CN110242722A - 一种输出循环正、反转的变速箱 - Google Patents

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Abstract

一种输出循环正、反转的变速箱，包括箱体、输入轴、第一轴承、限位轴承、齿轮、圆弧形齿条、第一限位弧形挡、输出轴、第一限位弧形挡、齿条限位挡；输入轴通过第一轴承设置在箱体上，输入轴的前端具有齿轮，齿轮与圆弧形齿条相啮合形成传动副，齿轮后侧的输入轴上套设限位轴承，圆弧形齿条套在输出轴上，输出轴上分别设置有齿条限位挡，圆弧形齿条的两个端部均设置有限位弧形挡；输出轴的两端通过第二轴承设置在箱体上；输入轴带动齿轮转动，齿轮与圆弧形齿条啮合带动圆弧形齿条转动，圆弧形齿条带动输出轴能输出正、反向往复的转动。本发明能实现一个转向的输入，两个循坏往复转向的输出。使用本发明能节能50％。

Description

一种输出循环正、反转的变速箱
技术领域
本发明涉及一种变速箱，特别涉及一种输出循环正、反转的变速箱。
背景技术
目前，游梁式抽油机由于性能可靠、结构简单、操作维修方便等特点，已经成为油田主要使用的抽油机类型之一。
常规的游梁式抽油机使用曲柄机构实现抽油机的上下往复运动，该种往复机构，结构复杂。而且抽油机在上下冲程中，由于在曲柄机构的转轴上产生的扭矩不对等，曲柄轴上扭矩变化幅度非常大，直接导致电动机功率波动很大，电动机在大部分时间的负载率很低，大量机械能以热损失的形式浪费掉。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有抽油机的曲柄机构复杂的问题，以及解决抽油机使用的电动机耗能大的问题，而提供一种输出循环正、反转的变速箱。
一种输出循环正、反转的变速箱，包括箱体、输入轴、第一轴承、限位轴承、齿轮、圆弧形齿条、第一限位弧形挡、输出轴、第一限位弧形挡、齿条限位挡；
输入轴、第一轴承、限位轴承、齿轮、圆弧形齿条、第一限位弧形挡、输出轴和齿条限位挡均位于箱体内；
输入轴通过第一轴承设置在箱体上，输入轴的前端具有齿轮，齿轮与圆弧形齿条相啮合形成传动副，齿轮后侧的输入轴上套设限位轴承，圆弧形齿条的中心具有花键套，输出轴的中间部位具有花键，圆弧形齿条套在输出轴上，圆弧形齿条与输出轴之间通过花键套和花键连接；花键两端的输出轴上分别设置有齿条限位挡，圆弧形齿条的两个端部分别设置有第一限位弧形挡和第一限位弧形挡；输出轴的两端通过第二轴承设置在箱体上；圆弧形齿条的周边具有齿，齿轮能与圆弧形齿条啮合；
当齿轮与圆弧形齿条的端部啮合时，限位轴承的周面均与第一限位弧形挡或第一限位弧形挡的内凹陷处接触，第一限位弧形挡或第一限位弧形挡强制齿轮与圆弧形齿条的端部接触，实现啮合转动；
圆弧形齿条在传动过程中，当圆弧形齿条位于输出轴的侧边时，齿条限位挡止挡圆弧形齿条，强制圆弧形齿条另一侧与齿轮啮合传动。
所述的圆弧形齿条和齿轮的齿为条形齿。
所述的圆弧形齿条和齿轮的齿为球形齿。
所述的第一限位弧形挡和第一限位弧形挡上开设有若干的通孔，开设通孔的目的是为了在传动过程中，减少箱体内润滑油的阻力。
所述的输入轴通过涡轮蜗杆机构输入动力，涡轮蜗杆机构与电动机或发动机连接，或者，输入轴与减速箱连接，减速箱与电动机或发动机连接。
本发明的工作过程和原理：
输入轴带动齿轮转动，齿轮与圆弧形齿条啮合带动圆弧形齿条转动，圆弧形齿条带动输出轴转动；当齿轮与圆弧形齿条一侧啮合时，圆弧形齿条带动输出轴朝一个方向转动，当齿轮与圆弧形齿条的另一侧啮合时，圆弧形齿条带动输出轴朝反方向转动，实现输入轴一个方向转动，输出轴能输出正、反向往复的转动。
当齿轮与圆弧形齿条的两端啮合时，第一限位弧形挡或第一限位弧形挡强制齿轮与圆弧形齿条啮合；如图和图所示，当圆弧形齿条滑动到两个侧边时，齿条限位挡强制圆弧形齿条与齿轮啮合，实现圆弧形齿条与齿轮传动。
本发明的有益效果是：
