CN107269777B

CN107269777B - 一种自动换向装置

Info

Publication number: CN107269777B
Application number: CN201710557109.9A
Authority: CN
Inventors: 张明松; 伍强
Original assignee: China Three Gorges University CTGU
Current assignee: Yichang Washing Machine Co ltd
Priority date: 2017-07-10
Filing date: 2017-07-10
Publication date: 2023-06-02
Anticipated expiration: 2037-07-10
Also published as: CN107269777A

Abstract

本发明提供一种自动换向装置，包括支撑体、输出轴、第一锥齿轮、第二锥齿轮和传动锥齿轮，输出轴通过轴承设置在支撑体上，第一锥齿轮和第二锥齿轮空套在输出轴上，第一锥齿轮和第二锥齿轮分别与传动锥齿轮啮合，第一锥齿轮和第二锥齿轮相对的一端分别设置第一端齿和第二端齿，第一锥齿轮和第二锥齿轮之间设置换向套筒，换向套筒通过键套装在输出轴上，换向套筒与支撑体之间连接拉伸弹簧，换向套筒的两端设置端齿，第一端齿和第二端齿可以与换向套筒的端齿啮合，第一锥齿轮或第二锥齿轮连接驱动装置，所述驱动装置为第一锥齿轮或第二锥齿轮转动提供动力。该该装置不需要人为换向，通过载荷自动换向，结构简单，适应性强。

Description

一种自动换向装置

技术领域

本发明涉及换向设备领域，特别涉及一种自动换向装置。

背景技术

在机械生产过程中，对于输出轴的正向以及反向转动转换，一般是通过转换动力驱动装置的正反转来实现，这种操作方式一般需要人工操作或控制电路自动控制，人工操作的劳动强度大，工作效率低，特别是在高载荷下安全隐患多；而对于控制电路自动控制换向，针对不同的载荷运行形式以及转换要求需要设计不同的控制电路，适应性差，成本高。

例如在电动葫芦、提升机、卷扬机、各种室内外吊机以及电动绞盘等各种吊重设备上都配有钢丝绳绳筒，为了缩小绳筒体积，钢丝绳都以多层方式卷绕在绳筒上。为提高钢丝绳使用寿命，需要钢丝绳按一定的顺序排列在绳筒上。而现有的排绳器一般是通过丝杆的正反转实现安装在丝杠上的丝母的来回运动从而实现钢丝绳的往复缠绕。但丝杠的正反转控制只能是手动操作或电路控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种自动换向装置，该装置可以在载荷的作用下自动换向，换向迅速准确，适应性强。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种自动换向装置，包括支撑体、输出轴、第一锥齿轮、第二锥齿轮和传动锥齿轮，输出轴通过轴承设置在支撑体上，第一锥齿轮和第二锥齿轮空套在输出轴上，第一锥齿轮和第二锥齿轮分别与传动锥齿轮啮合，第一锥齿轮和第二锥齿轮相对的一端分别设置第一端齿和第二端齿，第一锥齿轮和第二锥齿轮之间设置换向套筒，换向套筒通过键套装在输出轴上，换向套筒与支撑体之间连接拉伸弹簧，换向套筒的两端设置端齿，第一端齿和第二端齿可以与换向套筒的端齿啮合，第一锥齿轮或第二锥齿轮连接驱动装置，所述驱动装置为第一锥齿轮或第二锥齿轮转动提供动力。

优选的方案中，所述驱动装置包括电机和皮带传动装置，电机与皮带传动装置的主动轮同轴连接，皮带传动装置的从动轮空套在输出轴上，从动轮与第一锥齿轮或第二锥齿轮的外端固定连接。

优选的方案中，所述驱动装置包括电机和链传动装置，电机与链传动装置的主动链轮同轴连接，链传动装置的从动链轮空套在输出轴上，从动链轮与第一锥齿轮或第二锥齿轮的外端固定连接。

优选的方案中，包括拨叉结构，所述拨叉结构的第一拨动杆和第二拨动杆通过销钉连接在支撑体的内外两侧，第二拨动杆的上端设置第一弹簧连接部，支撑体外部设置第二弹簧连接部，第一弹簧连接部和第二弹簧连接部之间连接拉伸弹簧，换向套筒上设置换向槽，第一拨动杆的下端连接第二销钉，第二销钉的一端设置在换向槽内，销钉设置在第一弹簧连接部和第二销钉之间。

进一步的方案中，所述换向槽设置在换向套筒的中间。

进一步的方案中，所述销钉至第一弹簧连接部距离为销钉至第二销钉的距离的2~3倍。

进一步的方案中，所述换向槽为环形，换向槽沿换向套筒径向分布

更进步一的方案中，所述拨叉结构包括第三拨动杆，所述第三拨动杆与第一拨动杆对称设置在换向套筒的两侧，第三拨动杆上端通过连接杆与第一拨动杆连接，第三拨动杆下端连接销钉，第二销钉的一端设置在换向槽内。

