CN214221919U - 同步带机构及机械转动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种同步带机构及机械转动装置。该同步带机构包括主动轮、从动轮、同步带和控制器；主动轮和从动轮通过同步带同步运动；主动轮的轮齿、从动轮的轮齿和同步带的带齿均为锯齿形，其中，主动轮的轮齿和从动轮的轮齿朝向相同；控制器和与主动轮连接的电机电连接，在主动轮顺时针旋转和逆时针旋转均满足使用需求的情况下，控制器用于控制主动轮的转动方向。这样，主动轮沿顺时针方向转动和沿逆时针方向转动均可以满足工作需求，因此在过载发生时，可以通过控制器改变主动轮的转动方向，改变同步带的打滑位置，进而有效规避过载造成的安全事故的发生，且可以降低同步带的磨损甚至断裂等风险，进而延长同步带机构使用寿命。

Description

同步带机构及机械转动装置

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，特别涉及一种同步带机构及机械转动装置。

背景技术

由于同步带机构综合了带传动、链传动和齿轮传动各自的优点，具有高传动比、高精度、快速响应、运行可靠、传动效率优于带传动高等优点，因此，被广泛应用于纺织、机床、烟草、通讯电缆、轻工、化工、冶金、仪表仪器、食品、矿山、石油、汽车等各行业各种类型的机械传动中。

目前，同步带机构可以包括梯形齿同步带和圆弧齿同步带，但均存在同步带与齿轮的轮齿啮合情况较差的问题。基于此，现有技术还提供了一种同步带机构，具体为在圆弧齿同步带的基础上增加梯形齿，使同步带与齿轮轮齿更好啮合，进而避免同步带跑偏。

然而，在实现本申请过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有的同步带机构缺乏过载保护功能，当出现过载时，可能出现电机堵转或者带轮与同步带打滑或者崩齿，造成同步带严重磨损，严重时可能会造成事故。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种同步带机构及机械转动装置，以解决现有技术中电机出现过载时造成的同步带严重磨损的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：

本实用新型公开了一种同步带机构，所述同步带机构包括主动轮、从动轮、同步带和控制器；

所述主动轮和所述从动轮通过所述同步带同步运动；

所述主动轮的轮齿、所述从动轮的轮齿和所述同步带的带齿均为锯齿形，其中，所述主动轮的轮齿和所述从动轮的轮齿朝向相同；

所述控制器和与所述主动轮连接的电机电连接，在所述主动轮顺时针旋转和逆时针旋转均满足使用需求的情况下，所述控制器用于控制所述主动轮的转动方向。

可选的，所述控制器控制所述主动轮沿顺时针方向转动，在所述电机发生过载的情况下，所述同步带的磨损位置位于所述从动轮和所述同步带的啮合处。

可选的，所述控制器控制所述主动轮沿逆时针方向转动，在所述电机发生过载的情况下，所述同步带的磨损位置位于所述主动轮和所述同步带的啮合处。

可选的，所述主动轮的齿距、所述从动轮的齿距和所述同步带的齿距相等。

可选的，所述主动轮的端面和所述从动轮的端面均包括多个空腔。

可选的，所述同步带机构还包括监测器件和距离调整组件；

所述监测器件和所述距离调整组件均安装在所述主动轮、所述从动轮或者所述同步带上，所述监测器件和所述距离调整组件电连接，其中，所述监测器件用于监测所述同步带机构的传动力矩，在所述传递力矩过载的情况下，所述距离调整组件调整所述主动轮和所述从动轮之间的中心距。

可选的，所述同步带机构还包括拆装机械手，所述拆装机械手设置在所述同步带一侧，所述拆装机械手用于更换不同参数的所述主动轮或者不同参数的所述从动轮。

可选的，所述同步带为橡胶同步带或者聚氨酯同步带。

可选的，所述同步带的表面上设置有多个通孔。

本实用新型实施例还提供了一种机械转动装置，该机械转动装置包括上述任一实施例所述的同步带机构。

从上述实施例可以看出，在本实用新型实施例中，该同步带机构包括主动轮、从动轮、同步带和控制器；主动轮和从动轮通过同步带同步运动；主动轮的轮齿、从动轮的轮齿和同步带的带齿均为锯齿形，其中，主动轮的轮齿和从动轮的轮齿朝向相同；控制器和与主动轮连接的电机电连接，在主动轮顺时针旋转和逆时针旋转均满足使用需求的情况下，控制器用于控制主动轮的转动方向。这样，主动轮沿顺时针方向转动和沿逆时针方向转动均可以满足工作需求，因此在过载发生时，可以通过控制器改变主动轮的转动方向，改变同步带的打滑位置，进而改变摩擦生热的位置，控制发热位置及磨损情况，进而有效规避过载造成的安全事故的发生，且可以降低同步带的磨损甚至断裂等风险，进而延长同步带机构使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例的同步带机构的顺时针旋转时的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的同步带机构的逆时针旋转时的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的同步带机构的局部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

