CN105443700B - 稳速装置 - Google Patents

Abstract

一种稳速装置，包括箱体，箱体内安装有通过变速组件相连的输入轴和输出轴，变速组件包括两个锥齿轮和至少一个球面齿轮，两个锥齿轮分别连接于输入轴和输出轴上，球面齿轮通过摆动机构安装于箱体内，还包括使输出轴转速保持恒定的调节组件，调节组件包括固设于输入轴上的转盘、滑设于输入轴上的滑套和使滑套在输入轴上保持弹性浮动的弹性机构，转盘上设有若干离心摆动件，各离心摆动件包括摆动架和装设于摆动架上的摆锤，摆动架设有在摆锤做离心运动带着摆动架摆动时推动滑套远离转盘的推动部，滑套通过联动机构与摆动机构相连以驱使球面齿轮摆动运动。该稳速装置结构简单合理、制造成本低、占用空间小、便于安装、能够实现稳速输出。

Description

稳速装置

技术领域

本发明涉及农用机械技术领域和车辆工程技术领域，具体涉及一种稳速装置。

背景技术

拖拉机的工作装置包括带动农机具工作的牵引装置、动力输出装置、液压悬挂装置和液压举倾机构。其中，动力输出装置是将拖拉机功率的一部分甚至全部以旋转机械能的方式传递到农机具上的一种工作装置，它包括动力输出轴和动力输出皮带轮。很多农机具如：牵引式收割机械、播种机、撒肥机、喷雾机等自身没有动力，它们除靠拖拉机牵引外，同时还靠拖拉机的动力输出装置提供工作动力。目前常用的动力输出轴有两种方式，一种是同步式动力输出轴，动力输出轴的转速总是与驱动轮的转速“同步”，所以以每米的转速来要求，但当拖拉机滑转时，会影响到所配置的农机具的工作质量。另一种是标准式动力输出轴，与上一种不同，它的动力输出转速只取决于拖拉机的发动机转速，但是由于发动机的转速是一直在某一速度范围内来回波动，导致动力输出轴的转速也在变化，使得与之相连的农机具上旋耕轴的转速不稳定，农机具的工作质量受到影响，稳定性下降，工作效率降低，寿命大大减小。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种结构简单合理、制造成本低、占用空间小、便于安装、能够实现稳速输出的稳速装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种稳速装置，包括箱体，所述箱体内安装有输入轴和输出轴，所述输入轴和输出轴通过变速组件相连，所述变速组件包括两个锥齿轮和至少一个球面齿轮，两个锥齿轮分别连接于输入轴和输出轴上且呈相对设置，所述球面齿轮通过摆动机构安装于箱体内，球面齿轮摆动时保持同时与两个锥齿轮啮合进行传动，且改变球面齿轮的摆动角度能改变与两个锥齿轮的啮合位置以调节传动比，所述稳速装置还包括根据输入轴转速变化调节球面齿轮摆动角度以使输出轴转速保持恒定的调节组件，所述调节组件包括固设于输入轴上的转盘、滑设于输入轴上的滑套和使滑套在输入轴上保持弹性浮动的弹性机构，所述转盘上设有若干依靠离心作用同步推动滑套向远离转盘的方向滑动的离心摆动件，各离心摆动件包括摆动架和装设于摆动架上的摆锤，所述摆动架设有在摆锤做离心运动带着摆动架摆动时推动滑套远离转盘的推动部，所述滑套通过联动机构与摆动机构相连以驱使球面齿轮摆动运动。

上述的稳速装置，优选的，所述联动机构包括滑设于箱体上的滑杆和铰接于箱体上的第一摆杆，所述第一摆杆的两端分别与滑套和滑杆相连，所述摆动机构包括铰接于箱体上的第二摆杆，所述球面齿轮可转动安装于第二摆杆的一端，所述第二摆杆的另一端与滑杆相连。

上述的稳速装置，优选的，所述弹性机构包括两个分别与滑杆两端相抵的压缩弹簧，所述箱体上对应于滑杆的两端分别设有一个容置腔，两个压缩弹簧分别装设在滑杆两端的容置腔中。

