CN1916439A - 双向驱动器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种驱动器,尤其是一种双向驱动、单向旋转输出的行星齿轮传动双向驱动器。该驱动器有一个内齿圈,其内齿同时与两个行星齿轮啮合,其中一个行星齿轮直接与活齿单向齿轮啮合;另一个行星齿轮与一个行星齿轮啮合,再与活齿单向齿轮啮合,外力使内齿圈运动,促使活齿单向齿轮旋转,带动输出轴输出做功;行星齿轮的齿轮轴定位在固定盘上,固定盘与机体固定。该驱动器原理清晰,构思巧妙,零部件少,制造成本低,全封闭免维护;可靠性高,稳定性强,传动力大,效率高。它具有双向驱动,双向作功,自动单向旋转输出等特点。适用于各种力驱动的车、船、发电装置等的驱动装置。尤其适用于轻型四轮车的人力驱动装置。具有广泛的推广应用前景。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种驱动器,尤其是一种双向驱动、单向旋转输出的行星齿轮传动双向驱动器。
背景技术
现有的双向驱动、单向旋转输出技术及装置,存在结构复杂、传动效率低、制造成本高、驱动方式单一等缺点。主要应用于自行车的驱动,如果一辆200多元的自行车安装200至400元的双向驱动器,仅仅为了增加反向驱动效果,那么其性价比就很低,因此难以推广应用。
本人2006年授权的四项关于双向驱动、单向旋转输出的齿条型驱动装置专利,(专利号:ZL200520070373.2、ZL200520070374.7、ZL200520070375.1、ZL200520070376.6)虽然结构简单,传动稳定可靠,但也存在有较长的齿条环,不太紧凑的不足。
发明内容
为了克服现有双向驱动、单向旋转输出装置技术上存在的缺点和不足,本发明提供了一种行星齿轮传动双向驱动器。该驱动器采用行星齿轮传动和“活齿单向齿轮”技术,原理清晰,构思巧妙,结构简单紧凑,零部件少,制造成本低,全封闭免维护;然而其可靠性高,稳定性强,传动力矩大,传动效率高。它具有双向驱动,双向作功,自动单向旋转输出等特点。适用于各种力驱动的车、船、发电装置等的驱动装置。尤其适用于轻型四轮车的人力驱动装置。具有广泛的推广应用前景。
本发明解决其技术问题所采用的具体方案是:该双向驱动器包括内齿圈,行星齿轮,活齿单向齿轮,固定盘,输出轴五部分;其特征是:该驱动器有一个内齿圈,其内齿同时与两个行星齿轮啮合,其中一个行星齿轮直接与活齿单向齿轮啮合;另一个行星齿轮与一个行星齿轮啮合,再与活齿单向齿轮啮合,外力使内齿圈运动,促使活齿单向齿轮旋转,带动输出轴输出做功;行星齿轮的齿轮轴定位在固定盘上,固定盘与机体固定。
双向驱动装置采用单向传动技术,现有的单向传动器件主要有:单向离合器、单向轴承、单向飞轮等,根据结构分为棘轮、棘齿、棘爪结构;圆球、圆柱、楔块结构等。棘轮、棘齿、棘爪结构的单向传动器不能与普通齿轮直接啮合传动。园球、圆柱、楔块结构属于摩擦式单向传动器,长期摩擦易产生磨损变形导致功能不稳定。由于现有单向传动器存在缺点,制约了其应用范围。
为了克服现有单向传动器件的缺点,根据双向驱动器设计的需要,发明了在技术上相互关联的“活齿单向齿轮”。其特征:一、它可以与普通齿轮直接啮合传动,在向一个方向转动时,它与其它齿轮一样,起齿轮传动作用,当向相反方向转动时,活齿在与之啮合齿轮齿的作用力下,被压入齿槽内,使与之啮合的齿轮空转滑动,整个传动系统达到单向传动的效果。二、活齿单向齿轮可以与多组齿轮同时啮合传动,多组齿轮传动中,允许存在不同速度、不同方向的齿轮传动,能驱动活齿单向齿轮转动的是某一个方向速度最快的那组齿轮,其余的齿轮组不论方向和速度均处于空转状态。这是其他单向传动器无法做到的。该双向驱动器就是利用了活齿单向齿轮的这些独有的特征设计而成。活齿单向齿轮可以承受很大的力矩,它没有强制摩擦部件,传动稳定可靠。活齿单向齿轮可替代现有的单向传动装置,用于所有需要单向传动的装置中。