下面将结合附图对本实用新型实施例的同步带机构进行

详细说明。

图1是本实用新型实施例的一种同步带机构的结构示意图，该同步带机构包括主动轮1、从动轮2和同步带3；主动轮1和从动轮2通过同步带3 同步运动；主动轮1的轮齿、从动轮2的轮齿和同步带3的带齿均为锯齿形，其中，主动轮1的轮齿和从动轮2的轮齿朝向相同；控制器和与主动轮1连接的电机电连接，在主动轮1顺时针旋转和逆时针旋转均满足使用需求的情况下，控制器用于控制主动轮1的转动方向。

其中，主动轮1的模数和从动轮2的模数均依据同步带机构的传动比确定，主动轮1的中部和从动轮2的中部均开设有通孔，主动轮1开设的通孔中可以连接电机的转轴，通过电机带动主动轮1旋转，从动轮2的开设的通孔中可以连接输出轴，进而可以将主动轮1提供的动力通过从动轮2输出。

需要说明的是，齿轮可以为金属齿轮，也可以为塑料齿轮。当主动轮1 和从动轮2为金属齿轮时，齿轮可以采用调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢等钢材，以使主动轮1和从动轮2具有一定的屈服强度。该类材料的屈服强度可以为295MPa～345MPa，例如310MPa、320MPa、330MPa、340MPa 等，保证了本实用新型实施例中的主动轮1和从动轮2能够承受较高的屈服强度，从而使主动轮1和从动轮2具有一定的强度和韧性。当主动轮1和从动轮2为塑料齿轮时，主动轮1和从动轮2可以为PVC(Polyvinyl chloride，聚氯乙烯)、POM(polyformaldehyde，聚甲醛)、PTFE(Poly tetra fluoroethylene，聚四氟乙烯)、尼龙、PEEK(poly-ether-ether-ketone，聚醚醚酮)等材料，可以在造成强度的同时，使主动轮1和从动轮2的润滑性和耐磨性更佳，同时也可以减小在传动时产生的噪音，降低生产成本，降低摩擦。主动轮1和从动轮2均为圆柱形齿轮，使得同步带机构具有固定的传动比。

可选的，主动轮1的齿距、从动轮2的齿距和同步带3的齿距相等。

需要说明的是，通过保证主动轮1的齿距、从动轮2的齿距和同步带3 的齿距相等，进而保证同步带3可以稳定将主动轮1提供的动力稳定传递给从动轮2，且保证整个转动过程中保持稳定。

可选的，主动轮1的端面和从动轮2的端面均包括多个空腔。

需要说明的是，由于在传动过程中，主动轮1和从动轮2的转动需要消耗一定的能量，且当主动轮1的质量和从动轮2的质量越大时，消耗的能量越多。基于此，可以在主动轮1的端面和从动轮2的端面开设多个空腔，以减小主动轮1的质量和从动轮2的质量，进而降低在传动过程中的能量损耗。还需要说明的是，空腔的形状可以为矩形、圆形、扇形、梯形等任一形状，本实用新型实施例对此不做限定。此外，本实用新型实施例中的主动轮1的端面指的是与主动轮1轴线垂直的面，从动轮2的端面指的是与从动轮2轴线垂直的面。

主动轮1的轮齿和同步带3的带齿啮合，从动轮2的轮齿和同步带3的带齿啮合，使得主动轮1和从动轮2通过同步带3同步运动。主动轮1的轮齿、从动轮2的轮齿和同步带3的带齿的齿型相同，均为锯齿形。需要说明的是，以主动轮1的轮齿为例，每个轮齿均为楔形，且轮齿的一个面相对于齿轮的法面倾斜设置，且轮齿的倾斜面和齿轮的法面之间的夹角为锐角。同理，从动轮2的轮齿和同步带3的带齿的形状和上述描述的形状一致，本实新型实施例对此不再赘述。

主动轮1的轮齿和从动轮2的轮齿朝向相同，需要说明的是，轮齿朝向可以表示为锯齿形轮齿的倾斜面的倾斜方向。在传动机构过载的情况下，可以通过控制器控制主动轮1的转动方向，使得同步带3仅与主动轮1或者从动轮2发生摩擦，改变打滑发生的位置，进而改变摩擦生热的位置。需要说明的是，控制器可以设置在于主动轮1连接的电机上，在主动轮1的转动方向不受限的情况下，即在主动轮1沿顺时针旋转和逆时针旋转均可以满足工作需求的情况下，具体的，当主动轮1以如图1所示的方向顺时针转动时，主动轮1的轮齿的端面推着可以同步带3带齿的端面运动。当主动轮1以如图2所示的方向逆时针转动时，主动轮1的轮齿的顶面和同步带3的带齿的顶面发生摩擦，同步带3依靠主动轮1和同步带3之间的摩擦运动。这样，可以通过控制器控制电机的转动轴的转动方向控制主动轮1的转动方向。需要说明的是，控制器可以为电机控制器的一种，可以通过其内部的电路板组件来控制电机的转动方向。具体可以有如下两种方式：

