CN1730977A - 一种双稳态换向器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机械传动装置，尤其是用来改变扭力的方向的双稳态换向器。本发明在齿轮换向器上增加摩擦片式离合器，同时通过永磁操作机构控制拨叉的动作操作离合器的工作状态。换向动作快而柔和，可以有效降低运转噪音并延长使用寿命。

Description

一种双稳态换向器

技术领域

本发明涉及一种机械传动装置，尤其是用来改变扭力的方向的双稳态换向器。

背景技术

现有的机械装置中有很多是需要将旋转的扭力不断改变方向以后输出，如电梯的升降、高压输变电设备的分合闸等动作。当然，这些动作现在有多种实现的方式，如通过改变驱动电机的旋转方向，或者通过拨叉、齿轮结构的换向装置达到改变扭力方向的目的。但是，电机改变方向的时候惯性大，尤其是初始动作慢，有时不能满足要求。例如，高压输变电设备的分合闸动作要求初始动作快，电机驱动的慢启动方式显然不能满足要求。拨叉、齿轮结构的换向装置虽然能够满足启动速度快的要求，但由于换向的时候齿轮之间的撞击力较大，噪音大，换向不平稳，使用寿命受到影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单合理、换向速度快、运转平稳、使用寿命长的双稳态换向器。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明所述的一种双稳态换向器包括齿轮箱壳体、安装在壳体中的输入轴和输出轴，输入轴和输出轴之间通过啮合齿轮连接，齿轮箱壳体还安装有中间轴，中间轴上带有输入被动齿轮和输出主动齿轮，输入被动齿轮与键连接在输入轴上的输入主动齿轮常啮合，输出主动齿轮与套装在输出轴上的正向输出齿轮常啮合；输入轴上还键连接输入轴齿轮，该轴齿轮与套装在输出轴上的反向输出齿轮常啮合；反向输出齿轮和正向输出齿轮之间的输出轴上套装有滑块，滑块上连接拨叉；反向输出齿轮和正向输出齿轮上各固定安装一套摩擦片式离合器。

上述的摩擦片式离合器包括摩擦片外支撑架、主动摩擦片、从动摩擦片、压盘、花键套，花键套键安装在输出轴上，从动摩擦片通过键槽安装在花键套上，主动摩擦片通过键槽安装在摩擦片外支撑架上，压盘套装在输出轴上，位于从动摩擦片和主动摩擦片的外侧。

拨叉的另一端连接永磁操作机构的输出轴，该永磁操作机构的外壳中设置有机构输出轴，机构输出轴穿过外壳两端的端盖外伸，机构输出轴上固定有铁芯，铁芯的外侧设置有永磁体，永磁体与外壳固定连接，永磁体的两端与端盖之间各设置一组脉冲线圈。

采用上述技术方案后，本发明所述的双稳态换向器具有如下优点：

1)、换向动作快，避免了电机换向时要先刹车再改变方向动作周期长的缺陷。

2)、换向动作柔和，避免了换向过程中齿轮的碰撞，有利于降低运转噪音、延长使用寿命。

3)、永磁操作机构控制拨叉的动作具有很好的自锁闭能力，并具有双稳态功能，不会出现空挡，这是一般形式的换向器不能比的。

附图说明

图1是本发明的一个实施利的结构示意图；

图2是离合器部分的结构原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的双稳态换向器包括齿轮箱壳体1、安装在壳体1中的输入轴2和输出轴3、中间轴4，均通过轴承平行地安装在壳体1内，其中中间轴4的两端分别安装在壳体1的两侧壁上，输入轴2和输出轴3分别安装在壳体1的两侧壁上，为了提高结构的稳定性，在输入轴2和输出轴3之间通过支架8连接，当然，支架8与该两轴的连接处也有轴承支撑。输入轴2上键连接输入主动齿轮21和输入轴齿轮22，输出轴3上套装有正向输出齿轮31和反向输出齿轮32、滑块5，正向输出齿轮31和反向输出齿轮32可以在输出轴3上自由转动，滑块5可以在输出轴3上轴向滑动。中间轴4上键连接输入被动齿轮41和输出主动齿轮42，输入被动齿轮41与输入轴2上的输入主动齿轮21常啮合，输出主动齿轮42输出轴3上的正向输出齿轮31常啮合；反向输出齿轮32和正向输出齿轮31上各固定安装一套摩擦片式离合器6，分别位于滑块5的两侧。滑块5上连接拨叉77，拨叉77的中段安装在支撑点上，另一端连接永磁操作机构7的输出轴，该永磁操作机构的外壳71中设置有机构输出轴72，机构输出轴72穿过外壳71两端的端盖76外伸，机构输出轴72上固定有铁芯73，铁芯73的外侧设置有永磁体74，永磁体74与外壳71固定连接，永磁体74的两端与端盖76之间各设置一组脉冲线圈75，与控制电路连接。永磁操作机构的工作原理如下：给两脉冲线圈75加入脉冲电流，脉冲电流在脉冲线圈75中产生感应磁场，该感应磁场一部分用以抵消永磁体74产生的磁场，另一部分作用于铁芯73，产生吸力，使铁芯73移动，并最终在电磁力和永磁体吸引力双重作用下吸附在一侧端盖76上。铁芯73移动时，带动连接在机构输出轴2上的拨叉完成动作。脉冲线圈75中的电流消失后，脉冲电流产生的磁场也随之消失，在永磁体74产生的磁场作用下，铁芯73仍然被吸附在端盖76上，永磁操作机构保持原有的工作状态。当需要改变工作状态时，即当需要拨叉动作时，只需要在脉冲线圈75中加入相反方向的脉冲电流，即可使机构输出轴72反向移动，铁芯73吸附在另一侧端盖76上，实现工作状态的转变，并保持稳定。

