WO2010108388A1 - 用于调漆搅拌架的锥齿轮传动装置 - Google Patents

Description

用于调漆搅拌架的锥齿轮传动装置

技术领域

本发明涉及汽车修理行业中配色调漆使用的调漆搅拌架， 尤其涉及用 于这种调漆搅拌架的分离式锥齿轮传动装置。 背景技术

目前在汽车修理行业中， 对于汽车外壳表面漆色的喷漆修补， 对漆色 要求非常严格、 精确， 为了确保所需的配色漆在原漆桶内是均匀且无偏色 的， 漆桶要放置于调漆搅拌架上， 每隔一定的时间进行一次搅拌。 一般是 多个漆桶放置在一个调漆搅拌架上， 且均与调漆搅拌架的传动装置相连， 由电机带动的主动力装置与调漆搅拌架的传动装置相连， 调漆搅拌架的传 动装置带动各漆桶内的桨叶转动， 来完成对漆桶内的油漆搅拌。

在美国专利 US5,947,598中公开一种油漆搅拌装置， 其采用外齿带传 动， 这种外齿带传动机构具有啮合、 分离性能好的特点。 然而， 这种外齿 带结构在传动时啮合的齿轮有可能脱出， 并且成本较高。 此外， 这种传动 机构在使用一段时间后， 需要调整外齿带的张力来保证合适的外齿带紧 度， 否则会产生传动打滑而不能正常传送搅拌动力。

在中国实用新型专利 ZL96240843.3 中公开了一种适用于调漆搅拌架 中的锥齿轮传动装置， 该装置包括齿轮架体、 横向传动轴、 第一锥齿轮、 竖向转轴、 第二锥齿轮以及固定在竖向转轴下端的驱动板， 驱动板通过驱 动桨叶杆上的拨叉来实现对漆桶内的油漆搅拌。 这种结构的锥齿轮传动装 置与漆桶桨叶杆相连部分的结构复杂， 一般包括驱动板、 拨叉等零件， 使 得油漆搅拌架整机高度较高， 不但场地占用空间大， 也会加大整机包装体 积和运输成本。 此外， 上述锥齿轮传动结构中的两个啮合锥齿轮是在设备 运转之前就安装固定就位， 并保证两齿轮具有一定的相对位置精度。 这是 因为在通常的机械设计安装中， 锥齿轮传动副对安装位置的要求较高， 需 保证啮合传动的一对锥齿轮在齿轮架体中的三维安装位置都要达到一定 的位置精度要求。 因此， 通常的锥齿轮传动副， 特别是对传动要求平稳， 噪音小的锥齿轮传动副， 更是要使一对制造精度较高的锥齿轮安装固定在 有较高精度要求的啮合位置上， 甚至要经过微调两锥齿轮的相对三维安装 位置达到一定的位置精度要求， 以确保精准的正确啮合， 即保证一对锥齿 轮的背锥对齐， 并保证一定的齿侧间隙。 在安装锥齿轮时， 通常的做法是 先安装固定一对啮合的锥齿轮到正确的位置上， 再使锥齿轮加载运转传动 运动或动力。 特别是当从动锥齿轮有可能不是指定某一配对齿轮， 而是随 意与同规格的几十个中的任意一个锥齿轮配对啮合时， 很难保证装配精 度。 另外， 通常不能把一对需啮合传动的锥齿轮中的一个， 从正在转动的 锥齿轮侧面直接插装到该锥齿轮啮合位置上与其啮合传动， 这样会存在打 齿、 顶齿或磨齿的问题。 发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术中存在的问题， 提供一种适用于调 漆搅拌架的分离式锥齿轮传动装置， 这种锥齿轮传动装置具有结构筒单、 传动稳定、 操作方便和成本低的特点， 并在搅拌架的运行或停止状态下均 能实现分离式锥齿轮传动装置的顺利啮合或脱离。