上述的稳速装置，优选的，所述第二摆杆设有一连接套，所述连接套中安装有深沟球轴承，所述球面齿轮通过转轴安装于深沟球轴承中，且球面齿轮与转轴为螺纹配合连接。

上述的稳速装置，优选的，所述推动部上设有滚轮并通过滚轮与滑套接触以推动滑套滑动。

上述的稳速装置，优选的，所述转盘上设有四个离心摆动件，四个离心摆动件装设于转盘朝向滑套的端面上并绕输入轴均匀布置。

上述的稳速装置，优选的，所述摆动架设有一安装杆，所述摆锤安装于所述安装杆上，所述推动部呈杆状，杆状的推动部与安装杆之间的夹角为90°。

上述的稳速装置，优选的，所述变速组件设有两个球面齿轮，两个球面齿轮相对于两个锥齿轮的轴线对称布置，各球面齿轮分别通过一套联动机构与滑套相连。

上述的稳速装置，优选的，所述变速组件中的一个锥齿轮通过第一花键轴与输入轴连接，所述第一花键轴通过直线轴承安装于箱体中，该锥齿轮固接于第一花键轴的一端，第一花键轴的另一端设有花键孔并通过花键孔滑套于设在输入轴上的花键上，所述输入轴和第一花键轴之间设有弹性压迫第一花键轴向球面齿轮滑动使锥齿轮与球面齿轮紧密接触配合的第一压紧弹簧；所述变速组件中的另一个锥齿轮通过第二花键轴与输出轴连接，所述第二花键轴通过直线轴承安装于箱体中，该锥齿轮固接于第二花键轴的一端，第二花键轴的另一端设有花键孔并通过花键孔滑套于设在输出轴上的花键上，所述输出轴和第二花键轴之间设有弹性压迫第二花键轴向球面齿轮滑动使锥齿轮与球面齿轮紧密接触配合的第二压紧弹簧。

上述的稳速装置，优选的，所述球面齿轮包括半球状本体，半球状本体的球面上设有若干自顶点向四周延伸的传动齿。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的稳速装置采用纯机械的调节组件来调节球面齿轮摆动角度以调节传动比，进而使输出轴转速保持恒定。当输入轴的转速发生变化时，摆锤所受的离心力大小改变，离心摆动件对滑套的推动力也发生变化，离心摆动件和弹性浮动机构共同作用，使滑套的滑动位置发生改变，再通过联动机构改变球面齿轮的摆动角度，最终改变变速组件的传动比，使输出轴的转速不随输入轴的转速变化而变化，而是输入轴转速在某一范围波动时，输出轴的转速维持在一个稳定的数值上。该稳速装置采用纯机械的方法进行设计，其结构简单合理、制造成本低、占用空间小、便于安装。在应用于拖拉机与农机具的动力传输时，利于提高农机具工作的稳定性、工作效率和使用寿命，且其输入轴可直接与拖拉机的动力输出轴连接，输出轴可与农机具的动力输入轴连接。此外，该稳速装置还可使用于其他需要使输出转速保持稳定的场合，其适用范围广。

