CN203488663U - 一种无齿轮减速机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无齿轮减速机，旨在提供一种结构简单、造价低廉、节能省力、减小噪音、很少发热、经久耐用并具备离合功能的一种减速装置，其技术方案的要点是：在低速轴上安装其外缘周线为等距离排列若干块板叶所组成的传动轮，借助两根或两根以上杠杆其前端顶头在来回摆动中轮流推动板叶移位，从而带动低速轴运转。其做功原理为：两根或两根以上杠杆以中间段旋转点为界其前端顶头与传动轮板叶相对应，其后端顶头以滑动套合在连杆其中一头，连杆另一头与曲轴的曲柄位套合，曲轴在旋转中促使连杆做升降或前后运动，由此带动杠杆以旋转点为界前后彼此反方向来回摆动，毎摆动一次推移一块板叶超越。

Description

一种无齿轮减速机

技术领域

本实用新型涉及机械在运转中需要降低转速的一种装置，更确切更具体地讲是某一种机器在做功时依据工艺要求所设计的旋转速度当应低于其动力即电动机或内燃机的转速而配套的一种减速机或称变速箱。

背景技术

众所周知，机器的运转必须由动力即电动机或内燃机带动，只有极少数借用水力或风力等大自然中的介质推动，由于电动机和内燃机的转速太高，不适应众多机器在做功时的工艺要求，这便是减速机出现的由来。当今社会上使用的减速机尽管有多种多样，但其做功原理几乎都是相同的，即由动力在运转中带动高速轴，高速轴上安装有小齿轮即主动齿轮也随之旋转，在旋转中带动与其相互啮合的中间轴上的大齿轮即被动齿轮或称为从动轮转动，再由中间轴上的另一个小齿轮带动与其相互啮合的即安装在低速轴上的一个大齿轮旋转，由此实现减速之目的。极为个别的机器因减速不多或者很多，而在此特殊情况下也有只设置两轴即高速轴与低速轴或者共四根轴的减速机，每一根轴都为水平安装，各轴彼此相互平行前后排列，当需要改变方向时，也可以水平与垂直排列相结合安装，或称轴与轴成直角安装，然而不管何种安装方式，都得依靠主被两个齿轮相互啮合传动。使用的齿轮种类根据各工艺要求的不同和制造难易程度等因素可以是圆柱正齿轮，圆柱斜齿轮，人字齿轮，圆锥齿轮和螺旋齿轮等多种。

现有技术中的减速机其齿轮都安装在一个密封的箱体内，传动中必须是以小带大，否则就谈不上减速了，齿轮传动是机械中最常见的一种传动方式，只少由两个相互啮合的齿轮所组成的传递运动和动力的传动形式，两齿轮周线彼此相对位置不变，并各绕其自身的轴线转动，当外啮合时彼此为反方向运转，即其中一个为左转一个为右转，内啮合时为同方向运转，两齿轮相互啮合而工作时，可将主动轮的动力和运动传递给从动轮(被动轮)。由于齿轮传动具有传动平稳、精确和传动比大及传动效率高等特点，因此其应用范围相当广泛。齿轮传动用于减速机中是极为广泛的一种，它虽具备上述各种优点，但也有其不足之处，主要表现在以下几个方面。

首先是它结构复杂而笨重，一次性投资大。传统四齿轮三轴两级减速的机型其型号是以高速轴与低速轴的中心距离尺寸以毫米为单位来定的。例如350型减速机，即该机中的高速轴与低速轴的中心距为350毫米。每一台减速机由箱体(浇铸而成)、齿轮、轴与轴承座及轴承等零配件组合而成，并且务必加注一定斤两的齿轮油做为润滑剂和确保不漏油，一台型号为1000的中型减速机，其重量为1吨左右。特别是当采用螺旋齿轮即蜗杆蜗轮啮合传动时，在动力传动中，为了提高效率、减少磨擦和延长其使用寿命，必须采用比普通钢材价格要贵许多倍的青铜来制造，不仅成本高，而且加工难度大，其原由是在蜗杆蜗轮传动中，蜗轮的牙齿是呈圆弧形包围着蜗杆的，所以切制蜗轮的滚刀必须与工作蜗杆具有完全一样的模数、压力角、分度圆直径、头数、旋向和螺旋升角，因此滚刀的专用性极强，所以仅仅是模数相同的蜗轮和蜗杆是不可以互换啮合的。

