CN115370816B - 一种阀门智能执行装置的减速机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于阀门执行装置技术领域，特别涉及一种阀门智能执行装置的减速机构。该减速机构包括机座及设置于机座上的行星轮系减速机构、二级外啮合齿轮机构和蜗轮蜗杆机构，其中行星轮系减速机构的输出端通过二级外啮合齿轮机构与蜗轮蜗杆机构的输入端连接，蜗轮蜗杆机构的输出端与阀门开关连接。本发明输出转矩大，减速比大，同时具有电动或手动驱动方式，结构简单紧凑，便于保养与维护。

Description

一种阀门智能执行装置的减速机构

技术领域

本发明属于阀门执行装置技术领域，特别涉及一种阀门智能执行装置的减速机构。

背景技术

阀门执行装置用于阀门开合，减速机构是阀门执行装置中的重要组成部分之一，行星齿轮减速机构通常由太阳轮、行星轮、行星架和机座等组成。现有的阀门减速机构有多级齿轮减速机构，一级齿轮、一级行星和蜗轮蜗杆组合减速机构，二级行星与蜗轮蜗杆组合减速机构等三种，在交流电源供电的条件下，具有较大的传动比、较小的体积是上述三种阀门执行装置减速机构的设计目标。随着阀门执行装置应用场合的不断拓展和电池供电性能的不断提高，以电池为电源的阀门执行装置已经成为市场主流产品。针对电池与减速机构一体化的结构，为满足大的传动比要求，上述三种形式，存在着或整体尺寸或长度或高度等方面的不足，因减速机构结构尺寸大，冲击力大，导致了减速机构具有寿命短、行程误差大等缺点。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种阀门智能执行装置的减速机构，以解决现有阀门执行装置的减速机构因结构尺寸大、冲击力大，导致减速机构寿命短、行程误差大的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明实施例提供一种阀门智能执行装置的减速机构，包括机座及设置于机座上的行星轮系减速机构、二级外啮合齿轮机构和蜗轮蜗杆机构，其中行星轮系减速机构的输出端通过二级外啮合齿轮机构与蜗轮蜗杆机构的输入端连接，蜗轮蜗杆机构的输出端与阀门开关连接。

在一种可能实现的方式中，所述行星轮系减速机构包括电动机、外啮合太阳轮、行星轮Ⅰ、行星架、行星架转轴及内啮合太阳轮，其中内啮合太阳轮固定于所述机座上，且内啮合太阳轮与行星轮Ⅰ啮合；电动机安装在所述机座上，电动机的输出轴与外啮合太阳轮连接，外啮合太阳轮位于内啮合太阳轮的中心且与行星轮Ⅰ啮合；

行星架转轴转动安装在所述机座上，行星架转轴通过行星架与行星轮Ⅰ转动连接。

在一种可能实现的方式中，所述行星架转轴的轴线与所述外啮合太阳轮的轴线共线。

在一种可能实现的方式中，所述外啮合太阳轮的直径小于所述行星轮Ⅰ的直径。

在一种可能实现的方式中，所述内啮合太阳轮和所述外啮合太阳轮之间还啮合有行星轮Ⅱ和行星轮Ⅲ，所述行星轮Ⅰ、行星轮Ⅱ和行星轮Ⅲ沿周向等间距排列。

在一种可能实现的方式中，所述二级外啮合齿轮机构包括齿轮Ⅰ、行星架转轴、传动轴、齿轮Ⅱ、双联大齿轮及双联小齿轮，其中传动轴转动安装在所述机座上，且传动轴与所述行星架转轴平行，双联大齿轮和双联小齿轮同轴安装在传动轴上；齿轮Ⅰ设置于所述行星架转轴上，且齿轮Ⅰ与双联大齿轮啮合；齿轮Ⅱ设置于所述蜗轮蜗杆机构的输入轴上，且齿轮Ⅱ与双联小齿轮啮合。

