CN108119580A - 一种管状电机制动装置及减速箱 - Google Patents

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童奇波
徐雪群
张建强
罗赶
杨凯旋
孙杰
王建平
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/102—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with friction brakes

Abstract

本发明公开一种管状电机制动装置，包括传动盘、从动件和摩擦环，所述从动件包括从动盘和输出轴，所述从动盘主体的侧面具有沿径向延伸的凸耳，所述摩擦环套接在从动盘外部，所述传动盘底面具有轴向延伸的弧形传动爪，传动爪插入摩擦环与从动盘主体之间的空隙，使传动盘与从动件形成连接，所述摩擦环与所述传动爪和凸耳之间具有间隙，传动爪与凸耳之间安装有可活动的止动销，改变止动销与从动盘的相对位置，会使止动销与摩擦环发生挤压制动。本发明同时公开一种具有该管状电机制动装置的减速箱。本发明结构简单，配合精密，采用机械式错位制动，在整个制动过程中不产生热量，从而使电机能够长时间工作，保证电机连续运行。

Description

一种管状电机制动装置及减速箱
技术领域
本发明涉及电机设备领域，具体涉及一种管状电机制动装置及减速箱。
背景技术
管状电机是一种自动卷曲设备，该技术已经使用多年，其特性恒定、结构简单、制造成本低、加工方便，目前广泛应用于卷帘门、窗，百叶窗以及类似设备。但是受管状电机的结构限制，现有技术中用于管状电机的刹车机构采用电磁吸合方式止动，该制动机构制造成本高，装配困难，故障率高，且电磁装置在通电时会产生高温，影响内部橡胶零件的性能，如温度过高会软化橡胶摩擦片，导致刹车性能的丧失，从而致使电机无法长时间工作，由此缺陷就无法将电机用于电动天幕帘等长时间工作的领域。
鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
发明内容
为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种管状电机制动装置，包括传动盘、从动件和摩擦环，所述从动件包括从动盘和输出轴，所述从动盘主体的侧面具有沿径向延伸的凸耳，所述摩擦环套接在所述从动盘外部，所述传动盘底面具有轴向延伸的弧形传动爪，所述传动爪插入所述摩擦环与所述从动盘主体之间的空隙，使所述传动盘与所述从动件形成连接，所述摩擦环与所述传动爪和凸耳之间具有间隙，所述传动爪与所述凸耳之间安装有可活动的止动销，改变所述止动销与所述从动盘的相对位置，会使所述止动销与所述摩擦环发生挤压制动。
较佳的，所述凸耳两侧具有内凹的止动销槽，每个所述止动销槽对应一个所述止动销，在所述止动销槽位置所述从动盘主体与所述摩擦环之间的间距大于所述止动销的外径，在其他位置所述从动盘主体与所述摩擦环之间的间距小于所述止动销的外径。
较佳的，所述传动爪的数量为3～12个，所述凸耳数量与所述传动爪数量相同，所述止动销数量为所述传动爪数量的两倍。
较佳的，全部所述传动爪的弧度和为π/3～π，全部所述凸耳的弧度和为π/6～2/3π。
较佳的，所述传动爪的两侧为内凹的圆弧形，其圆弧直径与所述止动销的外径相同，所述止动销槽为圆弧形，其圆弧直径与所述止动销的外径相同。
较佳的，所述传动盘的底面具有轴向的连接孔，所述从动盘上具有对应的连接块。
较佳的，所述传动盘的顶面具有三个均布的传动销孔，所述传动销孔内安装有传动销。
较佳的，所述输出轴外壁具有挡圈槽和定位槽。
本发明还提供一种减速箱，包括减速器和上述的管状电机制动装置，所述管状电机制动装置的传动盘通过传动销与所述减速器连接。