其次是耗能多。众所周知，主被相互啮合的两齿轮其尺寸相差越多越节能，这和用手秤称东西其小小秤砣往秤杆尾端移动一倍的距离其被称物也须相应加重一倍道理一样， 原由是借用了省力杠杆之力。不难发现，如果用人力去转动一台减速机的输出轴(低速轴)  远比扭动其输入轴(高速轴)要困难得多，即反道行之为费力杠杆。但由于受到其成本与体积的制约，在实际操作中不可能将被动齿轮做得很大，同时受强度的约束也不可能将主动齿轮做得太小，如果将一台减速机的四个齿轮改为两个而速比不变，根据速比的多少，其体积后者是前者的几倍甚至几十倍，因此是行不通的一种技术方案。

再次是使用寿命短和噪音大。由于齿轮牙齿的强度很有限和在传动中为硬磨擦，运转中断齿现象常有发生，它远不如轴承在运转中那样耐磨，并伴有一定程度的噪音，特别是圆柱正齿轮在运转中为突然啮合又突然脱开而噪音更大，斜齿和人字齿在啮合传动中为逐然接触与逐然脱开在而噪音较小但制造成本相对要高。

还有正因为磨擦系数较大免不了有发热现象，为了降低磨损量，务必要在变速箱内加注齿轮油作为润滑剂，并且要定期加注或更换，由此必须要有个储油箱即变速箱的由来。

另外，由于必须要在变速箱中加入润滑油，因此每台减速机的安装只限于其底层在下，无法实现斜装、立装和倒装，当在机械传动中需要改变方向时，唯一的办法就只得采用圆锥齿轮传动用于两轴相交的机构而既不方便又难度较大。

发明内容

本实用新型为弥补以上所述不足，旨在提供一种结构简单、造价低廉、节能省力、无有噪音、无须注油、很少发热、经久耐用并具备减速与离合双重功能的一种减速装置，采用以下技术方案予以实现。

在低速轴上安装一个板叶式传动轮，其外缘周线由若干块板叶以等距离排列所组成，其板叶的形状可以是一块方形叶片，也可以是由两个直角三角形以邻边相贴组合而成的外薄内厚为A字形，即由两块长条形板块其中一边彼此紧贴在外，另一边彼此保持一定距离在内。由两根或两根以上杠杆前端轮流推移板叶向前(以移动方向分前后)移位，从而带动低速轴运转，两根或三根杠杆每一根来回摆动一次推移一块板叶超越而做功，其结构与做功原理详述如下。

选取带有两个或三个或三个以上曲柄位的曲轴做为高速轴直接由动力带动，两个曲柄位在周线上彼此相互隔开180°（360°÷2），三个曲柄位在周线上彼此相互隔开120°（360°÷3），以此类推，每个曲柄位与连杆其中一头套合为滑动配合即可转动，另一头与杠杆尾端顶头套合同样为滑动配合，曲轴每运转一周带动杠杆上下或左右（平装为上下，立装为左右或称前后）来回摆动一次，从而推移低速轴上传动轮缘周其中一块板叶超越，一个传动轮缘周共有多少块叶其曲轴必然要转相应的转数才能促使低速轴转一周，由此实现减速之目的。

