CN108006194A - 小角度快速倒齿的棘轮机构 - Google Patents

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武汉荣
张振平
李华栋
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Abstract

本发明公开了一种小角度快速倒齿的棘轮机构，包括内齿棘轮和棘爪，所述棘爪的个数为2～(z‑1)个，所有棘爪间隔设置在一个圆形棘爪座的边沿上，所述棘爪座与所述内齿棘轮相适配，每个棘爪在所述棘爪座边沿上安装的间隔角度按下式计算：式中：Am是第m个棘爪在棘爪座边沿上安装的角度；K是第m个棘爪与第一个棘爪间隔的棘轮齿数；Z是棘轮齿数；n是棘爪个数；m是棘爪排序位数,1≤m≤n。本发明设计合理，棘爪座上有几个棘爪，就能将棘轮倒齿角度减小几倍，也就使棘爪座的回转角度减小几倍，倒齿的速度也就提高几倍。

Description

小角度快速倒齿的棘轮机构
技术领域
本发明涉及一种棘轮机构。
背景技术
棘轮机构是一种单向间歇运动机构，它将连续转动或往复运动转换成单向步进运动。棘轮机构常用在各种机床和自动机中间歇进给或回转工作台的转位上。常用的棘轮机构都是由Z个齿的棘轮与一个棘爪组成，这种单棘爪棘轮机构，每倒一次齿，摆杆至少需要返回360°/Z才能使棘爪插入棘轮的下一个齿槽中，不仅工作效率低，而且因为倒齿时摆杆的返回角度大，不适合狭小空间安装使用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有单棘爪棘轮机构所存在倒齿角度大、倒齿速度慢的缺陷，提出一种小角度快速倒齿的棘轮机构。
实现上述目的的技术方案是：一种小角度快速倒齿的棘轮机构，包括内齿棘轮和棘爪，其特征在于，所述棘爪的个数为2～(z-1)个，所有棘爪间隔设置在一个圆形棘爪座的边沿上，所述棘爪座与所述内齿棘轮相适配，每个棘爪在所述棘爪座边沿上安装的间隔角度按下式计算，
计算式：
式中：Am——第m个棘爪在棘爪座边沿上安装的角度；
K——第m个棘爪与第一个棘爪间隔的棘轮齿数。
Z——棘轮齿数；
n——棘爪个数；
m——棘爪排序位数,1≤m≤n。
所述棘爪的背面配装有支撑弹簧。
本发明设计合理，棘爪座上有几个棘爪，就能将棘轮倒齿角度减小几倍，也就使棘爪座的回转角度减小几倍，倒齿的速度也就提高几倍。
附图说明
图1是本发明第一个实施例的构造示意图。
图2是图1中的B-B剖视图。
图3是本发明第二个实施例的构造示意图。
图中：1.内齿棘轮，2-1.第1个棘爪，2-2.第2个棘爪，2-3.第3个棘爪，2-4.第4个棘爪，3.支撑弹簧，4.圆形棘爪座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1和图2是一种设置有两个棘爪的棘轮机构。如图1和图2所示，本发明包括内齿棘轮1、第一个棘爪2-1和第二个棘爪2-2，两个棘爪间隔设置在一个与内齿棘轮1相适配的圆形棘爪座4的边沿上，两个棘爪各自在圆形棘爪座边沿上安装的间隔角度按下式计算，
计算式：
式中：Am——第2个棘爪在圆形棘爪座边沿上安装的角度；
K——第2个棘爪与第一个棘爪间隔齿数为5；
Z——棘轮齿数为24；n——棘爪个数为2；
m——棘爪排序位数为2；则：
本实施例中，当第1个棘爪2-1安装在0°角位置时，第2个棘爪2-2则按照计算结果应安装在82.5°角度位置。当第1个棘爪2-1插入棘轮齿槽中的时候，第2个棘爪2-2则处于悬空状态，如图1所示。此时若需倒齿，圆形棘爪座只需回转半个齿的角度即7.5°，第2个棘爪2-2就会插入棘轮齿槽中完成倒齿，而此时的第1个棘爪2-1会处于悬空状态。两个棘爪交替作用，每次倒齿的角度减小1/2。