较佳的，所述减速器包括组合装配的太阳齿轮联轴器、太阳齿轮、内齿套盖、上内齿套、下内齿套和内齿套座，所述上内齿套和下内齿套的空腔中装配有行星齿轮；所述太阳齿轮联轴器连接所述太阳齿轮，所述太阳齿轮穿过所述内齿套盖与一级行星齿轮啮合，所述一级行星齿轮装配在一级支架上，所述一级支架下端啮合二级行星齿轮，所述二级行星齿轮装配在二级支架上，所述二级支架下端啮合三级行星齿轮，所述三级行星齿轮装配在所述传动销上，所述一级行星齿轮的外圈与所述上内齿套啮合，所述二级行星齿轮和三级行星齿轮的外圈与所述下内齿套啮合，所述管状电机制动装置的输出轴穿过所述内齿套座。
与现有技术比较本发明的有益效果在于：
本发明管状电机制动装置结构简单，配合精密，采用机械式错位制动，在整个止动过程中不产生热量，可以消除电磁装置在通电产生吸力时温升过快的影响，从而使电机能够长时间工作，保证电机连续运行。
本发明减速箱各零件配合精密，性能稳定，非常适合在大功率电机上推广，可以广泛应用于电动天幕帘，工厂电动卷帘门等长时间工作的领域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是实施例1中管状电机制动装置的爆炸图；
图2是实施例2中传动盘的结构图一；
图3是实施例2中传动盘的结构图二；
图4是实施例2中从动件的结构图一
图5是实施例2中从动件的结构图二；
图6是实施例7中减速箱的爆炸图；
图7是实施例7中制动装置传动原理图一；
图8是实施例7中制动装置传动原理图二；
图9是实施例7中制动装置制动原理图一；
图10是实施例7中制动装置制动原理图二。
图中数字表示：
1.传动盘 2.从动件 3.输出轴 4.摩擦环 5.止动销 6.传动销 11.传动爪
12.连接孔 13.传动销孔 21.从动盘 22.凸耳 23.止动销槽 24.连接块
31.挡圈槽 32.定位槽 111.第一传动爪 112.第二传动爪 113.第三传动爪
221.第一凸耳 222.第二凸耳 223.第三凸耳 51.一号止动销
52.二号止动销 53.三号止动销 54.四号止动销 55.五号止动销
56.六号止动销 701.太阳齿轮联轴器 702.太阳齿轮 703.内齿套盖
704.上内齿套 705.下内齿套 706.一级行星齿轮 707.一级支架
708.二级行星齿轮 709.二级支架 710.三级行星齿轮 711.内齿套座
712.O型圈 713.垫片 714.轴用挡圈
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
实施例1
如图1所示，一种管状电机制动装置，包括沿轴向装配的传动销6、传动盘1、止动销5、从动件2和摩擦环4。所述传动销6安装在传动盘1上，用于连接管状电机的减速器，传动销6插入管状电机减速器的行星齿轮内，当减速器工作时传动销6带动传动盘1转动。从动件2由同心的从动盘21和输出轴3组成，从动盘21主体的侧面具有沿径向延伸的凸耳22。摩擦环4套接在从动盘21外部，与从动盘21主体之间形成一定的装配空隙。传动盘1底面具有轴向延伸的弧形传动爪11，传动爪11与凸耳22的数量相同，传动爪11插入装配空隙，使传动盘1与从动件2形成连接。摩擦环4与传动爪11和凸耳22之间具有间隙，使得传动盘1和从动盘21与摩擦环4发生相对转动时不产生摩擦力。所述凸耳22两侧具有内凹的止动销槽23，每个止动销槽23内安装有一个活动的止动销5，在止动销槽23对应位置从动盘21主体与所述摩擦环4之间的间距大于止动销5的外径，在其他位置所述从动盘21主体与摩擦环4之间的间距小于止动销5的外径。