因此， 本发明提供一种用于调漆搅拌架的传动装置， 其包括固定安装 在搅拌架上的齿轮架体； 可转动地安装在齿轮架体上的横向传动轴； 靠近齿 轮架体的一侧固定安装于横向传动轴上的第一锥齿轮； 垂直于搅拌架的支承 架板的竖向转轴，其上端固定安装有第二锥齿轮且下端安装有要置于漆桶内 的搅拌桨叶， 其中在齿轮架体的下部开设有开口式导槽， 导槽由垂直于该横 向传动轴延伸的第一段和朝向该第一锥齿轮延伸的第二段构成， 其中导槽第 一段和第二段之间的夹角为 180。≥α≥160。， 并且导槽的尺寸构造成能滑动地 接纳竖向转轴， 并使其在该导槽的槽底保持就位， 使得第二锥齿轮能够与第 一锥齿轮可分离地啮合， 在搅拌架的运行阶段， 该第一锥齿轮的旋转方向被 设定成能使该第一锥齿轮带动该第二锥齿轮向内旋转， 并且该第一和第二锥 齿轮中的至少一个由塑料材料制成。

另外， 在搅拌架的运行阶段， 即在对漆桶内的油漆进行搅拌时， 第一锥 齿轮（即横向转动轴）的旋转方向应设定成能使第一锥齿轮带动第二锥齿轮 向内旋转， 即从搅拌架的正面看， 第一锥齿轮的下部的齿向后运动。 这样 一来， 在第一锥齿轮的转动过程中， 不仅更有利于第二锥齿轮的插入， 并 且还能保证第二锥齿轮插入后在第一锥齿轮的带动下始终处于正确的啮 合位置而不会脱出。 更有利的是， 在这种配置下， 在搅拌过程中也能较容 易地使第一和第二锥齿轮脱离啮合， 从而需要取下需要的漆桶。 在本发明中， 导槽的这种配置， 使得竖向转轴最初沿着导槽的第一段 垂直于横向传动轴插入， 在第二锥齿轮就要接触第一锥齿轮之前， 竖向转 轴的移动方向变换为沿着导槽的第二段朝向第一锥齿轮移动。 这种插入方 式， 使得将第二锥齿轮插入第一锥齿轮时， 不会出现顶齿、 卡齿问题， 从 而有利于第二锥齿轮的插入。 另外， 导槽的槽底优选被构造成其中心线与 竖向转轴的轴线在第一和第二锥齿轮啮合时完全重合。 有利的是， 导槽的宽 度被构造成使该槽与该竖向转轴松配合， 这样设计在使竖向转轴能被很容易 插入的同时， 还能保证使用安全性。

按照本发明的一个优选方案， 第一锥齿轮和第二锥齿轮均由塑料材料 制成， 采用塑料锥齿轮代替金属齿轮不仅可以降低对装配位置的精度要 求， 同时还能降低锥齿轮副的运转噪声， 并且两塑料齿轮之间不需要加润 滑油就能防止磨损。 更有利的是， 为了提高塑料锥齿轮的耐磨性， 在制造 锥齿轮的过程中， 在塑料材料中掺混有减磨材料例如二硫化钼等， 减小了 齿轮的摩擦系数。

按照本发明的一个优选方案， 导槽的第一段和第二段之间的夹角为

170°>α>160° , 这样的设计更方便了锥齿轮的插入和啮合。 此外， 为了更有 利于锥齿轮的插入， 两锥齿轮被构造成齿侧间隙的最小值随所述夹角 _α的增 大而增大， 优选模数 m=1.5 ~ m=4的锥齿轮被构造成装配时两锥齿轮之间 的齿侧间隙最小值在 0mm ~ 0.3mm的范围内，这比现有技术中精度较高的 锥齿轮的齿侧间隙大了一倍以上， 在保证两锥齿轮顺利啮合的同时， 仍能 满足锥齿轮传动搅拌架的稳定运转要求。 在这里， 优选 α=160。时， 齿侧间 隙的最小值为 0mm, α=180°时， 齿侧间隙的最小值为 0.3mm。

在本发明中， 该锥齿轮传动装置优选设有减速器， 通过该减速器， 能 将横向传动轴的转速保持在 60 ~ 95转 /分的范围内， 在这样的转速下， 能 够防止两锥齿轮由于摩擦生热出现热变形， 并且运转噪声较小。 然而， 本 领域技术人员应当明白， 根据锥齿轮的材料， 本发明的分离式锥齿轮传动 装置也可以采用较高的转速， 但是这会增大制造成本。

