CN111998040A - 一种简易变速切换装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及传动机构领域，具体公开了一种简易变速切换装置，包括齿轮轴座，齿轮轴座上设置有第一齿轮轴和第二齿轮轴，第一齿轮轴上套设有输入棘爪齿轮和第一输出棘槽齿轮，第二齿轮轴上设置有从动棘爪齿轮和第二输出棘槽齿轮，输入棘爪齿轮与第一输出棘槽齿轮通过输入棘爪结构与第一输出棘槽结构的配合传动连接；从动棘爪齿轮的端面上设置有从动棘爪结构，第二输出棘槽齿轮上设置有第二输出棘槽结构，从动棘爪齿轮与第二输出棘槽齿轮通过从动棘爪结构与第二输出棘槽结构配合传动连接。本发明的优点是可以作为电机和执行机构间的中间部件，实现单一执行机构的变速，或者多执行部件的分时独立运行。

Description

一种简易变速切换装置

技术领域

本发明涉及传动机构领域，特别是一种简易变速切换装置。

背景技术

现有技术中执行机构的调速主要通过由电子元器件组成的驱动器去控制电机来实现，然而针对不同行业、不同使用条件，就需要一一对应的配套驱动器，而这类驱动器往往价格较高，而且需要专业的调试和维护，再加上一些低技术产业或者设备不需要太精确的控制，成本和便于维护就成为了优先项。本发明则是通过简易的机械结构实现执行机构的调速，或者动力的分时独立运行。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种简易变速切换装置，工作时，可以作为电机和执行机构间的中间部件，实现单一执行机构的变速，或者多执行部件的分时独立运行。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种简易变速切换装置，包括齿轮轴座，所述的齿轮轴座上设置有第一齿轮轴和第二齿轮轴，所述第一齿轮轴上套设有输入棘爪齿轮和第一输出棘槽齿轮，所述第二齿轮轴上设置有从动棘爪齿轮和第二输出棘槽齿轮，其中，所述输入棘爪齿轮与从动棘爪齿轮啮合；

所述输入棘爪齿轮的端面上设置有输入棘爪结构，所述第一输出棘槽齿轮上设置有第一输出棘槽结构，所述的输入棘爪齿轮与第一输出棘槽齿轮通过输入棘爪结构与第一输出棘槽结构的配合传动连接；所述从动棘爪齿轮的端面上设置有从动棘爪结构，所述的第二输出棘槽齿轮上设置有第二输出棘槽结构，所述的从动棘爪齿轮与第二输出棘槽齿轮通过从动棘爪结构与第二输出棘槽结构配合传动连接；

所述输入棘爪结构的结构与从动棘爪结构的结构相同，所述的从动棘爪结构包括多个周向设置的棘爪，所述棘爪上设置有棘爪咬合面和棘爪过度面，所述的棘爪咬合面和棘爪过度面相对设置，所述棘爪上设置有与输入棘爪齿轮端面平行的棘爪对顶面，其中，所述棘爪咬合面与棘爪对顶面相邻且垂直于输入棘爪齿轮端面，所述的棘爪过度面为与棘爪对顶面相邻的斜面；

所述第一输出棘槽结构的结构与第二输出棘槽结构的结构相同，所述的第二输出棘槽结构包括周向设置在第一输出棘槽齿轮端面上的多个棘槽，所述棘槽的内凹结构与棘爪的结构相同，所述的棘爪置于所述棘槽内。

具体的，所述的齿轮轴座上设置有盖板，所述的第一齿轮轴和第二齿轮轴的上端与盖板连接。

具体的，所述的输入棘爪齿轮通过第一轴承与第一齿轮轴转动连接，所述从动棘爪齿轮通过第二轴承与第二齿轮轴转动连接。

具体的，所述的第一齿轮轴的上端套设有第一复位弹簧，所述第一复位弹簧的两端分别抵在盖板和第一输出棘槽齿轮的端面上；所述的第二齿轮轴上端套设有第二复位弹簧，所述第二复位弹簧的两端分别抵在第二输出棘槽齿轮的端面和盖板上。

