CN117823613A - 一种变速联轴器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变速联轴器，包括有固定活齿环和两个联动齿轮；所述固定活齿环上沿轴向滑动连接有多个沿圆周方向均匀分布的活动体；所述联动齿轮朝向所述固定活齿环的一端成型有同轴设置的与各个所述活动体相抵的连续弯折面；所述连续弯折面由多个沿圆周方向均匀分布的弯折面单元首位相接构成；两个所述联动齿轮上的所述弯折面单元数量不相等，且两个所述联动齿轮上的所述弯折面单元的差或和等于所述活动体的数量。本发明承载能力大，固定活齿环的外径比较小，对使用场景的兼容性较高。即可以作为增速联轴器使用也可以作为减速联轴器使用，还能够通过简单更换固定活齿环或端面弧齿轮，实现输入轴和输出轴的同向转动或反向转动。
Description
技术领域
本发明属于联轴器技术领域，尤其涉及一种变速联轴器。
背景技术
在现代的机械设备中，常常需要进行运动的传递，最常见的就是轴与轴之间的运动传递，通常会采用联轴器进行连接以将两个轴进行扭矩传递。但是传统的联轴器通常只能进行一种1:1的传动，当需要进行两种传动的切换时，可能需要借助其他机械传动机构进行配合，导致结构复杂。
公开号为CN207278792U中国专利文献公开了一种反向变速传动联轴器，它包括输入轴，所述输入轴上套装有第二滚动轴承，所述第二滚动轴承的外部套装有中圈；所述中圈上设有圆柱滚子，所述中圈外部设有摆线齿；所述摆线齿设置在外圈紧固件内，并通过锁紧螺钉将两者固定；在中圈的内部设有偏心轮，所述偏心轮安装在输入轴上；所述外圈紧固件安装在输出轴上；所述输出轴上安装有第一滚动轴承，在第一滚动轴承的外部安装有外壳，所述外壳的外缘通过六角螺栓与中圈固定相连。
上述专利方案中虽然能够进行变速传动，但是也造成了联轴器外径较大，在配合相应的支撑装置和安装装置，整体尺寸也在同步增大，而在实际的使用场景中，输入轴与与输出轴之间的间距和安装空间往往很小，上述专利方案在实际应用时，条件比较苛刻，因此并不能满足实际的使用需求。
发明内容
为了克服现有技术中变速联轴器外形尺寸较大，需要很大的安装空间的技术问题，本发明的一个目的在于提供一种变速联轴器，通过在固定活齿环上设置沿轴向滑动连接的活动体，波浪弧和斜面与活动体正对，降低了联轴器的外径从而减小了整个联轴器的尺寸。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案实现：一种变速联轴器，包括有设置在一个支座上的固定活齿环和两个分别转动连接在所述固定活齿环两端的同轴设置的联动齿轮；两个所述联动齿轮分别与输入轴和输出轴固定连接；其特征在于：所述固定活齿环上沿轴向滑动连接有多个沿圆周方向均匀分布的活动体；所述联动齿轮朝向所述固定活齿环的一端成型有同轴设置的与各个所述活动体相抵的连续弯折面；所述连续弯折面由多个沿圆周方向均匀分布的弯折面单元首位相接构成；两个所述联动齿轮上的所述弯折面单元数量不相等，且两个所述联动齿轮上的所述弯折面单元的差或和等于所述活动体的数量。
当两个所述联动齿轮上的所述弯折面单元的差等于所述活动体的数量时，输入轴正向转动带动输出轴正向转动；当两个所述联动齿轮上的所述弯折面单元的和等于所述活动体的数量时，输入轴正向转动带动输出轴反向转动。
所述活动体的滑动方向沿所述固定活齿环的轴向设置，降低了所述固定活齿环的外径，即降低了所述变速联轴器的外径，节约了布置空间，提高了使用场景的兼容性。
具体地，两个所述联动齿轮中的一个设置的所述连续弯折面为无折角的斜端面或余弦曲面；另一个设置的所述连续弯折面按所述活动体的相切的运动轨迹设计。
进一步地，所述活动体为至少一个沿轴向滑动连接在所述固定活齿环上的钢球。
优选地，所述活动体包括两个所述钢球，即提高了所述固定活齿环的厚度从而提高了安装强度，又能兼顾降低摩擦力。