在本发明的一个优选方案中， 搅拌桨叶可滑动地安装在竖向转轴上， 这样能够避免在漆桶中的油漆较少时，搅拌桨叶所产生的向上力带动漆桶悬 空或晃动。 但本领域技术人员应该明白， 也可以采用现有技术中能防止漆桶 悬空或晃动的其它任何合适的方法。

另外， 在本发明中， 齿轮架体优选由塑料材料制成， 横向传动轴和竖向 转轴优选均由金属材料制成。 这样不仅能保证传动轴所需的强度， 还能减小 金属轴和齿轮架体之间的摩擦系数。

按照本发明的一个方面， 竖向转轴被构造为圓柱形， 圓柱转轴的导向性 方便了竖向转轴和第二锥齿轮的插入。 此外， 为了方便安装， 竖向转轴可以 由两段构成， 这两段例如通过螺纹连接在一起， 也可以采用其它任何合适的 方法连接在一起。

在本发明中， 通过分离式锥齿轮传动装置， 不仅解决了锥齿轮插入抽 出时的打齿问题， 同时还能保证锥齿轮的插装位置精度达到使用要求， 且 随用随装， 随用随取， 插装方便。 另外， 锥齿轮的这种分离式结构， 还有 效地降低了调漆搅拌架的整机高度， 因而整机包装体积和运输成本也会随 之下降。 再者， 在搅拌过程中， 通过选择横向传动轴的正确转动方向， 第 一锥齿轮能将竖向转轴带入槽底中的正确位置， 并且在转动过程中， 始终 将竖向转轴保持就位，传动非常可靠，在搅拌中不会产生锥齿轮分离现象。 更有利的是， 这种锥齿轮传动装置长时间使用也不需要调整齿轮间隙。 附图说明

以下，结合附图来详细说明本发明，相同的附图标记表示相同的构件。 其中：

图 1为根据本发明的锥齿轮传动装置的俯视图， 其中未安装第二锥齿 轮和竖向转轴；

图 2为图 1中锥齿轮传动装置的透视图， 其中未安装第二锥齿轮和竖 向转轴；

图 3为根据本发明的锥齿轮传动装置的正面视图；

图 4为图 3中的锥齿轮传动装置的透视图；

图 5为锥齿轮传动装置与漆桶盖的装配示意图；

图 6为锥齿轮传动装置和漆桶的装配示意图；

图 7为使用根据本发明锥齿轮传动装置的搅拌架的示意图。 附图标记一览表

1-齿轮架体； 2-横向传动轴； 3-第一锥齿轮； 4-竖向转轴； 5-第二锥齿 轮； 6-漆桶盖； 7-搅拌桨叶； 8-导槽； 8a-导槽第一段； 8b-导槽第二段； 9- 定位孔； 10-漆桶； 11-搅拌架； 12-支 7 架板； 13-定位销。 具体实施方式

图 1-6示出了根据本发明的适用于调漆搅拌架 11的分离式锥齿轮传动 装置的一个实施例， 从图中可以看出， 该锥齿轮传动装置包括齿轮架体 1 , 其通过设置在其上的定位孔 9固定安装在搅拌架 11上 （参见图 8 )。 由驱 动装置带动的横向传动轴 2可相对转动地安装在齿轮架体 1上的开孔内， 在这里仅示意性画出的横向传动轴 2的长度可与搅拌架 11 的宽度基本相 同， 该传送轴横穿过等距安装在搅拌架上的多个齿轮架体 1。 为了筒单起 见，现仅对一组传动锥齿轮进行描述。横向传动轴 2上靠近一个齿轮架体 1 的一侧固定安装有一个第一锥齿轮 3 , 使得该第一锥齿轮 3能随横向传动轴 2同步转动。 该锥齿轮传动装置还包括装配完成后垂直于搅拌架的支承架板 12的竖向转轴 4, 该转轴 4的上端固定安装有第二锥齿轮 5 , 下端安装有用 于搅拌油漆的搅拌桨叶 7。 在实际装配中， 竖向转轴 4 首先穿装在桶盖 6 中心孔中， 然后再安装搅拌浆叶 7。 从图 5和图 6可以看出， 桶盖 6位于在 竖向转轴 4的在第二锥齿轮和搅拌桨叶 7之间的轴杆上。

