CN1701191A - 特别用于计量粒状材料的装置中的传动系统的齿轮箱 - Google Patents

Abstract

一种齿轮箱，其特别适用于计量颗粒和/或粉末状材料的装置(2)中的传动系统，包括一对轴，即，分别是驱动输入轴(5)和驱动输出轴(6)，输出轴(6)上带有至少一对同轴飞轮(8)，在每个同轴飞轮(8)上具有可动支点装置的相应联杆(10)的一个端部是活动的。每个联杆相对的另一端部被驱动输入轴(5)上的偏心装置驱动，围绕支点装置往复摆动，以便将往复摆动转换为每个飞轮(8)的间歇转动，并因此引起驱动输出轴(6)在预定旋转方向上转动。驱动输入轴(5)包括至少一对带有偏心销(11)的曲柄，每个联杆(10)包括基本与一个连接杆相似的元件(13)，其具有与相应飞轮(8)运动地连接的第一端部(13a)和铰接在曲柄(5)的相应销(11)上相对的第二端部(13b)，该端部(13b)能够相对销(11)做旋转/平移运动。

Description

特别用于计量粒状材料的装置中的传动系统的齿轮箱

技术领域

本发明涉及一种齿轮箱，并根据权利要求1的前序部分涉及一种特别用于计量粒状材料的装置中的传动系统。

本发明还涉及一种包括上述类型齿轮箱的装置，该装置用于计量粒状和/或粉末状材料。

背景技术

本发明特别涉及但不仅涉及用于分配和计量粒状物的装置的技术领域，例如，广泛应用于农业播种机的装置，在播种机中需要输出材料并且控制基于时间的输送流速，特别地，还需要在预定值的范围内改变输送流速。

在本领域中，已知的计量装置具有带有限流元件的传动轴，该传动轴能够通过插入齿轮箱而与驱动轴的转动相连接，通过上述方式，可以调节输送速度，并从而调节配送器的撒播流速。通过带有飞轮的齿轮箱为调节输出轴转动速率提供一种典型且优选的应用。在这些齿轮箱中，输出轴上通常设置有两个飞轮；飞轮的特征在于安装在飞轮内的接触体的形状，以便根据组成飞轮的内环和外环间的相对旋转方向来传递转矩或空转。

每个飞轮受到具有可动支点的联杆的端部的作用；联杆的另一相对端部通过与键合在齿轮箱输入轴上的相应凸轮的接触而被驱动往复运动。凸轮的偏心率和相对偏移量使得联杆的往复运动转换为飞轮的间歇转动，以便使得输出轴以预定转动方向和预定速度转动。对设置于联杆两个相对端部间的可动支点的位置的调节确定了齿轮箱输入轴和输出轴间的预定传动比。此外，还设置有一个具有弹性偏压功能的弹簧以在输入轴的每次半周转动(凸轮通常偏置180°)结束后使得每个飞轮返回初始位置。

DE3615819中披露了一种用于播种机计量装置中的齿轮箱的例子。

发明内容

本发明的一个主要目的是提供一种应用于上述情形的齿轮箱，在所述齿轮箱中，受到键合于其上的每个飞轮的间歇和往复运动的影响的齿轮箱输出轴的转动更均匀。

本发明的另一个目的是提供不依赖于任何已知解决方案类型的弹性偏压装置的齿轮箱传动元件的工作，以使得作用在这些元件上的应力基本上在各个转动速率下都是均匀的，并且与齿轮箱的装配位置无关。