1、能实现一个转向的输入，两个循坏往复转向的输出。
2、结构紧凑，密封性好，使用寿命长，传动平顺。
3、本发明应用于抽油机时，经过对比试验，使用本发明，能节能50％。
4、本发明可以应用于一个转向的输入，两个循坏往复转向输出的领域，例如油田所用的抽油机。
附图说明
图1是本发明立体外观示意图。
图2是本发明的内部结构示意图。
图3是本发明的弧形齿条滑动到一侧的状态示意图。
图4是本发明的弧形齿条滑动到另一侧的状态示意图。
图5是本发明的齿轮与圆弧形齿条啮合的示意图。
图6是本发明的圆弧形齿条立体示意图。
图7是本发明的第一限位弧形挡和第一限位弧形挡的立体示意图。
图8是本发明的齿轮立体示意图。
具体实施方式
参照图1至图8所示，一种输出循环正、反转的变速箱，包括箱体1、输入轴2、第一轴承3、限位轴承4、齿轮5、圆弧形齿条6、第一限位弧形挡7、输出轴8、第一限位弧形挡9、齿条限位挡10；输入轴2、第一轴承3、限位轴承4、齿轮5、圆弧形齿条6、第一限位弧形挡7、输出轴8和齿条限位挡10均位于箱体1内；输入轴2通过第一轴承3设置在箱体1上，
输入轴2通过第一轴承3设置在箱体1上，输入轴2的前端具有齿轮5，齿轮5与圆弧形齿条6相啮合形成传动副，齿轮5后侧的输入轴2上套设限位轴承4，圆弧形齿条6的中心具有花键套61，输出轴8的中间部位具有花键81，圆弧形齿条6套在输出轴8上，圆弧形齿条6与输出轴8之间通过花键套61和花键81连接；花键81两端的输出轴8上分别设置有齿条限位挡10，圆弧形齿条6的两个端部分别设置有第一限位弧形挡7和第一限位弧形挡9；第一限位弧形挡7和第一限位弧形挡9通过圆弧形齿条6上的两个安装座62安装在圆弧形齿条6上，如图6所示；
输出轴8的两端通过第二轴承11设置在箱体1上；
圆弧形齿条6的周边具有齿，齿轮5能与圆弧形齿条6啮合；
当齿轮5与圆弧形齿条6的端部啮合时，如图2所示，限位轴承4的周面均与第一限位弧形挡7或第一限位弧形挡9的内凹陷处接触，第一限位弧形挡7或第一限位弧形挡9强制齿轮5与圆弧形齿条6的端部接触，实现啮合转动；
如3和图4所示，圆弧形齿条6在传动过程中，当圆弧形齿条6位于输出轴8的侧边时，齿条限位挡10止挡圆弧形齿条6，强制圆弧形齿条6另一侧与齿轮5啮合传动。
所述的圆弧形齿条6和齿轮5的齿为条形齿。
所述的圆弧形齿条6和齿轮5的齿为球形齿，如图6、图6和图8所示，在本实施例中，齿轮5的齿为凸球，圆弧形齿条6的齿为球形凹坑，凸球与球形凹坑配合实现传动。或者齿轮5的齿为凹坑，圆弧形齿条6的齿为凸球。
所述的第一限位弧形挡7和第一限位弧形挡9上开设有若干的通孔91，开设通孔91的目的是为了在传动过程中，减少箱体内润滑油的阻力，如图7所示。
所述的输入轴2通过涡轮蜗杆机构12输入动力，涡轮蜗杆机构12与电动机或发动机连接，或者，输入轴2与减速箱连接，减速箱与电动机或发动机连接。
本实施例的工作过程和原理：
输入轴2带动齿轮5转动，齿轮5与圆弧形齿条6啮合带动圆弧形齿条6转动，圆弧形齿条6带动输出轴8转动；当齿轮5与圆弧形齿条6一侧啮合时，圆弧形齿条6带动输出轴8朝一个方向转动，当齿轮5与圆弧形齿条6的另一侧啮合时，圆弧形齿条6带动输出轴8朝反方向转动，实现输入轴2一个方向转动，输出轴8能输出正、反向往复的转动。
如图2所示，当齿轮5与圆弧形齿条6的两端啮合时，第一限位弧形挡7或第一限位弧形挡9强制齿轮5与圆弧形齿条6啮合；如图3和图4所示，当圆弧形齿条6滑动到两个侧边时，齿条限位挡10强制圆弧形齿条6与齿轮5啮合，实现圆弧形齿条6与齿轮5传动。
本发明的试验结果：
对比试验对象为Ⅲ型游梁式抽油机和使用本发明的抽油机；
使用相同的电动机，输入电压为380V。
测量手段是测量工作电流。
测量结果：Ⅲ型游梁式抽油机，电动机的工作电流是8A；使用本发明的电动机的工作电流是4A。根据公知的能量消耗的计算，得出的结论是，使用本发明的抽油机比Ⅲ型游梁式抽油机节能50％。

