CN2491193Y - 产生冲击输出的传动装置 - Google Patents

Abstract

一种产生冲击输出的传动装置,其输出轴和端面凸轮可轴向滑动地安装在星轮架上,星轮架与端面凸轮间装有储放能弹簧,星轮架与滚子保持架都可转动地安装在衬套内并同轴,滚子保持架正对着端面凸轮工作曲面的一端可转动地安装着三只滚子,另一端则沿径向匀布着三个通孔,通孔两端是滚珠,中间是弹簧,定圈内圆弧面匀布着三个弧面凹槽,驱动锥可轴向滑动地安装在输出轴对应于通孔位置的轴段上。其冲击输出效果好,工作可靠性高。

Description

产生冲击输出的传动装置

本实用新型涉及机械领域的传动技术，特别是产生冲击输出的传动装置。

产生冲击输出的设备主要有冲击钻、钻路机等，其产生冲击输出的主要结构有二类：汽缸式和端面齿结构。以汽缸式冲击钻为例，其工作原理是：电机带动曲柄滑块(即活塞)机构工作，滑块的往复运动为撞块提供一个背压，冲击时溢流孔被堵塞而背压骤升，从而推动撞块加速运动，末速时与钻头保持件发生碰撞，人工操作力使撞块复位，完成一个周期，不冲击时，溢流孔溢流而系统卸荷，钻头空转。

端面齿结构则是利用一对端面齿的相对转动，产生一种频率很高的轴向往复位移，位移值是端面器的全齿高度，严格来说，这类装置并不产生冲击输出，而是一种脉动输出。

综上所述，汽缸式冲击输出装置效果好，但造价高，特别是对活塞环、密封件及一些通过粉末冶金工艺成型的零件精度要求高，目前国内制造水平不易达到。而端面齿结构冲击输出装置则因端面齿间的互相撞击和滑动，且位移量小，所以其产生冲击输出效果差且易磨损。

本实用新型的目的在于针对现有技术存在的缺点，提供一种产生冲击输出的传动装置，其冲击输出效果好，工作可靠性高。

本实用新型的产生冲击输出的传动装置结构如下：输出轴和端面凸轮可轴向滑动地安装在星轮架上，星轮架与端面凸轮间装有储放能弹簧，星轮架与滚子保持架都可转动地安装在衬套内并同轴，衬套则固定安装在支架上，滚子保持架正对着端面凸轮工作曲面的一端可转动地安装着三只滚子，滚子转动轴心线沿滚子保持架径向匀布，并抵靠在端面凸轮的工作曲面上，滚子保持架另一端则沿径向匀布着三个通孔，通孔两端是滚珠，中间是弹簧，定圈固定安装在支架上，定圈内圆弧面匀布着三个弧面凹槽，驱动锥可轴向滑动地安装在输出轴对应于通孔位置的轴段上。

本实用新型结构中，端面凸轮可转动并可轴向移动，滚子保持架则可作转动或不转动但不能轴向位移。

工作时，端面凸轮转动，滚子保持架不转动，滚子对曲面的反力迫使端面凸轮作轴向往复运动，端面凸轮的往复运动使储放能弹簧完成储放能过程，弹簧能量急放，驱动端面凸轮轴向加速运动，在末速度时与输出轴发生非完全弹性碰撞产生冲击输出。

本实用新型装置中，储放能弹簧的作用是压缩时储能，释放时驱动端面凸轮加速直线运动；端面凸轮则通过曲面高差来实现储放能弹簧的储能和急放；滚子保持架用于安放滚子的同时，还起离合器的作用，即滚子保持架可转动或不转动；星轮架可设计成双面结构，一面安装行星齿轮，另一面则带有两个内花键分别驱动端面凸轮和输出轴作同步转动；输出轴用于连接钻头，且直接与端面凸轮发生碰撞，产生冲击输出。

发明人经过不断探索还发现，由于滚子保持架上的点因与转动中心距离不同而线速度不同，为产生效果最佳的冲击输出和耐磨，必须使滚子作纯滚动，故滚子要设计成圆锥台形状，滚子的最佳锥角为5°±0.5°-7°±0.5°。

为了产生最佳冲击输出，端面凸轮的工作曲面必须与滚子工作表面吻合，其曲面的展开面与转动轴心线的夹角应等于滚子锥角。

本实用新型的产生冲击输出的传动装置可适用于电动钻地机、民用冲击钻、打钉机、钢板打孔机等。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1、输出轴与端面凸轮因受同一构件分别驱动，故可同步转动而不干涉，机械效率高，工艺性能好；

