專利名稱：一種減速兼離合裝置的制作方法
一種減速兼離合裝置
技術領域 本發明涉及機械在運轉中需要降低轉速的一種裝置，更確切更具體
地講是某一種機器在做功時依據工藝要求所設計的旋轉速度當應低于其動力即電動機或 內燃機的轉速而配套的一種減速機或稱變速箱。
技術背景 眾所周知，機器的運轉必須由動力即電動機或內燃機帶動，只有極 少數借用水力或風力等大自然中的介質推動，由于電動機和內燃機的轉速太高，不適應眾 多機器在做功時的工藝要求，這便是減速機出現的由來。當今社會上使用的減速機盡管有 多種多樣，但其做功原理幾乎都是相同的，即由動力在運轉中帶動高速軸，高速軸上安裝有 小齒輪即主動齒輪也隨之旋轉，在旋轉中帶動與其相互嚙合的中間軸上的大齒輪即被動齒 輪或稱為從動輪轉動，再由中間軸上的另一個小齒輪帶動與其相互嚙合的即安裝在低速軸 上的一個大齒輪旋轉，由此實現減速之目的。極為個別的機器因減速不多或者很多，而在 此特殊情況下也有只設置兩軸即高速軸與低速軸或者共四根軸的減速機，每一根軸都為水 平安裝，各軸彼此相互平行前后排列，當需要改變方向時，也可以水平與垂直排列相結合安 裝，或稱軸與軸成直角安裝，然而不管何種安裝方式，都得依靠主被兩個齒輪相互嚙合傳 動。使用的齒輪種類根據各工藝要求的不同和制造難易程度等因素可以是圓柱正齒輪，圓 柱斜齒輪，人字齒輪，圓錐齒輪和螺旋齒輪等多種。 眾所周知，現有技術中的減速機內部都是采用齒輪傳動的，而且必須是以小帶大， 否則就談不上減速了，齒輪傳動是機械中最常見的一種傳動方式，只少由兩個相互嚙合的 齒輪所組成的傳遞運動和動力的傳動形式，兩齒輪線彼此相對位置不變，并各繞其自身的 軸線轉動，當外嚙合時彼此為反方向運轉，即其中一個為左轉一個為右轉，內嚙合時同方向 運轉，兩齒輪相互嚙合而工作時，可將主動輪的動力和運動傳遞給從動輪(被動輪)。由于 齒輪傳動具有傳動平穩、精確和傳動比大及傳動效率高等特點，因此其應用范圍相當廣泛。 齒輪傳動用于減速機中是極為廣泛的一種，它雖具備上述各種優點，但也有其不足之處，主 要表現在以下幾個方面。 首先是它結構復雜而笨重，一次性投資大。傳統四齒輪三軸兩級減速的機型其型 號是以高速軸與低速軸的中心距離尺寸以毫米為單位來定的。例如350型減速機，即該機 中的高速軸與低速軸的中心距為350毫米。每一臺減速機由箱體(澆鑄而成)、齒輪、軸與 軸承座及軸承等零配件組合而成，并且務必加注一定斤兩的齒輪油做為潤滑劑和確保不漏 油，一臺型號為1000的中型減速機，其重量為1噸左右。特別是如圖8所示當采用螺旋齒 輪即蝸桿蝸輪嚙合傳動時，在動力傳動中，為了提高效率、減少磨擦和延長其使用壽命，必 須采用比普通鋼材價格要貴許多倍的青銅來制造，不僅成本高，而且加工難度大，其原由是 在蝸輪傳動中，蝸輪的牙齒是呈圓弧形包圍著蝸桿的，所以切制蝸輪的滾刀必須與工作蝸 桿具有完全一樣的模數、壓力角、分度圓直徑、頭數、旋向和螺旋升角，因此滾刀的專用性極 強，所以僅僅是模數相同的蝸輪與蝸桿是不可以互換嚙合的。在圖4與圖5中，是所有齒 輪中最為簡單的一種，它的制作工藝要求與嚙合傳動原理簡介如下顧名思義，齒輪就是緣 周排列若干個牙齒的一個輪子，這些牙齒必須做得十分地標準并要求耐磨，牙齒的大小是 以模數為依據的，各項尺寸計算公式為外徑dl =模數X (齒數+2);節徑d =模數X齒數；根徑df 二節徑-2.5X模數；齒項高oh二模數；齒根高hf = 1.25X模數；齒全高h二 2. 25 X模數；孤齒厚S = 1. 5708 X模數；兩齒輪嚙合中心距A =(大齒輪節徑d2+小齒輪 節徑dl)+2。 