CN217562495U - 用于三工位线性操作机构的离合机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于三工位线性操作机构的离合机构，包括传动齿轮、第一离合轮和第二离合轮，传动齿轮、第一离合轮和第二离合轮从后向前分别设置在三工位操作机构的操作轴上，第一离合轮能相对操作轴轴向移动，第二离合轮与操作轴固定连接，在传动齿轮与第一离合轮相对的面上设有若干个球面槽，在第一离合轮与传动齿轮相对的面上设有与传动齿轮上的球面槽对应的球面槽，在传动齿轮的球面槽内设有钢珠，第一离合轮和第二离合轮相对的侧面上分别设有凸齿和凹槽，第一离合轮和第二离合轮通过凸齿与凹槽的结合来传动。本实用新型的离合机构，能实现三工位操作机构能在手动操作时使操作轴与电机、齿轮之间的动力传递分开，避免手动操作时阻力过大。

Description

用于三工位线性操作机构的离合机构

技术领域

本实用新型涉及断路器开关领域，特别是涉及一种用于三工位线性操作机构的离合机构。

背景技术

三工位开关是具有合闸位置、分闸位置和接地位置的断路器开关组件，三工位操作机构是实现三工位之间切换操作的操作机构。三工位线性开关是指开关通过线性运动实现合闸、分闸及接地操作的三工位开关，三工位线性操作机构则是用于三工位开关的操作机构。现有的三工位操作机构的操作轴，通常采用手动操作的方式来进行操作，操作繁琐，因而，为了三工位操作机构操作的便利性，需要在三工位操作机构上设置电动的操作机构，实现手动操作和电动操作两种操作方式并存。但是，当设置电动操作机构后，需要设计相应的离合机构，使手动操作与电动操作机构的动力传动能够根据需要来结合或分离，现有的普通的离合机构结构复杂，且无法直接适用于三工位操作机构的操作轴，因而需要设计用于三工位操作机构操作轴的离合机构。

发明内容

本实用新型的目的在于针对背景技术中所述的现有的三工位操作机构，通常采用手动操作，而当需要设计电动操作机构时，现有的离合机构结构复杂，且无法直接适用的问题，提供一种用于三工位线性操作机构的离合机构。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种用于三工位线性操作机构的离合机构，其包括传动齿轮、第一离合轮和第二离合轮，传动齿轮、第一离合轮和第二离合轮从后向前分别设置在三工位操作机构的操作轴上，传动齿轮和第一离合轮都与操作轴转动配合，且传动齿轮通过轴向限位件轴向限位，第一离合轮能相对操作轴轴向移动，第二离合轮与操作轴固定连接，在传动齿轮与第一离合轮相对的面上设有若干个球面槽，在第一离合轮与传动齿轮相对的面上设有与传动齿轮上的球面槽对应的球面槽，在传动齿轮的球面槽内设有钢珠，钢珠的一部分延伸至第一离合轮的球面槽内，第一离合轮和第二离合轮相对的侧面上分别设有凸齿和凹槽，第一离合轮和第二离合轮通过凸齿与凹槽的结合来传动，第一离合轮在操作轴上的轴向活动距离大于凹槽的深度，且凸齿与凹槽结合时，钢球的前端仍位于第一离合轮的球面槽内。

当采用电动操作的方式为进行三工位操作机构的操作时，设置在三工位操作机构的装配座板上的电机通过其输出轴上的齿轮带动传动齿轮转动时，传动齿轮和钢珠转动，带动第一离合轮向前发生轴向移动，使第一离合轮和第二离合轮通过凸齿和凹槽相结合，使电机输出的动力能传输至第二离合轮，因为第二离合轮与操作轴固定连接，因而能带动三工位操作机构的操作轴转动，实现三工位操作机构的操作。而当采用手动方式转动操作轴来为三工位操作机构操作时，操作人员转动操作手柄来带动操作轴转动，使第二离合轮随之转动，第二离合轮转动时，其转动时的离心力会推动第一离合轮向后发生轴向移动，使第一离合轮与第二离合轮分离，因为第一离合轮和传动齿轮都与操作轴转动配合，因而，操作轴的动力不会传递至传动齿轮，通过这种结构实现了手动操作和电动操作的传动机构的离合。

