CN113633469B - 一种用于卫生用品的单面贴变横装置及变横方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于卫生用品的单面贴变横装置及变横方法，包括支架、输出轴、传动轴、主动非圆齿轮、被动非圆齿轮、固定风盒和旋转风盒，所述支架上安装有轴承座一、轴承座二，轴承座一的内侧固定有轴套，输出轴由轴套中穿过，主动非圆齿轮固定在输出轴上；本发明实现了单面贴在规定位置规定时间进行变横90°功能，当需要改变单面贴旋转角度，只需重新设计一对非圆齿轮即可，相比与更换圆柱凸轮，带来的成本损失更小，降低了加工成本。

Description

一种用于卫生用品的单面贴变横装置及变横方法

技术领域

本发明涉及一种用于卫生用品的单面贴变横装置及变横方法。背景技术

在卫生用品自动化生产线中，如：在卫生巾折叠后进行单面贴的固定；受到设备及空间或条件的限定，单面贴在移动的过程中或进入生产线的过程中不能保持一个合适的使用状态，从而不能进行直接装配，因此需要设计一款变横装置，通过变横装置来调整单面贴的横竖状态；现有变横装置在空间上实现变横功能一般由圆柱、凸轮和摆动杆来实现；但实际使用中受到多种条件或环境的限制，使得给予变横机构的空间位置又有限，即圆柱、凸轮外径足够小，在必须保证凸轮压力角及实际轮廓线加工精度的前提下，大大增加了变横装置的加工成本；且对于装配精度较高，凸轮形状和摆杆尺寸位置条件已经决定了产品在空间上的旋转角度，若再想变换旋转角度只能更换凸轮，这就增加了经济成本，同时造成资源上的浪费；因此急需研发一款新型的变横装置来解决目前所遇到的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种使用方便，操作简单，稳定性好，通过一对非圆齿轮结构的设置，实现了单面贴的快速变横操作，大大降低了使用成本，具有实用性和使用广泛性的用于卫生用品的单面贴变横装置及变横方法。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于卫生用品的单面贴变横装置，包括支架、输出轴、传动轴、主动非圆齿轮、被动非圆齿轮、固定风盒和旋转风盒，所述支架上安装有轴承座一、轴承座二，轴承座一的内侧固定有轴套，输出轴由轴套中穿过，主动非圆齿轮固定在输出轴上，所述传动轴由轴承座二中穿过，被动非圆齿轮安装在传动轴上，所述轴套的一端安装有旋转风盒，旋转风盒上安装有旋转轴，旋转轴位于旋转风盒内侧的一端安装有锥形齿轮二，所述输出轴的一端由旋转风盒中穿过，输出轴位于旋转风盒内侧部分安装有锥形齿轮一，所述锥形齿轮一与锥形齿轮二啮合连接。