2、端面凸轮的工作曲面可根据工作特性设计，以达到冲击效果好、工作可靠性高、节省功耗、工艺性能好的目的；

3、装置传动件少，铰点少，故造价低，噪音低。

4、通过运动副的扩大使每一零件在保证工艺性能好的前提下具有多种作用，故传动结构紧凑、简单。

图1是本实用新型产生冲击输出的传动装置结构示意图；

图2是图1右视图；

图3是图1中端面凸轮的一种结构示意图。

下面通过实施例和附图描述本实用新型的最佳实施方案，但本实用新型的技术方案不受此限制。

实施例

以民用冲击钻为例，其输入功率为800瓦，输出转速为800转/分，冲击频率为2400次/分，端面凸轮直径为70mm，曲面升程为14.7mm，减速比为14/5^*(1+45/9)。

如图1、图2所示，电机输出轴1为齿轮轴，输出轴13和端面凸轮2可轴向滑动地安装在星轮架3上，星轮架3与端面凸轮2间装有储放能弹簧4，星轮架3与滚子保持架6都可转动地安装在衬套7内并同轴，衬套7则固定安装在支架8上，滚子保持架6正对着端面凸轮2工作曲面的一端可转动地安装着三只滚子5，滚子转动轴心线沿滚子保持架6径向匀布，并抵靠在端面凸轮2的工作曲面上，滚子保持架6另一端则沿径向匀布着三个通孔14，通孔14两端是滚珠9，中间是弹簧10，定圈11固定安装在支架8上，定圈11内圆弧面匀布着三个弧面凹槽，驱动锥12可轴向滑动地安装在输出轴对应于通孔位置的轴段上，冲击钻头安装在输出轴13上。

端面凸轮的工作曲面的展开面与转动轴心线的夹角等于滚子锥角，为6°±0.5°。

端面凸轮2可设计为一件或组件，设计成组件时，其结构如图3所示，主要由轮体2--1、定位销2--2、镶件2--3、保持件2--4及衬套2--5构成，镶件2--3的一端为曲面，安装在保持件2--4槽内，并用定位销2--2保证其与保持件2--4的相对位置，衬套2--5则安装在保持件2--4的内腔，镶件2--3、保持件2--4、衬套2--5都安装在轮体2--1内腔中。

冲击钻工作时，工件反力迫使输出轴后退，轴上驱动锥结构轴段的大端表面沿径向将滚珠顶起，迫使另一端的滚珠进入定圈凹槽内，因受内圈约束，这时保持架不转动，端面凸轮作转动同时因受滚子轴向反力作用而后退，压迫储放能弹簧储能，当滚子离开曲面最高点后的瞬间突然悬空，弹簧能量急放，驱动凸轮沿轴向作加速运动，在末速时与出轴上的挡板发生非完全弹性碰撞，输出轴作冲击输出，完成一个周期。因凸轮与出轴受同一构件驱动，故同步转动。

当钻头离开工件时，反力消失，出轴在复位弹簧作用下轴向复位滚珠沿相应轴段上的锥面下滑到最低点，另一端滚珠离开定圈凹槽。滚子保持架因不受定圈约束，故与凸轮同步转动，出轴这时空转而不产生冲击输出。

Claims (4)

1、一种产生冲击输出的传动装置，其特征在于输出轴和端面凸轮可轴向滑动地安装在星轮架上，星轮架与端面凸轮间装有储放能弹簧，星轮架与滚子保持架都可转动地安装在衬套内并同轴，衬套则固定安装在支架上，滚子保持架正对着端面凸轮工作曲面的一端可转动地安装着三只滚子，滚子转动轴心线沿滚子保持架径向匀布，并抵靠在端面凸轮的工作曲面上，滚子保持架另一端则沿径向匀布着三个通孔，通孔两端是滚珠，中间是弹簧，定圈固定安装在支架上，定圈内圆弧面匀布着三个弧面凹槽，驱动锥可轴向滑动地安装在输出轴对应于通孔位置的轴段上。

2、根据权利要求1所述的产生冲击输出的传动装置，其特征在于滚子的锥角为5°±0.5°-7°±0.5°。

3、根据权利要求2所述的产生冲击输出的传动装置，其特征在于端面凸轮的工作曲面的展开面与转动轴心线的夹角等于滚子锥角。

4、根据权利要求1或2所述的产生冲击输出的传动装置，其特征在于端面凸轮设计成组件时，主要由轮体、定位销、镶件、保持件及衬套构成，镶件的一端为曲面，安装在保持件槽内，并用定位销保证其与保持件的相对位置，衬套则安装在保持件的内腔，镶件、保持件、衬套都安装在轮体内腔中。

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