相对平装而言，以旋转点（支点）为界其杠杆后端往上前端必然往下，由前端在往上或往下中推移板叶移位，回位为空转即不做功，但由于至少在同一曲轴上存在两个曲柄位并相隔180°，由此在同一时间促使两根杠杆其中一根往上一根往下为轮流做功，往下为做功的一根在与板叶脱开并返回的同时，往上的一根起始与后一板叶相贴并调头向下，这样经常保持有一根向上和一根向下，往下为做功往上为返回，在返回中将要到达上止点时必然会被后一板叶挡住，否则在起始向下时就不能与板叶相贴，这样传动轮在运转中就会出现暂停的弊病，本实用新型所选用的技术方案一是将传动轮各板叶在长度上依工艺要求相应加长，具体尺寸依能容纳若干杠杆做功为准，同样将两根杠杆改为三根或三根以上分别与板叶相对应，运转中既各行其道、互不干扰，又步调一致、轮流做功。以三根为例，每上下或前后摆动一次，在单程中（去或回）只要有三分之二走程与板叶相贴为做功，便可推动板叶连及低速轴不停地运转，比如杠杆前端顶头往下为做功，上正点至下正点全走程为90mm，仅中间段60mm与板叶相贴，两头各15mm为空转，便既可实现在返回（往上）中不会被后一板叶挡住回路，又可达到推移板叶和传动轮连续运转，其原由是三根杠杆其旋转点（支点）都位于同一根横轴上的左右中，比双根多了三分之一，做功中与板叶搭贴(相互叠加) 尺寸少了三分之一。杠杆前端顶头往下和往上各为180゜，以往下为做功为例，单根杠杆两头各有30゜为空转即不与板叶相贴，即三根杠杆当其中一根处于与板叶脫开的同一时间，其中往上的一根与前者处于同一角度一根往下一根往上，另一根起始与后一板叶撘接相贴并推移板叶带连传动轮旋转。

二是将传动轮外缘周线上的若干板叶安装成活动式，即可内外伸缩滑移一定尺寸，以活动式板叶为例，在与板叶对应的两头其静止的机座上相应位(旋转周线上板叶后退处)安装各一个轴承，以板叶在移位中与轴承相贴时能退后为准，只要在某一块板叶后位（内）安装弹簧或拉簧，退位时弹簧被压缩或拉簧被拉长，超越轴承后在弹簧伸展或拉簧拉力的作用下立即前伸复位。板叶后退之时正好是杠杆前头超越之时，超越后与板叶相贴立即返程将板叶往下推，上一杠杆往下为做功，下一杠杆往上为空转，依据传动轮的转向或者为反过来的状况，这样有两根杠杆就可促使传动轮连及低速轴不停地运转。也可以选用厚皮管做低速轴，在管内与传动轮各板叶对应处安放皮球或气囊，并在管的四周对应板叶前后打孔，每块板叶内侧至少有两处通过孔洞与皮球或气囊相贴，也可获得与安装弹簧或拉簧同样的效果而更简单易行。

在某种场合运转中低速轴须暂停，须得在减速机输入轴上加装一个离合器，即在不停动力的条件下暂停低速轴。本实用新型所采用的技术方案是将支承杠杆旋转位的横轴两头各一个轴承与轴承座分别安放于各一条纵向滑轨中，其轴承座只能纵向前后移位，不可上下左右移位，后移少量尺寸其杠杆前头便不再与板叶搭贴，由此板叶不再转动。具体做法是选用两牵杆前头连接轴承座，后头二合一置于一立式摆杆下位孔洞中，摆杆其旋转点位于下端接近顶头，并借助拉簧一头系挂在旋转点下位静止的机架上，另一头系挂在旋转点上位的摆杆上，借助人力促使摆杆上头前后移位，移位尺寸以能达到工艺要求为准（在前后设置定位挡片），在拉簧和定位挡片二者共同的作用下其摆杆不会自动复位。

为了减轻曲轴在运转中其曲柄位与连杆套合处的相对磨擦，选用同轴两头各一个偏心轮或偏心板取代双柄位曲轴，即在轮盘外边的某一侧或板的某一顶头安装轴承为偏离中心与连杆套合，即只要两头各一个轴承彼此在周线上相隔180゜，便可实现双根杠杆彼此反方向运转。

