CN111022523A - 离合结构和控制箱 - Google Patents

Abstract

本发明适用于机械传动领域，提供了离合结构和控制箱，其中，离合结构包括第一转轮、第二转轮和离合组件。所述第一转轮开设有离合腔，离合组件位于所述离合腔并包括盘架、肋体和滚动件，所述盘架开设有容置滚动件的第一凹槽和容置肋体的第二凹槽，所述第一凹槽与所述离合腔形成移动通道，所述移动通道向所述第二凹槽的方向渐缩设置并具有协同位置和分离位置；所述肋体连接所述第二转轮，所述第一转轮从所述第一凹槽向所述第二凹槽的方向转动而使所述滚动件移动至所述协同位置，所述第二转轮连同所述肋体向所述第一凹槽方向转动而使所述滚动件移动至分离位置。本发明提供的离合结构，能够实现第一转轮和第二转轮的单向传动。

Description

离合结构和控制箱

技术领域

本发明属于机械传动领域，尤其涉及离合结构和控制箱。

背景技术

齿轮传动由其传动的稳定性而广泛运用于机械传动领域。齿轮组连接电机和输出轴，用于将电机的转矩变出输出轴的转矩。实际运用中，存在这样一种需求，增加一种输出轴的转矩输入方式，比如手动驱使输出轴转动。以便于在电机故障或者现场应急操作或检修等情况下将电机驱动替代为手动驱动。此时，由于输出轴和电机之间由齿轮组啮合连接，输出轴的转动会带动齿轮组的反向转动。因此，需要对齿轮组进行改进，以使输出轴的转动不会传动至电机。即实现齿轮组和输出轴之间的单向传动。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种离合结构和控制箱，其旨在解决两个结构件之间的单向传动。

本发明是这样实现的：

一种离合结构，包括：

第一转轮，具有旋转轴，所述第一转轮居中开设有圆柱状的离合腔；

第二转轮，与所述第一转轮同轴设置；

离合组件，位于所述离合腔内，并包括盘架、滚动件和肋体，所述盘架能够绕所述旋转轴转动，所述盘架在其外表面向内开设有相互连通的第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽槽深大于所述第二凹槽，所述第一凹槽与所述离合腔形成容置所述滚动件并供所述滚动件滚动的移动通道，所述移动通道向所述第二凹槽的方向渐缩设置并具有能够夹紧所述滚动件的协同位置和能够与所述滚动件活动连接的分离位置，所述肋体位于所述第二凹槽和所述离合腔之间；

其中，所述肋体连接所述第二转轮，所述第一转轮从所述第一凹槽向所述第二凹槽的方向转动而驱使所述滚动件移动至所述协同位置，所述第二转轮连同所述肋体向所述第一凹槽方向转动而使所述滚动件移动至分离位置。

进一步的，所述盘架在其外表面向内开设有第三凹槽，所述第三凹槽与所述第一凹槽对称设置于所述第二凹槽的两侧并连通设置；所述滚动件有多个，所述第一凹槽和所述第三凹槽内均对应设置有任一所述滚动件。

进一步的，所述第一凹槽位于所述第二凹槽顺时针的后方并配套设置，所述第一凹槽有多个并间隔设置，所述滚动件有多个并对应设置于任一所述第一凹槽内，所述肋体有多个并对应设置于任一所述第二凹槽内。

进一步的，各所述第一凹槽等间距设置，各所述第二凹槽等间距设置。

进一步的，所述第一凹槽、所述第二凹槽和所述第三凹槽按顺时针方向顺次排列并配套设置，所述第一凹槽有多个并等间距设置；

所述肋体有多个并对应设置于所述第二凹槽内。

进一步的，所述盘架在其周侧向内开设有环状的容置槽，所述离合组件还包括密封件，所述密封件置于所述容置槽且其外表面抵接所述滚动件。

进一步的，所述第一转轮位于所述第二转轮下方，所述离合组件还包括连接板，各所述肋体均连接所述连接板的下表面，所述连接板连接所述第二转轮。

进一步的，所述离合结构还包括固定轴，所述第一转轮和所述第二转轮均活动连接所述固定轴。

一种控制箱，包括：

输出轴，通过正转、反转以输出控制操作；

离合结构，为如上述的离合结构，所述第二转轮与所述输出轴连接；

第一输入轴，与所述第一转轮连接以驱使所述第一转轮转动；

第二输入轴，与所述第二转轮连接以驱使所述第二转轮转动。

本发明提供的离合结构，使得第一转轮从第一凹槽向第二凹槽的方向转动时能够驱使第二转轮同步转动，而第二转轮从第二凹槽向第一凹槽方向旋转时不能驱使第一转轮同步转动。且本领域人员可以设置第一凹槽和第二凹槽的相对位置，以实现不同方向的联动和空转。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一的离合结构的示意图；