本发明通过主动非圆齿轮、被动非圆齿轮的设置，通过匀速运动与曲线运动的结合，实现了单面贴在移动过程中的稳定、快速变横操作，具有实用性和使用的广泛性。

优选的，所述传动轴上安装有同步带轮一，轴套的一端安装有同步带轮二，同步带轮一、同步带轮二之间连接有同步带。

该设置，通过同步带轮及同步带的作用带动旋转风盒移动，实现位置上的变化。

优选的，所述旋转轴上设有负压腔，负压腔一端贯穿旋转轴的外侧，所述旋转风盒上设有风道，负压腔与风道贯通。

该设置，使得单面贴在变横的过程中会牢牢的依附在旋转轴上，不会脱落。

优选的，所述风道环绕旋转风盒一周。

该设置，保证了风管接口与风道之间的贯通，使得负压腔在旋转风盒转动的过程中不会失压。

优选的，所述旋转风盒与固定风盒之间设有羊毛毡。

该设置，使得固定风盒与旋转风盒之间具有较好的密封性，同时通过羊毛毡的作用减少变横装置工作过程中产生的振动。

优选的，所述轴承座一上固定有固定风盒，固定风盒上设有风管接口，风管接口与风道贯通，风管接口的一端连接外部抽真空设备。

该设置，便于对负压腔的内部进行抽真空操作，从而使得单面贴在移动的过程中吸附在旋转轴上，使得单面贴不会脱落。

优选的，所述输出轴与轴套、轴套与轴承座一、传动轴与轴承座二、旋转轴与旋转风盒之间都设有轴承。

该设置，使得各机构之间的转动或传动互不影响。

一种用于卫生用品的单面贴变横的设计方法，采用如下步骤：

1）进行自由度分析，确定本单面贴变横装置的自由度为1；

2）根据单面贴尺寸大小以及实际机构的空间位置限制条件选择合适传动比圆锥齿轮一、圆锥齿轮二；

3）根据圆锥齿轮一转动时圆锥齿轮二转动多少度时单面贴才变横90°，得出主动非圆齿轮匀速转动时，被动非圆齿轮的旋转运动速度曲线；

4）对被动非圆齿轮速度曲线进行优化设计；

5）根据主动非圆齿轮和被动非圆齿轮速度曲线以及上述两个非圆齿轮齿形的参数来选取中心距，得出主动非圆齿轮和被动非圆齿轮的节曲线；

6）通过同步带传动以及轴承座的方式将主动非圆齿轮和被动非圆齿轮的速度分别等效到圆锥齿轮一、圆锥齿轮二及旋转轴上；

7）在旋转轴上设计负压腔，保证单面贴在旋转过程中时刻牢牢贴在旋转轴上。

本发明的有益效果是：通过一对非圆齿轮的设计，极大的提高了变横装置的工作效率，解决了小范围装配空间下设计圆柱凸轮所带来的加工难度，使得单面贴可以在移动的过程中完成转动变横操作；同时降低了使用成本，实现变横装置在安全、经济、高速下平稳运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，但并不是对本发明保护范围的限制。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的非圆齿轮结构示意图；

图3为本发明的单面贴结构示意图；

图4为本发明的单面贴使用状态示意图；

其中，1.支架，2.输出轴，3.传动轴，4.主动非圆齿轮，5.被动非圆齿轮，6.同步带轮一，7.同步带轮二，8.同步带，9.轴套，10.轴承座一，11.固定风盒，12.旋转风盒，13.锥形齿轮一，14.锥形齿轮二，15.隔套，16.旋转轴，17.单面贴，18.风管接口，19.风道，20.轴承座二,21.负压腔。

具体实施方式

参阅图1至图4所示的一种用于卫生用品的单面贴变横装置，包括支架1、输出轴2、传动轴3、主动非圆齿轮4、被动非圆齿轮5、固定风盒11和旋转风盒12，所述支架1上安装有轴承座一10、轴承座二20，轴承座一的内侧固定有轴套9，输出轴2由轴套9中穿过，主动非圆齿轮4固定在输出轴2上，所述传动轴3由轴承座二20中穿过，被动非圆齿轮5安装在传动轴3上，所述轴套9的一端安装有旋转风盒12，旋转风盒12上安装有旋转轴16，旋转轴16位于旋转风盒12内侧的一端安装有锥形齿轮二14，所述输出轴2的一端由旋转风盒12中穿过，输出轴2位于旋转风盒12内侧部分安装有锥形齿轮一13，所述锥形齿轮一13与锥形齿轮二14啮合连接。

