CN111059237B - 一种变速机构及真空断路器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变速机构及真空断路器。所述变速机构包括驱动组件、执行组件和传动组件，所述驱动组件、传动组件和执行构成两个拐臂结构；所述变速机构的传动比为所述驱动组件与传动组件之间夹角的反正切和所述执行组件与传动组件之间夹角正切之积，或者传动比为所述驱动组件与传动组件之间夹角的正切和所述执行组件与传动组件之间夹角反正切之积；所述驱动组件的驱动方向与所述执行组件的受力方向平行。与相关技术相比，本发明所提供变速机构通过调整两个拐臂的参数，可用于需要不同变速要求的场合，且也可用于需要驱动方向与执行方向各种角度场合，平行的驱动力和执行力有效避免了驱动机构偏磨的问题，减少冲击力。

Description

一种变速机构及真空断路器

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种变速机构及真空断路器。

背景技术

目前，用于干线机车和动车组的真空断路器采用的传动结构需要解决速度快和冲量小的矛盾。目前直立式真空断路器采用的传动机构有如下两种：

a、驱动机构与执行机构为直接传动的结构形式，该传动比为1:1，该直立式真空断路器冲击作用大，将导致核心部件真空开关管受力过大，易损坏；

b、驱动机构与执行机构之间采用十字槽拐臂结构，该传动比遵循反正切曲线，虽冲击作用有所减小，但驱动方向与执行方向垂直，驱动机构偏磨严重，可靠性不足。

如现有专利CN104217891A，专利名称为：一种直立式真空断路器用驱动机构。

本案中涉及的专业术语解释如下：

拐臂：是机器设备上常用的部件之一。通过螺钉与其它部件连接以实现连带运动等功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现驱动方向与执行方向平行的、减少冲击力的变速机构及真空断路器。

本发明的技术方案是：一种变速机构包括驱动组件和执行组件，还包括传动组件，所述驱动组件与传动组件、所述执行组件与传动组件构成拐臂结构；所述变速机构的传动比为所述驱动组件与传动组件之间夹角的余切和所述执行组件与传动组件之间夹角余切之比，或者所述变速机构的传动比为所述驱动组件与传动组件之间夹角的余切和所述执行组件与传动组件之间夹角余切之比；所述驱动组件的驱动方向与所述执行组件的受力方向平行。

上述方案中，传动比采用余切曲线和余切曲线之比，进一步减少冲击力，且驱动方向与所述执行组件的受力方向平行，避免驱动机构偏磨的出现，延长其使用寿命。

优选的，还包括支架，所述支架为箱型结构且内部中空，所述支架的侧壁上水平贯通有第一滑块槽和沿所述第一滑块槽对称设置的第二滑块槽和第三滑块槽，所述第二滑块槽和第三滑块槽的延伸方向均与所述第一滑块槽垂直；

所述驱动组件相对于所述第二滑块槽位移并驱动所述传动组件相对于所述第一滑块槽位移，所述传动组件的位移驱动所述执行组件相对于所述第三滑块槽位移。

所述第二滑块槽和第三滑块槽相对于第一滑块槽的对称设置，可使所述驱动组件的驱动方向与所述执行组件的受力方向平齐，进一步避免了偏磨的问题，提高可靠性。

优选的，所述驱动组件包括驱动销和驱动连杆，所述传动组件包括传动轴和传动销，所述执行组件包括执行销和执行连杆；

所述驱动销滑动安装于所述第二滑块槽中，所述传动销滑动安装于所述第一滑块槽中，所述执行销滑动安装于所述第三滑块槽中；

所述驱动连杆的一端与所述驱动销铰接，所述驱动连杆的另一端与所述传动轴的一端通过一个传动销铰接，所述执行连杆的一端与所述传动轴的另一端通过另一个传动销铰接，所述执行连杆的另一端与所述执行销铰接；

所述驱动连杆与所述传动轴之间设有角度β，所述执行连杆与所述传动轴之间设有角度α。

上述结构通过连杆与滑块槽的配合形成全新的变速机构，该变速机构的动作特性由各自的铰接的初始位置、连杆长度和支架上滑块槽的方向决定。

变速机构的传动比为驱动连杆和执行连杆与传动轴之间夹角的三角函数。

变速机构的变速比由连杆长度和初始位置决定，具备空间曲线特征。

优选的，所述驱动连杆铰接于所述传动轴的左端，所述执行连杆铰接于所述传动轴的右端，所述角度β的余切和角度α的余切之比为所述变速机构的传动比。

优选的，所述驱动连杆铰接于所述传动轴的右端，所述执行连杆铰接于所述传动轴的左端，所述角度β的余切和角度α余切之比为所述变速机构的传动比。

优选的，所述驱动销、传动销和执行销均通过轴承与各自的滑块槽壁接触。

轴承分别将驱动销、传动销和执行销支撑于滑块槽壁内，外圆结构的轴承与滑块槽壁能较好的贴合形成滑动配合，动能传递过程中能量损耗小。且为了让轴承与滑块槽更好的配合，在每个滑块槽的两端均设有圆角，使滑块槽形成腰形孔。