进一步地，同一个所述联动齿轮可分别与输入轴或输出轴固定连接，即将输入轴与输出轴对换，则可以将减速机构变更为增速机构，此时的钢球在驱动斜端面或余弦曲面运动时，所述钢球的转动驱动其转动，进而带动对应的联动齿轮转动。
进一步地，所述固定活齿环内转动连接有同轴设置的中间联接轴；所述联动齿轮上成型有同轴设置的与所述中间联接轴转动连接的贯穿孔；所述中间联接轴的两端分别设置有限位构件。
具体地，所述限位构件包括成型在所述中间联接轴一端的圆帽和设置在所述中间联接轴另一端的轴承卡簧；所述圆帽和所述轴承卡簧的直径大于所述贯穿孔的直径。
所述中间联接轴限制两个所述联动齿轮和所述固定活齿环的轴向移动，使所述变速联轴器结构紧凑，径向尺寸和轴向尺寸降低，也降低了所述变速联轴器上所承受的切应力。
具体地，所述固定活齿环内设置有同轴设置的轴承间止动环；所述固定活齿环内安装有两个同轴设置的分别位于所述轴承间止动环两侧的轴承；所述轴承安装在所述中间联接轴外壁上。
进一步地，所述联动齿轮远离所述固定活齿环的一端设置有联轴套；所述联轴套朝向所述联动齿轮的一端成型有多个沿圆周方向均匀分布的凹槽；所述联动齿轮朝向所述联轴套的一端成型有多个分别位于所述凹槽内的凸块。
具体地，所述凸块外壁成型有沿所述联动齿轮周向设置的止位槽；所述联轴套外壁设置有联接卡簧；所述联接卡簧位于所述止位槽内。
优选地，所述固定活齿环内壁中部成型有厚度小于所述固定活齿环的台阶环；所述台阶环上成型有多个沿圆周方向均匀分布的与所述活动体滑动连接的通孔；所述联动齿轮朝向所述固定活齿环的一端成型有与所述固定活齿环转动连接的凸台；所述连续弯折面成型在所述凸台朝向所述台阶环的一端。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明是一种少齿差传动，同时啮合齿数多，承载能力大，且活动体按轴向布置，所以固定活齿环的外径比较小，对使用场景的兼容性较高。另外本发明的输入轴和输出轴可以进行对换，也就是说，即可以作为增速联轴器使用也可以作为减速联轴器使用，同时，还能够通过简单更换固定活齿环或端面弧齿轮其中之一，实现输入轴和输出轴的同向转动或反向转动，具有多种应用方式。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的零部件分解示意图；
图3为本发明的端面楔轮的结构示意图；
图4是本发明的提端面弧齿轮的结构示意图；
图5是本发明的剖面结构示意图。
图中：1、中间联接轴；11、轴承；12、轴承间止动环；13、角接触轴承；14、轴承卡簧；2、固定活齿环；21、通孔；22、缺口；23、内嵌槽；24、密封环；3、活动体；4、端面楔轮；41、第一弯折面；411、高位面；412、低位面；5、端面弧齿轮；51、第二弯折面；511、波峰；512、波谷；6、联轴套；61、凹槽；62、联接卡簧；63、螺栓孔；64、径向槽。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“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”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。
此外，如有术语“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隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“数个”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，除另有明确规定和限定，如有术语“设置”、“安装”等术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。