附图说明

图1为本发明稳速装置的主剖视结构示意图。

图2为图1中稳速装置的A—A剖视图。

图3为箱体的侧视结构示意图。

图4为离心摆动件安装于转盘上的主剖视结构示意图。

图5为离心摆动件安装于转盘上的侧视结构示意图。

图6为球面齿轮的剖视结构示意图。

图7为球面齿轮的侧视结构示意图。

图例说明：

1、箱体；101、底座；102、顶盖；103、端盖；2、输入轴；3、输出轴；4、锥齿轮；5、球面齿轮；51、半球状本体；52、传动齿；6、调节组件；61、转盘；62、滑套；63、离心摆动件；631、摆锤；632、摆动架；6321、推动部；6322、安装杆；633、滚轮；64、压缩弹簧；7、联动机构；71、滑杆；72、第一摆杆；8、第二摆杆；9、第一花键轴；10、第一压紧弹簧；11、第二花键轴；12、第二压紧弹簧。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1至图5所示，本发明的稳速装置，包括箱体1，箱体1内安装有输入轴2和输出轴3，箱体1包括通过螺栓连接的底座101和顶盖102，底座101和顶盖102之间设有密封圈，输入轴2和输出轴3分别从箱体1两端的通孔穿出，各通孔处安装有端盖103，形成对箱体1内部机构的密封。输入轴2和输出轴3通过变速组件相连，变速组件包括两个锥齿轮4和至少一个球面齿轮5，两个锥齿轮4分别连接于输入轴2和输出轴3上且呈相对设置，球面齿轮5通过摆动机构安装于箱体1内，球面齿轮5摆动时保持同时与两个锥齿轮4啮合进行传动，且改变球面齿轮5的摆动角度能改变与两个锥齿轮4的啮合位置以调节传动比，稳速装置还包括根据输入轴2转速变化调节球面齿轮5摆动角度以使输出轴3转速保持恒定的调节组件6，调节组件6包括固设于输入轴2上的转盘61、滑设于输入轴2上的滑套62和使滑套62在输入轴2上保持弹性浮动的弹性机构，转盘61上设有若干依靠离心作用同步推动滑套62向远离转盘61的方向滑动的离心摆动件63，各离心摆动件63包括摆动架632和装设于摆动架632上的摆锤631，摆动架632设有在摆锤631做离心运动带着摆动架632摆动时推动滑套62远离转盘61的推动部6321，离心摆动件63在随转盘61转动时，随着转速增大，摆锤631所受的离心力越大，摆锤631的旋转半径增大，进而使摆动架632摆动克服弹性机构的作用推动滑套62向远离转盘61的方向滑动，滑套62通过联动机构7与摆动机构相连，在滑套62滑动时相应驱使球面齿轮5摆动运动，球面齿轮5与两个锥齿轮4的啮合位置发生改变，进而改变球面齿轮5与两个锥齿轮4之间的传动比，也即改变整个变速组件的传动比。上述弹性机构使滑套62在输入轴2上保持弹性浮动，由于滑套62、联动机构7、摆动机构和球面齿轮5相互连接，在滑套62不受外力（离心摆动件63不推动滑套62）的情况下，该弹性机构使滑套62保持在输入轴2的某一固定位置，进而使球面齿轮5处于某一固定摆动角度，也即球面齿轮5使变速组件的传动比为某一固定值，本实施例中该传动比为1，当然在其他实施例中也可以为其他数值。

本实施例中，联动机构7包括滑设于箱体1上的滑杆71和铰接于箱体1上的第一摆杆72，第一摆杆72的两端分别与滑套62和滑杆71相连，摆动机构包括铰接于箱体1上的第二摆杆8，球面齿轮5可转动安装于第二摆杆8的一端，第二摆杆8的另一端与滑杆71相连。其中，第一摆杆72的两端分别与滑套62和滑杆71相连具体是：在第一摆杆72的两端设有滑槽，在滑套62和滑杆71上分别固接有插设于相应滑槽中的销轴。第二摆杆8的另一端与滑杆71相连具体是：在第二摆杆8上设有滑槽，滑杆71上固接有插设于该滑槽中的销轴。这样，滑套62运动可驱使第一摆杆72摆动，第一摆杆72摆动又可驱使滑杆71滑动，再由滑杆71的滑动驱使第二摆杆8摆动，最终使球面齿轮5摆动。

本实施例中，弹性机构包括两个分别与滑杆71两端相抵的压缩弹簧64，箱体1上对应于滑杆71的两端分别设有一个容置腔，两个压缩弹簧64分别装设在滑杆71两端的容置腔中，两个压缩弹簧64使滑杆71弹性浮动，滑杆71再通过第一摆杆72使滑套62弹性浮动。在其他实施例中，压缩弹簧64也可以采用其他的安装方式，还可以采用弹簧直接限制滑套62、或者限制第一摆杆72、或者限制第二摆杆8的方式来使滑套62弹性浮动。

本实施例中，第二摆杆8设有一连接套，连接套中安装有深沟球轴承，球面齿轮5通过转轴安装于深沟球轴承中，转轴能够自由转动，但不发生轴向移动，球面齿轮5与转轴为螺纹配合连接。

本实施例中，推动部6321上设有滚轮633并通过滚轮633与滑套62接触以推动滑套62滑动，采用滚轮633与滑套62接触的方式推动滑套62滑动，能够减小摩擦，提高推动的顺畅性。摆动架632设有一安装杆6322，摆锤631安装于安装杆6322上，并且推动部6321呈杆状，杆状的推动部6321与安装杆6322之间的夹角为90°，该种结构设计合理、简单紧凑、便于制作和安装。