优选的，所述第二滑块槽、第三滑块槽和第一滑块槽沿支架的轴向中心线对称；所述执行销与驱动销往复移动的连线相交于所述第一滑块槽的中心。

所述执行销和驱动销往复移动的方向由各自配合的滑块槽决定。

优选的，所述第一滑块槽、第二滑块槽和第三滑块槽均长于对应安装组件的行程。如第一滑块槽的长度长于传动组件的行程，第二滑块槽的长度长于驱动组件的行程，第三滑块槽的长度长于执行组件的长度，使变速机构具有更优的变速比。

本发明还提供一种真空断路器，包括上述的变速机构。

与相关技术相比，本发明的有益效果为：所述变速机构通过调整两个拐臂的参数，可用于需要不同变速要求的场合，且也可用于需要驱动方向与执行方向各种角度场合。驱动方向与执行方向平行，有效避免了驱动机构偏磨的问题，提高可靠性，且减少冲击力。

附图说明

图1为本发明提供的变速机构结构示意图；

图2为沿图1的A-A剖视图。

附图中，1-支架、11-第一滑块槽、12-第二滑块槽、13-第三滑块槽、2-驱动组件、21-驱动销、22-驱动连杆、3-传动组件、31-传动轴、32-传动销、4-执行组件、41-执行销、42-执行连杆、5-轴承、I-支架的轴向中心线。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

如图1、2所示，本实施例提供的一种变速机构包括支架1、驱动组件2、传动组件3和执行组件4。

所述支架1为箱型结构且内部中空，所述支架1的侧壁上水平贯通有第一滑块槽11和沿所述第一滑块槽11对称设置的第二滑块槽12和第三滑块槽13，所述第二滑块槽12和第三滑块槽13的延伸方向均与所述第一滑块槽11垂直。所述第一滑槽11的长度延伸临近至支架1长度L的边缘，所述第二滑块槽12和第三滑块槽13分别位于第一滑槽11的上、下两端。所述第二滑块槽12和第三滑块槽13的延伸长度相等，都小于第一滑槽11的长度。

所述驱动组件2包括驱动销21和驱动连杆22，所述传动组件3包括传动轴31和传动销32，所述执行组件4包括执行销41和执行连杆42。

所述驱动销22的两端均通过轴承5滑动安装于所述第二滑块槽12中，所述传动销32的两端均通过轴承5滑动安装于所述第一滑块槽11中，所述执行销41的两端均通过轴承5滑动安装于所述第三滑块槽13中。

轴承5均通过垫片和锁紧螺母固定在各自销轴上。

所述驱动连杆22的一端与所述驱动销21铰接，所述驱动连杆22的另一端与所述传动轴31的一端通过一个传动销32铰接，所述执行连杆42的一端与所述传动轴31的另一端通过另一个传动销32铰接，所述执行连杆42的另一端与所述执行销41铰接。

所述驱动连杆22与所述传动轴31之间设有角度β，所述执行连杆42与所述传动轴31之间设有角度α。

所述驱动连杆22与传动轴31、执行连杆42与传动轴31构成了两个拐臂结构，所述驱动组件2的驱动方向与所述执行组件4的受力方向平行。

所述执行销41与驱动销21往复移动的连线相交于所述第一滑块槽11的长度方向上的中心上。即，所述第二滑块槽12、第三滑块槽13和第一滑块槽11沿支架的轴向中心线I对称。

所述第二滑块槽12、第三滑块槽13和第一滑块槽11的长度均长于对应安装的驱动连杆、传动轴和执行连杆的行程。

本发明还提供一种包括上述变速机构的真空断路器，所述变速机构通过的驱动组件、传动组件和执行组件构成真空断路器的主体结构。

在本实施例中，所述驱动连杆22铰接于所述传动轴31的左端，所述执行连杆42铰接于所述传动轴31的右端，所述角度β的余切和角度α的余切之比为所述变速机构的传动比。

其工作原理为：将支架1固定在机器上，所述执行销41和驱动销21通过轴承5沿支架1的各自滑块槽运动，通过执行连杆42、传动轴31和驱动连杆22长度和三者中其中一个的初始位置确定变速机构的运动特性。