优选的方案中，所述换向套筒上设置限位环，换向套筒和限位环之间可以相对转动，限位环上设置连接通孔，第二销钉穿过连接通孔设置在换向槽内。

本发明提供的一种自动换向装置，通过采用以上结构，通过载荷冲击使得输出轴受到反向的扭矩，换向套筒与第一端齿接触面上的切向力增大，在弹簧的同时作用下，换向套筒脱离第一锥齿轮，因换向套筒与第一端齿脱离的瞬间，收到比较大的冲击力，使换向套筒滑向第二锥齿轮，与第二端齿啮合，因第一锥齿轮与第二锥齿轮的转动方向相反，从而使得换向套筒带动输出轴转动方向发生改变。

优选的方案中，设置的拨叉结构，销钉设置在第一弹簧连接部和第二销钉之间，使得整个拨叉结构为以销钉为支点的杠杆，当换向套筒与第一端齿或第二端齿啮合时，在拉伸弹簧的作用下，换向套筒与第一端齿或第二端齿啮合更加牢靠。

该装置不需要人为换向，通过载荷自动换向，结构简单，适应性强。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明驱动装置的结构示意图。

图3是本发明的拨叉结构示意图。

图4是本发明的换向套筒的结构示意图。

图5是本发明的拨叉结构运行原理图。

图6是本发明应用到排绳器上的实施图。

图中：支撑体1，第一锥齿轮2，换向套筒3，传动锥齿轮4，拉伸弹簧5，第二锥齿轮6，驱动装置7，输出轴8，拨叉结构9，限位环10，丝杆11，丝母12，挡片13，滚筒14，第二弹簧连接部101，第一端齿201，换向槽301，第二端齿601，电机701，主动轮702，从动轮703，第一拨动杆901，第二拨动杆902，销钉903，第一弹簧连接部904，第二销钉905，第三拨动杆906，连接杆907连接通孔1001。

具体实施方式

如图1~2中，一种自动换向装置，包括支撑体1、输出轴8、第一锥齿轮2、第二锥齿轮6和传动锥齿轮4，输出轴8通过轴承设置在支撑体1上，第一锥齿轮2和第二锥齿轮6空套在输出轴8上，第一锥齿轮2和第二锥齿轮6分别与传动锥齿轮4啮合，第一锥齿轮2和第二锥齿轮6相对的一端分别设置第一端齿201和第二端齿601，第一锥齿轮2和第二锥齿轮6之间设置换向套筒3，换向套筒3通过键套装在输出轴8上，换向套筒3与支撑体1之间连接拉伸弹簧5，换向套筒3的两端设置端齿，第一端齿201和第二端齿601可以与换向套筒3的端齿啮合，第二锥齿轮6连接驱动装置7，所述驱动装置7为第一锥齿第二锥齿轮6转动提供动力。

所述驱动装置7包括电机701和皮带传动装置，电机701与皮带传动装置的主动轮702同轴连接，皮带传动装置的从动轮703空套在输出轴8上，从动轮703与第二锥齿轮6的外端固定连接。

优选的如图3中，包括拨叉结构9，所述拨叉结构9的第一拨动杆901和第二拨动杆902通过销钉903连接在支撑体1的内外两侧，第二拨动杆902的上端设置第一弹簧连接部904，支撑体1外部设置第二弹簧连接部101，第一弹簧连接部904和第二弹簧连接部101之间连接拉伸弹簧5，换向套筒3上设置换向槽301，第一拨动杆901的下端连接第二销钉905，第二销钉905的一端设置在换向槽301内，销钉903设置在第一弹簧连接部904和第二销钉905之间。

所述换向槽301设置在换向套筒3的中间。

所述销钉903至第一弹簧连接部904距离为销钉903至第二销钉905的距离的2~3倍。实际应用证明，在这个范围内，既可以使换向套筒3与第一端齿201或第二端齿601进行很好的啮合，而且在换向时，换向套筒3与第一端齿201或第二端齿601的切力可以使换向套筒3向右或向左移动，完成换向。

如图4中，所述换向槽301为环形，换向槽301沿换向套筒3径向分布

所述拨叉结构9包括第三拨动杆906，所述第三拨动杆906与第一拨动杆901对称设置在换向套筒3的两侧，第三拨动杆906上端通过连接杆907与第一拨动杆901连接，第三拨动杆906下端连接第二销钉905，第二销钉905的一端设置在换向槽301内。

如图4中，所述换向套筒3上设置限位环10，换向套筒3和限位环10之间可以相对转动，限位环10上设置连接通孔1001，第二销钉905穿过连接通孔1001设置在换向槽301内。

当电机701启动时，装置处于工作状态，从动轮703带动第二锥齿轮6转动，通过传动锥齿轮4带动第一锥齿轮2转动，第一锥齿轮2与第二锥齿轮6转动方向相反，速度相同。由于拉伸弹簧5始终处于拉伸状态，则拨叉结构9会使得换向套筒3偏向左右任意一边，如图5左边的图中，假设换向套筒3左端与第一锥齿轮2啮合，则换向套筒3通过键带动输出轴8沿第一锥齿轮2相同方向转动，拨叉结构9为以销钉903为支点的杠杆，在拉伸弹簧5的作用下，换向套筒3与第一端齿201啮合更加牢靠；当输出轴8因为载荷受到与转动方向相反的扭矩，在载荷的冲击下，换向套筒3与第一端齿201的啮合面上的切向力增大到大于拉伸弹簧5的拉力，换向套筒3向第二锥齿轮6滑动；换向套筒3与第二销钉905的连接处运动至销钉903的右侧，如图5右边的图中，在拉伸弹簧5的作用下，换向套筒3与第二端齿601啮合，此时输出轴8与第二锥齿轮6的转动方向相同，因为第一锥齿轮2与第二锥齿轮6转动方向相反，从而完成输出轴的换向，如此反复。

