CN108679169A - 一种能实现双向自锁的行星齿轮箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种能实现双向自锁的行星齿轮箱,包括齿轮箱驱动装置，齿轮箱驱动装置的输出端设有插槽元件和由该齿轮箱驱动装置正向或反向控制旋转、并脱离插槽元件限制的插齿滑块，插齿滑块通过连接轴与输出轴连接；插齿滑块由齿轮箱驱动装置控制旋转时，输出轴输出动力；齿轮箱驱动装置停止驱动插齿滑块时，输出轴反向旋转任意角度，插齿滑块能够滑动与插槽元件插接，插槽元件限制插齿滑块旋转，实现自锁。自锁功能是通过插齿滑块插入插槽元件来实现的，外部反向输入的载荷并不作用在齿轮上，对齿轮的安全性不构成威胁，同时还保护了齿轮的安全，提高了整体齿轮箱的可靠性。

Description

一种能实现双向自锁的行星齿轮箱

技术领域

本发明涉及动力设备，特别涉及一种能实现双向自锁的行星齿轮箱。

背景技术

齿轮箱的自锁功能往往是由于其使用环境而提出的，在安全生产操作环境下，为了保障操作人员的安全，要求传动部件必须有自锁功能，即传动机构能够驱动外部载荷，而外部载荷无法反向驱动传动机构。实现齿轮箱自锁功能的方式有很多种，一般可以归纳为三类：第一类是在齿轮箱外部加装电控部件，即通过电气元件检测齿轮箱运行到指定位置，然后向电控系统发送信号，电控部件接受信号后驱动机械结构将齿轮箱的输出轴锁死；第二类是使用超越离合器，也就是单向轴承，这类轴承安装在输出端，与齿轮箱输出轴紧配，齿轮箱能驱动输出轴沿着一个方向转动，但是另一个方向会被锁死，无论是齿轮箱内部驱动或者外部载荷驱动，都无法使得输出轴沿着相反方向转动；第三类是依靠齿轮箱自身的自锁性，在大传动比的齿轮箱中，齿轮箱是具有一定程度的自锁性能的，想从外部转动输出轴，往往需要一定的载荷水平，但是这个载荷水平往往不高，取决于齿轮箱的传动比和齿轮安装精度，而且，这类自锁，还会将外部反向输入的载荷全部作用于齿轮上，对齿轮的安全性是一种威胁。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述缺陷，提供一种能实现双向自锁的行星齿轮箱。

为解决现有技术的上述缺陷，本发明提供的技术方案是：一种能实现双向自锁的行星齿轮箱，包括齿轮箱驱动装置，所述齿轮箱驱动装置的输出端设有插槽元件和由该齿轮箱驱动装置正向或反向控制旋转、并脱离所述插槽元件限制的插齿滑块，所述插齿滑块通过连接轴与输出轴连接；

所述插齿滑块由所述齿轮箱驱动装置控制旋转时，所述输出轴输出动力；所述齿轮箱驱动装置停止驱动所述插齿滑块时，所述输出轴反向旋转任意角度，所述插齿滑块能够滑动与所述插槽元件插接，所述插槽元件限制所述插齿滑块旋转，实现自锁。

作为本发明能实现双向自锁的行星齿轮箱的一种改进，还包括十字轴，所述十字轴包括竖向轴和横向轴，所述横向轴卡接在所述插齿滑块的内侧壁上，所述竖向轴的下端与所述齿轮箱驱动装置连接，所述齿轮箱驱动装置带动所述十字轴旋转的过程中，所述插齿滑块逐渐被所述十字轴顶出、并与所述插槽元件脱离，所述齿轮箱驱动装置带动所述十字轴旋转至一定角度后、所述十字轴带动所述插齿滑块一同旋转。

作为本发明能实现双向自锁的行星齿轮箱的一种改进，还包括复位弹簧，所述复位弹簧一端抵顶在所述插齿滑块上，所述复位弹簧另一端抵顶在齿轮箱端部，所述插齿滑块自锁动作的移动过程均由所述复位弹簧控制移动。

作为本发明能实现双向自锁的行星齿轮箱的一种改进，所述插齿滑块具有一中间槽，所述中间槽的内侧壁上设有两个对称的倒V形凹槽，两条所述倒V形凹槽的两端均设有滑槽挡块，所述插齿滑块的下端边缘间隔设有多个插齿，所述插齿滑块的上端中部设有一连接平台，所述连接平台上设有D形凹槽，所述连接轴插接在所述D形凹槽内。

