CN113719555A - 一种单向齿轮传动系统和打印机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种单向齿轮传动系统和打印机。单向齿轮传动系统包括：太阳轮，包括内齿，太阳轮定轴转动；行星轮，包括轮轴和外齿轮，外轮齿与内齿轮啮合；及单向转动芯，与太阳轮同轴设置，包括轮轨、行星轮腔和与行星轮腔连通的啮合口，行星轮设置于行星轮腔，外轮齿的一部分从啮合口凸出，与内齿啮合，轮轨围绕太阳轮的转轴延伸，包括第一截止端和第二截止端，轮轴可移动地设置于轮轨，行星轮设置成能够在第一截止端与单向转动芯接触，以及在第二截止端与所述单向转动芯隔离。打印机包括单向齿轮传动系统。如此可实现单向传动，避免反向转动时损坏机械结构。

Description

一种单向齿轮传动系统和打印机

技术领域

本申请涉及一种机械设计领域，尤其涉及一种单向齿轮传动系统和打印机。

背景技术

在机械领域中，单向传动的机构被广泛应用。现有的单向传动机构包括扭簧式单向传动，超越离合器等。扭簧式单向传动的工作原理为：当主动件发生反转时，利用摩擦副的存在将传动件抱死，使其不能发生转动；超越离合器，也是利用摩擦副或者棘轮来控制单向转动。但它们都有一个问题：当主动件发生反转的时候，是通过限制传动件来达到限制从动件转动的目的，但如果反转的力矩过大，便可能超越摩擦副的最大静摩擦力，或者破坏棘轮结构。

发明内容

本申请的目的在于提供一种单向齿轮传动系统及打印机。

一种单向齿轮传动系统，包括：

太阳轮，包括内齿，所述太阳轮定轴转动；

行星轮，包括轮轴和外齿轮，所述外齿轮所述内齿轮啮合；及

单向转动芯，与所述太阳轮同轴设置，包括轮轨、行星轮腔和与所述行星轮腔连通的啮合口，所述行星轮设置于所述行星轮腔，所述外齿轮的一部分从所述啮合口凸出，与所述内齿啮合，所述轮轨围绕所述太阳轮的转轴延伸，包括第一截止端和第二截止端，所述轮轴可移动地设置于所述轮轨，在所述行星轮与所述太阳轮啮合传动的过程中，所述行星轮的轮轴在所述第一截止端与所述第二截止端之间移动，所述行星轮设置成能够在所述第一截止端与所述单向转动芯接触，以及在所述第二截止端与所述单向转动芯隔离。

可选的，所述轮轨设置为弧形凹槽，所述弧形凹槽在延伸方向上的一端为所述第一截止端，在延伸方向上的另一端为所述第二截止端，所述轮轴可滑动地设置于所述弧形凹槽，所述轮轴在所述第一截止端与所述弧形凹槽的内壁之间的径向间隙，大于所述轮轴在所述第二截止端与所述弧形凹槽的内壁之间的径向间隙。

可选的，所述弧形凹槽的所述第一截止端包括依次相接第一弧形内壁、直线内壁和第二弧形内壁，所

述第一弧形内壁和所述第二弧形内壁沿所述太阳轮的径向朝远离彼此的方向凸出。

可选的，所述弧形凹槽的所述第二截止端包括第三弧形内壁，所述第一弧形内壁的曲率半径和所述第二弧形内壁的的曲率半径大于所述第三弧形内壁的曲率半径。

可选的，所述太阳轮还包括外齿，所述外齿供动力输入。

可选的，所述单向齿轮传动系统包括多个所述行星轮，多个所述行星轮围绕所述太阳轮的轴线分布，均与所述内齿啮合；和/或

所述单向转动芯包括与所述行星轮接触的接触部分，所述接触部分设置成轮齿状结构。

可选的，所述单向转动芯包括沿所述太阳轮的周向分布的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁与所述第二侧壁之间的间隙形成所述啮合口，所述行星轮在所述第一截止端与所述第一侧壁接触，在所述第二截止端与所述第二侧壁隔离，所述第二侧壁包括沿径向分布的内表面和外表面，所述外表面的周向长度大于所述内表面的周向长度。