图2是本发明实施例一的离合结构的部分示意图；

图3是本发明实施例一的离合结构的拆解示意图；

图4是本发明实施例一的离合结构的剖视图，剖切位置为肋体靠近连接板的位置；

图5是本发明实施例一的离合结构于密封件处的剖视图；

图6是本发明实施例一中盘架的结构示意图；

图7是本发明实施例一中盘架的俯视图，其中，虚线为离合腔的腔壁位置。

图8是本发明实施例一中第一转轮作为主动轮转动时离合组件的配合示意图；

图9是本发明实施例一中第二转轮作为主动轮转动时离合组件的配合示意图；

图10是本发明实施例二的控制箱的示意图；

图11是图10结构的俯视图；

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	第一转轮	30	离合组件
11	离合腔	31	盘架
				20	第二转轮	311	第一凹槽
40	固定轴	312	第二凹槽
				50	输出轴	313	第三凹槽
60	驱动电机	314	第四凹槽
				70	操作盘	315	容置槽
80	传动齿轮	32	肋体
						33	滚动件
		34	密封件
						35	连接板
		351	凸齿

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上和下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

实施例一

请参照图1至图9，本实施例提供一种离合结构，包括第一转轮10、第二转轮20和离合组件30。第一转轮10和第二转轮20独立设置，并通过离合组件30实现单向传动。

第一转轮10具有旋转轴，第一转轮10居中开设有圆柱状的离合腔11。

第二转轮20与第一转轮10同轴设置，包括第一转轮10套设在第二转轮20的情况，以及第一转轮10位于第二转轮20的上方或第二转轮20位于第一转轮10的上方的情况。图示实施例中，离合结构还包括固定轴40，第一转轮10和第二转轮20均套接在固定轴40上。固定轴40用于限定第一转轮10和第二转轮20水平和上下方向的移动。第一转轮10和第二转轮20均活动连接固定轴40，第二转轮20位于第一转轮10的上方，第二转轮20通过连接板35与肋体32连接。优选的，肋体32和连接板35一体设置以便利装配。在其它实施例中，第一转轮10和固定轴40固定连接或第二转轮20和固定轴40固定连接。第一转轮10套设在第二转轮20时，第二转轮20与固定轴40固定连接以将第二转轮20的转动力矩经由固定轴40传递。

离合组件30包括盘架31、滚动件33和肋体32，盘架31置于离合腔11并能够绕旋转轴转动，盘架31在其外表面向内开设有相互连通的第一凹槽311和第二凹槽312，第一凹槽311槽深大于第二凹槽312，第一凹槽311与离合腔11形成容置滚动件33并供滚动件33滚动的移动通道，移动通道向第二凹槽312的方向渐缩设置并具有能够夹紧滚动件33的协同位置和能够与滚动件33活动连接的分离位置，肋体32位于第二凹槽312和离合腔11之间；

其中，肋体32连接第二转轮20，第一转轮10从第一凹槽311向第二凹槽312的方向转动而驱使滚动件33移动至协同位置，第二转轮20连同肋体32向第一凹槽311方向转动而使滚动件33移动至分离位置。

下面对第一转轮10与第二转轮20之间的传动过程如下：

请参照图7和图8，第一转轮10作为主动轮从第一凹槽311向第二凹槽312的方向转动时，滚动件33在第一转轮10的摩擦力作用下沿转动的方向向前移动(为便于描述，将转动方向的前方简称前方)，当滚动件33滚动至协同位置时，滚动件33被第一凹槽311的槽底和离合腔11的腔壁所夹紧，使得滚动件33、盘架31和第一转轮10同步转动，滚动件33、盘架31和第一转轮10同步转动而使肋体32也同步转动，从而使第二转轮20转动。