在一种可能实现的方式中，所述齿轮Ⅰ直径小于所述双联大齿轮的直径；所述齿轮Ⅱ的直径大于所述双联小齿轮的直径。

在一种可能实现的方式中，所述蜗轮蜗杆机构包括蜗杆轴、蜗轮、蜗轮轴及蜗杆，其中蜗杆轴和蜗轮轴均转动安装在所述机座上，且蜗杆轴和蜗轮轴的轴线相互垂直，蜗轮和蜗杆分别设置于蜗轮轴和蜗杆轴上，且蜗轮和蜗杆啮合；

蜗杆轴上设置所述齿轮Ⅱ；蜗轮轴与所述阀门开关连接。

在一种可能实现的方式中，所述蜗杆轴与所述传动轴平行设置。

在一种可能实现的方式中，所述行星轮系减速机构和所述蜗轮蜗杆机构并列设置，所述二级外啮合齿轮机构设置于所述行星轮系减速机构和所述蜗轮蜗杆机构的上方。

本发明的优点及有益效果是：本发明提供的一种阀门智能执行装置的减速机构，体积小，结构简单紧凑，便于保养与维护，冲击力小，提高了使用寿命。

本发明输出转矩大，减速比大， 且行程误差小，同时具有电动或手动驱动方式。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明一种阀门智能执行装置的减速机构的结构示意图；

图2为本发明一种阀门智能执行装置的减速机构的俯视图；

图中：1-电动机，2-外啮合太阳轮，3-行星轮Ⅰ，4-行星轮轴承，5-行星架，6-行星架转轴轴承Ⅰ，7-齿轮Ⅰ，8-行星架转轴轴承Ⅱ，9-行星架转轴，10-传动轴轴承Ⅰ，11-传动轴，12-蜗杆轴轴承Ⅰ，13-蜗杆轴，14-机座，15-齿轮Ⅱ，16-蜗轮，17-蜗杆轴轴承Ⅱ，18-双联大齿轮，19-传动轴轴承Ⅱ，20-内啮合太阳轮，21-行星轮Ⅱ，22-蜗轮轴，23-蜗轮轴轴承Ⅰ，24-蜗轮轴轴承Ⅱ，25-阀门开关，26-行星轮Ⅲ，27-双联小齿轮，28为蜗杆。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明一实施例提供一种阀门智能执行装置的减速机构，结构简单紧凑，输出转矩大，且减速比大。参见图1、图2所示，该阀门智能执行装置的减速机构，包括机座14及设置于机座14上的行星轮系减速机构、二级外啮合齿轮机构和蜗轮蜗杆机构，其中行星轮系减速机构的输出端通过二级外啮合齿轮机构与蜗轮蜗杆机构的输入端连接，蜗轮蜗杆机构的输出端与阀门开关25连接。

如图1、图2所示，本发明的实施例中，行星轮系减速机构包括电动机1、外啮合太阳轮2、行星轮Ⅰ3、行星架5、行星架转轴9及内啮合太阳轮20，其中内啮合太阳轮20固定于机座14上，且内啮合太阳轮20与行星轮Ⅰ3啮合；电动机1安装在机座14上，电动机1的输出轴与外啮合太阳轮2连接，外啮合太阳轮2位于内啮合太阳轮20的中心且与行星轮Ⅰ3啮合；行星架转轴9转动安装在机座14上，行星架转轴9通过行星架5与行星轮Ⅰ3转动连接。

本发明的实施例中，行星轮系减速机构和蜗轮蜗杆机构并列设置，二级外啮合齿轮机构设置于行星轮系减速机构和蜗轮蜗杆机构的上方。优选地，行星架转轴9的轴线与外啮合太阳轮2的轴线共线。