通过根据本发明所附权利要求形成的齿轮箱可以达到上述以及其它在下面将会指出的目的。

附图说明

本发明的特性和优点将通过下述的参考附图以非限定性示例的方式描述的优选实施例的详细说明而被更加清楚地了解，图中：

图1是根据本发明的齿轮箱的部分截去透视图，

图2是图1中所示齿轮箱的另一透视图，

图3和图4是前述附图中所示齿轮箱的传输部件的分解透视图，

图5和图6是前述附图中所示齿轮箱在工作中的两个不同运动结构中的示意图，

图7是装备有根据前述附图所示的本发明的齿轮箱的计量装置的侧视图。

具体实施方式

参考上述附图，依据本发明形成的齿轮箱整体用1标记，并被设计为用于控制粒状材料的计量装置2，例如属于可用于播种机中的类型。

计量装置2包括一个控制轴，其上以常规结构安装着计量部件(例如计量轮)和限流元件，用于颗粒物的计量输出。

为了依据在齿轮箱输出位置处以可调节方式产生的速度来控制被输送颗粒物的流动速率，控制轴可以通过插入齿轮箱1中来与驱动轴的转动相耦合。

齿轮箱1的壳体3适于容纳传输部件，其包括通过相应的法兰4彼此夹紧的两个半壳3a和3b。

齿轮箱1还包括一对轴5和6，它们分别用于向齿轮箱输入驱动力以及从齿轮箱输出驱动力，每根轴通过相应的轴承对7以可旋转的方式支撑在壳体3内。

一对同轴飞轮8安装在输出轴6上。

每个飞轮8包括一个键合在轴6上的内环8a和一个外环8b。若干接触体(未示出)插入于环8a和8b之间，其结构和形状能够保证根据环8a和8b的相对旋转方向而传递转矩(如图3中箭头A所示方向)或飞轮空转(如图3中箭头A所示的反方向)。而且，键合在每个外环8b上的相应的轴环9与环8b固定在一起以便转动，并带有与整体上以10标记的各联杆运动地连接的部分9a，所述联杆10接着与驱动输入轴5有效地连接，后面将会对此详细描述。

用于向齿轮箱输入驱动力的轴5具有旋转轴线X，并且由一对具有在径向臂12间延伸的偏心销11的曲柄组成。偏心销11有利地相对于旋转轴线X相互偏转180°。

每个联杆10包括一个基本类似于连接杆的元件13，该元件具有通过销14与飞轮8的相应部分9a铰接的第一端部13a和与曲轴5的相应偏心销11铰接且能够相对销11旋转/平移的相对的端部13b。

由于结构相同，因此下面仅详细描述两个连接杆元件13中的一个。

连接杆元件13具有一个在相对的端部13a和13b间纵向延伸的杆件15，该杆件中设置有由平行相对并相互隔开的壁16a和16b限定的槽状部分16。槽16在横跨轴5的旋转轴线X的方向上延伸，并且在连接杆的端部13b处开口。相应的偏心销11以可滑动和转动的方式接合在槽16的相对壁16a和16b之间以便在销相对轴线X做偏心旋转期间引导连接杆。优选的是，一个相应的滑动块17插入于槽16的每个壁16a和16b与销11之间，所述滑动块17具有分别与槽壁和销滑动接触的第一表面17a和第二表面17b。

在每个连接杆元件13的杆件15上设置有一个可动支点装置，其位于连接杆的端部13a和13b之间，且可将曲轴的偏心运动转换为连接杆相对支点的往复摆动，并从而引起相应飞轮的间歇转动以及齿轮箱输出轴在相同方向上的转动，下面将会对此详细描述。可动支点装置包括用于每个连接杆元件13的相应支点销18，其具有被引导在齿轮箱壳体相应半壳3a和3b的内壁上的第一轴向端部18a。优选的是，端部18a包括被以可滑动的方式引导在齿轮箱壳体的座20中的盘状头部19，图中仅示出一部分。支点销18包括一个相对的第二轴向端部18b，该端部被限制在相应的连接杆元件13上以形成连接杆相对于支点的旋转中心。

支点销18的第二端部18b通过销18在形成于杆件内的座21中以可滑动和转动的方式的接合而被以可动的方式沿着连接杆的杆件15从连接杆的端部13a引导向相对端部13b。随着滑动块21a的插入，支点销18被有利地引导在座21中，所述滑动块21a以可滑动的方式接合在座中并以可转动的方式与销连接。支点18相对于杆件的运动限定了不同的杠杆臂，也就是支点和每个连接杆在曲轴和飞轮上的相应铰接点之间的距离，以便由此调节齿轮箱驱动输入轴和驱动输出轴5、6间的传动比。

促动装置用于有效地控制支点装置以一种与轴5、6间的预定传动比相关的可调节方式沿连接杆杆件运动，该促动装置在整体上以22标记。

对于每个支点销18，促动装置22包括一个具有自由端23a的相应杠杆机构23，所述自由端23a与通过轴承25以可转动的方式支撑在齿轮箱壳体中的控制轴24固定在一起以便转动。销18也铰接在杠杆机构23上，两者之间可以相对转动/平移。优选的是，随着滑动块26的插入，每个销18在其端部18a和18b之间的中间部分与相应的杠杆机构铰接，所述滑块26以可滑动的方式接合在杠杆机构的座27中并以可转动的方式与支点销18相连。应当注意，两个杠杆机构23在控制轴24相对的轴向端与其相连。

齿轮箱按照如下方式运行。

参考图5中的示意性地示出的第一运动结构，支点销18相对连接杆元件13的相应杆件运动到一个位置，以便与将连接杆13铰接在在相应飞轮18上的相应销14同轴。在这一结构中，每个连接杆元件13因此被驱动绕销18，14(两者同轴)往复摆动，因而形成了每个连接杆的旋转中心。