有利的是， 如图 1和图 2所示， 优选由塑料材料制成的齿轮架体 1的下 部设有导板， 在该导板上开设有开口式导槽 8, 该导槽 8由垂直于该横向传 动轴 2延伸的第一段和朝向该第一锥齿轮 3延伸的第二段构成， 其中该第一 段和第二段之间的夹角为 180。≥α≥160。（即， 导槽可以是直槽）， 优选为 170°>α>160°, 并且该导槽 8的宽度尺寸被构造成能滑动地接纳竖向转轴 4, 并使转轴 4在导槽 8的槽底保持就位，从而能够方便地将可转动地装在桶盖 6上竖向转轴 4以及固定安装在转轴 4上的第二锥齿轮 5插入该导槽 8中 , 使得第二锥齿轮 5能够与第一锥齿轮 3可分离地啮合。

在本发明中， 导槽 8的宽度被构造成能使导槽与竖向转轴 4松配合。 具 体地， 在一个实施例中， 例如竖向转轴的直径为 8mm, 导槽第一段 8a的宽 度为 9mm, 导槽第二段 8b的宽度为 8.4mm, 这种设计不仅便于竖向转轴 4 的插入， 并且在保证安全性的同时， 有利于将竖向转轴 4保持就位。 另外并 且两齿轮被构造成齿侧间隙的最小值随所述夹角 α的增大而增大，优选模数 在 0mm ~ 0.3mm的范围内，例如 α为 180。时，齿侧间隙的最小值为 0.3mm; α为 170°时， 齿侧间隙的最小值为 0.1 mm; α为 160°时， 齿侧间隙的最小值 为 0mm, 这样的齿侧间隙设计使得在实现分离的锥齿轮正常传动啮合的同 时， 还能增加锥齿轮的使用寿命。

如上所述， 导槽 8的这种设计， 使得在插入漆桶 10的过程中， 首先是 使竖向转轴 4垂直于第一锥齿轮的横向传动轴 4的方向插入，在第二锥齿轮 5将要接触第一锥齿轮 3时， 插入方向转变为沿朝向并靠近第一锥齿轮 3的 导槽第二段 8b插入。 这样一来， 不仅能保证在搅拌架不运转时漆桶的顺利 插入和拔出， 还能保证在搅拌架的正常运行中， 漆桶上的第二锥齿轮能容易 地插入到与第一锥齿轮配合的正确位置上。 并且在搅拌过程中， 不会出现松 脱的问题。

特别地， 在搅拌架的运行过程中， 即在搅拌油漆时， 横向传动轴 2以及 固定安装在其上的第一锥齿轮 3的旋转方向应当设置成能带动第二锥齿轮 5 向内转动， 即在图 3中， 第二锥齿轮 5的转动方向为顺时针转动。 所以， 当 把装有竖向转轴 4和第二锥齿轮 5的漆桶插入开口式导槽 8时， 第一锥齿 轮 3的转动会带动第二锥齿轮 5进入导槽 8的底部， 并保持竖向转轴 4紧 靠导槽 8第二段 8a的底部， 确保了第二锥齿轮 5的在水平方向上的正确 位置。 此外， 由于第二锥齿轮 5的底部与齿轮架体 1的开口式导槽 8处的 导板表面接触以及漆桶 10在搅拌架 11上的正确放置， 又使得搅拌桨叶 7 杆上端第二锥齿轮 5的垂直位置得以保证， 从而使这对锥齿轮 3 , 5保持 在正确的啮合位置。 当需要抽出漆桶 10使用时， 只需用手抓住桶盖 6上 的把手稍用一定力向外拉出， 在第二锥齿轮 5与搅拌桨叶 7相对加速转动 一下后就能抽出漆桶 10。 本领域技术人员应当明白， 在搅拌架运转时， 抽 出漆桶时要克服的阻力不仅和油漆的粘度有关， 还和搅拌桨叶 7的结构有 关， 这些可根据需要进行调整。