在该管状电机制动装置中，传动销6用于连接传动盘1和管状电机的减速器，固定行星齿轮；传动盘1用于实时接收动力输入，分配减速器传入的动力，配合止动销5进行传动或制动工作；摩擦环4在制动模式下，与止动销5发生摩擦，起到直接制动的作用；输出轴3接收由从动盘21传出的扭矩，搭配外部设备实现传动或者制动指令。
在传动模式下，由减速器将动力输入至传动盘1，传动爪11推动止动销5和凸耳22在摩擦环4里做顺/逆时针圆周运动，此时止动销5位于预设的止动销槽23内，与摩擦环4保持着合理空隙，运动时不会和摩擦环4发生摩擦。
在制动模式下，减速器停止转动，传动盘1静止，受重力和惯性作用，输出轴3和从动盘21继续转动，将止动销5推出止动销槽23，与摩擦环4发生受力作用，从而将从动盘21卡死使转动停止。
该管状电机制动装置结构简单，配合精密，采用机械式错位制动，性能稳定。同时在整个止动过程中不产生热量，可以消除电磁装置在通电产生吸力时温升过快的影响，从而使电机能够长时间工作，保证电机连续运行。
实施例2
本实施例在上述实施例的基础上，如图2和图3所示，所述传动盘1具有三个均布的传动爪11。传动爪11的两侧为内凹的圆弧形，其圆弧直径与所止动销5的外径相同，使传动爪11与止动销5接触时能够贴合止动销5的外壁。传动盘1的底面具有轴向的连接孔12，用于与从动件2定位连接。传动盘1顶面设有三个均布的传动销孔13，每个传动销孔13中固定一根传动销6，使传动盘1与减速器连接。
如图4和图5所示，所述从动盘21具有三个凸耳22，凸耳22两侧具有内凹的止动销槽23，每个止动销槽23内安装一个止动销5，即本实方式共有六个止动销5。所述止动销槽23为圆弧形，其圆弧直径与止动销5的外径相同，使止动销5能够与止动销槽23表面贴合。所述从动盘21上具有与连接孔12对应的连接块24，且连接块24的直径略小于连接孔12的直径。当传动盘1与从动件2连接时，连接孔12套接在连接块24上，三个传动爪11插入三个凸耳22之间的空隙。传动爪11轴向延伸的长度与从动盘21的厚度相同，使传动盘1和从动盘21装配合适。三个传动爪11的弧度和为π/3，三个凸耳22的弧度和为π/6，即传动盘1和从动盘21之间留有一定的相对转动空间。所述输出轴3表面设有两个挡圈槽31，用于安装轴用挡圈。输出轴3表面还设有定位槽32，用于与定位螺钉配合，固定输出轴3位置。
实施例3
本实施例与上述实施例不同之处在于，所述传动盘1上共有6个均布的传动爪11，所述从动盘21上也设有6个对应的凸耳22，止动销5共有12个。全部传动爪11的弧度和为2/3π，全部凸耳22的弧度和为1/2π。增加传动爪11和凸耳22数量可以使制动装置运转更加精密，提升制动效果。
实施例4
本实施例与上述实施例不同之处在于，所述传动盘1上共有4个均布传动爪11，所述从动盘21上设有4个对应的凸耳22，止动销5共有10个。全部传动爪11的弧度和为1/2π，全部凸耳22的弧度和为1/3π。
实施例5
本实施例与上述实施例不同之处在于，所述传动盘1上共有8个传动爪11，所述从动盘21上设有8个对应的凸耳22，止动销5共有16个。全部传动爪11的弧度和为3/4π，全部凸耳22的弧度和为1/4π。
实施例6
本实施例与上述实施例不同之处在于，所述传动盘1上共有12个均布的传动爪11，所述从动盘21上设有12个对应的凸耳22，止动销5共有24个。全部传动爪11的弧度和为π，全部凸耳22的弧度和为2/3π。
实施例7
如图6所示，一种减速箱，具有上述实施例中的管状电机制动装置和与其相配合的三级行星齿轮减速器。
所述减速器包括组合装配的太阳齿轮联轴器701、太阳齿轮702、内齿套盖703、上内齿套704、下内齿套705和内齿套座711，所述上内齿套704和下内齿套705的空腔中装配有行星齿轮和管状电机制动装置。