请参照图7和图9，第二转轮20作为主动轮从第二凹槽312向第一凹槽311方向转动时，肋体32随之转动。肋体32抵接滚动件33并将滚动件33向前推移，滚动件33从协同位置移动至分离位置，此时，滚动件33和离合腔11的腔壁活动连接或留有间隙，也就是说，滚动件33不被离合腔11的腔壁与盘架31所夹紧而处于自由转动状态，肋体32驱使滚动件33和盘架31在离合腔11内空转，因此，第一转轮10不能获得来自第二转轮20的转矩。

由上，离合组件30的设置，使得第一转轮10从第一凹槽311向第二凹槽312的方向转动时能够驱使第二转轮20同步转动，而第二转轮20从第二凹槽312向第一凹槽311方向旋转时不能驱使第一转轮10同步转动。本领域人员可以设置第一凹槽311和第二凹槽312的相对位置，以实现不同方向的联动和空转。比如，第二凹槽312位于第一凹槽311顺时针的前方，则，第一转动顺时针旋转时，能够驱使第二转轮20转动，第二转轮20逆时针旋转时，第二转轮20不能传动至第一转轮10。反之，第二凹槽312位于第一凹槽311逆时针的前方，则，第一转动逆时针旋转时，能够驱使第二转轮20转动，第二转轮20顺时针旋转时，第二转轮20不能传动至第一转轮10。

请参照图6和图7，当盘架31上具有第三凹槽313和第四凹槽314，第三凹槽313和第四凹槽314的结构分别与第一凹槽311和第二凹槽312结构一致，区别在于，第一凹槽311位于第二凹槽312顺时针的后方，第三凹槽313位于第四凹槽314顺时针的前方，第一凹槽311、第二凹槽312、第三凹槽313和第四凹槽314均开设在盘架31外周侧。此时，任一第一凹槽311和第三凹槽313均对应设有一滚动件33，任一第二凹槽312和第四凹槽314均对应设有一肋体32。

第一转轮10作为主动轮顺时针转动时，位于第一凹槽311的滚动件33在第一转轮10的摩擦力作用下顺时针向前移动，并滚动至协同位置时，滚动件33被第一凹槽311的槽底和离合腔11的腔壁所夹紧，使得滚动件33、盘架31和第一转轮10同步转动，滚动件33、盘架31和第一转轮10同步转动而使肋体32也同步转动，从而使第二转轮20转动。此时，无论位于第三凹槽313的滚动件33处于协同位置还是处于分离位置，均不影响第一转轮10的传动。当第一转轮10作为主动轮逆时针转动时，位于第三凹槽313的滚动件33在第一转轮10的摩擦力作用下顺时针向前移动，并滚动至协同位置时，滚动件33被第三凹槽313的槽底和离合腔11的腔壁所夹紧，使得滚动件33、盘架31和第一转轮10同步转动，滚动件33、盘架31和第一转轮10同步转动而使肋体32也同步转动，从而使第二转轮20转动。

第二转轮20作为主动轮顺时针转动时，肋体32随之转动。肋体32抵接位于第一凹槽311的滚动件33并将该滚动件33向前从协同位置移动至分离位置，此时，滚动件33处于自由转动状态，需要说明的是，此时，位于第三凹槽313的滚动件33如果处于分离位置时，肋体32、滚动件33和盘架31在离合腔11内空转。位于第三凹槽313的滚动件33处于协同位置时，在第一转轮10和第三凹槽313的摩擦力作用下也会从协同位置向分离位置移动，同样能实现肋体32、滚动件33和盘架31在离合腔11内空转的效果。同理，第二转轮20作为主动轮逆时针转动时，肋体32随之转动。肋体32抵接位于第三凹槽313的滚动件33并将该滚动件33向前从协同位置移动至分离位置，此时，滚动件33处于自由转动状态，肋体32驱使滚动件33和盘架31在离合腔11内空转。

优选的，第二凹槽312和第四凹槽314为同一结构。一个肋体32同时位于第二凹槽312和第四凹槽314内，即该肋体32能够顺时针转动而作用于第一凹槽311的滚动件33，而在逆时针转动时能够作用于第三凹槽313的滚动件33。此时，第一凹槽311和第三凹槽313对称设置于第二凹槽312/第四凹槽314的两侧。