本实施例中，外啮合太阳轮2的直径小于行星轮Ⅰ3的直径。内啮合太阳轮20和外啮合太阳轮2之间还啮合有行星轮Ⅱ21和行星轮Ⅲ26，行星轮Ⅰ3、行星轮Ⅱ21和行星轮Ⅲ26沿周向等间距排列。行星轮Ⅰ3、行星轮Ⅱ21和行星轮Ⅲ2直径相等。行星轮Ⅱ21和行星轮Ⅲ2主要发挥均载和惯性平衡作用，它们在行星架5上的安装方式与行星轮Ⅰ3相似，在行星架5上呈120°均布。行星轮Ⅰ3、行星轮Ⅱ21和行星轮Ⅲ2同时与外啮合太阳轮2、内啮合太阳轮20相啮合，通过自转与公转，实现行星轮系传动。行星轮系减速机构降低电机转速，同时增大输出转矩。

具体地，行星架转轴9的两端分别通过行星架转轴轴承Ⅰ6和行星架转轴轴承Ⅱ8与机座14连接，行星轮Ⅰ3的轮毂中心孔通过行星轮轴承4安装在行星架5上，整体结构紧凑，支撑可靠。

如图1所示，本发明的实施例中，二级外啮合齿轮机构包括齿轮Ⅰ7、行星架转轴9、传动轴11、齿轮Ⅱ15、双联大齿轮18及双联小齿轮27，其中传动轴11转动安装在机座14上，且传动轴11与行星架转轴9平行，双联大齿轮18和双联小齿轮27同轴安装在传动轴11上；齿轮Ⅰ7设置于行星架转轴9上，且齿轮Ⅰ7与双联大齿轮18啮合；齿轮Ⅱ15设置于蜗轮蜗杆机构的输入轴上，且齿轮Ⅱ15与双联小齿轮27啮合。

进一步地，齿轮Ⅰ7直径小于双联大齿轮18的直径；齿轮Ⅱ15的直径大于双联小齿轮27的直径。具体地，传动轴11的两端分别通过传动轴轴承Ⅰ10和传动轴轴承Ⅱ19与机座14连接。

本实施例中，行星架转轴9作为二级外啮合齿轮机构的输入轴，齿轮Ⅰ7通过键连接固定在行星架转轴Ⅰ9上，双联大齿轮18和双联小齿轮27通过键连接固定在传动轴11上，齿轮Ⅱ15通过键连接固定在蜗杆轴13上，通过齿轮Ⅰ7与双联大齿轮18啮合，双联小齿轮27与齿轮Ⅱ15啮合，蜗杆轴13作为二级外啮合齿轮机构的输出轴。齿轮Ⅰ7安装于行星架转轴Ⅰ9上及双联齿轮安装于传动轴11上，使结构合理，齿轮强度一致性好。

如图1、图2所示，本发明的实施例中，蜗轮蜗杆机构包括蜗杆轴13、蜗轮16、蜗轮轴22及蜗杆28，其中蜗杆轴13和蜗轮轴22均转动安装在机座14上，且蜗杆轴13和蜗轮轴22的轴线相互垂直，蜗轮16和蜗杆28分别设置于蜗轮轴22和蜗杆轴13上，且蜗轮16和蜗杆28啮合；蜗杆轴13上设置齿轮Ⅱ15；蜗轮轴22与阀门开关25连接。

进一步地，蜗杆轴13与传动轴11平行设置。具体地，蜗杆轴13的两端分别通过蜗杆轴轴承Ⅰ12和蜗杆轴轴承Ⅱ17与机座14连接；蜗轮轴22的两端分别通过蜗轮轴轴承Ⅰ23和蜗轮轴轴承Ⅱ24与机座14连接。

本发明的实施例中，行星轮系减速机构由外啮合太阳轮2与电动机1的输出轴相连，外啮合太阳轮2作为行星轮系的主动轮，行星轮Ⅰ3、行星轮Ⅱ21和行星轮Ⅲ2发挥均载和惯性平衡作用，提高系统运动平稳性，内啮合太阳轮20与机座14相连，固定不动，行星架转轴9是行星轮系的输出轴和二级外啮合齿轮机构的输入轴。蜗杆轴13是二级外啮合齿轮机构的输出轴和蜗轮蜗杆机构的输入轴，蜗轮轴22是蜗轮蜗杆机构的输出轴，蜗轮轴22与阀门开关25相连，形成阀门智能执行装置的减速机构，使总传动比满足阀门开合速度要求。