综上所述，本实用新型所采用的技术方案是在低速轴上安装其外缘周线为单排或三排（双排配套双根或四根杠杆，三排配套三根或六根杠杆）由若干块板叶以等距离排列的传动轮，分别由双根或双根以上杠杆前端顶头在摆动中轮流推动板叶移位；或将各块板叶安装成可内外滑移的活动式，并在板叶的内侧安装弹簧或拉簧或气囊，其作用是促使板叶退位让位于杠杆前端顶头通过后复位，运转中至少有一板叶保持与杠杆前头顶端存在少量搭接（叠加）相贴，杠杆为主动板叶为被动推动板叶移位；为减轻在推移中的相对磨擦，而在杠杆顶头安装有靠轮；将支承杠杆横轴两头的各一个轴承座分别安放在左右纵向轨道中，两牵杆前端分别与两轴承座相连，其后端与摆杆相连，摆杆下位挂有拉簧，人力推移摆杆前后移位以实现杠杆前头与板叶的相贴与脱开。或选用安装在同一轴两头的各一个偏心轮或偏心板取代曲轴。

本实用新型其有益效果一是结构简单，制做容易，不管多少速比只须在低速轴上安装单个传动轮，加大速比仅须相应增多板叶便可，其他部位无须改变；二是节能省力，传动轮和杠杆分别相当于一个大齿轮和一个小齿轮，不管速比多少都为一级减速，并在运转中无须加注润滑油；三是经久耐用：靠轮、走轮中的轴承磨损了可更换，价格便宜，而板叶与杠杆顶头靠轮相贴为滚动移位磨损极小，杠杆和曲轴是不会坏的；四是必要时安装离合装置可具备离合功能，由此取代一个离合器；五是在不改变动力转向的条件下既可顺转也可反转，还有因无须配套存油的齿轮箱而可实现平装、立装、斜装或倒装及噪音减少等诸多优越性。

附图说明

图1是本实用新型其板叶式传动轮与三根杠杆就位其结构与做功原理示意图；

图2是两头加装盖片为竖放的板叶式传动轮立体图；

图3是两柄位曲轴其形状显示图；

图4是两头为偏心轮结构的单曲柄位曲轴显示图；

图5、图6和图7是可内外滑移板叶传动轮与杠杆套合就位其结构与做功原理展示图；

图8是板叶断面为锥形的板叶式传动轮其断面剖现图；

图9是取代离合器其离合装置其结构与做功原理展示图。

具体实施方式

下面结合各附图做进一步的说明。

参照图1、图2和图3，板叶式传动轮其外缘周线由若干块板叶2以等距离排列位于两头盖板4之间，其内Ф刨有键槽3借助销键与低速轴（图中未示出）套合，各根杠杆5其前端顶头安装有靠轮6在运转中轮流与其中一板叶紧贴而做功，杠杆尾端与连杆8连接套合为滑动配合，连杆8下端顶头套合在曲轴9的曲柄位10上。三根连杆下头在周线上彼此相隔120°，曲轴右边安装有皮带轮11用于与动力机皮带轮（图中未示出）借助皮带套合传动，曲轴两头分别安装在各一个轴承与轴承座12中，杠杆5以旋转点7为界在动力的带动下前后两部分彼此反方向来回摆动，杠杆5为主动板叶2为被动连及低速轴运转而做功，曲轴每旋转一周，各杠杆轮流上下摆动一次共同推动单块板叶2超越，从而实现减速之目的。