在本发明中， 齿轮架体 1优选由塑料材料制成。 此外， 为了更方便锥齿 轮之间的啮合， 两锥齿轮优选均由塑料材料制成， 例如尼龙材料。 这样不仅 能降低对装配位置精确度的要求， 同时也能降低锥齿轮副的运转噪声。 本领 域技术技术人员应该明白， 本发明的锥齿轮可以使用其它任何合适的材料， 例如聚曱醛、 聚碳酸酯等， 但是这些材料当前存在成本高、 硬度大的缺点。 此外， 本发明的锥齿轮还可以使用橡塑共混材料。 有利的是， 为了提高塑料 锥齿轮的耐磨性， 在制造锥齿轮的过程中， 在塑料材料中掺混有减磨材料 例如二硫化钼等， 减小了齿轮的摩擦系数。 由于本发明的从动锥齿轮需要 经常被抽出， 如果齿轮面上有润滑油， 会污染环境。 上述锥齿轮在传动过 程中不需要加润滑油， 就能防止磨损， 并且平稳运行， 解决了上述问题。 根据本发明的一个方案， 为了避免在漆桶中的油漆较少时， 搅拌桨叶 所产生的向上力带动漆桶悬空或晃动的问题，可将搅拌桨叶 7设计成可滑动 地安装在竖向转轴上。 这样一来， 搅拌油漆时， 搅拌桨叶转动向上推动油漆 的同时， 会出现下滑， 直至到达漆桶底部， 从而限制了漆桶的上升和晃动。 然而， 应当理解， 也可以采用现有技术中任何已知的方式来解决漆桶在搅拌 过程中上升和晃动的问题， 例如可以采用从导板的下侧伸出一根杆挡住漆桶 上的桶盖出漆口的边缘的方法。

另外， 为了便于装配， 竖向转轴 4可以由两段构成， 在一个实施例中， 这两段通过螺纹连接在一起。 应当明白， 可以采用任何合适的方式连接在一 起， 例如卡接等。

在上述实施例中， 横向传动轴 2和竖向转轴 4均由金属制成。 这是因为 金属轴的散热性好， 在装配到塑料齿轮架体 1中时， 摩擦系数小， 效果高。 并且还能保证良好的强度。

在安装时， 如图 7所示齿轮架体 1通过其上加工的定位孔 9 , 利用螺 釘固定在搅拌架的支承架板 12上。 多个这样的齿轮架体成排固定安装在 搅拌架长架板上， 在一层支承架板上， 横向传动轴 2可是单独的一根， 也 可是由多个联结套联接在一起的多根轴。

在搅拌架不运转时， 当需要搅拌漆桶 10 内的油漆时， 桶盖 6上的竖 向转轴 4沿齿轮架体 1的导槽 8滑动插入到导槽 8的内底部， 第二锥齿轮 5与第一锥齿轮 3接触， 同时会使第二轴锥齿轮 5逆时针转动 （从图 3中 的正面看 ), 从而实现第二锥齿轮 5的插入， 竖向转轴 4插到导槽的底部 位置时， 横向传动轴 2上的第一锥齿轮 3正好与竖向转轴 4顶端的第二锥 齿轮 5相啮合。 当需要抽出油漆桶 10使用时， 只要用手抓住桶盖 6上的 把手稍用一定力向外拉出， 第二锥齿轮 5会顺着搅拌方向啮合转动脱开， 然后竖向转轴 4就可以沿齿轮架体 1的导槽 8脱离出来， 从而竖向转轴 4 上的第二锥齿轮 5与横向传动轴 2上的第一锥齿轮 3脱离啮合。

搅拌架 11上装有油漆桶 10时， 当需要进行油漆搅拌时， 由电机驱动 装置带动串联在一起的多个齿轮架体 1上的横向传动轴 2转动， 同时带动 多个第一锥齿轮 3转动， 由于横向传动轴 2上的第一锥齿轮 3与竖向转轴 4上的第二锥齿轮 5的啮合作用， 竖向转轴 4上安装的搅拌桨叶 7也开始 转动搅拌， 从而达到搅拌油漆的目的。 桶盖 6上设置的定位销 13卡拌在 导槽第二段 8b处是防止搅拌桨叶 7搅拌时的漆桶转动， 也可采用其它的 防转动方式。 对于没有将漆桶 10插入齿轮架体 1 的搅拌单元， 第一锥齿 轮 3单独转动， 不影响搅拌架 11 的正常运转。 对于具有这种锥齿轮传动 装置的搅拌架来说， 漆桶可以随用随装， 随用随取， 插装方便。 另外， 锥 齿轮的这种分离式结构， 还有效地降低了调漆搅拌架的整机高度， 因而整 机包装体积和运输成本也会随之下降。