其次是耗能多。眾所周知，主被相互嚙合的兩齒輪其尺寸相差越多越節能，這和用 手秤稱東西其小小秤砣往秤桿尾端移動一倍的距離其被稱物也須相應加重一倍道理一樣， 原由是借用了省力杠桿之力。不難發現，如果用人力去轉動一臺減速機的輸出軸(低速軸) 遠比扭動其輸入軸(高速軸)要困難得多，即反道行之為費力杠桿。但由于受到其成本與 體積的制約，在實際操作中不可能將被動齒輪做得很大，同時受強度的約束也不可能將主 動齒輪做得太小，如果將一臺減速機的四個齒輪改為兩個而速比不變，根據速比的多少，其 體積后者是前者的幾倍至幾十倍，因此是行不通的一種技術方案。 再次是使用壽命短和噪音大。由于齒輪牙齒的強度很有限和在傳動中為硬磨擦， 運轉中斷齒現象常有發生，它遠不如軸承在運轉中那樣耐磨，并伴有一定程度的噪音，特別 是圓柱正齒輪在運轉中為突然嚙合又突然脫開而噪音更大，斜齒和人字齒在嚙合傳動中為 逐然接觸與逐然脫開而噪音較小但制造成本相對要高。 還有正因為磨擦系數較大免不了有發熱現象，為了降低磨損量，務必要在變速箱
內加注齒輪油作為潤滑劑，并且要定期加注或更換，由此必須要有個儲油箱的由來。 另外，由于必須要在變速箱中加入潤滑油，因此每臺減還機的安裝只限于其底層
在下，無法實現斜裝、立裝和倒裝，當在機械傳動中需要改變方向時，唯一的辦法就只得采
用圓錐齒輪傳動用于兩軸相交的機構而既不方便又難度較大。
發明內容
本發明為彌補以上所述不足，旨在提供一種結構簡單、造價低廉、節 能省力、無有噪音、無須注油、絕不發熱、經久耐用并具備減速與離合雙重功能的一種減速 裝置，采用以下技術方案于以實現。 在低速軸上安裝一個傳動盤，依據速比的多少在傳動盤的左右兩個平面的緣周以 等距離安裝(焊接或加工而成)若干根凸條以取代齒輪的牙齒，傳動盤的左右平面與低速 軸成直角安裝，并在與傳動盤平面鄰近的左右兩側軸上分別安裝軸承，軸承被包圍在外套 中，外套上安裝一根與軸成十字架的杠桿，根據工藝要求杠桿兩端長度既可以是相等也可 以是相差，當相差時以低速軸為界前短后長，前端最短只是僅僅套合在軸上便可，其后端為 動力臂前端為阻力臂，并在動力臂的下邊距離低速軸一定尺寸安裝一根與低速軸平排的曲 軸做為高速軸。雙根杠桿的后端分別閣放在曲軸的兩個曲柄位置上，運轉中被彈簧拉住二 者為緊貼不松開，由動力(內燃機或電動機)帶動的曲軸由于兩個曲柄位相對反向偏離曲 軸中心線一定尺寸在運轉中促使兩根杠桿一根往上一根往下不斷輪流擺動，往上靠的是曲 柄位在運轉中由下止點升至上止點，往下靠的是彈簧的拉力加上杠桿本身的重力(平裝 時)與曲柄緊貼而從上止點落到下止點。由于在阻力臂相應位置安裝了與傳動盤成直角的 可伸縮舌簧與傳動盤凸條位相對應并有所搭接套合，后端動力臂往上時前端阻力臂必然往 下，由此推動凸條帶動傳動盤連及低速軸旋轉，動力臂往下時其阻力臂帶連舌簧往上超越 一根凸條為空轉，曲軸每運轉一周促使雙根杠桿上下擺動一次，傳動盤緣周共有多少根凸 條便相當于速比多少，即曲軸轉數周低速軸轉一周以速比而定，由此雙根杠桿在同一時間 內彼此相互反向擺動而做功。 也可以在傳動盤兩側平面緣周鉆孔取代凸條，依據旋轉方向將孔的一個側邊即半圓用銑床銑個坡口用于舌簧的回位，只要孔與坡口的排列成圓形，并且其坡口的中心線與 孔的中心相對應即在同一條圓周線上，并將舌簧前端頂頭做成相應的圓形，便可獲得與凸 條同樣的效果。 舌簧既可以安裝在低速軸的前邊即杠桿的阻力臂上，也可以安裝低速軸的后邊即 鄰近軸的杠桿動力臂上，安裝在前邊運轉中將傳動盤帶連軸往下壓，安裝在后邊運轉中將 傳動盤帶連軸往上抬，其旋轉方向不變，做功原理無異。 