作为本发明能实现双向自锁的行星齿轮箱的一种改进，所述十字轴的横向轴两端分别容纳在所述倒V形凹槽内，所述齿轮箱驱动装置带动所述十字轴旋转时，所述十字轴的横向轴沿着两个所述倒V形凹槽上滑动。

作为本发明能实现双向自锁的行星齿轮箱的一种改进，所述插槽元件上间隔设有呈圆形排布的若干个槽位，所述槽位的数量与所述插齿的数量相同，所述槽位与所述插齿一一对应。

作为本发明能实现双向自锁的行星齿轮箱的一种改进，所述插槽元件的边缘间隔设有多个固定耳，每个所述固定耳上均设有螺孔，所述插槽元件通过螺栓固定在所述齿轮箱驱动装置上。

作为本发明能实现双向自锁的行星齿轮箱的一种改进，所述齿轮箱驱动装置包括内齿圈和马达，所述内齿圈的空腔内设有行星齿轮，所述行星齿轮通过行星齿轮轴固定在一行星齿轮架上，所述马达通过马达螺栓固定在马达固定板上，所述马达的输出轴上设有马达输出齿轮，所述马达输出齿轮伸入至所述内齿圈内与所述行星齿轮啮合。

作为本发明能实现双向自锁的行星齿轮箱的一种改进，所述插槽元件固定在所述内齿圈上，所述十字轴的竖向轴固定所述行星齿轮架上，所述行星齿轮架旋转的同时带动所述十字轴旋转。

作为本发明能实现双向自锁的行星齿轮箱的一种改进，所述内齿圈的上端盖有一固定盖，所述固定盖通过螺丝锁紧在所述内齿圈上，所述固定盖的中部设有固定套，所述输出轴从所述固定套中部穿入所述内齿圈内与所述连接轴连接。

与现有技术相比，本发明的优点是：本发明的双向自锁行星齿轮箱放弃了电控部件，采用纯机械结构来实现双向自锁，性能可靠，设计巧妙；由于自锁机构内置于行星齿轮箱内部，所以齿轮箱的整体性完好，外观协调；放弃了标准件超越离合器，双向自锁的行星齿轮箱的尺寸设计更加自由，可以应用在更多非标准环境当中；该设计的自锁功能是通过插齿滑块插入插槽元件来实现的，外部反向输入的载荷并不作用在齿轮上，所以该自锁功能对齿轮的安全性不构成威胁，同时还保护了齿轮的安全，提高了整体齿轮箱的可靠性。

本发明通过在最后一级行星齿轮架安装十字轴，十字轴上方安装与内齿圈连接的插槽元件，插槽元件上插着一个内部具有倒V形凹槽的插齿滑块，十字轴穿过插槽元件的中孔与插齿滑块内部的倒V形凹槽配合，当齿轮箱驱动装置运行时，行星齿轮架驱动十字轴转动，十字轴顺着插齿滑块内部的倒V形凹槽斜坡导轨将插齿滑块向上顶起，当插齿滑块脱离了插槽，插齿滑块的转动自由度得到释放，插齿滑块可以和十字轴一起转动，插齿滑块上安装有连接轴，连接整个齿轮箱的输出轴，这样就实现了行星齿轮箱的转动输出。当行星齿轮箱停止转动，输出轴在外部载荷的作用下会有往反向或正向转动的趋势，这导致插齿滑块也有反向或正向转动的趋势，由于插齿滑块的上方还安装有复位弹簧，此时复位弹簧处于压缩状态，在复位弹簧的作用下，只要输出轴往反向转动轻微角度或任意角度，即滑块往反向或正向转动轻微的角度，插齿滑块就会迅速往下运动，直接插入与内齿圈连接的插槽元件中，插齿滑块的转动自由度再次被限制，即输出轴被锁死。

附图说明

下面就根据附图和具体实施方式对本发明及其有益的技术效果作进一步详细的描述，其中：

图1是本发明爆炸图。

图2是本发明剖视图。

图3是本发明自锁机构结构示意图。

图4是本发明插齿滑块底部结构示意。

附图标记名称：

1、齿轮箱驱动装置；11、内齿圈12、马达13、行星齿轮14、行星齿轮轴15、行星齿轮架16、马达螺栓17、马达固定板18、马达输出齿轮19、固定盖20、固定套21、连接套；