由三根或三根以上杠杆共同轮流驱动同一个板叶式传动轮，相对两根杠杆而言，具有以下两个优越性：一是在运转中其杠杆前端顶头在做功完毕后从前止点返回至后止点其180゜　的走程中不会被前移中的板叶挡住，由此可省去将各板叶安装成内外滑移式的工艺，其原由是回位中的杠杆顶头或是处在前后板叶之间的空位，或是处在其中一杠杆起始与板叶搭贴之前和与板叶脱开之后其两头的空间，或者处在与上述与板叶起始搭贴（还沒有搭贴）和即将脱开（并沒隔离）的杠杆同一位置，板叶和做功杠杆前移，回程杠杆后移为同时进行，因此回程杠杆前端顶头在这两个位置也能顺利超越；二是杠杆前端顶头与板叶搭贴叠加的尺寸选用三根杠杆将减少三分之一，选用四根将减少二分之一，即搭贴位与传动轮中心距离由近变远为省力杠杆原理而更节能。

参照图4，曲轴中间仅一个曲柄位10，两头各一个偏心轮盘18的外边分别安装有轴承19，两个轴承与一个曲柄位彼此在周线上相隔120°，用于与三根连杆套合，曲轴左右由各一个轴承与轴承座12支承和定位，并安装有皮带轮11。

参照图5、图6和图7，传动轮固定安装在空心低速轴20上，缘周各板叶2为活动式安装即可内外滑移少量尺寸，由于在低速轴中心安放了气囊21或皮球22，或在板叶内侧安放弹簧13或挂上拉簧14，以及在外缘某处对应位的上下静止不动的支架上（图中未示出）安装可旋转的轴承35位于板叶外缘顶面之内，运转中的板叶与轴承相遇时被挤压而往内退移，由此让位于返回中的杠杆顶头靠轮6超越，超越后立即返程推移上升复位的板叶前移而做功，其原理为板叶在后退中其后位（内侧）气囊或皮球或弹簧被压缩，或拉簧被拉长，超越轴承35后由于消除了挤压力而立即往外上升复位。被上下两头螺柱23挡住为止，二根杠杆5（图中只示出单根）其旋转点安装在同一根横轴24的左右，横轴由两头名一个轴承与轴承座25所支承。

在图8中，板叶式传动轮外缘周线板叶2由两钢板二合为一所组成，其断面内宽外窄成锥形，由于较牢固而可省去在两头加盖板。

参照图9，横轴24上的左右中共安装有三根杠杆5，横轴两头的各一个轴承与轴承座25安放在左右各一个长条形凹形轨道26中可前后滑移，借助两牵杆27分别与两轴承座25相连，牵杆后端二合为一从摆杆28下位的空洞29中穿过，两摆杆旋转点30活安装在固定基座31中，左右两基座31之间有拉杆32牵连，两摆杆28之间有牵杆33，拉簧34两头分别系挂在旋转点下位拉杆32和上位拉杆33上，摆杆前后有定位板块（图中未示出）用于制约摆杆的前后旋转角度，两摆杆上位之间有牵杆27相连，当需要暂停低速轴运转时，只要用人力略拉动牵杆27向后，促使两轴承座25连及横轴24及杠杆5后移，便可使杠杆前端顶头与传动轮板叶（图中未示出）脱开，由于有拉簧34的存在其摆杆不会自动回位，从而取代一个离合器。

Claims (3)

1.一种无齿轮减速机，由高速轴为主动、低速轴为被动而连续运转，其特征在于：在低速轴上安装其外缘周线为单排或三排由若干块板叶以等距离排列的传动轮，分别由双根或双根以上杠杆其前端顶头在摆动中轮流推动板叶移位。

2.根据权利要求1所述的一种无齿轮减速机，其特征是将各块板叶安装成可內外滑移的活动式，并在各板叶內侧安装弹簧或垃簧或气囊。

3.根据权利要求1所述的一种无齿轮减速机，其特征是杠杆前端顶头安装有靠轮（6）

根据权利要求1所述的一种无齿轮减速机，其特征是将支承杠杆横轴（24）两头的各一个轴承座（25）分别安放在左右纵向轨道（26）中，两牵杆（27）前端分别与两轴承座相连，后端与摆杆（28）相连，摆杆下位挂有拉簧（34）。

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