如图6中，该装置应用到排绳器中，丝杆11通过联轴器与输出轴8连接，当电机701启动时，装置处于工作状态，从动轮703带动第二锥齿轮6转动，换向套筒3左端与第一锥齿轮2啮合，则换向套筒3通过键带动输出轴8沿第一锥齿轮2相同方向转动，丝杆11同时转动，丝母12沿丝杆11从左至右运动，从而钢丝绳从左至右拆绕在滚筒14上，当丝母12运动至最右侧挡片13位置处，挡片13阻挡丝母12继续运动，此时丝杆11受到反向的扭矩，通过联轴器传递到输出轴8，在载荷的作用下，换向套筒3与第一端齿201的啮合面上的切向力增大到大于拉伸弹簧5的拉力，换向套筒3向第二锥齿轮6滑动，在拉伸弹簧5的作用下，换向套筒3与第二端齿601啮合，此时输出轴8与第二锥齿轮6的转动方向相同，完成输出轴8的换向，如此反复，使钢丝绳按一定顺序来回拆绕在滚筒14上。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种自动换向装置，其特征在于：包括支撑体（1）、输出轴（8）、第一锥齿轮（2）、第二锥齿轮（6）和传动锥齿轮（4），输出轴（8）通过轴承设置在支撑体（1）上，第一锥齿轮（2）和第二锥齿轮（6）空套在输出轴（8）上，第一锥齿轮（2）和第二锥齿轮（6）分别与传动锥齿轮（4）啮合，第一锥齿轮（2）和第二锥齿轮（6）相对的一端分别设置第一端齿（201）和第二端齿（601），第一锥齿轮（2）和第二锥齿轮（6）之间设置换向套筒（3），换向套筒（3）通过键套装在输出轴（8）上，换向套筒（3）与支撑体（1）之间连接拉伸弹簧（5），换向套筒（3）的两端设置端齿，第一端齿（201）和第二端齿（601）可以与换向套筒（3）的端齿啮合，第一锥齿轮（2）或第二锥齿轮（6）连接驱动装置（7），所述驱动装置（7）为第一锥齿轮（2）或第二锥齿轮（6）转动提供动力；包括拨叉结构（9），所述拨叉结构（9）的第一拨动杆（901）和第二拨动杆（902）通过销钉（903）连接在支撑体（1）的内外两侧，第二拨动杆（902）的上端设置第一弹簧连接部（904），支撑体（1）外部设置第二弹簧连接部（101），第一弹簧连接部（904）和第二弹簧连接部（101）之间连接拉伸弹簧（5），换向套筒（3）上设置换向槽（301），第一拨动杆（901）的下端连接第二销钉（905），第二销钉（905）的一端设置在换向槽（301）内，销钉（903）设置在第一弹簧连接部（904）和第二销钉（905）之间，所述销钉（903）至第一弹簧连接部（904）距离为销钉（903）至第二销钉（905）的距离的2~3倍。

2.根据权利要求1所述的一种自动换向装置，其特征在于：所述驱动装置（7）包括电机（701）和皮带传动装置，电机（701）与皮带传动装置的主动轮（702）同轴连接，皮带传动装置的从动轮（703）空套在输出轴（8）上，从动轮（703）与第一锥齿轮（2）或第二锥齿轮（6）的外端固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种自动换向装置，其特征在于：所述驱动装置（7）包括电机（701）和链传动装置，电机（701）与链传动装置的主动链轮（702）同轴连接，链传动装置的从动链轮空套在输出轴上，从动链轮与第一锥齿轮或第二锥齿轮的外端固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种自动换向装置，其特征在于：所述换向槽（301）设置在换向套筒（3）的中间。

5.根据权利要求1所述的一种自动换向装置，其特征在于：所述换向槽（301）为环形，换向槽（301）沿换向套筒（3）径向分布。

6.根据权利要求5所述的一种自动换向装置，其特征在于：所述拨叉结构（9）包括第三拨动杆（906），所述第三拨动杆（906）与第一拨动杆（901）对称设置在换向套筒（3）的两侧，第三拨动杆（906）上端通过连接杆（907）与第一拨动杆（901）连接，第三拨动杆（906）下端连接第二销钉（905），第二销钉（905）的一端设置在换向槽（301）内。

7.根据权利要求1所述的一种自动换向装置，其特征在于：所述换向套筒（3）上设置限位环（10），换向套筒（3）和限位环（10）之间可以相对转动，限位环（10）上设置连接通孔（1001），第二销钉（905）穿过连接通孔（1001）设置在换向槽（301）内。