CN111577849A - 一种自动变速同步带轮箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动变速同步带轮箱，采用位置切换机构驱动滑动套在第一从动轮与第二从动轮之间的输出轴的花键段上移动，在第一从动轮和第二从动轮之间来回切换配合，而第一从动轮、第二从动轮分别在第一主动轮、第二主动轮的带动下保持常转，从而实现输出轴两种不同输出转速的切换。本自动变速同步带轮箱运转结构简单，比齿轮之间的啮合更加平滑平稳，滑动套与第一、第二从动轮之间嵌接配合，在配合时不会发生像齿轮之间啮合可能会产生啮合不紧出现间隙的情况，切换精度更高。在切换输出转速时，位置切换机构驱动滑动套在输出轴上滑动，所产生的噪音要远远小于齿轮之间啮合所发出的噪音，使整个自动变速同步带轮箱在工作时所产生的噪音更小。

Description

一种自动变速同步带轮箱

技术领域

本发明涉及变速箱技术领域，尤其涉及一种自动变速同步带轮箱。

背景技术

在制杯生产行业中，经常采用齿轮箱来实现不同转速输出的切换。在变速时，需要切换齿轮之间的啮合关系，将一个齿轮与不同尺寸的其他齿轮分别啮合，从而实现转速的改变。但是，齿轮本身在啮合时存在紧密性的问题，在进行变速切换时，一个齿轮要先与原先啮合的齿轮分开，再与另一个齿轮啮合，切换啮合的过程中容易啮合不紧凑、齿与齿之间存在过多缝隙等等，导致实际的转速比低于生产所规定的转速比。

另一方面，齿轮在进行切换啮合时，齿与齿之间存在相互摩擦碰撞，产生一定的噪音。当齿轮箱需要进行多次变速切换时，齿与齿之间不断的发生摩擦碰撞，导致整个齿轮箱在工作时产生极高噪音，对齿轮箱的作业环境产生不利影响。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种自动变速同步带轮箱，这种自动变速同步带轮箱能够实现两种不同输出转速的切换，结构简单，切换精度高，并且产生的噪音低。采用的技术方案如下：

一种自动变速同步带轮箱，包括箱体，箱体内部设有传动轴、第一同步带轮组、第二同步带轮组和输出轴，第一同步带轮组的转速比大于第二同步带轮组的转速比，传动轴和输出轴均自箱体内部伸出到箱体外面，第一同步带轮组包括第一主动轮、第一从动轮和第一传动带，第二同步带轮组包括第二主动轮、第二从动轮和第二同步带，第一主动轮、第二主动轮均安装在传动轴上，其特征在于：所述第一从动轮和所述第二从动轮通过轴承和轴套套接在所述输出轴上；输出轴的中部具有花键段，所述自动变速同步带轮箱还包括切换装置，切换装置包括与花键段相匹配的滑动套和位置切换机构，位置切换机构安装在所述箱体上，滑动套套接在输出轴的花键段上，滑动套与位置切换机构的动力输出端相连接，并且滑动套处于第一从动轮和第二从动轮之间；滑动套的第一端面能够与所述第一从动轮的内侧轮面嵌接配合，滑动套的第二端面能够与第二从动轮的内侧轮面嵌接配合。

上述传动轴在箱体外部的一端通常通过一个同步带轮组与电机的输出轴连接。

上述第一同步带轮组至少包括第一主动轮、第一从动轮和第一同步带，第一主动轮和第一从动轮之间可以根据实际需要设置若干个第一张紧轮。上述第二同步带轮组至少包括第二主动轮、第二从动轮和第二同步带，第二主动轮和第二从动轮之间业可以根据实际需要设置若干个第二张紧轮。