可选的，如图1所示，控制器控制主动轮1沿顺时针方向转动，在电机发生过载的情况下，同步带3的磨损位置位于从动轮2和同步带3的啮合处。

具体的，当控制器控制主动轮1沿顺时针方向，如图1中的A所示的方向转动时，在电机发生过载的情况下，同步带3随主动轮1一起转动，同步带3的磨损位置位于从动轮2和同步带3的啮合处，使得摩擦生热发生在从动轮2和同步带3的啮合处，同步带3磨损较轻且均匀，因此可以减小同步带3的磨损。

可选的，如图2所示，控制器控制主动轮1沿逆时针方向转动，在电机发生过载的情况下，同步带3的磨损位置位于主动轮1和同步带3的啮合处。

需要说明的是，若从动轮2的安装环境复杂时，即从动轮2相对于主动轮1不易拆卸时，一旦从动轮2发生磨损，则不容易更换从动轮2。为避免从动轮2发生磨损，在这种情况下，可以通控制器控制主动轮1沿如图2中的B所示的逆时针方向转动，在电机发生过载的情况下，同步带3静止不动，摩擦生热只发生在主动轮1和同步带3的啮合处处，进而可以避免从动轮2 发生磨损。

可选的，同步带机构还包括监测器件和距离调整组件；监测器件和距离调整组件均安装在主动轮1、从动轮2或者同步带3上，监测器件和距离调整组件电连接，其中，监测器件用于监测同步带机构的传动力矩，在传动力矩过载的情况下，距离调整组件调整主动轮和从动轮之间的中心距。

需要说明的是，监测器件可以为扭矩检测器的一种，优选该扭矩传感器为非接触式扭矩传感器，可以将该扭矩式传感器安装在主动轮1、从动轮2 或者同步带3的任一位置，通过检测主动轮1或者从动轮2的转动情况，或者监测同步带3的运动情况来确定同步带机构的传动力矩。距离调整组件可以为自动更换主动轮1或者从动轮2的装置或者机构，如轮系自动调整装置、拆卸机械手等等。示例性的，可以将主动轮1或者从动轮2装在导轨中，通过主动轮1或者从动轮2在导轨中的滑动，来改变主动轮1和从动轮2之间的中心距。这样，当传动力矩大于过载力矩时，则说明同步带机构处于过载状态，则通过距离调整组件调整主动轮1和从动轮2之间的相对位置，以改变主动轮1和从动轮2之间的中心距，进而控制同步带机构的传动力矩的大小，进而有效的避免过载的发生，保证同步带机构的稳定运转

可选的，同步带机构还包括拆装机械手，拆装机械手设置在同步带2一侧，拆装机械手用于更换不同参数的主动轮1或者不同参数的从动轮2。

需要说明的是，如图3所示，主动轮1、从动轮2或者同步带3的参数可以包括轮齿的倾斜面和同步带3的平面之间的夹角α、轮齿的齿型的倾斜角度β、轮齿的中心角γ、带轮包角δ等参数等。这样，当传动力矩大于过载力矩时，则说明同步带机构处于过载状态，这时通过拆装机械手调更换主动轮1来改变主动轮1的参数，或者通过拆装机械手更换从动轮2来改变从动轮2的参数，控制同步带机构的传动力矩的大小，进而有效的避免过载的发生，保证同步带机构的稳定运转。

需要说明的是，当电机的旋转方向无法改变时，也可以通过拆装机械手调整主动轮1和从动轮2的安装位置来起到改变主动轮1的转动方向的作用，进而起到改变打滑发生的位置的作用。

可选的，同步带3为橡胶同步带3或者聚氨酯同步带3。

需要说明的是，当同步带3为橡胶型同步带3时，由于橡胶同步带3具有动态弯曲，抗裂性，良好的性能，优异的臭氧性能，耐老化性，耐热性，耐油性和耐磨性，因此可以广泛用于纺织，汽车，化纤，造纸，印刷，化工机械和设备中。当同步带3为聚氨酯同步带3时，由于其具有耐油，耐冲击，美观的特点，且具有防水性、耐高温耐腐蚀性等特点，可应用于工作环境较为恶劣的生产环境中。