Claims (7)

1.一种输出循环正、反转的变速箱，其特征在于：包括箱体(1)、输入轴(2)、第一轴承(3)、限位轴承(4)、齿轮(5)、圆弧形齿条(6)、第一限位弧形挡(7)、输出轴(8)、第一限位弧形挡(9)、齿条限位挡(10)；
输入轴(2)、第一轴承(3)、限位轴承(4)、齿轮(5)、圆弧形齿条(6)、第一限位弧形挡(7)、输出轴(8)和齿条限位挡(10)均位于箱体(1)内；
输入轴(2)通过第一轴承(3)设置在箱体(1)上，输入轴(2)的前端具有齿轮(5)，齿轮(5)与圆弧形齿条(6)相啮合形成传动副，齿轮(5)后侧的输入轴(2)上套设限位轴承(4)，圆弧形齿条(6)的中心具有花键套(61)，输出轴(8)的中间部位具有花键(81)，圆弧形齿条(6)套在输出轴(8)上，圆弧形齿条(6)与输出轴(8)之间通过花键套(61)和花键(81)连接；花键(81)两端的输出轴(8)上分别设置有齿条限位挡(10)，圆弧形齿条(6)的两个端部分别设置有第一限位弧形挡(7)和第一限位弧形挡(9)；
输出轴(8)的两端通过第二轴承(11)设置在箱体(1)上；
圆弧形齿条(6)的周边具有齿，齿轮(5)能与圆弧形齿条(6)啮合；
当齿轮(5)与圆弧形齿条(6)的端部啮合时，限位轴承(4)的周面均与第一限位弧形挡(7)或第一限位弧形挡(9)的内凹陷处接触，第一限位弧形挡(7)或第一限位弧形挡(9)强制齿轮(5)与圆弧形齿条(6)的端部接触，实现啮合转动；
圆弧形齿条(6)在传动过程中，当圆弧形齿条(6)位于输出轴(8)的侧边时，齿条限位挡(10)止挡圆弧形齿条(6)，强制圆弧形齿条(6)另一侧与齿轮(5)啮合传动。
2.根据权利要求1所述的一种输出循环正、反转的变速箱，其特征在于：所述的圆弧形齿条(6)和齿轮(5)的齿为条形齿。
3.根据权利要求1所述的一种输出循环正、反转的变速箱，其特征在于：所述的圆弧形齿条(6)和齿轮(5)的齿为球形齿。
4.根据权利要求1所述的一种输出循环正、反转的变速箱，其特征在于：所述的第一限位弧形挡(7)和第一限位弧形挡(9)上开设有若干的通孔91。
5.根据权利要求1所述的一种输出循环正、反转的变速箱，其特征在于：所述的第一限位弧形挡(7)和第一限位弧形挡(9)通过圆弧形齿条(6)上的两个安装座(62)安装在圆弧形齿条(6)上。
6.根据权利要求1所述的一种输出循环正、反转的变速箱，其特征在于：所述的输入轴(2)通过涡轮蜗杆机构(12)输入动力，涡轮蜗杆机构(12)与电动机或发动机连接。
7.根据权利要求1所述的一种输出循环正、反转的变速箱，其特征在于：所述的输入轴(2)与减速箱连接，减速箱与电动机或发动机连接。
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