可选的，所述单向转动芯包括芯体和芯轴，所述芯体设置为圆柱体结构，包括芯底、芯盖以及连接所述芯底和所述芯盖的环形围壁，所述芯底、芯盖和环形围壁共同围成所述行星轮腔，所述环形围壁设有所述啮合口，所述芯轴穿设于所述芯底和所述芯盖的中心部位处。

可选的，所述轮轨包括设置于所述芯底的芯底轮轨和设置于所述芯盖的芯盖轮轨，所述芯底轮轨和所述芯盖轮轨轴向相对，所述行星轮的轮轴包括第一轮轴和第二轮轴，所述第一轮轴可移动地设置于所述芯底轮轨，所述第二轮轴可移动地设置于所述芯盖轮轨。

本申请提供一种打印机，包括：上述上述任一项所述的单向齿轮传动系统。

本申请舍弃摩擦部件及棘轮，采用太阳轮带动行星轮在轮轨上滑动，当行星轮滑动到第一截止端，行星轮与单向转动芯接触，三者同步转动；当太阳轮反方向转动，行星轮滑动到第二截止端，行星轮不与单向转动芯接触，行星轮空转，如此实现单向传动，没有摩擦副最大静摩擦力的限制且反向时不会损坏机械结构。

附图说明

图1所示为本申请的一个实施例的立体示意图；

图2所示为图1的部分爆炸示意图；

图3所示为行星轮的立体示意图；

图4所示为单向转动芯的立体示意图；

图5所示为图4沿周向的截面图；

图6所示为太阳轮的立体示意图；

图7所示为多个行星轮的立体示意图；

图8所示为带芯轴的单向传动齿轮系统的立体示意图；

图9所示为图8的部分二等角轴测爆炸视图；

图10所示为图9的另一视角的爆炸视图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

请参考图1至图4。图1所示为本申请一示例性实施例示出的单向齿轮传动系统的示意图。图2所示为图1中示出的单向齿轮传动系统的分解视图。图3所示为行星轮12的示意图。图4所示为单向转动芯11的立体示意图。

本申请实施例提供了一种单向齿轮传动系统10，包括单向转动芯11，设于所述单向转动芯11的行星轮12，与所述单向转动芯11同轴设置的太阳轮13，所述太阳轮13与所述行星轮12啮合连接。所述行星轮12能够将所述太阳轮13的动力单向传递给单向转动芯11，使所述单向转动芯11只能单向转动，例如逆时针转动或顺时针转动。

具体的，所述太阳轮13设置为齿圈结构，包括设置齿圈的内周壁的内齿131，所述太阳轮13做定轴转动，可以作为动力输入轮；所述行星轮12包括轮轴120和外齿轮121，所述外齿轮121与所述内齿131啮合连接，传递所述太阳轮13的动力；单向转动芯11包括行星轮腔110、轮轨111和与行星轮腔110连通的啮合口112，所述行星轮12设置于所述行星轮腔110，其中，所述轮轴120与太阳轮13的轴线平行，所述外齿轮121的一部分从所述啮合口112凸出，与所述内齿131啮合，以传递所述太阳轮13的动力。在行星轮12与太阳轮13啮合传动的过程中，行星轮12可以围绕太阳轮13的轴线公转以及围绕自身轴线自转。所述轮轨111围绕所述太阳轮13的转轴延伸，包括第一截止端1111和第二截止端1112，所述轮轴120可移动地设置于所述轮轨111，在行星轮12与太阳轮13啮合传动的过程中，轮轴120在所述第一截止端1111与所述第二截止端1112之间移动，例如，轮轴120可以从第一截止端1111移动至第二截止端1112，或者从第二截止端1112移动至第一截止端1111。所述行星轮12设置成能够在所述第一截止端1111与所述单向转动芯11接触，以及在所述第二截止端1112与所述单向转动芯11隔离。也就是说，当太阳轮13转动使所述轮轴120滑动到所述第一截止端1111时，所述外齿轮121可以同时与内齿131和单向转动芯11接触，此时，所述外齿轮121紧压在所述单向转动芯11上，同时还保持与所述太阳轮13的啮合，所述太阳轮13、行星轮12、单向转动芯11三者保持相对静止，三者以同样的角速度转动，使得所述行星轮12将所述太阳轮13的动力传递至所述单向转动芯11。反之，当所述太阳轮13转动使所述轮轴120滑动至所述第二截止端1112时，行星轮12与所述单向转动芯11之间留有间隔，行星轮12不能与单向转动芯11接触，使行星轮12与单向转动芯11隔开，行星轮12只能在所述行星轮腔110中空转，无法将太阳轮13的动力传递至所述单向转动芯11，如此，实现了所述太阳轮13动力的单向传递。本申请提供的单向齿轮传动系统不包括摩擦副，更不会受到最大静摩擦力的限制，也不会损坏机械结构，实现了依靠轮齿啮合力进行动力单向传递的效果，更加安全，可靠。