可选的，同步带3的表面上设置有多个通孔。

需要说明的是，当同步带3表面设置有多个通孔时，一方面可以通过通孔进行吸风，使得在同步带3上输送的产品能紧贴输送同步带3表面，使输送能够正常、有序的进行。另一方面，可以用于通过通孔进行排水，避免同步带3由于积水导致的产品输送不畅通。

从上述实施例可以看出，在本实用新型实施例中，该同步带机构包括主动轮1、从动轮、同步带3和控制器；主动轮1和从动轮2通过同步带3同步运动；主动轮1的轮齿、从动轮2的轮齿和同步带3的带齿均为锯齿形，其中，主动轮1的轮齿和从动轮2的轮齿朝向相同；控制器和与主动轮1连接的电机电连接，在主动轮1顺时针旋转和逆时针旋转均满足使用需求的情况下，控制器用于控制主动轮1的转动方向。这样，由于主动轮1的转动方向不受限，主动轮1沿转顺时针方向转动和沿逆时针方向转动均可以满足工作需求，因此在过载发生时，可以通过控制器改变主动轮1的转动方向，改变同步带3的打滑位置，进而改变摩擦生热的位置，控制发热位置及磨损情况，进而有效规避过载造成的安全事故的发生，且可以降低同步带3的磨损甚至断裂等风险，进而延长同步带机构使用寿命。

除此之外，同步带机构还包括监测器件和距离调整组件，监测器件和距离调整组件均安装在主动轮1、从动轮2或者同步带3上，监测器件和距离调整组件电连接，其中，监测器件用于监测同步带机构的传动力矩，在传动力矩过载的情况下，距离调整组件调整主动轮1和从动轮2之间的相对位置，或者更换主动轮1或者从动轮2，改变主动轮1或者从动轮2的参数，进而改变传动力矩的范围。这样，通过距离调整组件调整主动轮1和从动轮2之间的相对位置，或者更换主动轮1或者从动轮2来改变主动轮1或者从动轮 2的参数，控制同步带机构的传动力矩的大小，进而有效的避免过载的发生，保证同步带机构的稳定运转。

本实用新型实施例还提供了一种机械转动装置，该机械转动装置包括上述任一实施例所述的同步带机构，且该机械转动装置所具有的有益效果和上述同步带机构所具有的有益效果一致，本实用新型实施例对此不再赘述。

还需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本实用新型实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本实用新型所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种同步带机构，其特征在于，所述同步带机构包括主动轮(1)、从动轮(2)、同步带(3)和控制器；

所述主动轮(1)和所述从动轮(2)通过所述同步带(3)同步运动；

所述主动轮(1)的轮齿、所述从动轮(2)的轮齿和所述同步带(3)的带齿均为锯齿形，其中，所述主动轮(1)的轮齿和所述从动轮(2)的轮齿朝向相同；

所述控制器和与所述主动轮(1)连接的电机电连接，在所述主动轮(1)顺时针旋转和逆时针旋转均满足使用需求的情况下，所述控制器用于控制所述主动轮(1)的转动方向；

所述控制器控制所述主动轮(1)沿顺时针方向转动，在所述电机发生过载的情况下，所述同步带(3)的磨损位置位于所述从动轮(2)和所述同步带(3)的啮合处；

所述控制器控制所述主动轮(1)沿逆时针方向转动，在所述电机发生过载的情况下，所述同步带(3)的磨损位置位于所述主动轮(1)和所述同步带(3)的啮合处。

2.根据权利要求1所述的同步带机构，其特征在于，所述主动轮(1)的齿距、所述从动轮(2)的齿距和所述同步带(3)的齿距相等。

3.根据权利要求1所述的同步带机构，其特征在于，所述主动轮(1)的端面和所述从动轮(2)的端面均包括多个空腔。

4.根据权利要求1所述的同步带机构，其特征在于，所述同步带机构还包括监测器件和距离调整组件；

所述监测器件和所述距离调整组件均安装在所述主动轮(1)、所述从动轮(2)或者所述同步带(3)上，所述监测器件和所述距离调整组件电连接，其中，所述监测器件用于监测所述同步带机构的传动力矩，在所述传动力矩过载的情况下，所述距离调整组件调整所述主动轮(1)和所述从动轮(2)之间的中心距。

5.根据权利要求1所述的同步带机构，其特征在于，所述同步带机构还包括拆装机械手，所述拆装机械手设置在所述同步带(3)一侧，所述拆装机械手用于更换不同参数的所述主动轮(1)或者不同参数的所述从动轮(2)。

6.根据权利要求1所述的同步带机构，其特征在于，所述同步带(3)为橡胶同步带或者聚氨酯同步带。

7.根据权利要求1所述的同步带机构，其特征在于，所述同步带(3)的表面上设置有多个通孔。

8.一种机械转动装置，其特征在于，所述机械转动装置包括权利要求1-7任一项所述的同步带机构。

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