CN218913615U - 一种大传动比制动的紧凑传动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明一种大传动比制动的紧凑传动机构，属于机械设计领域；包括转动轴系带轮、同步带、制动带轮、传动组件和制动组件；所述转动轴系带轮和制动带轮并列设置，且中心轴平行，其中转动轴系带轮的直径大于制动带轮的直径；所述同步带的内周为齿状，套装于转动轴系带轮和制动带轮上，并相互啮合；所述转动轴系带轮安装于传动组件上，制动带轮安装于制动组件上；由制动组件向制动带轮传递制动力矩，再通过同步带和转动轴系带轮将制动力矩放大并传递至传动组件，完成制动。本发明将需要制动的轴系迅速制动，并且具有能够抵抗外界扰动的功能，而且无需手动操作，失电自动实现制动功能。
Description
技术领域
本发明属于机械设计领域，具体涉及一种大传动比制动的紧凑传动机构,适用于转动轴系的制动，并且可实现节凑空间下大传动比制动的功能。
背景技术
零件间的转动和制动是机械设计中最基本和最常见的设计之一。其中制动的方法有多种多样，常见的有摩擦法、弹簧扭紧和制动器制动的方法；这些制动的方法有各自的特点，适用于各种不同的场合。
摩擦法存在使用时间长之后失效问题，而弹簧扭紧法不适用于自动化场合，断电自动制动中最常用的为制动器制动。具体使用为直接安装制动器，或者安装制动器并采用齿轮传动制动力矩的办法。其中直接安装制动器，往往需要较大的制动力矩，因此尺寸和重量往往超过设计要求。而采用齿轮传动，放大了制动力矩，在一定程度上解决了这个问题。但是齿轮传动是靠两个齿轮接触啮合传递力矩，经常受限于两个轴系结构和空间限制，导致传动比较小，放大动力倍数较小，在实际设计时传动比i<3，当要求制动力矩很大而空间要求很高时，齿轮传动就不能满足要求。
本发明提供的调整阻尼大小的方法属于制动器制动的一种，具有结构简单、断电自动制动、结构紧凑、稳定可靠，且能提供大传动比，选用小制动力矩就能达到很好制动效果的优点。
发明内容
要解决的技术问题：
为了避免现有技术的不足之处，本发明提供一种大传动比制动的紧凑传动机构，可以将需要制动的轴系迅速制动，并且具有能够抵抗外界扰动的功能，而且无需手动操作，失电自动实现制动功能。
本发明的技术方案是：一种大传动比制动的紧凑传动机构，其特征在于：包括转动轴系带轮、同步带、制动带轮、传动组件和制动组件；
所述转动轴系带轮和制动带轮并列设置，且中心轴平行，其中转动轴系带轮的直径大于制动带轮的直径；所述同步带的内周为齿状，套装于转动轴系带轮和制动带轮上，并相互啮合；
所述转动轴系带轮安装于传动组件上，制动带轮安装于制动组件上；由制动组件向制动带轮传递制动力矩，再通过同步带和转动轴系带轮将制动力矩放大并传递至传动组件，完成制动。
本发明的进一步技术方案是：所述转动轴系带轮与制动带轮的直径比大于4，传动比i大于4。
本发明的进一步技术方案是：所述传动组件包括转动轴和转动轴驱动电机，所述转动轴驱动电机的输出端通过转动轴与转动轴系带轮同轴固定连接；由转动轴驱动电机驱动转动轴带动转动轴系带轮旋转，再通过同步带将转动力矩传递至制动带轮，同步转动。
本发明的进一步技术方案是：所述制动组件包括制动轴和制动器，所述制动器的输出端通过制动轴与制动带轮同轴固定连接；由制动器输出制动力矩，通过制动轴传递至制动带轮，再通过同步带和和转动轴系带轮将放大后的制动力矩传递至转动轴，完成制动。
本发明的进一步技术方案是：所述制动器安装于制动器安装架上。
本发明的进一步技术方案是：所述制动轴与制动器安装架之间为转动连接。
本发明的进一步技术方案是：所述制动轴与制动器安装架之间通过轴承连接，所述轴承的内圈同轴套装于制动轴上，外圈同轴固定于制动器安装架内。
本发明的进一步技术方案是：所述轴承的外圈与制动器安装架之间设置有第一轴承定子固定件和第二轴承定子固定件；由第一轴承定子固定件和第二轴承定子固定件将轴承的外圈固定于制动器安装架。
本发明的进一步技术方案是：所述第一轴承定子固定件和第二轴承定子固定件均沿中心轴开有阶梯通孔，阶梯通孔的大径端与轴承外圈直径一致，小径端的直径大于制动轴的直径；第一轴承定子固定件和第二轴承定子固定件同轴安装，其大径端相对设置，用于轴承内圈的固定和限位；其小径端位于两端，用于穿过制动轴。
有益效果
本发明的有益效果在于：本发明选用制动力矩很小的制动器就可实现大制动力矩的制动效果，同步带的传动比通常为4～10，因此通过减小设计制动器制动力矩，减小其重量和尺寸可使成本很低且结构紧凑，并且设计为断电自动制动，无需手动操作。
因为不需要接触，靠同步带传递动力，主动带轮和被动带轮不需要接触，都可以减小设计直径，同时可以提高传动比i至10左右，大大减小了对制动器制动力矩的要求，使结构更紧凑，成本也更低。
附图说明
图1是本发明一种大传动比制动的紧凑传动机构的示意图；
图2是本发明一种大传动比制动的紧凑传动机构的剖视图；