作为上述方案的进一步改进，在所述的传动齿轮的两侧端面上分别设有隔套，通过隔套来对传动齿轮轴向限位。通过设置隔套能对传动齿轮进行轴向限位，使其只能相对于操作轴转动，不能进行轴向移动。

作为上述方案的进一步改进，所述的第一离合轮的周面上设有卡槽，第一离合轮通过该卡槽与卡簧相连接，卡簧的两侧臂卡在第一离合轮周面上的卡槽内，卡簧的中部设有限位部，在三工位操作机构的装配板上设有限位柱，限位柱与限位部结合来限制卡簧的转动。通过设置卡簧，能对第一离合轮的转动形成阻力，当电动操作时，传动齿轮向第一离合轮传递动力时，要先克服扭簧的阻力，在该阻力的作用下，随着钢珠的离心作用力能够使第一离合轮发生向前的轴向移动，使第一离合轮与第二离合轮通过凸齿和凹槽结合，使传动齿轮的转动传递至第二离合轮，带动操作轴转动，实现电动操作。当手动操作时，操作人员手动转动操作手柄，带动操作轴转动，与操作轴固定连接的第二离合轮也随之转动，当第二离合轮转动时，在扭簧的阻力作用下，能使第一离合轮发生向后的轴向位移，使第一离合轮与第二离合轮之间的凸齿凹槽分离，避免第一离合轮和第二离合轮之间的动力传递。

作为上述方案的进一步改进，所述的第一离合轮与第二离合轮相对的侧面上设有若干个凸齿，在第二离合轮上与第一离合轮相对的侧面上设有若干个凹槽，凸齿为梯形的凸齿，所述凹槽为与凸齿匹配的梯形凹槽。通过这种设置，能够通过第一离合轮的轴向移动和转动来使第一离合轮上的凸齿与第二离合轮上的凹槽相结合，实现第一离合轮和第二离合轮的动力传递。

作为上述方案的进一步改进，在所述的第一离合轮上设有两个相对的凸齿，在第二离合轮上设有四个凹槽，四个凹槽等间距分布。凸齿的数量和凹槽的数量都可以根据需要来进行设计，但是通常可以在第一离合轮上设计两个相对的凸齿，在第二离合轮上设计若干组相对的凹槽，这样第一离合轮只需要转动较小的角度就可以与第二离合轮上的凹槽结合。

本实用新型具有积极的效果：1）本实用新型的用于三工位线性操作机构的离合机构，结构简单，增加的主要零件仅有第一离合轮、第二离合轮和钢珠，而且离合效果好，在采用电动操作时，第一离合轮和第二离合轮能够快速结合，使电机动力能够通过离合组件传递至操作轴，在采用手动操作时，第一离合轮和第二离合轮可以快速分开，使操作轴的转动与电机和齿轮组分开；2）本实用新型的用于三工位线性操作机构的离合机构，当采用手动操作时，操作人员转动操作手柄，带动操作轴转动，第二离合轮随之转动，因为第一离合轮转动受阻，凸齿与凹槽会快速分开，使第一离合轮与第二离合轮分开，断开动力传递，避免手动操作时的电机阻力过大。

说明书附图

图1为本实用新型的用于三工位线性操作机构的离合机构的结构示意图。

图2为本实用新型的用于三工位线性操作机构的离合机构的前侧结构示意图。

图3为传动齿轮的结构示意图。

图4为第一离合轮与传动齿轮相对的一侧面结构示意图。

图5为第一离合轮与第二离合轮相对的一侧面的结构示意图。

图6为第二离合轮的结构示意图。

图中，传动齿轮1，球面槽11，第一离合轮2，球面槽21，凸齿22，卡槽23，第二离合轮3，凹槽31，操作轴4，卡簧5，限位部51，钢珠6，隔套7，驱动组件8，电机81，主动齿轮82，过渡齿轮83，限位柱9。