所述管状电机制动装置包括沿轴向装配的传动销6、传动盘1、止动销5、从动件2和摩擦环4。所述传动盘1上有三个传动爪11，分别为第一传动爪111、第二传动爪112和第三传动爪113。所述从动盘21上有对应的三个凸耳22，分别为第一凸耳221、第二凸耳222和第三凸耳223。摩擦环4套接在从动盘21外部，与从动盘21主体之间形成一定的装配空隙，传动爪11插入装配空隙，使传动盘1与从动件2形成连接。在传动爪11和凸耳22的之间装配有六个活动的止动销5，分别为一号止动销51、二号止动销52、三号止动销53、四号止动销54、五号止动销55和六号止动销56。
所述减速器的太阳齿轮联轴器701用于与电机连接，其输出端连接太阳齿轮702，太阳齿轮702穿过内齿套盖703与三对一级行星齿轮706啮合。所述一级行星齿轮706装配在一级支架707上，一级支架707下端又与三个二级行星齿轮708啮合，二级行星齿轮708装配在二级支架709上，所述二级支架709下端啮合三个三级行星齿轮710，三个三级行星齿轮710装配在对应的传动销6上，与传动盘1形成连接。所述一级行星齿轮的外圈706与上内齿套704啮合，所述二级行星齿轮708和三级行星齿轮710的外圈与下内齿套705啮合。内齿套座711与下内齿套705装配，并在连接面上安装O型圈712进行密封。从动件2的输出轴3穿过内齿套座711，用于连接挂载设备。内齿套座711上设有螺钉孔，可与定位槽32配合，固定输出轴3位置。在输出轴3的输出端上安装垫片713，在挡圈槽31内安装轴用挡圈714，起轴向限位作用。
该减速器通过太阳齿轮联轴器701、太阳齿轮702、一级行星齿轮706、二级行星齿轮708、三级行星齿轮710逐级传递动力，由三级行星齿轮710将转动输出给管状电机制动装置，本实施例中制动装置的传动和制动原理如图7～图10所示。
如图7所示，电机顺时针转动，由电机转动输入高速固定的扭矩至太阳齿轮联轴器701，通过一级变速、二级变速、三级变速传输至传动盘1。由传动盘1的第一传动爪111、第二传动爪112、第三传动爪113分别推动一号止动销51、三号止动销53、五号止动销55，再由止动销5将动力传递给第一凸耳221、第二凸耳222、第三凸耳223，余下的二号止动销52、四号止动销54、六号止动销56由凸耳22推动运转。在此模式下六个止动销5始终位于凸耳22两侧的止动销槽23中，止动销槽23通过精密的加工，使装配的间隙大于止动销5的外径。因此由传动盘1带动从动件转动时，六个止动销5均不会与摩擦环4发生错位止动。
如图7所示，电机逆时针转动时的工作原理与顺时针相同，由传动盘1的第一传动爪111、第二传动爪112、第三传动爪113分别推动二号止动销52、四号止动销54、六号止动销56，再由止动销5将动力传递给第一凸耳221、第二凸耳222、第三凸耳223，余下的一号止动销51、三号止动销53、五号止动销55由凸耳22推动运转，六个止动销5始终位于凸耳22两侧的止动销槽23内，运转时不与摩擦环4接触。
如图8所示，在输出轴3有负载挂载情况下，当顺时针转动的电机停止转动，此时与减速器相连的传动盘1立刻停止转动，传动爪11处于静止状态。同时从动件2受挂载重力和惯性的影响开始单零件转动，使一号止动销51、三号止动销53、五号止动销55分别离开第一凸耳221、第二凸耳222、第三凸耳223的止动销槽23，这三个止动销5进入从动盘21与摩擦环4之间的小间隙空间，与摩擦环4发生相互挤压，顺着输出轴3转动的方向越转越紧，直至阻力大于挂载重力而使从动盘21停止转动。
反之，当逆时针转动的电机停止转动，其工作原理如图9所示，此时由二号止动销52、四号止动销54、六号止动销56脱离对应的止动销槽23，进入从动盘21与摩擦环4之间的小间隙空间，与摩擦环4发生相互挤压，起到止动功能。