其有益效果是:该驱动器原理清晰,构思巧妙,结构简单,零部件少,制造成本低,全封闭免维护;然而其可靠性高,稳定性强,传动力矩大,传动效率高。它具有双向驱动,双向作功,自动单向旋转输出等特点。适用于各种力驱动的车、船、发电装置等的驱动装置。尤其适用于轻型四轮车的人力驱动装置。具有广泛的推广应用前景。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步说明;
附图1为本发明的正面剖视结构原理示意图;
附图2为本发明的侧面剖视结构原理示意图;
附图3为本发明的活动单向齿轮局部齿的剖面结构原理示意图;
图中,1.内齿圈,2.行星齿轮,3.齿轮轴,4.输出轴,5.活齿单向齿轮,6.齿轮轴,7.行星齿轮,8.固定盘,9.行星齿轮,10.齿轮轴,11.定位槽,12~17.钢珠,18.齿槽,19.活齿,20.活齿轴,21.张力弹簧,22.中间体,23.外护板。
具体实施方式
在图1、2中,内齿圈(1)为一面开口,一面带有档板其内环面上带有内齿的圆环形结构,其内齿分别与行星齿轮(2)、(9)啮合;其带有档板一面的内面上,开有定位槽(11),它与活齿单向齿轮(5)的侧面的定位槽相对应;安装时,定位槽上装有钢珠(16)、(17),起旋转和定位作用;在内齿圈(1)开口一面的内齿外端,也开有定位槽,它与固定盘(8)外圆周上的定位槽相对应,安装时,定位槽之间也安装有钢珠(12)、(19);该钢珠把内齿圈(1)与固定盘(8)滑动配合安装在一起,使内齿圈(1)可以绕着固定盘(8)转动,起旋转和定位作用。
在图中,活齿单向齿轮(5)为齿牙可单方向活动的齿轮,活齿(19)的一侧有通孔,该通孔通过活齿轴(20)与两面外护板(23)固定连接并与活齿(19)活动连接,它的底部,被张力弹簧(21)顶着,使该活齿(19)始终保持弹起状态,活齿(19)的凸起部分由中间体(22)上的齿槽(18)凹部挡住定位;齿槽(18)是在活齿通孔的圆周上可供活齿(19)活动的中间体(22)上的空腔,通过活齿(19)两面的外护板定位,使活齿(19)可自由的活动,但不能左右位移。
在图中,固定盘(8)是一个圆盘,它支撑内齿圈(1)转动和定位,使行星齿轮(2)、(7)、(9)固定旋转和定位并使活齿单向齿轮(5)定位,固定盘(8)的内面与活齿单向齿轮(5)的另一面,对应的开有定位槽,在固定盘(8)的外圆表面与内齿圈(1)内齿外端也对应的开有定位槽,槽内安装有钢珠(13)、(14),它的作用也是起到转动和定位作用。
顺时针驱动:当内齿圈(1)在外力作用下顺时针转动时,内齿圈(1)带动行星齿轮(2)顺时针转动,行星齿轮(2)带动行星齿轮(7)逆时针转动,行星齿轮(7)带动活齿单向齿轮(5)顺时针转动,活齿单向齿轮(5)带动输出轴(4)顺时针转动作功。与此同时,内齿圈(1)带动行星齿轮(9)顺时针转动,由于行星齿轮(9)同时与活齿单向齿轮(5)啮合,行星齿轮(9)的顺时针转动使顺时针转动的活齿单向齿轮(5)与行星齿轮(9)接触的活齿(19)不断的被压入齿槽(18)内,转动后在张力弹簧(21)作用下又不断弹起,使行星齿轮(9)处于空转滑行状态。