参见图1～图5，一种变速联轴器，包括有设置在一个支座上的固定活齿环2和两个分别转动连接在所述固定活齿环2两端的同轴设置的联动齿轮；两个所述联动齿轮分别与输入轴和输出轴固定连接；所述固定活齿环2的外壁成型有两个沿圆周方向均匀分布的缺口22；两个所述联动齿轮分别为一个转动连接在所述固定活齿环2下端的端面楔轮4和一个转动连接在所述固定活齿环2上端的端面弧齿轮5。
所述固定活齿环2内壁中部成型有厚度小于所述固定活齿环2的台阶环；所述台阶环上成型有多个沿圆周方向均匀分布的通孔21；各个所述通孔21内沿轴向滑动连接有活动体3；所述活动体3为两个相互抵接的钢球；所述联动齿轮朝向所述固定活齿环2的一端成型有与所述固定活齿环转动连接的凸台；所述联动齿轮与所述固定活齿环2之间设置有密封环24；所述活动体3被封闭在所述通孔21内。
所述联动齿轮朝向所述固定活齿环2的一端成型有同轴设置的与各个所述活动体3相抵的连续弯折面；所述连续弯折面由多个沿圆周方向均匀分布的弯折面单元首位相接构成；所述连续弯折面成型在所述凸台朝向所述台阶环的一端；所述端面楔轮4的所述连续弯折面为第一弯折面41；所述第一弯折面41为无折角的斜端面或余弦曲面；所述第一弯折面41分别具有高位面411和低位面412；所述端面弧齿轮5的所述连续弯折面为第二弯折面51；所述第二弯折面51按所述活动体3的相切的运动轨迹设计；所述第二弯折面51为波浪形；所述第二弯折面具有波峰511和波谷512；
所述固定活齿环2内转动连接有同轴设置的中间联接轴1；所述联动齿轮上成型有同轴设置的与所述中间联接轴1转动连接的贯穿孔；所述中间联接轴1的两端分别设置有限位构件。所述限位构件包括成型在所述中间联接轴1一端的圆帽和设置在所述中间联接轴另一端的轴承卡簧14；所述圆帽和所述轴承卡簧的直径大于所述贯穿孔的直径。所述中间联接轴1靠近所述轴承卡簧14的一端安装有角接触轴承13；所述角接触轴承13外壁安装在所述联动齿轮内。
所述台阶环内壁中部成型有同轴设置的内嵌槽23；所述内嵌槽23内设置有同轴设置的轴承间止动环12；所述固定活齿环2内安装有两个同轴设置的分别位于所述轴承间止动环12两侧的轴承11；所述轴承11安装在所述中间联接轴1外壁上；所述轴承11和所述角接触轴承13之间设置有轴承挡圈。
所述联动齿轮远离所述固定活齿环2的一端设置有联轴套6；所述联轴套6朝向所述联动齿轮的一端成型有多个沿圆周方向均匀分布的凹槽61；所述联动齿轮朝向所述联轴套6的一端成型有多个分别位于所述凹槽61内的凸块。所述凸块外壁成型有沿所述联动齿轮周向设置的止位槽；所述联轴套6外壁设置有联接卡簧62；所述联接卡簧62位于所述止位槽内。所述联轴套6远离所述联动齿轮的一端成型有径向槽64；所述联轴套6外壁成型有两个沿圆周方向均匀分布的螺栓孔63；所述螺栓孔63的两端分别位于所述径向槽64的两侧。
所述变速联轴器是在两个联轴套6中间安装了一个端面活齿减速器；所述端面活齿减速器主要由端面楔轮4、固定活齿环2、一定数量均布的活动体3(活齿)、端面弧齿轮5等组成。为了使端面活齿减速机构正常工作,增加了端面楔轮4与端面弧齿轮5轴向限位的中间联接轴1、中心定位的轴承11、轴承间止动环12、轴向受力的角接触轴承13、轴承卡簧14和具有润滑功能的密封环24等零件。联轴套6与联动齿轮联接，联接端面均做成花键型式，之间用联接卡簧62卡住，防止联轴套6脱开或松动。
端面楔轮4的一端做成无折角的斜端面或余弦曲面，当端面楔轮4转动时，与端面楔轮4相切接触的活动体3(活齿，一般用钢球)在轴向往复移动，而端面弧齿轮5的第二弯折面51是按活动体3与其相切的运动轨迹设计的，所以在活动体3往端面弧齿轮5移动时，会对端面弧齿轮5一个径向转动的力。