需要指出的是，在其他一些实施例中，所述行星轮12可以设置成能够在所述第二截止端1112与所述单向转动芯11接触，以及在所述第一截止端1111与所述单向转动芯11隔离。如此依然可以实现动力的单向传递，只是传递方向有所不同，本领域技术人员可以根据实际应用场景选择设置。

所述轮轴120和所述外齿轮121紧固连接，同轴转动，二者的连接方式可以是：键连接、过盈连接、铸造连接等，不做具体限定。

请参考图5，在一些实施例中，所述轮轨111设置为弧形凹槽101，所述弧形凹槽101在围绕所述太阳轮13的转轴延伸方向上的一端为第一截止端1111，在延伸方向上的另一端为第二截止端1112，所述轮轴120可滑动地设置于所述弧形凹槽101，且在第一截止端1111与第二截止端1112之间滑动。

所述轮轴120在所述第一截止端1111与所述弧形凹槽101的内壁之间的径向间隙，大于所述轮轴120在所述第二截止端1112与所述弧形凹槽101的内壁之间的径向间隙。也就是说，所述轮轴120在所述第一截止端1111的径向滑动空间大于所述轮轴120在所述第二截止端1112的径向滑动空间，如此设置，可以使得轮轴120在第一截止端1111有更大的径向活动空间，进而使得行星轮12的外齿轮121在与单向转动芯11接触时自适应的调整自身位置，使单向转动芯11上与行星轮12接触的部分可靠的嵌入外齿轮121的相邻两齿之间，这样，在所述太阳轮13带动下，所述行星轮12可以更可靠地与所述单向转动芯11始终保持接触，达到传递动力的目的。

在本实施例中，所述弧形凹槽101的所述第一截止端1111包括依次相接的第一弧形内壁11111、直线内壁11112及第二弧形内壁11113，所述第一弧形内壁11111和所述第二弧形内壁11113沿所述太阳轮13的径向朝远离彼此的方向凸出，例如，第一弧形内壁11111朝远离单向转动芯11的中心凸出，第二弧形内壁11113朝靠近单向转动芯11的中心凸出，直线内壁11112连接第一弧形内壁11111和第二弧形内壁11113，由此增大了第一截止端1111与轮轴120的径向间隙，确保轮轴120在第一截止端1111具有更大的径向活动空间。可选择的实施例中，所述直线内壁11112可以设置为与第一弧形内壁11111和第二弧形内壁11113相切连接，由此可以使所述轮轴120在第一截止端1111的滑动更加平滑，顺畅。

本实施例中，所述第二截止端1112包括第三弧形内壁11121，所述第一弧形内壁11111的曲率半径和所述第二弧形内壁11113的曲率半径大于所述第三弧形内壁11121的曲率半径。第一弧形内壁11111的曲率半径越大，则第一弧形内壁11111所在圆的直径越大，则第一弧形内壁11111越平坦，这样不仅可以通过第一弧形内壁11111增大第一截止端1111的径向活动空间，还可以使第一弧形内壁11111与弧形凹槽101其他部分的内壁保持平滑的过渡连接，使得行星轮12公转和自转时更加顺畅。

请参考图6，在一些实施例中，所述太阳轮13还包括外齿132，外齿132形成于齿圈的外周壁，其中，所述外齿132供动力输入。所述太阳轮13的动力输入依靠齿轮啮合，具有稳定，连续，受力均匀等优点，且不需要在所述太阳轮13的外部增加其他的动力传入机构，节省了安装空间，降低了安装难度，减轻了重量。当然，给太阳轮13输入动力的方式不仅限于以上所描述的，例如，还可以将太阳轮13的外周面设置成粗糙度较大的表面，通过摩擦力驱动太阳轮13转动。

