CN111853194B - 一种消除累积误差的正反向转动变单向转动齿轮系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种消除累积误差的正反向转动变单向转动齿轮系统，包括安装板、拨槽件、槽轮、齿轮一、齿轮二、储能系统、齿轮三、单向传动系统；拨槽件安装轴承座一上；在拨槽件外侧底部设有轴杆一；槽轮插接在轴承座二内并能拨动槽轮转动；齿轮一、齿轮二分别固定在槽轮底部；储能系统安装在安装板上；齿轮三安装在储能系统上并与储能系统联动；单向传动系统安装在轴承座三上并将齿轮一或齿轮二传递的力矩单向传递给齿轮三，再由齿轮三传递给储能系统。本发明能消除因电动机构传递的误差导致单向传递的累积误差，降低了大容量、多触头系统的切换开关的设计难度，同时增加了各触头系统之间的灭弧时间，使得大容量的切换开关更加稳定可靠。

Description

一种消除累积误差的正反向转动变单向转动齿轮系统

技术领域

本发明涉及有载分接开关技术领域，具体涉及一种消除累积误差的正反向转动变单向转动齿轮系统。

背景技术

现有有载分接开关中，因结构需求基本上都是正、反转切换的，切换开关的各触头系统之间在正、反两个切换方向都得保证有足够的熄弧时间；当切换容量小，需要的过渡触头数量不多时，还能满足这个熄弧时间；当切换容量大，需要的过渡触头数量多时，就很难满足这个熄弧时间，即使满足都没有多少余量，一旦机械尺寸误差过大，就会导致各触头系统之间的熄弧时间达不到要求，有可能导致分接开关短路，分接开关一旦短路就会对分接开关烧损，分接开关烧损情况轻微时也会对变压器造成损伤，严重时会导致变压器烧损，造成重大损失。如果将切换开关的传动变为单向传动，这样就只需要保证一个方向各触头系统之间的熄弧时间，就能很好的解决这个问题。

现有的单向传动多为带传动或链传动，不适用于有载分接开关，电机传动每次传动都有可能有一定的误差，由于是单向传动，此误差无法消除，会随着传动的次数越多，误差会累积得越大。如果将单向传动方式运用于有载分接开关上，由于有载分接开关使用的电动机构其传递力矩的是33圈±0.5圈，其误差范围是非常大的，因此需将电动机构传递的误差消除，才能应用于有载分接开关。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于，提供一种消除累积误差的正反向转动变单向转动齿轮系统，该系统将正、反转传动方向更改为单向传动方向，同时消除因电动机构传递的误差导致单向传递的累积误差，切换开关沿单向传动，各触头系统之间只需满足一个方向的熄弧时间即可，这样降低了有载分接开关的设计难度，同时增加了各触头系统之间的熄弧时间。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种消除累积误差的正反向转动变单向转动齿轮系统，包括安装板、拨槽件、槽轮、齿轮一、齿轮二、储能系统、齿轮三、单向传动系统；在安装板上竖向安装有轴承座一、轴承座一、轴承座二；所述拨槽件可转动的安装轴承座一上且其顶部中央与电动机构连接；在拨槽件外侧底部均匀的设有多根竖向轴杆一（轴杆一数目优选为三根）；所述槽轮通过其底部的轮轴可转动的插接在轴承座二内，槽轮外侧径向的设有多条与轴杆一相配合的槽口（槽口数目优选为三条）；拨槽件转动带动轴杆一依次进出槽轮上对应的槽口，拨动槽轮并使其转动，拨槽件与槽轮配合消除电动机构传递误差；所述齿轮一、齿轮二由上自下分别固定在槽轮底部的轮轴上并可随槽轮转动；所述储能系统安装在安装板上，采用有载分接开关上常用的储能系统，如弹簧储能系统；所述齿轮三可转动的安装在储能系统上并与储能系统（偏心轮连接；所述单向传动系统安装在轴承座三上并将齿轮一或齿轮二传递的力矩单向传递给齿轮三，再由齿轮三传递给储能系统。

