够进一步提高加热时的加热效果。

本发明具有下述优点：能够预设过载位，对过载进行方便的体现，从而为通过电控制方式实现防过载奠定的基础。

附图说明

图1为本发明实施例一的示意图。

图2为本发明实施例二的示意图。

图3为图2的A处的局部放大示意图。

图4为本发明实施例三的示意图。

图5为实施例四中的激光二极管进行加散时示意图。

图中：齿轮1、主动齿轮11、从动齿轮12、传动轴2、主动轴21、从动轴22、棱柱段221、过载位设定弹簧3、调节块31、控制装置4、过载位检测开关41、压力传感器42、角度检测传感器43、第一控制单元4-1、第二控制单元4-2和第三控制单元4-3、散热器91、激光二极管安装孔911、加热结构安装孔912、激光二极管92、电源引入脚921、加热结构93、导热基板931、贴片电阻932、导热胶933、导热套934、密封板94、环形储液囊95、密封腔96、投影板97、挡光板98。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

参见图1，一种可预设过载位的机械传动机构，包括一对齿轮1和两根传动轴2。一对齿轮1中的两个齿轮分布为主动齿轮11和从动齿轮12。主动齿轮11和从动齿轮12都为斜齿轮。主动齿轮11和从动齿轮12啮合在一起。两根传动轴2分别为主动轴21和从动轴22。主动齿轮11固定在主动轴21上，主动轴21设有挡在主动齿轮11两端的卡簧，以阻挡主动齿轮11产生轴向移动。从动轴22上设有棱柱段221。从动齿轮12设有同棱柱段匹配的多边形孔。从动齿轮12可轴向移动地套设在从动轴22上且通过多边形孔配合棱柱吊环221进行滑动与转动时传力。从动齿轮12的两端各同一根过载位设定弹簧3抵接在一起。过载位设定弹簧3的另一端同调节块31连接在一起。调节块31可沿从动轴22轴向可移动地螺纹连接在从动轴22上。

本实施例中通过转动调节块31来改变过载位设定弹簧3的初始力大小和收缩量，使得当从动齿轮12沿轴向移动到刚好同主动齿轮11脱开时，从动齿轮12驱动的负载刚好超出设定载荷也即刚好过载，也即过载位位于从动齿轮12和主动齿轮11脱开的位置。

使用时，动力源提供动力而驱动主动齿轮11转动，主动轮11驱动从动轮12转动，从动轮12转动时还产生轴向移动而挤压过载位设定弹簧3。从动轮12轴向移动距离的大小也即过载位设定弹簧3被压缩的量随着负载的增大而增大。当负载增大到设定的最大载荷量也即开始过载时，从动轮12同主动轮11脱开也即从动轮12移动到了过载位、从而起到过载保护的作用。过载后当驱动从动轮12以反向转动时，在过载位设定弹簧3的作用下从动轮12能够复位到同主动轮11重新啮合在一起。

实施例二，同实施例一的不同之处为：

参见图2，当产生过载时，主动齿轮11和从动齿轮12仍旧是啮合在一起的。

还包括电连接在一起的控制装置4、过载位检测开关41、压力传感器42和角度检测传感器43。控制装置4包括第一控制单元4-1、第二控制单元4-2和第三控制单元4-3。

过载位检测开关41有两个，分别用于当从动齿轮12正向转动到过载位和反向转动到过载位时被检测到而反馈给控制装置。

第一控制单元4-1，当第一控制单元4-1检测到从动齿轮12位于过载位时、使提供动力给主动齿轮11的动力源停止输出动力给主动齿轮11。

压力传感器42有两个，分别用于检测位于从动齿轮两端的过载位设定弹簧3所受到的挤压力。

第二控制单元4-2，当压力传感器42检测到过载位设定弹簧3受到的挤压力已经产生的弹力为设置值以上时、使提供动力给主动齿轮11的动力源停止输出动力给主动齿轮11。

角度检测传感器43有两个，分别用于检测主动齿轮的转动角度A1和从动齿轮的转动角度A2。

第三控制单元4-3，计算并判断A1R1减处A2R2的差是否在设定范围内，R1为主动齿轮的分度圆的半径、R2为从动齿轮的分度圆的半径，如果不在则使提供动力给主动齿轮11的动力源停止输出动力给主动齿轮11。