為了曲軸在運轉中其曲柄位與杠桿相貼處不發生相對滑動的硬磨擦，可以將曲軸 做成組合式，，由此便可以在曲軸的曲柄位安裝軸承，由此實現由相對滑動為硬磨擦改變為 滾動移位為軟磨擦，即等于車輪的滾動移位。 或者將兩個相同的輪盤分別安裝在同一根軸兩端頂頭，并將支承軸的軸承與軸承 座及傳動輪安裝在中間段，只須在軸線上彼此相隔180°的兩端各一個輪盤的外邊平面的 一側邊依據杠桿的擺動量安裝偏心小軸兼軸承用于搭貼雙根杠桿，并且依據兩輪盤相隔尺 寸將低速軸上的傳動盤相應加寬或安裝雙個，便可獲得同樣的效果。 為了節省成本，條件許可時可直接將傳動盤與杠桿安裝于工作機器的主軸上，不
僅節省了 一根低速軸和用于支承軸的軸承與軸承座，而且占地面積相應減少。 為了杜絕舌簧在伸縮中與凸條的相對磨擦，其凸條可由小軸及軸承組合而成，當
然也可以將軸承安裝于舌簧的頂頭，便可獲得同樣的效果，即舌簧在前伸與后退中由軸承
的滾動磨擦取代相對滑動磨擦。 正由于雙根杠桿是架設在同一根曲軸左右兩個曲柄位置上，這給在必要時設置離 合器裝置提供了一個可行性條件只須在杠桿尾端的前后(上下)雙向安裝彈簧或松緊帶， 另一頭系掛在前后可轉動的支架上，每根支架的下位像自行車站腳那樣用彈簧拉住，只要 往前后轉動支架一定尺寸便可促使彈簧一緊一松，上緊下松(或稱前緊后松)為退開，由此 雙根杠桿不與曲軸的曲柄位相貼，此時的曲軸為空轉(不做功)，上松下緊為合攏即杠桿與 曲柄緊貼而復位做功，為了減輕在合攏中杠桿與曲柄所發生的撞擊聲，可以在杠桿與曲柄 位對應處用彈性物件如橡膠皮等皮裹或將其固定在底邊與曲柄相貼部位。
本發明有益效果簡述如下。 —是結構簡單而制做成本低與建廠投資少。不管其大小只須安裝一個傳動盤和雙 根杠桿及一根曲軸為主要組成部分，省去了傳統做法中的笨重齒輪與齒輪箱，依據尺寸的 不同其斤兩減少了數倍至數十倍之多。 二是節省能力。不管速比多少，曲軸相當于一個傳統型的小齒輪，雙根杠桿所帶動 的傳動盤相當于一個大齒輪為單級減速。 三是運轉成本低并經久耐用。沒用齒輪便不存在磨損和打齒現象，并由此省去了 齒輪箱，軸承磨損了可更換且價格低，杠桿是不會壞的。 四是必要時可具備減速和離合的雙重功能，由此省去了一個離合器配件并得到一 個幾乎無須修理的離合裝置。 五是可根據需要可實現平裝、立裝和斜裝。由于無須加注齒輪油而不受齒輪油必 須存于箱底的制約；還有運轉平穩無噪音等優點。
圖1是發明原型即現有技術中的圓柱正齒輪的嚙合傳動示意圖；
圖2是一大一小兩個圓柱斜齒輪相互嚙合傳動示意 圖3是圓錐齒輪嚙合傳動示意圖；
圖4是圓柱正齒輪其結構與形狀圖； 圖5是一大一小兩個圓柱正齒輪相互嚙合傳動平面位置說明圖； 圖6是四齒輪三軸兩級減速并且以蝸桿蝸輪嚙合傳動軸與軸為直角相交安裝的
減速機剖視圖； 圖7是本發明其曲軸與雙根杠桿等有關零配件的安裝就位結構圖；
圖8是傳動盤平面結構展示圖；
圖9是傳動盤的側視圖； 圖10和圖11是杠桿與低速軸及高速軸即曲軸加上離合裝置其組合就位與做功原 理示意圖。 圖12是借助偏心輪促使雙根杠桿上下擺動其結構與做功原理示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖做更具體的說明。 參照圖7，雙根杠桿尾端1分別閣放在曲軸的兩個曲柄位置上與曲柄位安裝的軸 承2相貼合，曲軸的右端安有皮帶輪3做為從動輪與電動機皮帶輪(圖中未示出)為主動 輪配套連合傳動，曲軸由左右兩個軸承座4支承被安裝在機架上(圖中未示出)。