具体实施方式

下面通过实施例对本实用新型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。

如图1-图6所示，本实用新型的用于三工位线性操作机构的离合机构，包括传动齿轮1、第一离合轮2和第二离合轮3，传动齿轮1、第一离合轮2和第二离合轮3从后向前分别设置在三工位操作机构的操作轴4上。

传动齿轮1是用于连接驱动组件8。驱动组件8通常包括电机81和传动机构，例如包括电机和齿轮传动机构。在附图所示的方案中，包括电机81、主动齿轮82和过渡齿轮83，主动齿轮82连接在电机81的输出轴上，过渡齿轮83分别与主动齿轮82和传动齿轮1啮合，通过这种设置，电机81输出扭矩依次通过主动齿轮82和过渡齿轮83传输至传动齿轮1，使电机81能够驱动传动齿轮1转动。

传动齿轮1与三工位操作机构的操作轴4转动配合，在操作轴4上设有限制传动齿轮1轴向移动的限位件，例如限位件可以采用隔套7，隔套7设置在传动齿轮1的轴孔旁，并与操作轴4固定连接，通过在传动齿轮1的两侧设置隔套7，能限制传动齿轮1的轴向活动，但是不影响传动齿轮1与操作轴4的相对转动。

在传动齿轮1向着第一离合轮2的端面上设有若干个球面槽11，球面槽11的数量和位置可以根据需要来进行设置，例如，如图4所示，球面槽11设置在靠近传动齿轮的轴孔的位置，球面槽11有4个，在各个球面槽11内分别设有钢球6。

第一离合轮2设置在操作轴4上，且第一离合轮2与操作轴4转动配合，而且第一离合轮2能在操作轴4上进行轴向的移动，第一离合轮1在操作轴4上的移动距离受到其与传动齿轮1及第二离合轮3的距离的限制，通常第一离合轮2在操作轴4上的移动距离只要能完成第一离合轮2与第二离合轮3之间的离合动作即可。

如图5所示，在第一离合轮2上，朝向传动齿轮1的一侧端面上设有与传动齿轮1上的球面槽11对应的球面槽21，传动齿轮1上的各个球面槽11内的钢球6部分延伸至第一离合轮2上的球面槽21内，而且第一离合轮2在操作轴4上轴向移动，实现第一离合轮2与第二离合轮3的离合动作的过程中，钢球6都同时处于传动齿轮1和第一离合轮2上的球面槽内。

如图5和6所示，在第一离合轮2的外周面上设有卡槽23，在卡槽23内设有卡簧5，卡簧5的形状为近似“Ω”形，卡簧5两侧的圆弧形部卡接在第一离合轮2外周面的卡槽23内，在卡簧5的中部设有限位部51，该限位部51为远离第一离合轮2的限位部，在限位部51设有穿过限位柱的孔，限位柱9从该孔中穿过，并固定在三工位操作机构的装配座板上，通过限位柱9能对卡簧5限位，使卡簧5无法随着第一离合轮2的转动而转动，进而能对第一离合轮2形成转动的阻力。

如图6所示，在第一离合轮2与第二离合轮3相对的一侧面上设有凸齿22，凸齿22的数量和形状可以根据需要来进行设计。例如，在图6中，在第一离合轮2上设计了两个相对的凸齿22。当然，还可以是在第一离合轮上设计三个等间距的凸齿，或是设计更多个凸齿。凸齿的形状可以根据需要来设计，但是为了便于凸齿与第二离合轮上的凹槽的离合，凸齿可以设计为梯形或是其他具有过渡面的形状。

第二离合轮3是轮状结构，第二离合轮3与操作轴4固定连接，连接方式可以有多种，例如，第二离合轮3与操作轴4通过径向的插销连接，或者过盈配合连接或是通过其他连接件固定连接。

在第二离合轮3上，与第一离合轮2相对的一侧面上设有若干个凹槽31，凹槽31的形状与第一离合轮2上的凸齿22的形状相匹配，凹槽31的数量可以与第一离合轮2上的凸齿22的数量相同，或是在第二离合轮3上设有的凹槽31的数量是凸齿22数量的整数倍，例如，如果在第一离合轮2上设有两个相对的凸齿22，在第二离合轮3上可以设计四个凹槽31，四个凹槽31等间距分布，或者是设计六个凹槽，六个凹槽等间距分布，使凸齿可以与其中任意两个正对的凹槽结合。通过设计多组凹槽，第一离合轮只需要转动较小的角度就可以与第二离合轮上的凹槽结合，提高离合动作的效率。