在图5中示出，连接杆13中的一个处于相对的最大枢转位置(分别表示为实线和虚线)，这是相应销11偏心运动的结果。应当理解，其它连接杆元件13(未示出)被驱动以相同的振幅摆动，但是偏转180°。应当注意，在这种运动结构中，飞轮18由于这种销18和14同轴布置的方式而不会产生转动，并且因此没有转速传递给输出轴6。

从图5所示运动结构开始，作为支点销18沿着连接杆元件13的杆件的预定运动(通过杠杆机构23绕控制轴24的旋转轴线的旋转运行)的结果，在杆件中限定了被标示为B1和B2的各个杠杆臂，即支点销18与连接杆和飞轮的铰接点(销14)和连接杆与轴5的接合点(销11)之间的距离。图6示出具有预定杠杆臂B1和B2的运动结构。在这种情况下，每个连接杆13绕销18(旋转中心)的摆动借助于臂B1引起每个飞轮8的外环8b的往复旋转运动。在环8b沿箭头A的方向旋转的过程中，驱动输出轴6被飞轮以相反的方向转动，由于环8a和8b间的自由转动耦合，轴6不会发生转动。应当注意，由于连接杆在摆动中的偏移(由偏移180°的偏心销11产生)，对于驱动输入轴5的每半周转动，一个或另一个飞轮8在向轴6传递转动的过程中起作用，因此飞轮8交替起作用。每个飞轮的圆周速度(因此也是轴5和轴6间的传动比)取决于杠杆臂B1和B2间的比率。

从而，通过调节支点销18沿着连接杆杆件的位移来调节齿轮箱输入和输出轴间的传动比。应当注意，在每个飞轮自由转动的过程中(沿与箭头A相反的方向)，各轴环部分9(与外环8b一起)被连接杆本身带动返回相对的初始摆动位置，所述连接杆由销11的偏心转动驱动，并且在连接杆元件13上不需要弹性偏压装置。此外，由槽16允许的连接杆元件13和偏心销11间的相对滑动补偿了作为支点18调节结果的臂B2的长度变化。在这种情况下，由于长度补偿通过铰接销11在槽16中的可滑动接合来实现，因此连接杆元件可以有利地形成为一个部件(不需要相对滑动部分)。

在每个连接杆元件13的自由端开口的槽16也有利地简化了齿轮箱传动部件的组装/拆卸操作。

根据本发明，可以在最大传动比优选地为“无穷”：1到4∶1之间的情况下获得轴5和6间的几乎连续的速度变化。

此外，特别是由于根据本发明的、每个连接杆元件13和驱动输入曲轴的相应偏心销11间的运动耦合，从几百转每分钟到1000转每分钟或更快的转速可以被应用在驱动输入轴5上。

每个连接杆13和相应飞轮8之间的运动耦合同样意味着不需要使用用于在飞轮空转的过程中使连接杆返回的装置。省去弹性偏压装置使得被称为“desmodromic”的运动链在本发明的齿轮箱中形成，所述运动链还可以补偿作用在独立于齿轮箱安装位置的传动部件上的应力，提高齿轮箱在预定应用中的多功能性。

因此本发明的齿轮箱有利地允许其上受到飞轮的间歇作用的驱动输出轴可以更加均匀和规则地运行。

因此本发明达到了预定目的，具有优于现有解决方案的优点。

Claims (18)

1.一种齿轮箱，特别是用于计量粒状和/或粉末状材料的装置(2)中的传动系统的齿轮箱，该齿轮箱包括一对轴，也就是驱动输入轴(5)和驱动输出轴(6)，该输出轴(6)上设置有至少一对同轴飞轮(8)，承载有可动支点装置的一根联杆(10)的一个端部在每个同轴飞轮(8)上起作用，每个联杆相对的另一端部被设置于驱动输入轴(5)上的偏心装置驱动而绕支点装置往复摆动，以便将往复摆动转换为每个飞轮(8)的间歇转动，并因此引起驱动输出轴(6)在预定旋转方向上的转动，

其特征在于，该驱动输入轴(5)包括至少一对带有偏心销(11)的曲柄，而每个联杆(10)包括基本上与连接杆相似的相应元件(13)，该元件具有与相应飞轮(8)运动的连接的第一端部(13a)和铰接在曲柄(5)的相应销(11)上的相对的第二端部(13b)，该端部(13b)能够相对销(11)做旋转/平移运动。