本实施例中为同时采用了三种电控制的防过载，当然只采用其中的一种或几种都是可以的，手段越多、则同时产生失效的可能性越小，也即进行过载保护的可靠性越高。

实施例三，同实施例二的不同之处为：

参见图3，还包括齿轮箱壳5和过载判别结构9。主动齿轮11和从动齿轮12分别通过转动轴21和从动轴22连接在齿轮箱壳5内。齿轮箱壳5设有两个透光孔51。

过载判别结构9有两个。由于为两个转动方向都可以进行过载位设定，所以需要两个过载判别结构9。如果只进行一个转动方向的过载位设定，则只需要一个过载判别结构9即可。

过载判别结构9包括投影板97、挡光板98和激光二极管92。激光二极管92设有电源引入脚921。激光二极管92固定在散热器91上。投影板97位于齿轮箱壳5的外部。激光二极管92发出的光穿过透光孔51后照射在投影板97上。挡光板98同从动齿轮12连接在一起。挡光板98仅在从动齿轮12位于过载位时遮挡住激光二极管92发出的光。

参见图4，散热器91还连接有加热结构93。

散热器91设有连通在一起的激光二极管管安装孔911和加热结构安装孔912。激光二极管安装孔911为圆孔。加热结构安装孔912为矩形孔。激光二极管安装孔911和加热结构安装孔912贯通，具体为激光二极管安装孔911所在的圆的伸入到加热结构安装孔912内的方式也即相交的方式贯通。激光二极管安装孔911和加热结构安装孔912二者的延伸方向也即深度方向相同。

激光二极管管92为圆柱形。

加热结构93包括导热基板931和设置在导热基板上的贴片电阻932。导热基板931以平置的方式通过导热胶933粘结在加热结构安装孔912内。导热基板931远离激光二极管92的一侧同加热结构安装孔912的孔壁之间断开。贴片电阻932设置在导热基板931远离激光二极管92的一侧上。导热基板931设有导热套934。导热基板931和导热套934为一体成型。导热套934穿设在激光二极管安装孔911内。激光二极管92穿设并导热性连接在导热套934内而被悬挂在激光二极管安装孔911内。导热套934的线性膨胀系数大于散热器91的线性膨胀系数，即热胀冷缩时导热套产生的径向尺寸的变化量大于激光二极管安装孔产生的径向尺寸的变化量。温度为25℃以上时、导热套934同激光二极管安装孔911抵接在一起而实现激光二极管92同激光二极管安装孔911的间接抵接在一起。

使用时，当激光二极管92温度高于25℃时则不给加热结构93通电也即不给贴片电阻932通电，导热套934的径向变大量大于激光二极管安装孔911的径向变大量，使得导热套934同激光二极管安装孔911更加紧密地抵接在一起而进行更为良好的导热。激光二极管92产生的热量通过导热套和导热基板931传递给散热器91而实现散热。当激光二极管92温度低于25℃时，给贴片电阻932通电，贴片电阻932产生的热量传递给导热基板931、进入传递给激光二极管92实现对激光二极管92进行加热到温度不低于25℃，当温度小于25℃时，导热套934的径向变缩小量大于激光二极管安装孔911的径向缩小量，使得导热套934同激光二极管安装孔911之间产生间隙，从而起到降低导热套934将热量传递给散热器91的作用，使得导热套934导热套934传递来的热量能够更为充分地传递给激光二极管92，从而起到提高加热效果的作用。

实施例四，同实施例三的不同之处为：

参见图5，导热套934的一端和散热器91的一端都密封抵接在密封板94上，即导热套和散热器都可以相对于密封板94滑动。导热套934的另一端和散热器91的另一端通过环形储液囊95密封连接在一起。环形储液囊95内装有绝热液体，绝热液体使得环形储液囊95处于弹性展开状态。温度为25℃以下时，导热套934、密封板94、散热器91和环形储液囊95之间形成密封腔96。密封腔96同环形储液囊95连通。

使用时当低于25℃时冷缩作用会导致导热套和激光二极管安装孔之间产生间隙而使得密封腔96出现，此时在环形储液囊的弹性收缩作用下环形储液囊95内的绝热液体流到密封腔96内，起到进一步降低导热套934传递给散热器91的量，使得加热效果进一步地提升。当温度高于25℃或30℃而需要散热时，在热胀作用下导热套和激光二极管安装孔之间抵紧在一起使得密封腔96消失，位于密封腔96内的绝热液重新被挤压回环形储液囊95内储存起来。

以上各个实施例中由于在两侧都设置了过载位设定弹簧3，所以从动轮12无论正转还是反转都能够实现过载保护与过载位设定。如果设计为依次采用上述的过载位设定弹簧3的方式进行支撑、另一端通过卡换或台阶或挡块等挡着，则只能够进行一个方向（转动时驱动过载位设定弹簧的方向）的过载保护。还有以上实施例中调节块31为螺纹连接在从动轴上的，能够通过转动调节块31来改变弹簧的初始位置来改变过载位位于不同的地方，以满足使用时的不同过载位的需求。如果调节块31为固定死的，则只能够预设一个过载位，也即本发明制作装配围成后过载位是唯一而不可改变的。