上述第一同步带轮组和第二同步带轮组的转速比不同，是指第一主动轮和第一从动轮之间的半径比，与第二主动轮和第二从动轮之间的半径比是不相同的。

上述第一从动轮和第二从动轮通过轴承和轴套套接在输出轴上，使得当第一从动轮和第二从动轮在转动时，输出轴不会随着第一从动轮和第二从动轮转动。

第一从动轮、第二从动轮分别在第一主动轮、第二主动轮的带动下保持常转，位置切换机构驱动滑动套在第一从动轮与第二从动轮之间的输出轴的花键段上移动。当滑动套的第一端面与第一从动轮的内侧轮面相嵌接配合时，滑动套在第一从动轮的带动下随之转动，输出轴在滑动套的传动作用下随着滑动套转动，最终输出轴的输出转速与第一从动轮的转速相同，而第二同步带轮组保持空转。当滑动套的第二端面与第二从动轮的内侧轮面相嵌接配合时，滑动套在第二从动轮的带动下随之转动，输出轴在滑动套的传动作用下随着滑动套转动，最终输出轴的输出转速与第二从动轮的转速相同，而第一同步带轮组保持空转。因此，通过位置切换机构驱动滑动套在第一从动轮和第二从动轮之间来回切换配合，从而实现输出轴两种不同输出转速的切换。

同步带与主动轮、从动轮之间的运转结构简单，比齿轮之间的啮合更加平滑，而且齿轮箱还需要采用润滑油保持齿轮之间的啮合平稳。而滑动套与第一从动轮、第二从动轮之间是相嵌接配合，在配合时不会发生像齿轮之间啮合可能会产生啮合不紧出现间隙的情况，切换精度更高。另一方面，在切换输出转速时，位置切换机构驱动滑动套在输出轴上滑动，所产生的噪音要远远小于齿轮之间啮合所发出的噪音，使整个自动变速同步带轮箱在工作时所产生的噪音更小。

作为本发明的优选方案，所述位置切换机构包括连接杆、摆动轴承、摆杆和气缸；所述箱体相应的箱面上设有一个通孔，摆动轴承设置在通孔处；连接杆处在所述箱体内部，连接杆的上端连接在滑动套的周面上，连接杆的下端与摆动轴承的内侧连接；气缸和摆杆设置在箱体外部，气缸的活塞杆的长度方向与输出轴一致，摆杆的下端与气缸的活塞杆连接，摆杆的上端与摆动轴承的外侧连接。当气缸推动摆杆绕摆动轴承左右摆动时，连接杆在摆动轴承的作用下也绕摆动轴承左右摆动，并且方向与摆杆的摆动方向相反。当连接杆左右摆动时，滑动套在连接杆的带动下，在处于第一从动轮和第二从东轮之间的输出轴上进行左右滑动，使滑动套与第一从动轮或者第二从动轮相应的轮面相配合。

作为本发明进一步的优选方案，所述第一从动轮的内侧轮面设有第一凸部和第一凹部，所述滑动套的第一端面设有第一滑动凸部和第一滑动凹部，第一凸部与第一滑动凹部互嵌配合，第一凹部与第一滑动凸部互嵌配合；所述第二从动轮的内侧轮面设有第二凸部和第二凹部，所述滑动套的第二端面设有第二滑动凸部和第二滑动凹部，第二凸部与第二滑动凹部互嵌配合，第二凹部与第二滑动凸部互嵌配合。

在滑动套与第一从动轮接触后，第一从动轮继续转动，直至第一凸部嵌入第一滑动凹部、第一滑动凸部嵌入第一凹部，实现第一从动轮与滑动套的嵌接，使得滑动套的转速与第一从动轮的转速完全相同，在滑动套的传动作用下，输出轴的输出转速与第一从动轮的转速相同。同理，在滑动套与第二从动轮接触后，第二从动轮继续转动，直至第二凸部嵌入第二滑动凹部、第二滑动凸部嵌入第二凹部，实现第二从动轮与滑动套的嵌接，使得滑动套的转速与第二从动轮的转速完全相同，在滑动套的传动作用下，输出轴的输出转速与第二从动轮的转速相同。

作为本发明更进一步的优选方案，所述第一主动轮与所述第一从动轮之间的半径比为1:1，所述第二主动轮与所述第二从动轮之间的半径比为1:2。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明自动变速同步带轮箱采用位置切换机构驱动滑动套在第一从动轮与第二从动轮之间的输出轴的花键段上移动，在第一从动轮和第二从动轮之间来回切换配合，而第一从动轮、第二从动轮分别在第一主动轮、第二主动轮的带动下保持常转，从而实现输出轴两种不同输出转速的切换。同步带与主动轮、从动轮之间的运转结构简单，比齿轮之间的啮合更加平滑，而且齿轮箱还需要采用润滑油保持齿轮之间的啮合平稳。滑动套与第一从动轮、第二从动轮之间是相嵌接配合，在配合时不会发生像齿轮之间啮合可能会产生啮合不紧出现间隙的情况，切换精度更高。在切换输出转速时，位置切换机构驱动滑动套在输出轴上滑动，所产生的噪音要远远小于齿轮之间啮合所发出的噪音，使整个自动变速同步带轮箱在工作时所产生的噪音更小。