所述驱动销21在驱动单元的驱动下沿支架1的第二滑块槽12向上运动时，带动驱动连杆22逆时针转动，促使传动轴31沿支架1的第一滑块槽11水平向左运动，带动执行连杆42顺时针转动，执行销41沿支架1的第三滑块槽13向上运动，使驱动执行组件执行向上的运动。反之，按上述方向相反的方向则控制驱动执行组件执行向下的运动。

所述角度β和角度α将随运动的进行而变化。通过各滑块槽相对位置和角度的变化设计，以实现不同角度的传动。

在另一种实施例中，所述驱动连杆22铰接于所述传动轴31的右端，所述执行连杆42铰接于所述传动轴31的左端，所述角度β的余切和角度α余切之比为所述变速机构的传动比。在本实施例中，所述驱动连杆向上运动时，传动轴水平向右，带动执行连杆向上运动，反之，则控制驱动执行组件执行向下的运动。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种变速机构，包括驱动组件（2）和执行组件（4），其特征在于，还包括传动组件（3），所述驱动组件（2）与传动组件（3）、所述执行组件（4）与传动组件（3）构成拐臂结构；所述变速机构的传动比为所述驱动组件（2）与传动组件（3）之间夹角的余切和所述执行组件（4）与传动组件（3）之间夹角余切之比，或者所述变速机构的传动比为所述驱动组件（2）与传动组件（3）之间夹角的余切和所述执行组件（4）与传动组件（3）之间夹角余切之比；所述驱动组件（2）的驱动方向与所述执行组件（4）的受力方向平行；所述变速机构还包括支架，所述支架（1）为箱型结构且内部中空，所述支架（1）的侧壁上水平贯通有第一滑块槽（11）和沿所述第一滑块槽（11）对称设置的第二滑块槽（12）和第三滑块槽（13），所述第二滑块槽（12）和第三滑块槽（13）的延伸方向均与所述第一滑块槽（11）垂直；

所述驱动组件（2）相对于所述第二滑块槽（12）位移并带动所述传动组件（3）相对于所述第一滑块槽（11）位移，所述传动组件（3）的位移带动所述执行组件（4）相对于所述第三滑块槽（13）位移。

2.根据权利要求1所述的变速机构，其特征在于，所述驱动组件（2）包括驱动销（21）和驱动连杆（22），所述传动组件（3）包括传动轴（31）和传动销（32），所述执行组件（4）包括执行销（41）和执行连杆（42）；

所述驱动销（21）滑动安装于所述第二滑块槽（12）中，所述传动销（32）滑动安装于所述第一滑块槽（11）中，所述执行销（41）滑动安装于所述第三滑块槽（13）中；

所述驱动连杆（22）的一端与所述驱动销（21）铰接，所述驱动连杆（22）的另一端与所述传动轴（31）的一端通过一个传动销（32）铰接，所述执行连杆（42）的一端与所述传动轴（31）的另一端通过另一个传动销（32）铰接，所述执行连杆（42）的另一端与所述执行销（41）铰接；

所述驱动连杆（22）与所述传动轴（31）之间设有角度β，所述执行连杆（42）与所述传动轴（31）之间设有角度α。

3.根据权利要求2所述的变速机构，其特征在于，所述驱动连杆（22）铰接于所述传动轴（31）的左端，所述执行连杆（42）铰接于所述传动轴（31）的右端，所述角度β的余切和角度α的余切之比为所述变速机构的传动比。

4.根据权利要求2所述的变速机构，其特征在于，所述驱动连杆（22）铰接于所述传动轴（31）的右端，所述执行连杆（42）铰接于所述传动轴（31）的左端，所述角度β的余切和角度α余切之比为所述变速机构的传动比。

5.根据权利要求2所述的变速机构，其特征在于，所述驱动销（21）、传动销（31）和执行销（41）均通过轴承（5）与各自的滑块槽壁接触。

6.根据权利要求1所述的变速机构，其特征在于，所述第一滑块槽（11）、第二滑块槽（12）和第三滑块槽（13）沿支架的轴向中心线（I）对称；所述执行销（41）与驱动销（21）往复移动的连线相交于所述第一滑块槽（11）的中心。

7.根据权利要求1所述的变速机构，其特征在于，所述第一滑块槽（11）、第二滑块槽（12）和第三滑块槽（13）的长度均长于对应安装组件的行程。

8.一种真空断路器，其特征在于，包括如权利要求1~7任一项所述的变速机构。

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