本实用新型的用于三工位线性操作机构的离合机构，在使用时，传动齿轮与驱动组件的过渡齿轮啮合，当采用电动操作的方式为三工位操作机构操作时，驱动组件的电机通过其输出轴上的主动齿轮带动过渡齿轮转动，然后过渡齿轮带动传动齿轮转动，传动齿轮上的钢珠带动第一离合轮转动，因为第一离合轮与卡簧连接，卡簧与第一离合轮外周面上的卡槽之间存在摩擦力，在卡簧的作用下，能对第一离合轮的转动形成阻力，在该阻力及钢珠的离心力的作用下，推动第一离合轮向前发生轴向移动，使第一离合轮的凸齿到达第二离合轮的轮面上，当第一离合轮转动至凸齿与凹槽正对的位置时，第一离合轮上的凸齿进入凹槽内，使凸齿和凹槽相结合，使第一离合轮能够带动第二离合轮转动，因为第二离合轮与操作轴固定连接，因而能带动三工位操作机构的操作轴转动，实现三工位操作机构的电动操作。而当采用手动方式进行三工位操作机构的操作时，将操作手柄连接在三工位操作机构的操作轴上，操作人员转动操作手柄来带动操作轴转动，使第二离合轮随之转动，第二离合轮转动时，其转动时的离心力会推动第一离合轮向后发生轴向移动，使第一离合轮与第二离合轮分离，因为第一离合轮和传动齿轮都与操作轴转动配合，因而，操作轴的动力不会传递至传动齿轮，通过这种结构实现了手动操作和电动操作的传动机构的离合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种用于三工位线性操作机构的离合机构，其特征在于：其包括传动齿轮、第一离合轮和第二离合轮，传动齿轮、第一离合轮和第二离合轮从后向前分别设置在三工位操作机构的操作轴上，传动齿轮和第一离合轮都与操作轴转动配合，且传动齿轮通过轴向限位件轴向限位，第一离合轮能相对操作轴轴向移动，第二离合轮与操作轴固定连接，在传动齿轮与第一离合轮相对的面上设有若干个球面槽，在第一离合轮与传动齿轮相对的面上设有与传动齿轮上的球面槽对应的球面槽，在传动齿轮的球面槽内设有钢珠，钢珠的一部分延伸至第一离合轮的球面槽内，第一离合轮和第二离合轮相对的侧面上分别设有凸齿和凹槽，第一离合轮和第二离合轮通过凸齿与凹槽的结合来传动，第一离合轮在操作轴上的轴向活动距离大于凹槽的深度，且凸齿与凹槽结合时，钢球的前端仍位于第一离合轮的球面槽内。

2.根据权利要求1所述的用于三工位线性操作机构的离合机构，其特征在于：在所述的传动齿轮的两侧端面上分别设有隔套，通过隔套来对传动齿轮轴向限位。

3.根据权利要求1所述的用于三工位线性操作机构的离合机构，其特征在于：所述的第一离合轮的周面上设有卡槽，第一离合轮通过该卡槽与卡簧相连接，卡簧的两侧臂卡在第一离合轮周面上的卡槽内，卡簧的中部设有限位部，在三工位操作机构的装配板上设有限位柱，限位柱与限位部结合来限制卡簧的转动。

4.根据权利要求1所述的用于三工位线性操作机构的离合机构，其特征在于：所述的第一离合轮与第二离合轮相对的侧面上设有若干个凸齿，在第二离合轮上与第一离合轮相对的侧面上设有若干个凹槽，凸齿为梯形的凸齿，所述凹槽为与凸齿匹配的梯形凹槽。

5.根据权利要求1所述的用于三工位线性操作机构的离合机构，其特征在于：在所述的第一离合轮上设有两个相对的凸齿，在第二离合轮上设有四个凹槽，四个凹槽等间距分布。

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