參照圖8和圖9，傳動盤的左右兩側大面相對安裝有各為18根凸條5為等距離排 列，其內孔相對兩側開有鍵槽6用于與低速軸套合并用鍵固定在低速軸上可隨軸旋動。
參照圖10和圖11，杠桿1的前端安裝在低速軸7上由軸承8間離為滑動配合即可 在軸上做往返的旋轉運動，并在前邊位置安裝有可伸縮的舌簧9與凸條5套合搭接，運轉時 擺動中的杠桿1其前端往下時由舌簧推動凸條帶連傳動盤與低速軸7旋轉，回位往上時其 舌簧的頂頭斜面與上一個凸條相碰而退后，超越一個凸條后由于舌簧后端彈簧的作用復位 又與凸條套合搭接，由此雙根杠桿(圖中只示出一根)由曲軸13帶動在同一時間內一根上 一根下輪流擺動中不斷促使低速軸運轉而做功。 杠桿的尾端被上彈簧10和下彈簧11相互對稱拉著，彈簧的另一端被系掛在可旋 轉的支架上，支架的兩個旋轉點15安裝在固定的機架16上并由彈簧17拉住，正常運轉時 上彈簧10松下彈簧11緊促使杠桿1與曲軸13的曲柄位緊貼而做功，當需要離開時只須將 把手18用人力往上抬促使上彈簧由松變緊被拉長，下彈簧11由緊變松被縮短，從而使雙根 杠桿與曲軸脫開使曲軸為空轉，由于彈簧17的作用脫開后非用外力不得自動復位，合攏后 也不得自動脫開。 參照圖12，兩個偏心輪盤19安裝在同一主軸的兩頭，兩個軸承與軸承座20和傳動 輪21安裝在軸的中間段，輪盤19外邊平面各安裝有在軸線上相隔180。的各一個小軸外套 軸承22，雙根杠桿1分別閣貼在軸承22上邊。
權利要求
一種減速兼離合裝置，運轉中高速軸為主動、低速軸為從動，其特征在于雙根杠桿(1)的后端與曲軸的曲柄位相貼合，其前端或中間段以十字形套合在低速軸上為滑動配合即可旋轉，并在兩杠桿之間的低速軸上安裝有可隨軸旋轉的傳動盤，傳動盤的左右兩個側面的周線上安裝有若干根以等距離排列的凸條(5)或鉆有等距離排列在其同一側邊開有坡口的圓孔或方孔，與凸條對應處的杠桿上安裝有可伸縮的舌簧(9)，或者將雙根杠桿(1)分別閣貼在安裝在同一根軸兩端頂頭的各一個偏心輪盤外邊的軸承(22)上。
2. 根據權利要求1所述的一種減速兼離合裝置，其特征是雙根杠桿的前端或中間段與 低速軸套合位加裝了軸承。
3. 根據權利要求1所述的一種減速兼離合裝置，其特征是雙根杠桿的后端其上下或稱 左右或稱前后用彈簧或松緊帶拉住。
4. 根據權利要求1或3所述的一種減速兼離合裝置，其特征是，拉簧或松緊帶的另一端 被系掛在可旋轉的支架上，支架旋轉點上位有彈簧或松緊帶拉住，
5. 根據權利要求l所述的一種減速兼離合裝置，其特征是凸條(5)為軸承式結構。
全文摘要
本發明公開了一種減速兼離合裝置，旨在提供一種結構簡單、重量輕、制造成本低，使用方便，節能省力并具備減速與離合雙重功能的減速機，其技術方案的要點是借助于兩根杠桿其后端搭貼在同一根曲軸的各一個曲柄上，其前端與工作軸即低速軸某處橫向套合為滑動配合可旋轉，并在工作軸其兩杠桿之間安裝一個可隨軸轉動的傳動盤，傳動盤兩側面的周線上以等距離設置若干根凸條與杠桿前端設置的可伸縮舌簧相對應，由動力帶動的曲軸促使雙根杠桿上下來回擺動，以低速軸為界杠桿后端向上其前端向下，往下舌黃與凸條緊貼為做功，往上舌簧后退為空轉，雙根杠桿輪流每擺動一個來回由舌簧推動一根凸條向前超越，由此促使低速軸旋轉而做功。
文檔編號F16H21/00GK101749387SQ200810143778
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月1日 優先權日2008年12月1日
發明者劉運武 申請人:劉運武