2、插槽元件；21、槽位22、固定耳23、螺孔24、螺栓；

3、插齿滑块；31、中间槽32、倒V形凹槽33、滑槽挡块34、插齿35、连接平台36、D形凹槽；

4、连接轴；

5、输出轴；

6、复位弹簧；

7、十字轴；71、竖向轴72、横向轴。

具体实施方式

下面就根据附图和具体实施例对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不局限于此。

如图1～4所示，一种能实现双向自锁的行星齿轮箱，包括齿轮箱驱动装置1，齿轮箱驱动装置1的输出端设有插槽元件2和由该齿轮箱驱动装置1正向或反向控制旋转、并能够脱离插槽元件2限制的插齿滑块3，插齿滑块3通过连接轴4与输出轴5连接；

插齿滑块3由齿轮箱驱动装置控制旋转时，输出轴5输出动力；齿轮箱驱动装置1停止驱动插齿滑块3时，输出轴5反向旋转任意角度，插齿滑块3受复位弹簧6的作用能够快速滑动与插槽元件2插接，插槽元件2限制插齿滑块3旋转，实现自锁。

优选的，还包括十字轴7，十字轴7包括竖向轴71和横向轴72，横向轴72卡接在插齿滑块3的内侧壁上，竖向轴71的下端与齿轮箱驱动装置1连接，齿轮箱驱动装置1带动十字轴7旋转的过程中，插齿滑块3逐渐被十字轴7顶出、并与插槽元件2脱离，齿轮箱驱动装置1带动十字轴7旋转至一定角度后、十字轴7带动插齿滑块3一同旋转。

优选的，还包括复位弹簧6，复位弹簧6一端抵顶在插齿滑块3上，复位弹簧6另一端抵顶在齿轮箱端部，插齿滑块3自锁动作的移动过程均由复位弹簧6控制移动。

优选的，插齿滑块3具有一中间槽31，中间槽31的内侧壁上设有两个对称的倒V形凹槽32，两条倒V形凹槽32的两端均设有滑槽挡块33，插齿滑块3的下端边缘间隔设有多个插齿34，插齿滑块3的上端中部设有一连接平台35，连接平台35上设有D形凹槽36，连接轴4插接在D形凹槽36内。

优选的，十字轴7的横向轴72两端分别容纳在倒V形凹槽32内，齿轮箱驱动装置1带动十字轴7旋转时，十字轴7的横向轴72沿着两个倒V形凹槽32上滑动。

优选的，插槽元件2上间隔设有呈圆形排布的若干个槽位21，槽位21的数量与插齿34的数量相同，槽位21与插齿34一一对应。

优选的，插槽元件2的边缘间隔设有多个固定耳22，每个固定耳22上均设有螺孔23，插槽元件2通过螺栓24固定在齿轮箱驱动装置1上。

优选的，齿轮箱驱动装置1包括内齿圈11和马达12，内齿圈11的空腔内设有行星齿轮13，行星齿轮13通过行星齿轮轴14固定在一行星齿轮架15上，马达12通过马达螺栓16固定在马达固定板17上，马达12的输出轴上设有马达输出齿轮18，马达输出齿轮18伸入至内齿圈11内与行星齿轮13啮合。竖向轴71的下端通过连接套21连接在行星齿轮架15上。

优选的，插槽元件2固定在内齿圈11上，十字轴7的竖向轴71固定在行星齿轮架15上，行星齿轮架15旋转的同时带动十字轴7旋转。

优选的，内齿圈11的上端盖有一固定盖19，固定盖19通过螺丝锁紧在内齿圈11上，固定盖19的中部设有固定套20，输出轴5从固定套20中部穿入内齿圈11内与连接轴4连接。

行星齿轮箱正常输出工作的过程：马达12驱动马达输出齿轮18转动，马达输出齿轮18与行星齿轮13啮合，行星齿轮架15转动；由于行星齿轮架15与十字轴7的横向轴72固定连接，所以十字轴7也会转动，十字轴7的横向轴72固沿着插齿滑块3内部的倒V形凹槽32转动，在这个过程中；插齿滑块3会被十字轴7的横向轴72向上顶起，复位弹簧6处于压缩状态；与其连接的连接轴4、输出轴5也会被向上顶起；当插齿滑块3脱离插槽元件2的槽位21，转动自由度被释放，当横向轴72运动到滑槽挡块33时，插齿滑块3被迫跟随十字轴7一起转动，由于插齿滑块3上方安装固定有连接轴4，连接轴4又与齿轮箱的输出轴5固定连接，所以输出轴5也会转动，从而完成输出操作。