在一些实施例中，所述单向齿轮传动系统10包括多个所述行星轮12，多个所述行星轮12围绕所述太阳轮13的轴线分布，均与所述内齿131啮合。多个行星轮12可以均匀分布。请参考图7，本实施例采用三个所述行星轮12，围绕所述太阳轮13的轴线分布，相邻所述行星轮的位置互成120度，相应地，所述单向转动芯11也有三个所述轮轨111(参考图5)和单个与所述行星轮腔110连通的啮合口112，三个所述行星轮12的外齿轮121皆可以从所述啮合口112凸出，且凸出高度一致，均与所述内齿131啮合，可以进行动力传动；所述行星轮12的具体数量不做限定，不少于1个均可，所述行星轮均匀分布于所述单向转动芯11的周向，使所述单向转动芯11受力均匀，转动稳定，避免了采用一个所述行星轮12或多个所述行星轮12但未均匀分布时，所述行星轮12和所述单向转动芯11接触部位受力较大的情况，平衡了接触部位的受力，延长所述行星轮12的使用寿命。

在一个实施例中，所述单向转动芯11包括与所述行星轮12接触的部位，所述接触部位113设置成轮齿状结构；将所述接触部位113设置成轮齿状结构，在所述行星轮12与之接触紧压的过程中，变为两齿之间的啮合紧压，所述接触部位113的轮齿状结构可采用与所述行星轮12相同的规格参数，保证传递动力的稳定与可靠。

请继续参考图7，所述单向转动芯11包括沿所述太阳轮13的周向分布的第一侧壁1001和第二侧壁1002，所述第一侧壁1001与所述第二侧壁1002之间的间隙形成所述啮合口112，所述行星轮12在所述第一截止端1111与所述第一侧壁1001接触，在所述第二截止端1112与所述第二侧壁1002隔离，所述第二侧壁1002包括沿径向分布的外表面10021和内表面10022，所述外表面10021的周向长度大于所述内表面10022的周向长度。所述第二侧壁1002设置成一个由外边面逐渐向轴心变窄的斜面，在保证所述行星轮12在第二截止端1112不与所述单向转动芯11接触的前提下，让与所述行星轮腔110连通的所述啮合口112变小，使所述行星轮腔110暴露在外界的面积变小，防止灰尘，水滴等进入，影响所述行星轮12的运转。

请参考图8至图10，在一些实施例中，所述单向转动芯11包括芯体114和芯轴115，所述芯体114设置为圆柱体结构，包括芯底1141、芯盖1142以及连接所述芯底1141和所述芯盖1142的环形围壁1143，其中，芯底1141和芯盖1142轴向相对，芯底1141、芯盖1142和环形围壁1143三者围设成行星轮腔110，环形围壁1143设有与行星轮腔110连通的啮合口112，所述芯轴115穿设于所述芯底1141和芯盖1142的中心部位处。如此，芯轴115可作为动力输出轴，与外界部件传动连接。

在一个实施例中，芯底1141和环形围壁1143可以设置为一体式结构，所述芯盖1142与所述环形围壁1143可拆卸连接，例如采用卡接、螺栓连接等方式，具体不做限定。可拆卸连接结构便于安装和拆卸，具有易维护等优点。

在一个实施例中，所述轮轨111包括设置于所述芯底1141的芯底轮轨1113和设置于所述芯盖1142的芯盖轮轨1114，所述芯底轮轨1113和所述芯盖轮轨1114轴向相对，所述行星轮12的轮轴120包括第一轮轴1201和第二轮轴1202，所述第一轮轴1201可移动地设置于所述芯底轮轨1113，所述第二轮轴1202可移动地设置于所述芯盖轮轨1114。如此，轮轴120可以在两端得到支撑，受力均衡，公转和自转时的稳定性更高。芯底轮轨1113和芯盖轮轨1114均可以设置为弧形凹槽。

所述芯体114和所述芯轴115固定连接，同步转动，例如可采用键连接、过盈连接等，不做限定，所述芯轴115使动力输出集中，其上也可设置其他的齿轮，以改变力的传递方向，或用作它途等。所述芯底1141上可开有若干镂空孔，且相邻若干镂空孔彼此不连通，降低所述单向转动芯11的重量。