本实施例中，转盘61上设有四个离心摆动件63，四个离心摆动件63装设于转盘61朝向滑套62的端面上并绕输入轴2均匀布置，四个离心摆动件63可与滑套62端面四周均匀接触，能够保证推动的平稳性。

本实施例中，变速组件设有两个球面齿轮5，两个球面齿轮5相对于两个锥齿轮4的轴线对称布置，各球面齿轮5分别通过一套联动机构7与滑套62相连。

本实施例中，变速组件中的一个锥齿轮4通过第一花键轴9与输入轴2连接，第一花键轴9通过直线轴承安装于箱体1中，该锥齿轮4通过平键固接于第一花键轴9的一端，第一花键轴9的另一端设有花键孔并通过花键孔滑套于设在输入轴2上的花键上，第一花键轴9与输入轴2同步转动，同时第一花键轴9也可以轴向移动，输入轴2和第一花键轴9之间设有弹性压迫第一花键轴9向球面齿轮5滑动使锥齿轮4与球面齿轮5紧密接触配合的第一压紧弹簧10；变速组件中的另一个锥齿轮4通过第二花键轴11与输出轴3连接，第二花键轴11通过直线轴承安装于箱体1中，该锥齿轮4通过平键固接于第二花键轴11的一端，第二花键轴11的另一端设有花键孔并通过花键孔滑套于设在输出轴3上的花键上，第二花键轴11与输入轴2同步转动，同时第二花键轴11也可以轴向移动，输出轴3和第二花键轴11之间设有弹性压迫第二花键轴11向球面齿轮5滑动使锥齿轮4与球面齿轮5紧密接触配合的第二压紧弹簧12。第一压紧弹簧10和第二压紧弹簧12可分别是两个锥齿轮4与球面齿轮5一直处于良好的啮合状态，该种结构允许球面齿轮5有一定的装配和制作精度误差，可降低制作装配难度和生产成本。

本实施例中，如图6和图7所示，球面齿轮5包括半球状本体51，半球状本体51的球面上设有若干自顶点向四周延伸的传动齿52，该传动齿52的尺寸和规格通过配置与两个锥齿轮4啮合配合，具体可以参考常规技术。

本实施例中，输入轴2和输出轴3分别通过深沟球轴承固定于箱体1中，转盘61可通过花键形式固定在输入轴2上，摆锤631可以采用钢球。

该稳速装置用在拖拉机与农机具的动力传输时，将输入轴2与拖拉机的动力输出轴连接，输出轴3与农机具的动力输入轴连接，拖拉机的动力输出轴带动输入轴2旋转，当转速高于额定转速时，摆锤631的旋转半径增大，滚轮633推动滑套62向远离转盘61的方向移动，通过第一摆杆72和滑杆71带动球面齿轮5摆动，使两个锥齿轮4和球面齿轮5之间的传动比改变，最终降低变速组件的传动比，使输出轴3的转速维持在额定转速；当转速低于额定转速时，弹性机构迫使滑杆71自动回位，迫使滑套62向靠近转盘61的方向移动，球面齿轮5同步摆动提高变速组件的传动比，使输出轴3的转速维持在额定转速；这样，拖拉机的动力输出轴转速在某一范围波动时，输入到农机具的转速维持在一个稳定的数值上，保证农机具的工作质量。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种稳速装置，包括箱体（1），所述箱体（1）内安装有输入轴（2）和输出轴（3），所述输入轴（2）和输出轴（3）通过变速组件相连，所述变速组件包括两个锥齿轮（4）和至少一个球面齿轮（5），两个锥齿轮（4）分别连接于输入轴（2）和输出轴（3）上且呈相对设置，所述球面齿轮（5）通过摆动机构安装于箱体（1）内，球面齿轮（5）摆动时保持同时与两个锥齿轮（4）啮合进行传动，且改变球面齿轮（5）的摆动角度能改变与两个锥齿轮（4）的啮合位置以调节传动比，其特征在于：所述稳速装置还包括根据输入轴（2）转速变化调节球面齿轮（5）摆动角度以使输出轴（3）转速保持恒定的调节组件（6），所述调节组件（6）包括固设于输入轴（2）上的转盘（61）、滑设于输入轴（2）上的滑套（62）和使滑套（62）在输入轴（2）上保持弹性浮动的弹性机构，所述转盘（61）上设有若干依靠离心作用同步推动滑套（62）向远离转盘（61）的方向滑动的离心摆动件（63），各离心摆动件（63）包括摆动架（632）和装设于摆动架（632）上的摆锤（631），所述摆动架（632）设有在摆锤（631）做离心运动带着摆动架（632）摆动时推动滑套（62）远离转盘（61）的推动部（6321），所述滑套（62）通过联动机构（7）与摆动机构相连以驱使球面齿轮（5）摆动运动。