本发明实施例提供的一种阀门智能执行装置的减速机构，能够有效避免由于在气动执行装置快速排气后，运动件在行程末端所产生的巨大冲击，有效延长减速机构的使用寿命，克服行程误差大的缺点；本减速机构还具有结构紧凑、减速可调的优点，可与多种气动执行器配合使用，输出转矩大，减速比大，便于保养与维护，同时具有电动或手动驱动方式。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (2)

1.一种阀门智能执行装置的减速机构，其特征在于，包括机座(14）及设置于机座(14）上的行星轮系减速机构、二级外啮合齿轮机构和蜗轮蜗杆机构，其中行星轮系减速机构的输出端通过二级外啮合齿轮机构与蜗轮蜗杆机构的输入端连接，蜗轮蜗杆机构的输出端与阀门开关（25）连接；

所述行星轮系减速机构包括电动机（1）、外啮合太阳轮（2）、行星轮Ⅰ（3）、行星架（5）、行星架转轴（9）及内啮合太阳轮（20），其中内啮合太阳轮（20）固定于所述机座(14）上，且内啮合太阳轮（20）与行星轮Ⅰ（3）啮合；电动机（1）安装在所述机座(14）上，电动机（1）的输出轴与外啮合太阳轮（2）连接，外啮合太阳轮（2）位于内啮合太阳轮（20）的中心且与行星轮Ⅰ（3）啮合；

行星架转轴（9）转动安装在所述机座(14）上，行星架转轴（9）通过行星架（5）与行星轮Ⅰ（3）转动连接；所述行星架转轴（9）的轴线与所述外啮合太阳轮（2）的轴线共线；

所述内啮合太阳轮（20）和所述外啮合太阳轮（2）之间还啮合有行星轮Ⅱ（21）和行星轮Ⅲ（26），所述行星轮Ⅰ（3）、行星轮Ⅱ（21）和行星轮Ⅲ（26）沿周向等间距排列；

所述二级外啮合齿轮机构包括齿轮Ⅰ（7）、传动轴（11）、齿轮Ⅱ（15）、双联大齿轮（18）及双联小齿轮（27），其中传动轴（11）转动安装在所述机座(14）上，且传动轴（11）与所述行星架转轴（9）平行，双联大齿轮（18）和双联小齿轮（27）同轴安装在传动轴（11）上；齿轮Ⅰ（7）设置于所述行星架转轴（9）上，且齿轮Ⅰ（7）与双联大齿轮（18）啮合；齿轮Ⅱ（15）设置于所述蜗轮蜗杆机构的输入轴上，且齿轮Ⅱ（15）与双联小齿轮（27）啮合；

所述蜗轮蜗杆机构包括蜗杆轴（13）、蜗轮（16）、蜗轮轴（22）及蜗杆（28），其中蜗杆轴（13）和蜗轮轴（22）均转动安装在所述机座(14）上，且蜗杆轴（13）和蜗轮轴（22）的轴线相互垂直，蜗轮（16）和蜗杆（28）分别设置于蜗轮轴（22）和蜗杆轴（13）上，且蜗轮（16）和蜗杆（28）啮合；蜗杆轴（13）上设置于所述齿轮Ⅱ（15）；蜗轮轴（22）与所述阀门开关（25）连接；所述蜗杆轴（13）与所述传动轴（11）平行设置;

所述齿轮Ⅰ（7）直径小于所述双联大齿轮（18）的直径；所述齿轮Ⅱ（15）的直径大于所述双联小齿轮（27）的直径;

所述行星轮系减速机构和所述蜗轮蜗杆机构并列设置，所述二级外啮合齿轮机构设置于所述行星轮系减速机构和所述蜗轮蜗杆机构的上方。

2.根据权利要求1所述的阀门智能执行装置的减速机构，其特征在于，所述外啮合太阳轮（2）的直径小于所述行星轮Ⅰ（3）的直径。

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