还有，实施例二到四中，当位于过载位时，从动齿轮和主动齿轮是啮合在一起的，当然也可以像实施例一一样是脱开的。

Claims (10)

1.一种可预设过载位的机械传动机构，包括一对啮合在一起的齿轮，其特征在于，还包括过载位设定弹簧，所述齿轮为斜齿轮，所述一对齿轮中的至少一个齿轮沿轴向可滑动地套设在传动轴上且至少一端通过所述过载位设定弹簧进行支撑，所述一对齿轮转动时可滑动地套设在传动轴上的齿轮产生轴向移动驱动所述过载位设定弹簧变形储能，当所述机械传动机构所驱动的载荷达到设定上限值时可滑动地套设在传动轴上的齿轮所处的位置为过载位。

2.根据权利要求1所述的可预设过载位的机械传动机构，其特征在于，还包括过载位检测开关，检测可滑动地套设在传动轴上的齿轮是否位于过载位；第一控制单元，当过载位检测开关检测到可滑动地套设在传动轴上的齿轮位于过载位时、使提供动力给机械传动机构的动力源停止输出动力给所述机械传动机构。

3.根据权利要求1所述的可预设过载位的机械传动机构，其特征在于，还包括压力传感器，检测过载位设定弹簧所受到的齿轮给予的挤压力；第二控制单元，当压力传感器检测到过载位设定弹簧受到的齿轮给予的挤压力为设置值以上时、使提供动力给机械传动机构的动力源停止输出动力给所述机械传动机构。

4.根据权利要求2或3所述的可预设过载位的机械传动机构，其特征在于，所述可滑动地套设在传动轴上的齿轮移动到所述过载位时、所述一对齿轮啮合在一起。

5.根据权利要求1或2或3所述的可预设过载位的机械传动机构，其特征在于，所述可滑动地套设在传动轴上的齿轮移动到所述过载位时，所述一对齿轮脱开。

6.根据权利要求1或2或3所述的可预设过载位的机械传动机构，其特征在于，可滑动地套设在传动轴上的齿轮的两端都通过所述过载位设定弹簧进行支撑。

7.根据权利要求1或2或3所述的可预设过载位的机械传动机构，其特征在于，还包括角度检测传感器，检测移动齿轮中的两个齿轮的转动角度；第三控制单元，计算并判断A1R1减去A2R2的差是否在设定范围内，如果不在则使提供动力给机械传动机构的动力源停止输出动力给所述机械传动机构，A1为一对齿轮中的一个齿轮转动的角度、A2为一对齿轮中的另一个齿轮转动的角度，R1为一对齿轮中的一个齿轮的分度圆的半径、R2为一对齿轮中的另一个齿轮的分度圆的半径。

8.根据权利要求1或2或3所述的可预设过载位的机械传动机构，其特征在于，还包括过载判别结构，所述过载判别结构包括投影板、挡光板和朝向投影板照射的激光二极管，所述投影板同所述可滑动地套设在传动轴上的齿轮连接在一起，所述挡光板仅在可滑动地套设在传动轴上的齿轮位于过载位时遮挡住所述激光二极管发出的光。

9.根据权利要求8所述的可预设过载位的机械传动机构，其特征在于，还包括加热结构，所述激光二极管为绿光激光二极管，所述加热结构包括导热基板和设置在导热基板上的贴片电阻，所述散热器设有连通在一起的激光二极管安装孔和加热结构安装孔，所述导热基板安装在所述加热结构安装孔内且同所述激光二极管导热性连接在一起，所述导热基板一体成型有穿设在所述激光二极管安装孔内的导热套，所述激光二极管连接在所述导热套内，温度为25℃以上时、所述激光二极管通过所述导热套同所述激光二极管安装孔抵接在一起，所述散热器的线性膨胀系数小于所述导热套的线性膨胀系数。

10.根据权利要求9所述的可预设过载位的机械传动机构，其特征在于，所述导热套的一端和散热器的一端都密封抵接在密封板上，所述导热套的另一端和散热器的另一端通过环形储液囊密封连接在一起，所述导热套、密封板、散热器和环形储液囊之间形成密封腔，所述密封腔同环形储液囊连通且在环形储液囊的弹性收缩作用下环形储液囊内的绝热液体可以流到密封腔内。