在不超出本发明的精神和范围的情况下， 本领域普通技术人员可以对 本发明做出这些和其它的更改与变化。 还应当明白， 不同实施例的多个方 面可以完全或部分地相互替换。 此外， 本领域技术人员将会理解， 前面的 说明仅仅是示范性的， 不会对在后附的权利要求书中进一步描述的本发明 内容构成限制。

Claims

权 利 要 求

1. 一种用于调漆搅拌架的锥齿轮传动装置， 其包括固定安装在该搅拌 架上的齿轮架体 (1); 可转动地安装在该齿轮架体 (1)上的横向传动轴 (2); 靠 近该齿轮架体 (1)的一侧固定安装于该横向传动轴 (2)上的第一锥齿轮 (3); 其 上端固定安装有第二锥齿轮 (5)且下端安装有要置于漆桶内的搅拌桨叶 (7) 的竖向转轴 (4), 其特征是， 在该齿轮架体 (1)的下部开设有开口式导槽 (8), 该导槽 (8)由垂直于该横向传动轴 (2)延伸的第一段 (8a)和朝向该第一锥齿轮 (3) 延伸的第二段 (8b)构成， 该第一段和第二段之间的夹角为 180。≥α≥160。， 并 且该导槽的尺寸构造成能滑动地接纳竖向转轴 (4) , 使得该第二锥齿轮 (5)能 够与该第一锥齿轮 (3)可分离地啮合， 其中在搅拌架的运行阶段， 该第一锥齿 轮 (3)的旋转方向被设定成能使该第一锥齿轮 (3)带动该第二锥齿轮 (5)向内旋 转， 并且该第一和第二锥齿轮中的至少一个由塑料材料制成。

2. 根据权利要求 1所述的锥齿轮传动装置， 其特征是， 所述第一和第 二锥齿轮被构造成其齿侧间隙的最小值随所述夹角 _α的增大而增大。

3. 根据权利要求 2所述的锥齿轮传动装置， 其特征是， 所述第一和第 二锥齿轮的模数 _m=1.5~4,所述齿侧间隙的最小值在 0mm~0.3mm的范围内。

4. 根据权利要求 3所述的锥齿轮传动装置， 其特征是， 当 α=160。时， 所述齿侧间隙的最小值为 0mm,当 α=180。，所述齿侧间隙的最小值为 0.3mm。

5. 根据权利要求 2所述的锥齿轮传动装置， 其特征是， 所述第一和第 二锥齿轮均由塑料材料制成。

6. 根据权利要求 5所述的锥齿轮传动装置， 其特征是， 所述塑料材料 中掺混有减磨材料。

7. 根据权利要求 1 所述的锥齿轮传动装置， 其特征是， 该装置还包括 减速器， 所述横向传动轴 (2)的转速通过该减速器调整为 60~95转 /分。

8. 根据权利要求 1所述的锥齿轮传动装置， 其特征是， 所述导槽 (8)的 宽度被构造成使该槽与该竖向转轴 (4)松配合。

9. 根据权利要求 7所述的锥齿轮传动装置， 其特征是， 该导槽的所述 第一段 (8a)的宽度大于该第二段 (8b)的宽度。

10. 根据权利要求 1所述的锥齿轮传动装置， 其特征是， 所述搅拌桨叶 (7)可滑动地安装在该竖向转轴 (4)上。

11. 根据权利要求 1所述的锥齿轮传动装置， 其特征是， 所述横向传动 轴 (2)和所述竖向转轴 (4)均由金属材料制成。

12. 根据权利要求 1 所述的锥齿轮传动装置， 其特征是， 所述角度 170°≥α≥160°。

13. 根据权利要求 11 所述的锥齿轮传动装置， 其特征是， 所述竖向转 轴 (4)由两段构成， 这两段通过螺纹连接在一起。