通过该管状电机制动装置的工作原理可知，该制动装置的制动效果不受电机转动方向影响。本实施例的减速箱各零件配合精密，性能稳定，非常适合在大功率电机上推广，可以广泛应用于电动天幕帘，工厂电动卷帘门等长时间工作的领域。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种管状电机制动装置，其特征在于，包括传动盘(1)、从动件(2)和摩擦环(4)，所述从动件(2)包括从动盘(21)和输出轴(3)，所述从动盘(21)主体的侧面具有沿径向延伸的凸耳(22)，所述摩擦环(4)套接在所述从动盘(21)外部，所述传动盘(1)底面具有轴向延伸的弧形传动爪(11)，所述传动爪(11)插入所述摩擦环(4)与所述从动盘(21)主体之间的空隙，使所述传动盘(1)与所述从动件(2)形成连接；所述摩擦环(4)与所述传动爪(11)和凸耳(22)之间具有间隙，所述传动爪(11)与所述凸耳(22)之间安装有可活动的止动销(5)，改变所述止动销(5)与所述从动盘(21)的相对位置，会使所述止动销(5)与所述摩擦环(4)发生挤压制动。
2.如权利要求1所述的管状电机制动装置，其特征在于，所述凸耳(22)两侧具有内凹的止动销槽(23)，每个所述止动销槽(23)对应一个所述止动销(5)，在所述止动销槽(23)位置所述从动盘(21)主体与所述摩擦环(4)之间的间距大于所述止动销(5)的外径，在其他位置所述从动盘(21)主体与所述摩擦环(4)之间的间距小于所述止动销(5)的外径。
3.如权利要求2所述的管状电机制动装置，其特征在于，所述传动爪(11)的数量为3～12个，所述凸耳(22)数量与所述传动爪(11)数量相同，所述止动销(5)数量为所述传动爪(11)数量的两倍。
4.如权利要求3所述的管状电机制动装置，其特征在于，全部所述传动爪(11)的弧度和为π/3～π，全部所述凸耳(22)的弧度和为π/6～2/3π。
5.如权利要求3所述的管状电机制动装置，其特征在于，所述传动爪(11)的两侧为内凹的圆弧形，其圆弧直径与所述止动销(5)的外径相同，所述止动销槽(23)为圆弧形，其圆弧直径与所述止动销(5)的外径相同。
6.如权利要求5所述的管状电机制动装置，其特征在于，所述传动盘(1)的底面具有轴向的连接孔(12)，所述从动盘(21)上具有对应的连接块(24)。
7.如权利要求6所述的管状电机制动装置，其特征在于，所述传动盘(1)的顶面具有三个均布的传动销孔(13)，所述传动销孔(13)内安装有传动销(6)。
8.如权利要求5所述的管状电机制动装置，其特征在于，所述输出轴(3)外壁具有挡圈槽(31)和定位槽(32)。
9.一种减速箱，其特征在于，包括减速器和权利要求1所述的管状电机制动装置，所述管状电机制动装置的传动盘(1)通过传动销(6)与所述减速器连接。
10.如权利要求9所述的减速箱，其特征在于，所述减速器包括组合装配的太阳齿轮联轴器(701)、太阳齿轮(702)、内齿套盖(703)、上内齿套(704)、下内齿套(705)和内齿套座(711)，所述上内齿套(704)和下内齿套(705)的空腔中装配有行星齿轮；所述太阳齿轮联轴器(701)连接所述太阳齿轮(702)，所述太阳齿轮(702)穿过所述内齿套盖(703)与一级行星齿轮(706)啮合，所述一级行星齿轮(706)装配在一级支架(707)上，所述一级支架(707)下端啮合二级行星齿轮(708)，所述二级行星齿轮(708)装配在二级支架(709)上，所述二级支架(709)下端啮合三级行星齿轮(710)，所述传动销(6)上，所述一级行星齿轮(706)的外圈与所述上内齿套(704)啮合，所述二级行星齿轮(708)和三级行星齿轮(710)的外圈与所述下内齿套(705)啮合，所述管状电机制动装置的输出轴(3)穿过所述内齿套座(711)。
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