进一步地，所述单向传动系统包括输出轴、单向齿轮一、单向齿轮二、轴承座四、齿轮四、轴杆二、扭力弹簧一、轴杆三、轴杆四、扭力弹簧二、齿轮五；所述输出轴可转动的安装在轴承座三上；所述单向齿轮一可转动的安装在输出轴上，在单向齿轮一内孔处设有卡槽一；所述轴承座四可转动的安装在输出轴上；所述单向齿轮二套设在输出轴中部并通过铆钉与轴承座四连为一体，在单向齿轮二内孔处设有卡槽二；单向齿轮二与齿轮一互相啮合；所述齿轮四通过销杆与输出轴连接成一个整体并可转动的安装在轴承座上，齿轮四与齿轮三互相啮合并与齿轮三配合将力矩传递给储能系统；所述轴杆三竖向设置在输出轴上朝向单向齿轮一卡槽一及单向齿轮二卡槽二的位置；所述轴杆二一端对应于单向齿轮二套设在轴杆三上，另一端能以轴杆三为轴顺时针转动并卡设在单向齿轮二的卡槽二内；所述扭力弹簧一套设在轴杆三上，扭力弹簧一两支出端中的一端安装在输出轴上，另一端安装在轴杆二上，始终给轴杆二一个向外的力，使轴杆二能够进入单向齿轮二的卡槽二内；所述轴杆四一端对应于单向齿轮一套设在轴杆三上，另一端能以轴杆三为轴顺时针转动并卡设在单向齿轮一的卡槽一内；所述扭力弹簧二套设在轴杆三上，扭力弹簧二两支出端中的一端安装在输出轴上，另一端安装在轴杆四上，始终给轴杆四一个向外的力，使轴杆四能够进入单向齿轮一的卡槽一内；所述齿轮五安装在安装板并分别与齿轮二及单向齿轮一啮合。

进一步地，所述输出轴通过设置在轴承座三上的轴承二与轴承七可转动的安装在轴承座三上；其中轴承二设置在轴承座三上部，轴承七设置在轴承座三下部。

进一步地，所述单向齿轮一通过设置在输出轴底部的轴承三安装在输出轴上。

进一步地，所述轴承座四通过设置在输出轴中部的轴承五安装在输出轴上。

进一步地，所述齿轮四通过轴承七安装在轴承座上。

进一步地，所述拨槽件通过轴承一可转动的安装轴承座一上，其中轴承一安装在轴承座一顶部。

进一步地，所述齿轮一、齿轮二由上自下分别通过销杆一、销杆二固定在槽轮底部的轮轴上。

进一步地，所述储能系统通过轴承四安装在安装板上；所述储能系统为弹簧储能系统。

进一步地，所述齿轮三通过轴承六可转动的安装在储能系统上，轴承六安装在储能系统壳体上部外侧。

本发明的优点在于：

本发明所述系统将正、反转传动方向更改为单向传动方向，同时消除因电动机构传递的误差导致单向传递的累积误差，将本发明所述系统应用于有载分接开关的切换开关上，会降低大容量、多触头系统的切换开关的设计难度，同时增加了各触头系统之间的灭弧时间，使得大容量的切换开关更加稳定可靠。