具体的，所述的棘槽包括棘槽咬合面和棘槽过度面，所述从动棘爪齿轮正转时棘爪过度面与棘槽过度面贴合，且所述棘爪咬合面与棘槽咬合面贴合，从动棘爪齿轮带动第二输出棘槽齿轮一起转动；所述从动棘爪齿轮反转时棘爪和棘槽通过棘爪过度面与棘槽过度面的相对滑动脱离，使从动棘爪齿轮和第二输出棘槽齿轮的传动断开。

具体的，所述的多个棘爪不对称设置，所述的棘槽的个数与位置与棘爪对应。

本发明具有以下优点：

1、本发明中的变速切换装置仅需要配合电机的正反转就能实现变速输出或者分时独立输出，不需要其他执行挡位切换动作的机构，以及另外的执行挡位切换的控制系统，可以简化设备结构，降低设备成本和维护成本及以及维护难度。

2、本发明通过非对称棘槽、棘爪的设计，可以有效降低棘槽、棘爪打滑时的噪音，在输入棘爪齿轮和第一输出棘槽齿轮以及从动棘爪齿轮和第二输出棘槽齿轮之间打滑时相对转动一圈棘槽和棘爪只啮合一次，这样就能减少噪音的产生。

附图说明

图1 为本发明的变速切换装置整体结构示意图；

图2 为本发明的变速切换装置爆炸结构示意图；

图3 为本发明的第二输出棘槽齿轮端面结构示意图；

图4 为本发明的第二输出棘槽齿轮的第二输出棘槽结构的结构示意图；

图5 为本发明的从动棘爪齿轮端面结构示意图；

图6 为本发明的从动棘爪齿轮上的从动棘爪结构的结构示意图；

图7 为本发明的从动棘爪齿轮和第二输出棘槽齿轮咬合结构示意图；

图8 为本发明的变速切换装置与单一执行机构的输入齿轮结合的示意图；

图9 为本发明的变速切换装置实现单一执行机构变速的工作状态一；

图10 为本发明的变速切换装置实现单一执行机构变速的工作状态二；

图11 为本发明的变速切换装置与多个执行机构的输入齿轮结合的示意图；

图12 为本发明的变速切换装置实现多个执行机构分时独立运行的工作状态一；

图13 为本发明的变速切换装置实现多个执行机构分时独立运行的工作状态二；

图中：1-盖板；2-齿轮轴座；201-第一齿轮轴；202-第二齿轮轴；3-输入棘爪齿轮；301-轴承一；4-从动棘爪齿轮；401-第一轴承；402-棘爪咬合面；403-棘爪对顶面；404-棘爪过度面；5-第二输出棘槽齿轮；501-第二复位弹簧；502-棘槽咬合面；503-棘槽对顶面；504-棘槽过度面；6-第一输出棘槽齿轮；601-第一复位弹簧；7-单一执行机构的输入齿轮；8-执行机构一的输入齿轮；9-执行机构二的输入齿轮。

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，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”，“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程，方法，物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程，方法，物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程，方法，物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1～13所示，一种简易变速切换装置，包括齿轮轴座2，所述的齿轮轴座2上设置有第一齿轮轴201和第二齿轮轴202，所述第一齿轮轴201上套设有输入棘爪齿轮3和第一输出棘槽齿轮6，所述第二齿轮轴202上设置有从动棘爪齿轮4和第二输出棘槽齿轮5，其中，所述输入棘爪齿轮3与从动棘爪齿轮4啮合；

所述输入棘爪齿轮3的端面上设置有输入棘爪结构，所述第一输出棘槽齿轮6上设置有第一输出棘槽结构，所述的输入棘爪齿轮3与第一输出棘槽齿轮6通过输入棘爪结构与第一输出棘槽结构的配合传动连接；所述从动棘爪齿轮4的端面上设置有从动棘爪结构，所述的第二输出棘槽齿轮5上设置有第二输出棘槽结构，所述的从动棘爪齿轮4与第二输出棘槽齿轮5通过从动棘爪结构与第二输出棘槽结构配合传动连接；

所述输入棘爪结构的结构与从动棘爪结构的结构相同，所述的从动棘爪结构包括多个周向设置的棘爪401，所述棘爪401上设置有棘爪咬合面402和棘爪过度面404，所述的棘爪咬合面402和棘爪过度面404相对设置，所述棘爪401上设置有与输入棘爪齿轮3端面平行的棘爪对顶面403，其中，所述棘爪咬合面402与棘爪对顶面403相邻且垂直于输入棘爪齿轮3端面，所述的棘爪过度面404为与棘爪对顶面403相邻的斜面；