进一步，所述传动轴3上安装有同步带轮一6，轴套9的一端安装有同步带轮二7，同步带轮一6、同步带轮二7之间连接有同步带8。

进一步，所述旋转轴16上设有负压腔21，负压腔21一端贯穿旋转轴16的外侧，所述旋转风盒12上设有风道19，负压腔21与风道19贯通。

进一步，所述风道19环绕旋转风盒12一周。

进一步，所述轴承座一10上固定有固定风盒11，固定风盒11上设有风管接口18，风管接口18与风道19贯通。

进一步，所述输出轴2与轴套9、轴套9与轴承座一10、传动轴3与轴承座二20、旋转轴16与旋转风盒12之间都设有轴承。

进一步，所述旋转轴16与圆锥齿轮二14之间设有隔套15。

一种用于卫生用品的单面贴变横的设计方法，采用如下步骤：

1）进行自由度分析，确定本单面贴变横装置的自由度为1；

2）根据单面贴尺寸大小以及实际机构的空间位置限制条件选择合适传动比圆锥齿轮一、圆锥齿轮二；

3）根据圆锥齿轮一转动时圆锥齿轮二转动多少度时单面贴才变横90°，得出主动非圆齿轮匀速转动时，被动非圆齿轮的旋转运动速度曲线；

4）对被动非圆齿轮速度曲线进行优化设计；

5）根据主动非圆齿轮和被动非圆齿轮速度曲线以及上述两个非圆齿轮齿形的参数来选取中心距，得出主动非圆齿轮和被动非圆齿轮的节曲线；

6）通过同步带传动以及轴承座的方式将主动非圆齿轮和被动非圆齿轮的速度分别等效到圆锥齿轮一、圆锥齿轮二及旋转轴上；

7）在旋转轴上设计负压腔，保证单面贴在旋转过程中时刻牢牢贴在旋转轴上。

本发明的主动非圆齿轮与被动非圆齿轮啮合，通过事先设计好主动非圆齿轮和被动非圆齿轮的理论轮廓曲线，即主动非圆齿轮按一定匀速转动，被动非圆齿轮按规定的变速（曲线）运动规律运动，同时通过锥形齿轮一与输出轴固定连接这一特点，锥形齿轮二与锥形齿轮一连接这一特点，得出锥形齿轮一转速与锥形齿轮二转速一致，旋转轴与锥形齿轮二转速一致，另一端，同步带轮一通过传动轴与非圆被动齿轮保持同速，同步带轮一通过同步带传动与同步带轮二保持同速，同步带轮二固接在轴套上，然后通过旋转风盒与轴套的连接关系，在给予适当公差带即可实现输出轴与轴套不同转速，若锥形齿轮一与锥形齿轮二选择合适的传动比，即可实现锥齿轮二在规定的时间旋转规定的角度，实现单面贴的变横操作。

本发明在实施的过程中需要注意以下事项：在中高速运转状况下，尽量使非圆齿轮啮合传动比接近1，若传动比过大，即俩非圆齿轮速差过大的话，易造成非圆齿轮加工根切现象，从而降低了轮齿弯曲强度，这在中高速运转状况下极不安全的，且在非圆齿轮轮廓线曲线设计过程中，一个匀速区间在过渡到另一个匀速区间时，要确保这个过渡区间尽可能大，且这个过渡区间过渡曲线首尾要保证速度/加速度/加加速度连续，保证无冲击现象。

在中高速场合下，设计俩非圆齿轮时变速范围不要过大，通过设计曲线保证俩非圆齿轮都是凸面啮合，一个非圆齿轮不要同时出现凸凹面，这对加工过程中或者啮合过程中轮齿弯曲强度上是非常不利的；既然非圆齿轮那边变速区间尽可能小，那么在旋转轴转动90°一定的条件下，旋转风盒与旋转轴的差速范围不宜过大，这就需要锥形齿轮一与锥形齿轮二具有的大的传动比，这需要在设计初期根据已知的装配空间先对两个锥齿轮进行选型，选取合适材料并计算啮合重合度，侧隙，齿根强度等保证这对锥齿轮平稳、高速、安全运行。

本发明使用时，将输出轴与电机连接，电机带动输出轴转动，输出轴带动主动非圆齿轮、锥形齿轮一同步转动，主动非圆齿轮带动被动非圆齿轮转动，随后被动非圆齿轮带动传动轴转动，传动轴带动同步带轮一转动，同步带轮一通过同步带带动同步带轮二转动，通过同步带轮二的作用带动轴套转动，轴套带动旋转风盒转动，实现单面贴的直线运动；在锥形齿轮一转动的过程中带动锥形齿轮二转动，锥形齿轮二带动旋转轴转动，实现单面贴的旋转变横操作。