附图说明

图1为本发明的俯视图；

图2为图1中沿A-A方向的剖视图；

图3为图2中电机输入顺时针力矩时沿B-B方向的剖视图；

图4为图2中电机输入顺时针力矩时沿C-C方向的剖视图；

图5为图2中电机输入逆时针力矩时沿B-B方向的剖视图；

图6为图2中电机输入逆时针力矩时沿C-C方向的剖视图；

图7为本发明中在电动机构驱动下，拨槽件带动轴杆一转动并拨动槽轮旋转一圈时的示意图；

图中所示：1-拨槽件、2-轴承一、3-轴杆一、4-轴承座一、5-安装板、6-槽轮、7-齿轮一、8-销杆一、9-销杆二、10-齿轮二、11-轴承座二、12-轴承座三、13-输出轴、14-轴承二、15-轴承三、16-单向齿轮一、17-轴承四、18-储能系统、19-单向齿轮二、20-铆钉、21-轴承座四、22-轴承五、23-齿轮三、24-轴承六、25-齿轮四、26-轴承七、27-轴杆二、28-弹簧一、29-轴杆三、30-轴杆四、31-弹簧二、32-齿轮五、33-销杆三。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1、图2所示本发明的一种消除累积误差的正反向转动变单向转动齿轮系统，包括安装板5、拨槽件1、槽轮6、齿轮一7、齿轮二10、储能系统18、齿轮三23、单向传动系统；安装板5负责整个齿轮系统的安装和支撑；在安装板5上竖向安装有轴承座一4、轴承座一11、轴承座二12；轴承座一4为杆状体；在轴承座一4顶部安装有轴承一2；所述拨槽件1通过轴承一2安装轴承座一4上且其顶部中央与电动机构连接，拨槽件1中部的内孔套设并固定在轴承一2外圈上，即可绕轴承一2转动；在拨槽件1外侧底部均匀的设有三根竖向轴杆一3；所述轴承座二11呈圆筒状；所述槽轮6通过其底部的轮轴可转动的插接在轴承座二11内，槽轮6外侧径向的设有三条与轴杆一3相配合的槽口，每根轴杆一3对应一个槽口；拨槽件1转动带动轴杆一3依次进出槽轮6上对应的槽口，拨动槽轮6并使其转动，拨槽件1接收电动机构的输入力矩同时通过轴杆一3将力矩传递给槽轮6，拨槽件1与槽轮6配合消除电动机构传递误差；所述齿轮一7、齿轮二10由上自下分别通过销杆一8、销杆二9固定在槽轮底部的轮轴上并可随槽轮转动，槽轮6通过销杆一8、销杆二9将转矩分别传递给齿轮一7、齿轮二10；所述轴承座三12呈柱状结构，对单向传动系统其支撑作用；所述储能系统18通过轴承四17安装在安装板5上，储能系统18接收齿轮三23的力矩并进行能力储存和释放；所述齿轮三23通过轴承六24可转动的安装在储能系统18上并与储能系统18偏心轮连接，与齿轮四25配合接收单向传动系统传递的力矩；所述单向传动系统安装在轴承座三12上并将齿轮一7或齿轮二10传递的力矩单向传递给齿轮三23，再由齿轮三23传递给储能系统18。

所述单向传动系统包括输出轴13、单向齿轮一16、单向齿轮二19、轴承座四21、齿轮四25、轴杆二27、扭力弹簧一28、轴杆三29、轴杆四30、扭力弹簧二31、齿轮五32；所述输出轴13通过设置在轴承座三12上的轴承二14与轴承七26可转动的安装在轴承座三12上，其中轴承二14设置在轴承座三12上部，轴承七26设置在轴承座三12下部，输出轴13为套设在轴承座三12外的筒状体，输出轴13内侧面上部与下部分别固定在轴承七26与轴承二14外圈上；所述单向齿轮一16通过设置在输出轴13底部外侧的轴承三15安装在输出轴13上，单向齿轮一16套设在输出轴13外并固定在轴承三15外圈上绕输出轴13转动，在单向齿轮一16内孔处设有卡槽一；所述轴承座四21通过设置在输出轴13中部的轴承五22可转动的安装在输出轴13上；所述单向齿轮二19套设在输出轴13中部并通过铆钉20与轴承座四21连为一体，可随着轴承座四21绕着输出轴13中部转动，在单向齿轮二19内孔处设有卡槽二；单向齿轮二19与齿轮一7位置对应并互相啮合；所述齿轮四25通过销杆三33与输出轴13连接成一个整体并通过轴承七26安装在轴承座12上，可同输出轴13一起同步绕轴承座12转动，齿轮四25与齿轮三23互相啮合，齿轮四25与齿轮三23配合将力矩传递给储能系统18；所述轴杆三29竖向设置在输出轴13上朝向单向齿轮一16卡槽一及单向齿轮二19卡槽二的位置，在输出轴13侧面朝向单向齿轮一16卡槽一及单向齿轮二19卡槽二的位置设有缺口，轴杆三29竖向固定在该缺口处；所述轴杆二27一端对应于单向齿轮二19套设在轴杆三29上，另一端能以轴杆三29为轴顺时针转动并卡设在单向齿轮二19的卡槽二内，并能在顺时针转动的单向齿轮二19带动下，进一步带动轴杆三29及输出轴13转动，（当单向齿轮二19顺时针旋转时，轴杆二27接收单向齿轮二19的转矩，经过轴杆三29传递给输出轴13），也能在逆时针转动的单向齿轮二19卡槽二挤压下朝向输出轴13转动，但不能带动轴杆三29及输出轴13转动；所述扭力弹簧一28套设在轴杆三29上，扭力弹簧一28两支出端中的一端安装在输出轴13上，另一端安装在轴杆二27上，始终给轴杆二27一个向外的力，使轴杆二27能够进入单向齿轮二19的卡槽二内；所述轴杆四30一端对应于单向齿轮一16套设在轴杆三29上，另一端能以轴杆三29为轴顺时针转动并卡设在单向齿轮一16的卡槽一内，并能在顺时针转动的单向齿轮一16带动下，进一步带动轴杆三29及输出轴13转动（当单向齿轮一16顺时针旋转时，轴杆四30接收单向齿轮一16的转矩，经过轴杆三29传递给输出轴13），也能在逆时针转动的单向齿轮一16卡槽一挤压下朝向输出轴13转动，但不能带动轴杆三29及输出轴13转动；所述扭力弹簧二31套设在轴杆三29上，扭力弹簧二31两支出端中的一端安装在输出轴13上，另一端安装在轴杆四30上，始终给轴杆四30一个向外的力，使轴杆四30能够进入单向齿轮一16的卡槽一内；所述齿轮五32安装在安装板5并分别与齿轮二及单向齿轮一16啮合。