所述第一输出棘槽结构的结构与第二输出棘槽结构的结构相同，所述的第二输出棘槽结构包括周向设置在第一输出棘槽齿轮端面上的多个棘槽501，所述棘槽501的内凹结构与棘爪401的结构相同，所述的棘爪401置于所述棘槽501内。本方案中从动棘爪齿轮4与第二输出棘槽齿轮5通过从动棘爪结构与第二输出棘槽结构配合传动连接，其中从动棘爪结构与第二输出棘槽结构起到的作用是实现从动棘爪齿轮4和第二输出棘槽齿轮5的传动连接和传动断开，如使从动棘爪齿轮4正转时能带动第二输出棘槽齿轮5一起转动，在从动棘爪齿轮4反转时从动棘爪齿轮4和第二输出棘槽齿轮5之间打滑，不一起转动，其中在从动棘爪齿轮4正转时从动棘爪齿轮4端面上设置的棘爪401上的棘爪过度面404顺着棘槽501内的棘槽过度面504滑入棘槽501内使棘爪咬合面402与棘槽咬合面502贴合，在从动棘爪齿轮4继续转动时就能使棘爪咬合面402压向棘槽咬合面502，由于有棘槽咬合面502的限位，动力就传递给第二输出棘槽齿轮5，带着第二输出棘槽齿轮5跟随从动棘爪齿轮4一起转动；在从动棘爪齿轮4反转时，棘爪401便会顺着棘槽过度面504从第二输出棘槽齿轮5的棘槽内反向滑出，使得棘槽对顶面503和棘爪对顶面403形成对顶，就会因为打滑切断动力，这样从动棘爪齿轮4转动就不会带动第二输出棘槽齿轮5一起转动，动力断开；当棘爪401完全置于棘槽501内时，棘爪401上的棘爪对顶面403与棘槽501的底面之间具有间隙，间隙用于储存润滑油脂，在棘槽501和棘爪401打滑时，棘爪401会直接由棘槽对顶面503而不经过棘槽过度面504进入棘槽501内，由于棘爪401进入棘槽501时存在高度差，这样会造成冲击，产生噪音，在间隙储存润滑油脂后，不仅能起到润滑的作用，也能利用里面的油脂起到缓冲的作用，进一步降低噪音。同样的，输入棘爪齿轮3与第一输出棘槽齿轮6通过输入棘爪结构与第一输出棘槽结构的配合传动连接，输入棘爪齿轮3和第一输出棘槽齿轮6传动的方式与第二输出棘槽齿轮5和从动棘爪齿轮4传动的方式相同；

如图8～10所示，第一种使用方式，本方案中的第一输出棘槽齿轮6和第二输出棘槽齿轮5可以同时和单一执行机构的输入齿轮7啮合，这时当输入棘槽齿轮3正转时，输入棘槽齿轮3和第一输出棘爪齿轮6进入咬合状态，动力经输入棘槽齿轮3传递给第一输出棘爪齿轮6最后传递给单一执行机构的输入齿轮7，而因为输入棘槽齿轮3和从动棘槽齿轮4啮合，从动棘槽齿轮4将反转，第二输出棘爪齿轮5和从动棘槽齿轮4之间便会打滑，便不会传递动力给与第二输出棘爪齿轮5啮合的单一执行机构的输入齿轮7，就不会影响单一执行机构的输入齿轮7的运转；当输入棘槽齿轮3反转时，输入棘槽齿轮3和第一输出棘爪齿轮6便会打滑，动力不会传递给单一执行机构的输入齿轮7，而因为输入棘槽齿轮3和从动棘槽齿轮4啮合，从动棘槽齿轮4将正转，第二输出棘爪齿轮5和从动棘槽齿轮4之间便会进入啮合状态，动力就会传递给与第二输出棘爪齿轮5啮合的单一执行机构的输入齿轮7。