自锁机构实行自锁的工作过程：当马达12运动到所需位置，马达12停止转动，此时输出轴5在外部载荷的反向作用下，输出轴5存在反向转动的趋势，当输出轴5反向转动轻微角度，插齿滑块3在其上方复位弹簧6的作用下，插齿滑块3迅速向下运动，插齿滑块3上的插齿34插入插槽元件2的槽位21中，插齿滑块3被锁死，不能再转动，与其固定连接的连接轴4、与连接轴4固定连接的输出轴5也就被锁死，从而实现自锁；由于插齿滑块3上的倒V形凹槽32是两侧对称设计，所以当行星齿轮箱往另一个方向转动时，也能通过上述原理实现自锁。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和结构的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (10)

1.一种能实现双向自锁的行星齿轮箱，包括齿轮箱驱动装置，其特征在于，所述齿轮箱驱动装置的输出端设有插槽元件和由该齿轮箱驱动装置正向或反向控制旋转、并脱离所述插槽元件限制的插齿滑块，所述插齿滑块通过连接轴与输出轴连接；

所述插齿滑块由所述齿轮箱驱动装置控制旋转时，所述输出轴输出动力；所述齿轮箱驱动装置停止驱动所述插齿滑块时，所述输出轴反向旋转任意角度，所述插齿滑块能够滑动与所述插槽元件插接，所述插槽元件限制所述插齿滑块旋转，实现自锁。

2.根据权利要求1所述的能实现双向自锁的行星齿轮箱，其特征在于，还包括十字轴，所述十字轴包括竖向轴和横向轴，所述横向轴卡接在所述插齿滑块的内侧壁上，所述竖向轴的下端与所述齿轮箱驱动装置连接，所述齿轮箱驱动装置带动所述十字轴旋转的过程中，所述插齿滑块逐渐被所述十字轴顶出、并与所述插槽元件脱离，所述齿轮箱驱动装置带动所述十字轴旋转至一定角度后、所述十字轴带动所述插齿滑块一同旋转。

3.根据权利要求1所述的能实现双向自锁的行星齿轮箱，其特征在于，还包括复位弹簧，所述复位弹簧一端抵顶在所述插齿滑块上，所述复位弹簧另一端抵顶在齿轮箱端部，所述插齿滑块自锁动作的移动过程均由所述复位弹簧控制移动。

4.根据权利要求2所述的能实现双向自锁的行星齿轮箱，其特征在于，所述插齿滑块具有一中间槽，所述中间槽的内侧壁上设有两个对称的倒V形凹槽，两条所述倒V形凹槽的两端均设有滑槽挡块，所述插齿滑块的下端边缘间隔设有多个插齿，所述插齿滑块的上端中部设有一连接平台，所述连接平台上设有D形凹槽，所述连接轴插接在所述D形凹槽内。

5.根据权利要求3所述的能实现双向自锁的行星齿轮箱，其特征在于，所述十字轴的横向轴两端分别容纳在所述倒V形凹槽内，所述齿轮箱驱动装置带动所述十字轴旋转时，所述十字轴的横向轴沿着两个所述倒V形凹槽上滑动。

6.根据权利要求5所述的能实现双向自锁的行星齿轮箱，其特征在于，所述插槽元件上间隔设有呈圆形排布的若干个槽位，所述槽位的数量与所述插齿的数量相同，所述槽位与所述插齿一一对应。

7.根据权利要求6所述的能实现双向自锁的行星齿轮箱，其特征在于，所述插槽元件的边缘间隔设有多个固定耳，每个所述固定耳上均设有螺孔，所述插槽元件通过螺栓固定在所述齿轮箱驱动装置上。

8.根据权利要求2所述的能实现双向自锁的行星齿轮箱，其特征在于，所述齿轮箱驱动装置包括内齿圈和马达，所述内齿圈的空腔内设有行星齿轮，所述行星齿轮通过行星齿轮轴固定在一行星齿轮架上，所述马达通过马达螺栓固定在马达固定板上，所述马达的输出轴上设有马达输出齿轮，所述马达输出齿轮伸入至所述内齿圈内与所述行星齿轮啮合。

9.根据权利要求8所述的能实现双向自锁的行星齿轮箱，其特征在于，所述插槽元件固定在所述内齿圈上，所述十字轴的竖向轴固定在所述行星齿轮架上，所述行星齿轮架旋转的同时带动所述十字轴旋转。

10.根据权利要求8所述的能实现双向自锁的行星齿轮箱，其特征在于，所述内齿圈的上端盖有一固定盖，所述固定盖通过螺丝锁紧在所述内齿圈上，所述固定盖的中部设有固定套，所述输出轴从所述固定套中部穿入所述内齿圈内与所述连接轴连接。