逆时针驱动:当内齿圈(1)在外力作用下逆时针转动时,内齿圈(1)带动行星齿轮(9)逆时针转动,行星齿轮(9)带动活齿单向齿轮(5)顺时针转动,活齿单向齿轮(5)带动输出轴(4)顺时针转动作功。与此同时,内齿圈(1)带动行星齿轮(2)逆时针转动,行星齿轮(2)带动行星齿轮(7)顺时针转动,由于行星齿轮(7)同时与活齿单向齿轮(5)啮合,行星齿轮(7)的顺时针转动使顺时针转动的活齿单向齿轮(5)与行星齿轮(7)接触的活齿(19)不断的被压入齿槽(18)内,转动后在张力弹簧(21)作用下又不断弹起,使行星齿轮(7)处于空转滑行状态。
停驱顺转:当内齿圈(1)停止转动,在惯性作用下,输出轴(4)继续顺时针转动。此时,活齿单向齿轮(5)继续顺时针转动,与之啮合的行星齿轮(9)和行星齿轮(7)处于静止状态,在两个啮合点上,顺时针转动的活齿单向齿轮(5)的活齿(19)不断的被压入齿槽(18)内,随着转动在张力弹簧(21)作用下又不断弹起,使活齿单向齿轮(5)处于滑行空转状态。
停驱逆转:当输出轴(4)在外力作用下进行逆时针旋转时,活齿单向齿轮(5)应逆时针旋转,并企图带动行星齿轮(9)顺时针转动,行星齿轮(9)企图带动与之啮合的内齿圈(1)顺时针转动;同时,活齿单向齿轮(5)企图带动行星齿轮(7)顺时针转动,行星齿轮(7)企图带动行星齿轮(2)逆时针转动,行星齿轮(2)企图带动内齿圈(1)逆时针转动。这样内齿圈(1)受顺时针和逆时针两个力同时作用,使其处于不能转动的锁死状态。因此,输出轴不能逆时针转动,否则自刹。
Claims (4)
1、双向驱动器,该双向驱动器包括内齿圈(1),行星齿轮(2)、(7)、(9),活齿单向齿轮(5),固定盘(8)及输出轴(4)五部分;其特征是:该驱动器有一个内齿圈(1),其内齿与行星齿轮(2)、(9)啮合,行星齿轮(2)与行星齿轮(7)啮合,行星齿轮(7)与活齿单向齿轮(5)啮合;行星齿轮(9)同时与活齿单向齿轮(5)啮合;行星齿轮(2)、(7)、(9)的齿轮轴(3)、(6)、(10)定位在固定盘(8)上,固定盘(8)与机体固定连接;外力使内齿圈(1)运动,促使活齿单向齿轮(5)旋转,带动输出轴(4)输出做功。
2、根据权利要求1所述的双向驱动器,其特征是:活齿单向齿轮(5)为齿牙可单方向活动的齿轮,活齿(19)的一侧有通孔,该通孔通过活齿轴(20)与两面外护板(23)固定连接并与活齿(19)活动连接,它的底部,被张力弹簧(21)顶着,使该活齿(19)始终保持弹起状态,活齿(19)的凸起部分由中间体(22)上的齿槽(18)凹部挡住定位;齿槽(18)是在活齿通孔的圆周上可供活齿(19)活动的中间体(22)上的空腔,通过活齿(19)两面的外护板定位,使活齿(19)可自由的活动,但不能左右位移。
3、根据权利要求1所述的双向驱动器,其特征是:内齿圈(1)为一面开口,一面带有档板其内环面上带有内齿的圆环形结构,其内齿分别与行星齿轮(2)、(9)啮合;其带有档板一面的内面上,开有定位槽(11),它与活齿单向齿轮(5)的侧面的定位槽相对应;定位槽上装有钢珠(12)、(15),可起到旋转和定位作用;在内齿圈(1)开口一面的内齿外端,也开有定位槽,它与固定盘(8)外圆周上的定位槽相对应,定位槽之间也安装有钢珠(12)、(19);该钢珠把内齿圈(1)与固定盘(8)滑动配合安装在一起,使内齿圈(1)可以绕着固定盘(8)转动,起旋转和定位作用。
4、根据权利要求1所述的双向驱动器,其特征是:固定盘(8)是一个圆盘,它支撑内齿圈(1)转动和定位,使行星齿轮(2)、(7)、(9)固定旋转和定位并使活齿单向齿轮(5)定位,固定盘(8)的内面与活齿单向齿轮(5)的另一面,对应的开有定位槽,在固定盘(8)的外圆表面与内齿圈内齿外端也对应的开有定位槽,槽内安装有钢珠(12)、(15),它的作用也是起到转动和定位作用。
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