如图11～13所示，作为另一种使用方式，第一输出棘槽齿轮6和第二输出棘槽齿轮5可分别和执行机构一的输入齿轮8和执行机构二的输入齿轮9啮合，当输入棘槽齿轮3正转时，输入棘槽齿轮3和第一输出棘爪齿轮6进入咬合状态，动力经输入棘槽齿轮3传递给第一输出棘爪齿轮6最后传递给执行机构一的输入齿轮8，而因为输入棘槽齿轮3和从动棘槽齿轮4啮合，从动棘槽齿轮4将反转，第二输出棘爪齿轮5和从动棘槽齿轮4之间便会打滑，便不会传递动力给与第二输出棘爪齿轮5啮合的执行机构二的输入齿轮9；当输入棘槽齿轮3反转时，输入棘槽齿轮3和第一输出棘爪齿轮6便会打滑，动力不会传递给执行机构一的输入齿轮8，而因为输入棘槽齿轮3和从动棘槽齿轮4啮合，从动棘槽齿轮4将正转，第二输出棘爪齿轮5和从动棘槽齿轮4之间便会进入咬合状态，动力就会传递给与第二输出棘爪齿轮5啮合的执行机构二的输入齿轮9，于是，通过方案的结构便能实现单一执行机构的变速或者多执行机构的分时独立运行。

进一步的，所述的齿轮轴座2上设置有盖板1，所述的第一齿轮轴201和第二齿轮轴202的上端与盖板1连接。在盖板1上设置有两个安装孔，第一齿轮轴201和第二齿轮轴202的顶部均设置有圆柱台，第一齿轮轴201和第二齿轮轴202的圆柱台分别置于不同的安装孔内，将第一齿轮轴201和第二齿轮轴202安装在齿轮轴座2与盖板1之间。盖板1通过螺栓固定在齿轮轴座2上。

进一步的，所述的输入棘爪齿轮3通过第一轴承301与第一齿轮轴201转动连接，所述从动棘爪齿轮4通过第二轴承401与第二齿轮轴202转动连接。

进一步的，所述的第一齿轮轴201的上端套设有第一复位弹簧601，所述第一复位弹簧601的两端分别抵在盖板1和第一输出棘槽齿轮6的端面上；所述的第二齿轮轴202上端套设有第二复位弹簧501，所述第二复位弹簧501的两端分别抵在第二输出棘槽齿轮5的端面和盖板1上。设置的第一复位弹簧601在棘爪401与棘槽501配合时向第一输出棘槽齿轮6的端面提供轴向力使棘爪401能滑入棘槽501内进而实现动力的传动，在第一输出棘槽齿轮6与输入棘槽齿轮3打滑时第一输出棘槽齿轮6压缩第一复位弹簧601，同样的第二复位弹簧501为第二输出棘槽齿轮5提供轴向力。

进一步的，所述的棘槽包括棘槽咬合面502和棘槽过度面504，所述从动棘爪齿轮4正转时棘爪过度面404与棘槽过度面504贴合，且所述棘爪咬合面402与棘槽咬合面502贴合，从动棘爪齿轮4带动第二输出棘槽齿轮5一起转动；所述从动棘爪齿轮4反转时棘爪和棘槽通过棘爪过度面404与棘槽过度面504的相对滑动脱离，使从动棘爪齿轮4和第二输出棘槽齿轮5的传动断开。本方案中的棘槽501的轮廓与棘爪401的轮廓相同，这样才能使棘爪401与棘槽501很好的配合，其中第二输出棘槽齿轮5上位于棘槽501与棘槽501之间的端面为棘槽对顶面503。

进一步的，在第一种工作方式下，输入棘爪齿轮3和从动棘爪齿轮4之间的减速比可以根据需要调整，因为输入棘槽齿轮3和从动棘槽齿轮4的速比关系，在输入棘爪齿轮3正反转时使单一执行机构的输入齿轮7获得不同的转速，而转动方向不会变化。