图示实施例中，第一凹槽311、第二凹槽312和第三凹槽313按顺时针方向顺次排列并配套设置，第一凹槽311有多个并间隔设置，对应的，第二凹槽312有多个并间隔设置，第三凹槽313有多个并间隔设置；肋体32有多个并对应设置于第二凹槽312内。滚动件33有多个，第一凹槽311和第三凹槽313内均对应设置有任一滚动件33。该设计下，第一转轮10转动时，同时受到多个作用力(多个滚动件33同时作用)，从而提高相对移动的瞬时摩擦力以缩短第一转轮10和第二转轮20联动的延迟时间。优选的，各第一凹槽311等间距设置，对应的，各第二凹槽312等间距设置，各第三凹槽313/各第四凹槽314等间距设置。该设计使得第一转轮10传动时受力均衡，从而有利于改善传动的晃动带来的噪声。

图示实施例中，肋体32有三个，并等间距设置。滚动件33有六个并均设于肋体32的两侧。本领域人员也可以选根据实际需要选择另外的数量，比如肋体32为四个、五个、六个等。

请参照图4，移动通道向第二凹槽312的方向渐缩设置，第一凹槽311的槽底与该处的转动方向形成的夹角为12度。在其它实施例中，本领域人员可以根据实际需要，将该角度设置为10度、13度、15度等，在此不作唯一限定。

需要说明的是，图示实施例中，滚动件33为圆柱状。在其它实施例中，滚动件33可为球状，或截面为勒洛三角形的柱状结构。

请参照图3，第二转轮20通过连接板35与肋体32连接。连接板35在与第二转轮20连接的表面设有多个凸齿351，第二转轮20在与连接板35连接的表面开设有与凸齿351配合的凹槽。通过凸齿351和凹槽的连接，使得第二转轮20和连接板35之间具有更大的抵接面积，且凹槽能够有效限制凸齿351在周向的移动即限制了第二转轮20和连接板35之间的相对移动，从避免第二转轮20和连接板35之间产生打滑。优选的，连接板35和肋体32一体设置，以便利装配。本领域人员也可以将连接板35与第二转轮20一体设置。在此不作唯一限定。

请参照图3和图5，离合组件30还包括密封件34，盘架31在其周侧向内开设有环状的容置槽315，密封件34置于容置槽315内且其外表面与滚动件33抵接。密封件34由橡胶材料制成，滚动件33由金属材料制成，密封件34抵接滚动件33，提高滚动件33相对密封件34转动的摩擦力，有效避免第一转轮10带动滚动件33移动时滚动件33发生打滑的情况，从而有助于提高传动的稳定性。

本实施例中，第一转轮10和第二转轮20均为齿轮结构。即第一转轮10和第二转轮20的周侧均具有多个均匀设置的轮齿，以与其配合的齿轮啮合实现传动。本领域人员可以根据实际需要设置轮齿的齿距、模数等，也可以根据实际需要设置为直齿齿轮、斜齿齿轮或伞齿轮，在此不作限定。

实施例二

请参照图10和图11，本实施例提供一种控制箱，包括第一输入轴、第二输入轴、输出轴50和离合结构。

离合结构的具体结构请参照实施例一。

输出轴50，通过正转、反转以输出控制操作，第二转轮20与输出轴50连接。

第一输入轴，与第一转轮10连接以驱使第一转轮10转动；

第二输入轴，与第二转轮20连接以驱使转轮转动。

本实施例中，第一输入轴与驱动电机60连接，驱动电机60对第一输入轴提供第一转矩，第一输入轴在第一转矩作用下转动而带动第一转轮10转动，第一转轮10转动而驱使第二转轮20和输出轴50转动。第二输出轴50与操作盘70连接，以供人手操作。操作人员旋转操作盘70而向第二输入轴提供第二转矩，第二输入轴在第二转矩作用下转动而带动第二转轮20和输出轴50转动，此时，由于第一转轮10和第二转轮20的单向传动，使得第一转轮10不受第二转轮20转动的影响而保持不动。

图示实施例中，第一输入轴与第一转轮10之间由传动齿轮80连接，第二输入轴与第二转轮20之间由传动齿轮80连接，第二齿轮和输出轴50之间由传动齿轮80连接。各传动齿轮80通过相互之间的啮合实现同步转动，本领域人员可以根据实际需要设置各传动齿轮80的位置和传动比。在此不作限定。

本实施例中，采用驱动电机60和操作盘70作为两种独立的转矩输入方式，驱动电机60作为日常作业使用，在更换或检修驱动电机60时或现场应急操控时，可通过人工操作操作盘70的方式使输出轴50转动。需要说明的是，驱动电机60和操作盘70不能同时作业。驱动电机60与自动化控制系统电连接以实现自动控制，操作盘70的设置便于进行现场控制。