2.如权利要求1所述的齿轮箱，其特征在于，在每个连接杆元件(13)上设置有导向装置，以便在销(11)相对驱动输入轴(5)的旋转轴线(X)偏心旋转的过程中，在曲柄(5)的相应销(11)上引导第二连接杆端部(13b)。

3.如权利要求2所述的齿轮箱，其特征在于，所述导向装置包括在每个连接杆元件(13)上的相应的细长槽状部分(16)，该槽状部分能够与相应的销(11)以可滑动的方式接合。

4.如权利要求3所述的齿轮箱，其特征在于，所述槽状部分(16)在横跨齿轮箱输入轴(5)的旋转轴线(X)的方向上延伸。

5.如权利要求3或4所述的齿轮箱，其特征在于，所述槽状部分(16)在连接杆元件(13)的第二端部(13b)处开口。

6.如权利要求5所述的齿轮箱，其特征在于，所述开口槽状部分(16)由一对相对的、平行且相互间隔开的壁(16a、16b)形成，所述驱动输入曲轴(5)的相应销(11)被以可滑动的方式导引在所述壁(16a、16b)之间。

7.如权利要求6所述的齿轮箱，其特征在于，至少一个滑块(17)被插入槽(16)的壁(16a、16b)和销(11)之间，所述滑块(17)具有分别与槽(16)的壁和销(11)滑动地接触的第一表面(17a)和第二表面(17b)。

8.如前述权利要求中的一个或多个所述的齿轮箱，其特征在于，设置于驱动输入轴(5)的曲柄内的所述偏心销(11)相对轴(5)的旋转轴线(X)偏转180°。

9.如前述权利要求中的一个或多个所述的齿轮箱，其特征在于，每个飞轮(8)包括一个键合在驱动输出轴上的内环(8a)和与其同轴、并能够根据所述内外环的相对转动方向而自由转动或传递转矩的外环(8b)，每个连接杆元件(13)在第一端部(13a)处被铰接到一个轴环(9)，该轴环配合在外环(8b)上且与外环(8b)固定在一起以便转动。

10.如前述权利要求中的一个或多个所述的齿轮箱，其特征在于，对于每个连接杆元件(13)，所述可动支点装置包括一个支点销(18)，该销具有被限制在齿轮箱固定结构上的第一端部(18a)和被限制在相应的连接杆元件(13)上以在相对于驱动输入轴(5)往复摆动的过程中构成连接杆旋转中心的第二相对端部(18b)，所述支点销(18)可以以可调节的方式在连接杆相对的端部(13a、13b)之间运动，以便在所述端部间形成不同的杠杆臂(B1、B2)，并因此调节齿轮箱驱动输入轴(5)和驱动输出轴(6)之间的传动比。

11.如权利要求10所述的齿轮箱，其特征在于，所述支点销(18)的第一端部(18a)在构成齿轮箱壳体(3)的壁中被以可滑动的方式导引，所述支点销的第二端部(18b)以可转动和滑动的方式接合在形成于相应连接杆元件(13)内的一个座(21)中。

12.如权利要求11所述的齿轮箱，其特征在于，随着插入一个以可滑动的方式接合在座(21)中并以可转动的方式与销(11)耦合的滑块(21a)，所述支点销的第二端部(18b)被导引在座(21)中。

13.如权利要求11或12所述的齿轮箱，其特征在于，所述座(21)从连接杆的第一端部(13a)向连接杆的相对的第二端部(13b)延伸。

14.如权利要求10到13中的一个或多个所述的齿轮箱，其特征在于，促动装置设置于支点销(18)上，并在该支点销上起作用，以便以一种与齿轮箱驱动输入轴(5)和驱动输出轴(6)间的预定传动比相关的可调节方式相对连接杆移动支点的位置。

15.如权利要求14所述的齿轮箱，其特征在于，对于每个支点销(18)，所述促动装置包括一个杠杆机构(23)，其一个自由端与控制轴(24)固定在一起以便转动，并且，该杠杆机构铰接在支点销(18)上且能够在支点销(18)和杠杆机构(23)间旋转/平移运动。

16.如权利要求15所述的齿轮箱，其特征在于，随着一个以可滑动的方式接合在杠杆机构的一个座(27)中且以可转动的方式与支点销(18)耦合的滑块(26)的插入，每个支点销(18)被限制在相应的杠杆机构(23)上。

17.一种用于粒状和/或粉末状材料配量输出的计量装置，特别是用于分配所述材料的机器的计量装置，该计量装置包括根据前述一个或多个权利要求形成的、用于控制向各个计量部件的传动的齿轮箱。

18.一种农业播种机，其包括根据权利要求17形成的、用于种粒的配量输出的计量装置。

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