如图7所示：当电动机构转动33圈，经过外部转换为1圈转矩传递给拨槽件1，拨槽件1带动轴杆一3 a、轴杆一3 b、轴杆一3 c一起转动，转动到一定的角度(此处设计约为30°，即电动机构旋转约3圈)，轴杆一3 a、轴杆一3 b、轴杆一3 c依次分别拨动槽轮6外侧的槽口，使槽轮6一起转动，将转矩传递给槽轮6，当拨槽件1旋转约330°，即电动机构旋转约30圈，轴杆一3 c脱离槽轮，槽轮6旋转1圈完成，电机继续旋转到33圈，此时拨槽件1空转。从此结构分析，电动机构转动圈数在33圈±3圈范围内槽轮6均能保证输出1圈。

（1）拨槽件1顺时针旋转时本发明的工作原理。

如图3所示：拨槽件1顺时针旋转，拨槽件1带动轴杆一3一起转动，轴杆一3拨动槽轮6，槽轮6逆时针转动；槽轮6带动齿轮一7和齿轮二10一起逆时针转动；齿轮一7将转矩传递给单向齿轮二19，单向齿轮二19顺时针转动带动轴杆二27一起顺时针转动，轴杆二27通过轴杆三29带动输出轴13一起顺时针转动，输出轴13将转矩传递给齿轮四25，齿轮四25将转矩传递给齿轮三23，齿轮三23将力矩传递给储能系统18。如图4所示：另一组齿轮二10将转矩传递给齿轮五32，齿轮五32将转矩传递给单向齿轮一16，单向齿轮一16逆时针旋转，单向齿轮一16内孔斜面给轴杆四30一个压力，轴杆四30绕轴杆三29旋转，单向齿轮一16没有带动轴杆四30一起转动，此组齿轮的转矩没有传递给输出轴13，此组齿轮空转。

（2）拨槽件1逆时针旋转时本发明的工作原理。

如图5所示：拨槽件1逆时针旋转，拨槽件1带动轴杆一一起转动，轴杆一拨动槽轮6，槽轮6顺时针转动；槽轮6带动齿轮一7和齿轮二10一起顺时针转动；齿轮7一将转矩传递给单向齿轮二19，单向齿轮二19逆时针转动，单向齿轮二19内孔斜面给轴杆二27一个压力，轴杆二27绕轴杆三29旋转，单向齿轮二19没有带动轴杆二27一起转动，此组齿轮的转矩没有传递给输出轴13，此组齿轮空转。如图6所示：另一组齿轮二10将转矩传递给齿轮五32，齿轮五32将转矩传递给单向齿轮一16，单向齿轮一16顺时针旋转，单向齿轮一16带动轴杆四30一起顺时针转动，轴杆四30通过轴杆三29带动输出轴13一起顺时针转动，输出轴13将转矩传递给齿轮四25，齿轮四25将转矩传递给齿轮三23，齿轮三23将力矩传递给储能系统18。

本发明的保护范围不限于具体实施方式所公开的技术方案，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同替换、改进等，均落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种消除累积误差的正反向转动变单向转动齿轮系统，其特征在于：包括安装板（5）、拨槽件（1）、槽轮（6）、齿轮一（7）、齿轮二（10）、储能系统（18）、齿轮三（23）、单向传动系统；在安装板（5）上竖向安装有轴承座一（4）、轴承座二（11）、轴承座三（12）；所述拨槽件（1）可转动的安装于轴承座一（4）上且其顶部中央与电动机构连接；在拨槽件（1）外侧底部均匀的设有多根竖向轴杆一（3）；所述槽轮（6）通过其底部的轮轴可转动的插接在轴承座二（11）内，槽轮（6）外侧径向设有多条与轴杆一（3）相配合的槽口；拨槽件（1）转动带动轴杆一（3）依次进出槽轮（6）上对应的槽口，拨动槽轮（6）并使其转动，拨槽件（1）与槽轮（6）配合消除电动机构传递误差；所述齿轮一（7）、齿轮二（10）由上自下分别固定在槽轮底部的轮轴上并能够随槽轮转动；所述储能系统（18）安装在安装板（5）上；所述齿轮三（23）可转动的安装在储能系统（18）上并与储能系统（18）偏心轮连接；所述单向传动系统安装在轴承座三（12）上并将齿轮一（7）或齿轮二（10）传递的力矩单向传递给齿轮三（23），再由齿轮三（23）传递给储能系统（18）；