本发明实现了单面贴在规定位置规定时间实现变横90°功能；若改变单面贴旋转角度，只需重新设计一对非圆齿轮即可，相比与更换圆柱凸轮，带来的成本损失更小，降低了加工成本。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种用于卫生用品的单面贴变横装置，其特征在于：包括支架、输出轴、传动轴、主动非圆齿轮、被动非圆齿轮、固定风盒和旋转风盒，所述支架上安装有轴承座一、轴承座二，轴承座一的内侧固定有轴套，输出轴由轴套中穿过，主动非圆齿轮固定在输出轴上，所述传动轴由轴承座二中穿过，被动非圆齿轮安装在传动轴上，所述轴套的一端安装有旋转风盒，旋转风盒上安装有旋转轴，旋转轴位于旋转风盒内侧的一端安装有锥形齿轮二，所述输出轴的一端由旋转风盒中穿过，输出轴位于旋转风盒内侧部分安装有锥形齿轮一，所述锥形齿轮一与输出轴固定连接，所述锥形齿轮一与锥形齿轮二啮合连接，锥形齿轮一带动锥形齿轮二转动，锥形齿轮一转速与锥形齿轮二转速一致，所述锥形齿轮二带动旋转轴转动，旋转轴与锥形齿轮二转速一致，所述传动轴上安装有同步带轮一，轴套的一端安装有同步带轮二，同步带轮二固接在轴套上，所述同步带轮二带动轴套转动，轴套带动旋转风盒转动，所述同步带轮一、同步带轮二之间连接有同步带；同步带轮一通过传动轴与非圆被动齿轮保持同速，同步带轮一通过同步带与同步带轮二保持同速，所述输出轴带动主动非圆齿轮、锥形齿轮一同步转动，主动非圆齿轮带动被动非圆齿轮转动，被动非圆齿轮带动传动轴转动，传动轴带动同步带轮一转动，同步带轮一通过同步带带动同步带轮二转动，所述输出轴与轴套、轴套与轴承座一、传动轴与轴承座二、旋转轴与旋转风盒之间都设有轴承，所述旋转轴上设有负压腔，负压腔一端贯穿旋转轴的外侧，所述旋转风盒上设有风道，负压腔与风道贯通。

2.根据权利要求1所述的一种用于卫生用品的单面贴变横装置，其特征在于：所述风道环绕旋转风盒一周。

3.根据权利要求2所述的一种用于卫生用品的单面贴变横装置，其特征在于：所述轴承座一上固定有固定风盒，固定风盒上设有风管接口，风管接口与风道贯通。

4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种用于卫生用品的单面贴变横装置的设计方法，其特征在于：采用如下步骤：

1）进行自由度分析，确定本单面贴变横装置的自由度为1；

2）根据单面贴尺寸大小以及实际机构的空间位置限制条件选择合适传动比圆锥齿轮一、圆锥齿轮二；

3）根据圆锥齿轮一转动时圆锥齿轮二转动多少度时单面贴才变横90°，得出主动非圆齿轮匀速转动时，被动非圆齿轮的旋转运动速度曲线；

4）对被动非圆齿轮速度曲线进行优化设计；

5）根据主动非圆齿轮和被动非圆齿轮速度曲线以及上述两个非圆齿轮齿形的参数来选取中心距，得出主动非圆齿轮和被动非圆齿轮的节曲线；

6）通过同步带传动以及轴承座的方式将主动非圆齿轮和被动非圆齿轮的速度分别等效到圆锥齿轮一、圆锥齿轮二及旋转轴上；

7）在旋转轴上设计负压腔，保证单面贴在旋转过程中时刻牢牢贴在旋转轴上。

Images