具体地，输入轴与端面楔轮4的联轴套6固定连接，输出轴与端面弧齿轮5的联轴套6固定连接，固定活齿环2被固定。输入轴转动带动端面楔轮4转动，进而带动第一弯折面41转动，第一弯折面41转动带动高位面411和低位面412转动，高位面411转动推动活动体3向端面弧齿轮5方向滑动。活动体3滑动将驱动波峰511与波谷512之间的斜面，进而带动第二弯折面51周向转动，即端面弧齿轮5转动，进而带动输出轴转动。低位面412转动至与该活动体3相抵时，波峰511转动至与活动体3相抵，进而使活动体3向端面楔轮4滑动，如此往复。
由于第一弯折面41的折面单元数量远小于第二弯折面51的折面单元数量，输入轴到输出轴进行减速传动；若将输入轴与输出轴固定的联轴套6对换，即端面弧齿轮5转动通过活动体3传动带动端面楔轮4转动，则为增速传动。
当端面弧齿轮5上的折面单元数量大于活动体3的数量时，活动体3滑动驱动第二弯折面51的波峰511与波谷512之间，端面楔轮4与端面弧齿轮5转动方向相同；当端面弧齿轮5上的折面单元数量小于活动体3的数量时，活动体3滑动驱动第二弯折面51的波谷512与波峰511之间，端面楔轮4与端面弧齿轮5转动方向相反。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。
Claims (10)
1.一种变速联轴器，包括有设置在一个支座上的固定活齿环和两个分别转动连接在所述固定活齿环两端的同轴设置的联动齿轮；两个所述联动齿轮分别与输入轴和输出轴固定连接；其特征在于：所述固定活齿环上沿轴向滑动连接有多个沿圆周方向均匀分布的活动体；所述联动齿轮朝向所述固定活齿环的一端成型有同轴设置的与各个所述活动体相抵的连续弯折面；所述连续弯折面由多个沿圆周方向均匀分布的弯折面单元首位相接构成；两个所述联动齿轮上的所述弯折面单元数量不相等，且两个所述联动齿轮上的所述弯折面单元的差或和等于所述活动体的数量。
2.如权利要求1所述的变速联轴器，其特征在于：两个所述联动齿轮中的一个设置的所述连续弯折面为无折角的斜端面或余弦曲面；另一个设置的所述连续弯折面按所述活动体的相切的运动轨迹设计。
3.如权利要求1所述的变速联轴器，其特征在于：所述活动体为至少一个沿轴向滑动连接在所述固定活齿环上的钢球。
4.如权利要求3所述的变速联轴器，其特征在于：同一个所述联动齿轮可分别与输入轴或输出轴固定连接。
5.如权利要求1-4任一所述的变速联轴器，其特征在于：所述固定活齿环内转动连接有同轴设置的中间联接轴；所述联动齿轮上成型有同轴设置的与所述中间联接轴转动连接的贯穿孔；所述中间联接轴的两端分别设置有限位构件。
6.如权利要求5所述的变速联轴器，其特征在于：所述限位构件包括成型在所述中间联接轴一端的圆帽和设置在所述中间联接轴另一端的轴承卡簧；所述圆帽和所述轴承卡簧的直径大于所述贯穿孔的直径。
7.如权利要求5所述的变速联轴器，其特征在于：所述固定活齿环内设置有同轴设置的轴承间止动环；所述固定活齿环内安装有两个同轴设置的分别位于所述轴承间止动环两侧的轴承；所述轴承安装在所述中间联接轴外壁上。
8.如权利要求1-4任一所述的变速联轴器，其特征在于：所述联动齿轮远离所述固定活齿环的一端设置有联轴套；所述联轴套朝向所述联动齿轮的一端成型有多个沿圆周方向均匀分布的凹槽；所述联动齿轮朝向所述联轴套的一端成型有多个分别位于所述凹槽内的凸块。
9.如权利要求8所述的变速联轴器，其特征在于：所述凸块外壁成型有沿所述联动齿轮周向设置的止位槽；所述联轴套外壁设置有联接卡簧；所述联接卡簧位于所述止位槽内。
10.如权利要求1-4任一所述的变速联轴器，其特征在于：所述固定活齿环内壁中部成型有厚度小于所述固定活齿环的台阶环；所述台阶环上成型有多个沿圆周方向均匀分布的与所述活动体滑动连接的通孔；所述联动齿轮朝向所述固定活齿环的一端成型有与所述固定活齿环转动连接的凸台；所述连续弯折面成型在所述凸台朝向所述台阶环的一端。
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