如图2所示，摩擦片式离合器6包括摩擦片外支撑架61、主动摩擦片62、从动摩擦片63、压盘64、花键套65，花键套65键安装在输出轴3上，从动摩擦片63通过键槽安装在花键套65上，主动摩擦片62通过键槽安装在摩擦片外支撑架61上，压盘64套装在输出轴3上，位于从动摩擦片63和主动摩擦片62的外侧。摩擦片式离合器6通过摩擦片外支撑架61固定安装在输出轴齿轮上。该离合器也可以采用多片式摩擦离合器，多片主动摩擦片62和从动摩擦片63交叉设置。

该换向器工作时，在脉冲线圈75中输入不同方向的脉冲电流就可以产生不同方向的电磁力，该电磁力与永磁体相互作用的结果就推动机构输出轴72做轴向的移动，机构输出轴72移动时拉动拨叉，从而带动滑块5在输出轴3上来回滑动。在图1中，滑块5滑动到左侧的时候，通过压盘64将左侧离合器的主动摩擦片62和从动摩擦片63压紧，输入轴2的动力通过输入主动齿轮21、输入被动齿轮41、中间轴4、输出主动齿轮42、正向输出齿轮31、摩擦片外支撑架61、主动摩擦片62、从动摩擦片63、花键套65，传递到输出轴3，驱动输出轴3旋转，此时输出轴3与输入轴2的旋转方向相同；当需要改变输出轴3的旋转方向时，只要在脉冲线圈75中输入相反的脉冲电流，滑块5滑动到右侧，将右侧的离合器摩擦片压紧，左侧的离合器自然松开。输入主动齿轮21虽然还能带动中间轴4旋转，但正向输出齿轮31在输出轴3上空转。此时输入轴2的动力是通过输入轴齿轮22和反向输出齿轮32、摩擦片外支撑架61、主动摩擦片62、从动摩擦片63、花键套65，传递到输出轴3，驱动输出轴3旋转。这时输出轴3与输入轴2的旋转方向相反。

Claims (3)

1、一种双稳态换向器，包括齿轮箱壳体(1)、安装在壳体(1)中的输入轴(2)和输出轴(3)，输入轴(2)和输出轴(3)之间通过啮合齿轮连接，其特征在于：齿轮箱壳体(1)还安装有中间轴(4)，中间轴(4)上带有输入被动齿轮(41)和输出主动齿轮(42)，输入被动齿轮(41)与键连接在输入轴(2)上的输入主动齿轮(21)常啮合，输出主动齿轮(42)与套装在输出轴(3)上的正向输出齿轮(31)常啮合；输入轴(2)上还键连接输入轴齿轮(22)，该轴齿轮(22)与套装在输出轴(3)上的反向输出齿轮(32)常啮合；反向输出齿轮(32)和正向输出齿轮(31)之间的输出轴(3)上套装有滑块(5)，滑块(5)上连接拨叉(77)；反向输出齿轮(32)和正向输出齿轮(31)上各固定安装一套摩擦片式离合器(6)。

2、根据权利要求1所述的一种双稳态换向器，其特征在于：所述的摩擦片式离合器(6)包括摩擦片外支撑架(61)、主动摩擦片(62)、从动摩擦片(63)、压盘(64)、花键套(65)，花键套(65)键安装在输出轴(3)上，从动摩擦片(63)通过键槽安装在花键套(65)上，主动摩擦片(62)通过键槽安装在摩擦片外支撑架(61)上，压盘(64)套装在输出轴(3)上，位于从动摩擦片(63)和主动摩擦片(62)的外侧。

3、根据权利要求1或2所述的一种双稳态换向器，其特征在于：拨叉的另一端连接永磁操作机构(7)的输出轴，该永磁操作机构的外壳(71)中设置有机构输出轴(72)，机构输出轴(72)穿过外壳(71)两端的端盖(76)外伸，机构输出轴(72)上固定有铁芯(73)，铁芯(73)的外侧设置有永磁体(74)，永磁体(74)与外壳(71)固定连接，永磁体(74)的两端与端盖(76)之间各设置一组脉冲线圈(75)。

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