所述单向传动系统包括输出轴（13）、单向齿轮一（16）、单向齿轮二（19）、轴承座四（21）、齿轮四（25）、轴杆二（27）、扭力弹簧一（28）、轴杆三（29）、轴杆四（30）、扭力弹簧二（31）、齿轮五（32）；所述输出轴（13）可转动的安装在轴承座三（12）上；所述单向齿轮一（16）可转动的安装在输出轴（13）上，在单向齿轮一（16）内孔处设有卡槽一；所述轴承座四（21）可转动的安装在输出轴（13）上；所述单向齿轮二（19）套设在输出轴（13）中部并通过铆钉（20）与轴承座四（21）连为一体，在单向齿轮二（19）内孔处设有卡槽二；单向齿轮二（19）与齿轮一（7）互相啮合；所述齿轮四（25）通过销杆三（33）与输出轴（13）连接成一个整体并可转动的安装在轴承座三（12）上，齿轮四（25）与齿轮三（23）互相啮合并与齿轮三（23）配合将力矩传递给储能系统（18）；所述轴杆三（29）竖向设置在输出轴（13）上朝向单向齿轮一（16）卡槽一及单向齿轮二（19）卡槽二的位置；所述轴杆二（27）一端对应于单向齿轮二（19）套设在轴杆三（29）上，另一端能以轴杆三（29）为轴顺时针转动并卡设在单向齿轮二（19）的卡槽二内；所述扭力弹簧一（28）套设在轴杆三（29）上，扭力弹簧一（28）两支出端中的一端安装在输出轴（13）上，另一端安装在轴杆二（27）上，始终给轴杆二（27）一个向外的力，使轴杆二（27）能够进入单向齿轮二（19）的卡槽二内；所述轴杆四（30）一端对应于单向齿轮一（16）套设在轴杆三（29）上，另一端能以轴杆三（29）为轴顺时针转动并卡设在单向齿轮一（16）的卡槽一内；所述扭力弹簧二（31）套设在轴杆三（29）上，扭力弹簧二（31）两支出端中的一端安装在输出轴（13）上，另一端安装在轴杆四（30）上，始终给轴杆四（30）一个向外的力，使轴杆四（30）能够进入单向齿轮一（16）的卡槽一内；所述齿轮五（32）安装于安装板（5）上并分别与齿轮二及单向齿轮一（16）啮合；

所述齿轮一（7）、齿轮二（10）由上自下分别通过销杆一（8）、销杆二（9）固定在槽轮底部的轮轴上；

所述储能系统（18）通过轴承四（17）安装在安装板（5）上；所述储能系统（18）为弹簧储能系统。

2.根据权利要求1所述一种消除累积误差的正反向转动变单向转动齿轮系统，其特征在于：所述输出轴（13）通过设置在轴承座三（12）上的轴承二（14）与轴承七（26）可转动的安装在轴承座三（12）上；其中轴承二（14）设置在轴承座三（12）上部，轴承七（26）设置在轴承座三（12）下部。

3.根据权利要求1所述一种消除累积误差的正反向转动变单向转动齿轮系统，其特征在于：所述单向齿轮一（16）通过设置在输出轴（13）底部的轴承三（15）安装在输出轴（13）上。

4.根据权利要求1所述一种消除累积误差的正反向转动变单向转动齿轮系统，其特征在于：所述轴承座四（21）通过设置在输出轴（13）中部的轴承五（22）安装在输出轴（13）上。

5.根据权利要求1所述一种消除累积误差的正反向转动变单向转动齿轮系统，其特征在于：所述齿轮四（25）通过轴承七（26）安装在轴承座三（12）上。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述一种消除累积误差的正反向转动变单向转动齿轮系统，其特征在于：所述拨槽件（1）通过轴承一（2）可转动的安装轴承座一（4）上，其中轴承一（2）安装在轴承座一（4）顶部。

7.根据权利要求1-5中任意一项所述一种消除累积误差的正反向转动变单向转动齿轮系统，其特征在于：所述齿轮三（23）通过轴承六（24）可转动的安装在储能系统（18）上，轴承六（24）安装在储能系统（18）壳体上部外侧。