单向传动芯11、行星轮12和太阳轮13的材质不限，例如可以采用金属材料制成。本实施例中，单向传动芯11、行星轮12和太阳轮13均采用塑料制成。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种单向齿轮传动系统，其特征在于，包括：

太阳轮，包括内齿，所述太阳轮定轴转动；

行星轮，包括轮轴和外齿轮，所述外齿轮所述内齿轮啮合；及

单向转动芯，与所述太阳轮同轴设置，包括轮轨、行星轮腔和与所述行星轮腔连通的啮合口，所述行星轮设置于所述行星轮腔，所述外齿轮的一部分从所述啮合口凸出，与所述内齿啮合，所述轮轨围绕所述太阳轮的转轴延伸，包括第一截止端和第二截止端，所述轮轴可移动地设置于所述轮轨，在所述行星轮与所述太阳轮啮合传动的过程中，所述行星轮的轮轴在所述第一截止端与所述第二截止端之间移动，所述行星轮设置成能够在所述第一截止端与所述单向转动芯接触，以及在所述第二截止端与所述单向转动芯隔离。

2.根据权利要求1所述的单向齿轮传动系统，其特征在于，所述轮轨设置为弧形凹槽，所述弧形凹槽在延伸方向上的一端为所述第一截止端，在延伸方向上的另一端为所述第二截止端，所述轮轴可滑动地设置于所述弧形凹槽，所述轮轴在所述第一截止端与所述弧形凹槽的内壁之间的径向间隙，大于所述轮轴在所述第二截止端与所述弧形凹槽的内壁之间的径向间隙。

3.根据权利要求2所述的单向齿轮传动系统，其特征在于，所述弧形凹槽的所述第一截止端包括依次相接第一弧形内壁、直线内壁和第二弧形内壁，所述第一弧形内壁和所述第二弧形内壁沿所述太阳轮的径向朝远离彼此的方向凸出。

4.根据权利要求3所述的单向齿轮传动系统，其特征在于，所述弧形凹槽的所述第二截止端包括第三弧形内壁，所述第一弧形内壁的曲率半径和所述第二弧形内壁的的曲率半径大于所述第三弧形内壁的曲率半径。

5.根据权利要求1至4任一项所述的单向齿轮传动系统，其特征在于，所述太阳轮还包括外齿，所述外齿供动力输入。

6.根据权利要求1至4任一项所述的单向齿轮传动系统，其特征在于，所述单向齿轮传动系统包括多个所述行星轮，多个所述行星轮围绕所述太阳轮的轴线分布，均与所述内齿啮合；和/或

所述单向转动芯包括与所述行星轮接触的接触部分，所述接触部分设置成轮齿状结构。

7.根据权利要求1至4任一项所述的单向齿轮传动系统，其特征在于，所述单向转动芯包括沿所述太阳轮的周向分布的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁与所述第二侧壁之间的间隙形成所述啮合口，所述行星轮在所述第一截止端与所述第一侧壁接触，在所述第二截止端与所述第二侧壁隔离，所述第二侧壁包括沿径向分布的内表面和外表面，所述外表面的周向长度大于所述内表面的周向长度。

8.根据权利要求1至4任一项所述的单向齿轮传动系统，其特征在于，所述单向转动芯包括芯体和芯轴，所述芯体设置为圆柱体结构，包括芯底、芯盖以及连接所述芯底和所述芯盖的环形围壁，所述芯底、芯盖和环形围壁共同围成所述行星轮腔，所述环形围壁设有所述啮合口，所述芯轴穿设于所述芯底和所述芯盖的中心部位处。

9.根据权利要求8所述的单向齿轮传动系统，其特征在于，所述轮轨包括设置于所述芯底的芯底轮轨和设置于所述芯盖的芯盖轮轨，所述芯底轮轨和所述芯盖轮轨轴向相对，所述行星轮的轮轴包括第一轮轴和第二轮轴，所述第一轮轴可移动地设置于所述芯底轮轨，所述第二轮轴可移动地设置于所述芯盖轮轨。

10.一种打印机，其特征在于，包括：如权利要求1至9任一项所述的单向齿轮传动系统。

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