附图说明

图1为本发明优选实施方式的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图1的前视图；

图4为图1中滑动套的结构示意图；

图5为图4的左视图；

图6为图4的右视图；

图7为图1中第一从动轮的右视图；

图8为图7中沿A-A的剖视图；

图9为图7中沿B-B的剖视图；

图10为图1中第二从动轮的左视图；

图11为图10中沿C-C的剖视图；

图12为图10中沿D-D的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和本发明的优选实施方式做进一步的说明。

如图1至图3所示，一种自动变速同步带轮箱，包括箱体1，箱体1内部设有传动轴2、第一同步带303轮组3、第二同步带403轮组4、输出轴5和切换装置6，传动轴2和输出轴5均自箱体1内部伸出到箱体1外面；传动轴2在箱体1外部的一端通常通过同步带轮组7与电机8的输出轴5连接，同步带轮组7包括主动轮701、从动轮702和同步带703，主动轮701与电机8的输出轴5传动连接，从动轮702与传动轴2在箱体1外部的一端传动连接，同步带703从外部张紧主动轮701和从动轮702；第一同步带303轮组3包括第一主动轮301、第一从动轮302、第一同步带303和第一张紧轮304，第一同步带303张紧在第一主动轮301、第一同步轮和第一张紧轮304外面，第一主动轮301与第一从动轮302之间的半径比为1:1；第二同步带403轮组4包括第二主动轮401、第二从动轮402、第二同步带403和第二张紧轮404，第二同步带403张紧第二主动轮401、第二同步轮和二张紧轮外面，第二主动轮401与第二从动轮402之间的半径比为1:2；

第一主动轮301、第二主动轮401均安装在传动轴2上，第一从动轮302和第二从动轮402通过轴承51和轴套52套接在输出轴5上；输出轴5的中部具有花键段，切换装置6包括与花键段相匹配的滑动套61和位置切换机构62，滑动套61套接在输出轴5的花键段上，滑动套61与位置切换机构62的动力输出端相连接，并且滑动套61处于第一从动轮302和第二从动轮402之间；位置切换机构62安装在箱体1上，位置切换机构62包括连接杆601、摆动轴承602、摆杆603和气缸604；箱体1相应的箱面上设有一个通孔（图中未标示），摆动轴承602设置在通孔处；连接杆601处在箱体1内部，连接杆601的上端作为位置切换机构62的动力输出端连接在滑动套61的周面上，连接杆601的下端与摆动轴承602的内侧连接；气缸604和摆杆603设置在箱体1外部，气缸604的活塞杆的长度方向与输出轴5一致，摆杆603的下端与气缸604的活塞杆连接，摆杆603的上端与摆动轴承602的外侧连接。

当气缸604推动摆杆603绕摆动轴承602左右摆动时，连接杆601在摆动轴承602的作用下也绕摆动轴承602左右摆动，并且方向与摆杆603的摆动方向相反；当连接杆601左右摆动时，滑动套61在连接杆601的带动下，在处于第一从动轮302和第二从东轮之间的输出轴5上进行左右滑动。

如图4至图6所示，滑动套61的第一端面611设有第一滑动凸部6111和第一滑动凹部6112，滑动套61的第二端面612设有第二滑动凸部6121和第二滑动凹部6122；如图7至图9所示，第一从动轮302的内侧轮面设有第一凸部3021和第一凹部3022，第一凸部3021与第一滑动凹部6112互嵌配合，第一凹部3022与第一滑动凸部6111互嵌配合；如图10至图11所示，第二从动轮402的内侧轮面设有第二凸部4021和第二凹部4022，第二凸部4021与第二滑动凹部6122互嵌配合，第二凹部4022与第二滑动凸部6121互嵌配合。