当然，本领域人员也可以采用其它设备或结构为第一输入轴/第二输入轴提供第一转矩/第二转矩，比如两个独立的电机或两个独立的操作板，在此不作唯一限定。

本领域人员可以理解，控制箱还包括用于固定上述各结构的箱体(未图示)。箱体的形状和尺寸不作限定，只要能实现容置和固定上述各结构即可。

本实施例的控制箱可适用于断路器，此时，输出轴50与断路器的脱扣件联动，输出轴50转动，从而使脱扣件转动。脱扣件具有连通电路的连通状态和断开电路的断开状态，脱扣件转动而在连通状态和断开状态之间转换。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种离合结构，其特征在于，包括：

第一转轮(10)，具有旋转轴，所述第一转轮(10)居中开设有圆柱状的离合腔(11)；

第二转轮(20)，与所述第一转轮(10)同轴设置；

离合组件(30)，位于所述离合腔(11)内，并包括盘架(31)、滚动件(33)和肋体(32)，所述盘架(31)能够绕所述旋转轴转动，所述盘架(31)在其外表面向内开设有相互连通的第一凹槽(311)和第二凹槽(312)，所述第一凹槽(311)槽深大于所述第二凹槽(312)，所述第一凹槽(311)与所述离合腔(11)形成容置所述滚动件(33)并供所述滚动件(33)滚动的移动通道，所述移动通道向所述第二凹槽(312)的方向渐缩设置并具有能够夹紧所述滚动件(33)的协同位置和能够与所述滚动件(33)活动连接的分离位置，所述肋体(32)位于所述第二凹槽(312)和所述离合腔(11)之间；

其中，所述肋体(32)连接所述第二转轮(20)，所述第一转轮(10)从所述第一凹槽(311)向所述第二凹槽(312)的方向转动而驱使所述滚动件(33)滚动件移动至所述协同位置，所述第二转轮(20)连同所述肋体(32)向所述第一凹槽(311)方向转动而使所述滚动件(33)滚动件移动至分离位置。

2.如权利要求1所述的离合结构，其特征在于，所述盘架(31)在其外表面向内开设有第三凹槽(313)，所述第三凹槽(313)与所述第一凹槽(311)对称设置于所述第二凹槽(312)的两侧并连通设置；所述滚动件(33)有多个，所述第一凹槽(311)和所述第三凹槽(313)内均对应设置有任一所述滚动件(33)。

3.如权利要求2所述的离合结构，其特征在于，所述第一凹槽(311)、所述第二凹槽(312)和所述第三凹槽(313)按顺时针方向顺次排列并配套设置，所述第一凹槽(311)有多个并等间距设置；

所述肋体(32)有多个并对应设置于所述第二凹槽(312)内。

4.如权利要求1所述的离合结构，其特征在于，所述第一凹槽(311)位于所述第二凹槽(312)顺时针的后方并配套设置，所述第一凹槽(311)有多个并间隔设置，所述滚动件(33)有多个并对应设置于任一所述第一凹槽(311)内，所述肋体(32)有多个并对应设置于任一所述第二凹槽(312)内。

5.如权利要求4所述的离合结构，其特征在于，各所述第一凹槽(311)等间距设置，各所述第二凹槽(312)等间距设置。

6.如权利要求1所述的离合结构，其特征在于，所述盘架(31)在其周侧向内开设有环状的容置槽(315)，所述离合组件(30)还包括密封件(34)，所述密封件(34)置于所述容置槽(315)且其外表面抵接所述滚动件(33)。

7.如权利要求1所述的离合结构，其特征在于，所述第一转轮(10)位于所述第二转轮(20)下方，所述离合组件(30)还包括连接板(35)，各所述肋体(32)均连接所述连接板(35)的下表面，所述连接板(35)连接所述第二转轮(20)。

8.如权利要求1至7任一所述的离合结构，其特征在于，所述离合结构还包括固定轴(40)，所述第一转轮(10)和所述第二转轮(20)均活动连接所述固定轴(40)。

9.一种控制箱，其特征在于，包括：

输出轴(50)，通过正转、反转以输出控制操作；

离合结构，为如权利要求2至8任一所述的离合结构，所述第二转轮(20)与所述输出轴(50)连接；

第一输入轴，与所述第一转轮(10)连接以驱使所述第一转轮(10)转动；

第二输入轴，与所述第二转轮(20)连接以驱使所述第二转轮(20)转动。

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