图3是本发明一种大传动比制动的紧凑传动机构的俯视图；
图4是本发明一种大传动比制动的紧凑传动机构的正视图；
附图标记说明：1-转动轴系带轮、2-同步带、3-制动带轮、4-制动轴、5-轴承、6-第一轴承定子固定件、7-第二轴承定子固定件、8-制动器、9-转动轴和10-转动轴驱动电机。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-4所示，本实施例一种大传动比制动的紧凑传动机构包括转动轴系带轮1、同步带2、制动带轮3、制动轴4、轴承5、第一轴承定子固定件6、第二轴承定子固定件7、制动器8、转动轴9和转动轴驱动电机10；
其中，所述制动带轮3设置在制动轴4上，所述制动轴4设置在制动器8上；所述转动轴系带轮1设置在转动轴9上，所述转动轴驱动电机10设置在转动轴9上。
上电状态时，制动器8没有制动力矩，转动轴驱动电机10带动转动轴9旋转。转动轴9带动转动轴系带轮1转动，转动轴系带轮1通过同步带2带动制动带轮3转动，由于没有制动力矩，同步带2传动为空载传动，不增加电机负载。
失电时，制动器8有制动力矩。制动器8的制动力矩通过制动轴4传递给制动带轮3。制动带轮3的制动力矩通过同步带2放大并传递给转动轴系带轮1。转动轴系带轮1的制动力矩传递给转动轴9。转动轴9的制动力矩使其迅速制动，并能保护其在失电状态下抵抗外界扰动，保持制动状态。
第一轴承定子固定件6和第二轴承定子固定件7一起固定轴承5定子(即轴承外圈)，制动带轮3和制动轴4一起固定轴承5转子(即轴承内圈)。转动轴系带轮1的直径比制动带轮3的直径大，通过同步带2传动制动力矩。因为转动轴系带轮1和制动带轮3传动比设计灵活，并且可实现很大的传动比，因此制动器8可制动力矩很小的情况下就可实现转动轴9的大制动力矩。
实际在使用过程中，设计轴系带轮1直径为150mm，齿数为100，制动带轮3直径为15，齿数为15，传动比为10，要求转动轴9在断电时制动力矩为10Nm，因此只需选用制动力矩为1Nm的制动器即可达到设计要求，相比于直接选用制动力矩10Nm，直径为300mm的制动器，尺寸，重量都大大减小。而且在设计过程中，因为带轮不需要接触，因此设计时不受轴系上其他组件空间尺寸限制，两个带轮直径都设计比较小，轴系设计简单。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种大传动比制动的紧凑传动机构，其特征在于：包括转动轴系带轮、同步带、制动带轮、传动组件和制动组件；
所述转动轴系带轮和制动带轮并列设置，且中心轴平行，其中转动轴系带轮的直径大于制动带轮的直径；所述同步带的内周为齿状，套装于转动轴系带轮和制动带轮上，并相互啮合；
所述转动轴系带轮安装于传动组件上，制动带轮安装于制动组件上；由制动组件向制动带轮传递制动力矩，再通过同步带和转动轴系带轮将制动力矩放大并传递至传动组件，完成制动。
2.根据权利要求1所述一种大传动比制动的紧凑传动机构，其特征在于：所述转动轴系带轮与制动带轮的直径比大于4，传动比i大于4。
3.根据权利要求1所述一种大传动比制动的紧凑传动机构，其特征在于：所述传动组件包括转动轴和转动轴驱动电机，所述转动轴驱动电机的输出端通过转动轴与转动轴系带轮同轴固定连接；由转动轴驱动电机驱动转动轴带动转动轴系带轮旋转，再通过同步带将转动力矩传递至制动带轮，同步转动。
4.根据权利要求1所述一种大传动比制动的紧凑传动机构，其特征在于：所述制动组件包括制动轴和制动器，所述制动器的输出端通过制动轴与制动带轮同轴固定连接；由制动器输出制动力矩，通过制动轴传递至制动带轮，再通过同步带和和转动轴系带轮将放大后的制动力矩传递至转动轴，完成制动。
5.根据权利要求4所述一种大传动比制动的紧凑传动机构，其特征在于：所述制动器安装于制动器安装架上。
6.根据权利要求5所述一种大传动比制动的紧凑传动机构，其特征在于：所述制动轴与制动器安装架之间为转动连接。
7.根据权利要求5所述一种大传动比制动的紧凑传动机构，其特征在于：所述制动轴与制动器安装架之间通过轴承连接，所述轴承的内圈同轴套装于制动轴上，外圈同轴固定于制动器安装架内。
8.根据权利要求7所述一种大传动比制动的紧凑传动机构，其特征在于：所述轴承的外圈与制动器安装架之间设置有第一轴承定子固定件和第二轴承定子固定件；由第一轴承定子固定件和第二轴承定子固定件将轴承的外圈固定于制动器安装架。
9.根据权利要求8所述一种大传动比制动的紧凑传动机构，其特征在于：所述第一轴承定子固定件和第二轴承定子固定件均沿中心轴开有阶梯通孔，阶梯通孔的大径端与轴承外圈直径一致，小径端的直径大于制动轴的直径；第一轴承定子固定件和第二轴承定子固定件同轴安装，其大径端相对设置，用于轴承内圈的固定和限位；其小径端位于两端，用于穿过制动轴。
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