式中K的取值依据是：1.依据棘爪座的大小，棘爪座较小时，若K取值太小，则棘爪安装不下；2.根据用户需要。K的取值范围是在棘爪座安装空间允许的情况下，取0至(z-1)范围内的任意整数。
下面结合图3所示的第二个实施例来说明本发明中不同数量的棘爪及其不同角度位置的确定以及倒齿时棘爪座回转角度和倒齿速度的变化。
如图3所示，当本发明中内齿棘轮齿数不变而棘爪的个数为4时，每个棘爪在圆形棘爪座边沿上安装的间隔角度按所述计算式计算的结果是：第一个棘爪安装在0°角位置，第二个棘爪安装在78.75°角度位置(k取5)，第三个棘爪安装在172.5°角度位置(k取11)，第四个棘爪安装在266.25°角度位置(k取17)。当第1个棘爪2-1插入棘轮齿槽中的时候，第2个棘爪2-2则处于悬空状态，第3个棘爪2-3也处于悬空状态，第4个棘爪2-4也处于悬空状态，只是第2至第4个棘爪的悬空状态不同。此时若需倒齿，圆形棘爪座只需回转3.5°的角度，第2个棘爪2-2就会插入最接近的棘轮齿槽中完成倒齿，而此时其它的棘爪都会处于悬空状态。再回转3.5°的角度，第3个棘爪2-3又会插入最接近的棘轮齿槽中完成又一次倒齿，四个棘爪交替作用，每次倒齿的角度减小到1/4。
按照本发明技术方案，可以在棘爪座4边沿安装位置允许的情况下将棘爪数量增加至5个、6个、…、n个，每个棘爪按照各自计算好的角度位置安装，n个棘爪就能将棘轮倒齿角度即棘爪座的回转角度减小n倍，倒齿的速度也就会提高n倍。
下面分别以有2、3、4、n个棘爪举例说明；
(1)、2个棘爪时，若第1个棘爪安装在0°，则第2个棘爪应与第1个棘爪错开某个整数倍棘轮齿再加1/2个棘轮齿的角度。
(2)、3个棘爪时，若第1个棘爪安装在0°，则第2个棘爪应与第1个棘爪错开某个整数倍棘轮齿再加1/3个棘轮齿的角度；第3个棘爪应与第1个棘爪错开某个整数倍棘轮齿再加2/3个棘轮齿的角度。
(3)、4个棘爪时，若第1个棘爪安装在0°，则第2个棘爪应与第1个棘爪错开某个整数倍棘轮齿再加1/4个棘轮齿的角度；第3个棘爪应与第1个棘爪错开某个整数倍棘轮齿再加2/4个棘轮齿的角度；第4个棘爪应与第1个棘爪错开某个整数倍棘轮齿再加3/4个棘轮齿的角度。
(4)、n个棘爪时，若第1个棘爪安装在0°，则第2个棘爪应与第1个棘爪错开某个整数倍棘轮齿再加1/n个棘轮齿的角度；第3个棘爪应与第1个棘爪错开某个整数倍棘轮齿再加2/n个棘轮齿的角度；第4个棘爪应与第1个棘爪错开某个整数倍棘轮齿再加3/n个棘轮齿的角度；……；第n个棘爪应与第1个棘爪错开某个整数倍棘轮齿再加(n-1)/n个棘轮齿的角度。
本发明中，每个棘爪在棘爪座边沿上安装的间隔角度式计算同样适用于外齿棘轮。
需要说明的是，本发明中，棘爪2的背面配装有支撑弹簧3，即可保证棘爪与棘轮可靠接触。

Claims (2)

1.一种小角度快速倒齿的棘轮机构，包括内齿棘轮和棘爪，其特征在于：所述棘爪的个数为2～(z-1)个，所有棘爪间隔设置在一个圆形棘爪座的边沿上，所述棘爪座与所述内齿棘轮相适配，每个棘爪在所述棘爪座边沿上安装的间隔角度按下式计算，
计算式：
式中：Am——第m个棘爪在棘爪座边沿上安装的角度；
K——第m个棘爪与第一个棘爪间隔的棘轮齿数；
Z——棘轮齿数；
n——棘爪个数；
m——棘爪排序位数,1≤m≤n。
2.按照权利要求1所述的小角度快速倒齿的棘轮机构，其特征在于：所述棘爪的背面配装有支撑弹簧。
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