2.根据权利要求1所述的稳速装置，其特征在于：所述联动机构（7）包括滑设于箱体（1）上的滑杆（71）和铰接于箱体（1）上的第一摆杆（72），所述第一摆杆（72）的两端分别与滑套（62）和滑杆（71）相连，所述摆动机构包括铰接于箱体（1）上的第二摆杆（8），所述球面齿轮（5）可转动安装于第二摆杆（8）的一端，所述第二摆杆（8）的另一端与滑杆（71）相连。

3.根据权利要求2所述的稳速装置，其特征在于：所述弹性机构包括两个分别与滑杆（71）两端相抵的压缩弹簧（64），所述箱体（1）上对应于滑杆（71）的两端分别设有一个容置腔，两个压缩弹簧（64）分别装设在滑杆（71）两端的容置腔中。

4.根据权利要求2所述的稳速装置，其特征在于：所述第二摆杆（8）设有一连接套，所述连接套中安装有深沟球轴承，所述球面齿轮（5）通过转轴安装于深沟球轴承中，且球面齿轮（5）与转轴为螺纹配合连接。

5.根据权利要求1所述的稳速装置，其特征在于：所述推动部（6321）上设有滚轮（633）并通过滚轮（633）与滑套（62）接触以推动滑套（62）滑动。

6.根据权利要求1所述的稳速装置，其特征在于：所述转盘（61）上设有四个离心摆动件（63），四个离心摆动件（63）装设于转盘（61）朝向滑套（62）的端面上并绕输入轴（2）均匀布置。

7.根据权利要求1所述的稳速装置，其特征在于：所述摆动架（632）设有一安装杆（6322），所述摆锤（631）安装于所述安装杆（6322）上，所述推动部（6321）呈杆状，杆状的推动部（6321）与安装杆（6322）之间的夹角为90°。

8.根据权利要求1所述的稳速装置，其特征在于：所述变速组件设有两个球面齿轮（5），两个球面齿轮（5）相对于两个锥齿轮（4）的轴线对称布置，各球面齿轮（5）分别通过一套联动机构（7）与滑套（62）相连。

9.根据权利要求1所述的稳速装置，其特征在于：所述变速组件中的一个锥齿轮（4）通过第一花键轴（9）与输入轴（2）连接，所述第一花键轴（9）通过直线轴承安装于箱体（1）中，该锥齿轮（4）固接于第一花键轴（9）的一端，第一花键轴（9）的另一端设有花键孔并通过花键孔滑套于设在输入轴（2）上的花键上，所述输入轴（2）和第一花键轴（9）之间设有弹性压迫第一花键轴（9）向球面齿轮（5）滑动使固接于第一花键轴（9）上的锥齿轮（4）与球面齿轮（5）紧密接触配合的第一压紧弹簧（10）；所述变速组件中的另一个锥齿轮（4）通过第二花键轴（11）与输出轴（3）连接，所述第二花键轴（11）通过直线轴承安装于箱体（1）中，该锥齿轮（4）固接于第二花键轴（11）的一端，第二花键轴（11）的另一端设有花键孔并通过花键孔滑套于设在输出轴（3）上的花键上，所述输出轴（3）和第二花键轴（11）之间设有弹性压迫第二花键轴（11）向球面齿轮（5）滑动使固接于第二花键轴（11）上的锥齿轮（4）与球面齿轮（5）紧密接触配合的第二压紧弹簧（12）。

10.根据权利要求1所述的稳速装置，其特征在于：所述球面齿轮（5）包括半球状本体（51），半球状本体（51）的球面上设有若干自顶点向四周延伸的传动齿（52）。