第一从动轮302、第二从动轮402分别在第一主动轮301、第二主动轮401的带动下保持常转。在滑动套61与第一从动轮302接触后，第一从动轮302继续转动，直至第一凸部3021嵌入第一滑动凹部6112、第一滑动凸部6111嵌入第一凹部3022，实现第一从动轮302与滑动套61的嵌接，使得滑动套61的转速与第一从动轮302的转速完全相同，在滑动套61的传动作用下，输出轴5的输出转速与第一从动轮302的转速相同，而此时第二同步带403轮组4保持空转。同理，在滑动套61与第二从动轮402接触后，第二从动轮402继续转动，直至第二凸部4021嵌入第二滑动凹部6122、第二滑动凸部6121嵌入第二凹部4022，实现第二从动轮402与滑动套61的嵌接，使得滑动套61的转速与第二从动轮402的转速完全相同，在滑动套61的传动作用下，输出轴5的输出转速与第二从动轮402的转速相同，而此时第一同步带303轮组3保持空转。因此，通过位置切换机构62驱动滑动套61在第一从动轮302和第二从动轮402之间来回切换配合，从而实现输出轴5两种不同输出转速的切换。

同步带与主动轮、从动轮之间的运转结构简单，比齿轮之间的啮合更加平滑，而且齿轮箱还需要采用润滑油保持齿轮之间的啮合平稳。而滑动套61与第一从动轮302、第二从动轮402之间是相嵌接配合，在配合时不会发生像齿轮之间啮合可能会产生啮合不紧出现间隙的情况，切换精度更高。另一方面，在切换输出转速时，位置切换机构62驱动滑动套61在输出轴5上滑动，所产生的噪音要远远小于齿轮之间啮合所发出的噪音，使整个自动变速同步带轮箱在工作时所产生的噪音更小。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种自动变速同步带轮箱，包括箱体，箱体内部设有传动轴、第一同步带轮组、第二同步带轮组和输出轴，第一同步带轮组的转速比大于第二同步带轮组的转速比，传动轴和输出轴均自箱体内部伸出到箱体外面，第一同步带轮组包括第一主动轮、第一从动轮和第一传动带，第二同步带轮组包括第二主动轮、第二从动轮和第二同步带，第一主动轮、第二主动轮均安装在传动轴上，其特征在于：所述第一从动轮和所述第二从动轮通过轴承和轴套套接在所述输出轴上；输出轴的中部具有花键段，所述自动变速同步带轮箱还包括切换装置，切换装置包括与花键段相匹配的滑动套和位置切换机构，位置切换机构安装在所述箱体上，滑动套套接在输出轴的花键段上，滑动套与位置切换机构的动力输出端相连接，并且滑动套处于第一从动轮和第二从动轮之间；滑动套的第一端面能够与所述第一从动轮的内侧轮面嵌接配合，滑动套的第二端面能够与第二从动轮的内侧轮面嵌接配合。

2.按照权利要求1所述的自动变速同步带轮箱，其特征在于：所述位置切换机构包括连接杆、摆动轴承、摆杆和气缸；所述箱体相应的箱面上设有一个通孔，摆动轴承设置在通孔处；连接杆处在所述箱体内部，连接杆的上端连接在滑动套的周面上，连接杆的下端与摆动轴承的内侧连接；气缸和摆杆设置在箱体外部，气缸的活塞杆的长度方向与输出轴一致，摆杆的下端与气缸的活塞杆连接，摆杆的上端与摆动轴承的外侧连接。

3.按照权利要求2所述的自动变速同步带轮箱，其特征在于：所述第一从动轮的内侧轮面设有第一凸部和第一凹部，所述滑动套的第一端面设有第一滑动凸部和第一滑动凹部，第一凸部与第一滑动凹部互嵌配合，第一凹部与第一滑动凸部互嵌配合；所述第二从动轮的内侧轮面设有第二凸部和第二凹部，所述滑动套的第二端面设有第二滑动凸部和第二滑动凹部，第二凸部与第二滑动凹部互嵌配合，第二凹部与第二滑动凸部互嵌配合。

4.按照权利要求1至3任意一项所述的自动变速同步带轮箱，其特征在于：所述第一主动轮与所述第一从动轮之间的半径比为1:1，所述第二主动轮与所述第二从动轮之间的半径比为1:2。

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