进一步的，所述的多个棘爪401不对称设置，所述的棘槽501的个数和位置与棘爪401对应。本方案中因为采用非对称棘槽501和棘爪401的设计，当棘槽501、棘爪401打滑时，不同于对称分布的棘槽501和棘爪401，棘槽501和棘爪401的咬合机会变少，打滑一圈只有一次咬合，这样就可以起到降低噪音的作用，棘爪401不对称设置具体为相邻棘爪401之间的距离不相等，这样棘槽501的个数和位置与棘爪401相对应，在相对转动一圈时只啮合一次，减少因为啮合冲击造成的噪音。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种简易变速切换装置，其特征在于：包括齿轮轴座（2），所述的齿轮轴座（2）上设置有第一齿轮轴（201）和第二齿轮轴（202），所述第一齿轮轴（201）上套设有输入棘爪齿轮（3）和第一输出棘槽齿轮（6），所述第二齿轮轴（202）上设置有从动棘爪齿轮（4）和第二输出棘槽齿轮（5），其中，所述输入棘爪齿轮（3）与从动棘爪齿轮（4）啮合；

所述输入棘爪齿轮（3）的端面上设置有输入棘爪结构，所述第一输出棘槽齿轮（6）上设置有第一输出棘槽结构，所述的输入棘爪齿轮（3）与第一输出棘槽齿轮（6）通过输入棘爪结构与第一输出棘槽结构的配合传动连接；所述从动棘爪齿轮（4）的端面上设置有从动棘爪结构，所述的第二输出棘槽齿轮（5）上设置有第二输出棘槽结构，所述的从动棘爪齿轮（4）与第二输出棘槽齿轮（5）通过从动棘爪结构与第二输出棘槽结构配合传动连接；

所述输入棘爪结构的结构与从动棘爪结构的结构相同，所述的从动棘爪结构包括多个周向设置的棘爪（401），所述棘爪（401）上设置有棘爪咬合面（402）和棘爪过度面（404），所述的棘爪咬合面（402）和棘爪过度面（404）相对设置，所述棘爪（401）上设置有与输入棘爪齿轮（3）端面平行的棘爪对顶面（403），其中，所述棘爪咬合面（402）与棘爪对顶面（403）相邻且垂直于输入棘爪齿轮（3）端面，所述的棘爪过度面（404）为与棘爪对顶面（403）相邻的斜面；

所述第一输出棘槽结构的结构与第二输出棘槽结构的结构相同，所述的第二输出棘槽结构包括周向设置在第一输出棘槽齿轮端面上的多个棘槽（501），所述棘槽（501）的内凹结构与棘爪（401）的结构相同，所述的棘爪（401）置于所述棘槽（501）内。

2.根据权利要求1所述的一种简易变速切换装置，其特征在于：所述的齿轮轴座（2）上设置有盖板（1），所述的第一齿轮轴（201）和第二齿轮轴（202）的上端与盖板（1）连接。

3.根据权利要求1所述的一种简易变速切换装置，其特征在于：所述的输入棘爪齿轮（3）通过第一轴承（301）与第一齿轮轴（201）转动连接，所述从动棘爪齿轮（4）通过第二轴承（401）与第二齿轮轴（202）转动连接。

4.根据权利要求2所述的一种简易变速切换装置，其特征在于：所述的第一齿轮轴（201）的上端套设有第一复位弹簧（601），所述第一复位弹簧（601）的两端分别抵在盖板（1）和第一输出棘槽齿轮（6）的端面上；所述的第二齿轮轴（202）上端套设有第二复位弹簧（501），所述第二复位弹簧（501）的两端分别抵在第二输出棘槽齿轮（5）的端面和盖板（1）上。

5.根据权利要求1所述的一种简易变速切换装置，其特征在于：所述的棘槽（501）包括棘槽咬合面（502）和棘槽过度面（504），所述从动棘爪齿轮（4）正转时棘爪过度面（404）与棘槽过度面（504）贴合，且所述棘爪咬合面（402）与棘槽咬合面（502）贴合，从动棘爪齿轮（4）带动第二输出棘槽齿轮（5）一起转动；所述从动棘爪齿轮（4）反转时棘爪（401）和棘槽通过棘爪过度面（404）与棘槽过度面（504）的相对滑动脱离，使从动棘爪齿轮（4）和第二输出棘槽齿轮（5）的传动断开。

6.根据权利要求1所述的一种简易变速切换装置，其特征在于：所述的多个棘爪（401）不对称设置，所述的棘槽（501）的个数与位置与棘爪（401）对应。

Images