CN106090174A - 动力传输装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种动力传输装置，包括机架和可相对于机架旋转的平台，在平台内设有锥齿轮传动机构，其具有水平放置的第一和第二锥齿轮及相对于第一、第二锥齿轮竖直放置并与第一和第二锥齿轮啮合的第三锥齿轮，第一锥齿轮的轴连接至平台并可与平台一起旋转，第二锥齿轮的轴为空心轴并与第一锥齿轮的轴同轴，在机架内设有包括第一和第二半轴的第一差速器，第二锥齿轮的轴的旋转直接地或间接地传递至第一差速器的第一半轴，第一锥齿轮的轴的旋转直接或者间接地传递至第一差速器的第二半轴，在第一锥齿轮旋转但第三锥齿轮固定不动时，第一差速器的第一和第二半轴处的转速大小相同、方向相反。

Description

动力传输装置
技术领域
本发明涉及一种动力传输装置。
背景技术
目前，在多个技术领域中，都会遇到在回转平台和固定端之间传输动力的问题，例如在设于回转平台上的水平轴和固定面之间传输动力的问题。其中，平台可以转动，从而可以调整水平轴围绕竖轴的角度位置，但是通常回转平台的转动受到多种限制，不能够完全自由地旋转。例如，在高层塔吊中，电机安装在高空的控制室下方，以驱动控制室和吊臂围绕塔身做旋转动作，为了向电机输送电力需从地面向上铺设电缆。为了防止电缆因过度扭转而发生损坏，控制室和吊臂不能做无限制的旋转。
发明内容
本发明拟提供一种结构简单的动力传输装置，所述动力传输装置能够实现在固定端与可无限制回转的平台之间传输动力，例如，所述动力传输装置能够实现从可无限制回转的平台输入能量并在一个固定端输出能量，反之，所述动力传输装置也能够实现从固定端输入能量并从可无限制回转的平台输出能量，同时平台的旋转不会影响能量的传递过程及传递方向。所述动力传输装置可以应用于多个需要在回转平台和固定端之间传输动力的领域。
根据本发明，所述动力传输装置包括机架和可相对于所述机架旋转的平台，在所述平台内设有锥齿轮传动机构，所述锥齿轮传动机构具有水平放置的第一锥齿轮和第二锥齿轮以及相对于所述第一锥齿轮、所述第二锥齿轮竖直放置并与所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮啮合的第三锥齿轮，所述第一锥齿轮的轴连接至平台并且可与平台一起旋转，所述第二锥齿轮的轴为空心轴并且与所述第一锥齿轮的轴同轴设置，在所述机架内设有第一差速器，所述第一差速器包括第一半轴和第二半轴，所述第二锥齿轮的轴的旋转直接地或间接地传递至所述第一差速器的第一半轴，所述第一锥齿轮的轴的旋转直接或者间接地传递至所述第一差速器的第二半轴，在第一锥齿轮旋转但第三锥齿轮固定不动时，所述第一差速器的第一半轴和第二半轴处的转速大小相同、方向相反。在第三锥齿轮旋转时，所述第一差速器的第一半轴和第二半轴处的转速大小相同、方向相同。
根据本发明的动力传输装置的一种优选实施方式，所述第一差速器和所述锥齿轮传动机构可同轴设置。由此，获得了一种结构紧凑、节省空间的动力传输装置。
根据本发明的动力传输装置的一种优选实施方式，所述第二锥齿轮的轴的旋转直接传递至所述第一差速器的第一半轴，所述第一锥齿轮的轴的旋转经由设置在所述机架内的第二差速器传递至所述第一差速器的第二半轴，其中，所述第二差速器的壳体与机架固定连接或形成为一体，所述第二差速器的第一半轴与第一差速器的第二半轴固定连接或形成为一体，所述第二差速器的第二半轴与所述第一锥齿轮的轴固定连接或形成为一体。
根据本发明的动力传输装置的一种优选实施方式，所述第一差速器和所述锥齿轮传动机构可轴线错开布置，即非同轴地布置。由此，在所述锥齿轮传动机构和第一差速器之间提供了更多的空间，用于在两者之间安装传动机构。
根据本发明的动力传输装置的一种优选实施方式，在所述机架内还设有第一传动机构和第二传动机构，所述第二锥齿轮的轴的旋转经由所述第一传动机构传递至所述第一差速器的第一半轴，所述第一锥齿轮的轴的旋转经由所述第二传动机构传递至所述第一差速器的第二半轴，所述第一传动机构和所述第二传动机构的传动比设置为大小相同、方向相反。
根据本发明的动力传输装置的一种优选实施方式，所述第一传动机构和第二传动机构均可构造为齿轮传动机构，所述第一传动机构由相互啮合的第一正齿轮和第二正齿轮构成，所述第二传动机构由第三正齿轮、第四正齿轮和在第三正齿轮和第四正齿轮之间且与第三正齿轮和第四正齿轮啮合的惰轮构成。第一正齿轮与第二正齿轮的齿数比等于第三正齿轮和第四正齿轮的齿数比，惰轮是在第三正齿轮和第四正齿轮之间起传递作用的齿轮，其作用只是改变转向但不改变传动比。由此，通过简单的结构获得了传动比大小相同、方向相反的第一传动机构和第二传动机构。
根据本发明的动力传输装置的一种优选实施方式，所述锥齿轮传动机构的第三锥齿轮的轴可以作为输入端，所述第一差速器的壳体可以作为输出端。由此，可以实现从可无限制回转的平台输入能量并在一个固定端输出能量。
根据本发明的动力传输装置的一种优选实施方式，所述第一差速器的壳体可以作为输入端，所述锥齿轮传动机构的第三锥齿轮的轴可以作为输出端。由此，可以实现从一个固定端输入能量并从可无限制回转的平台输出能量。
附图说明
下面结合附图详细阐述本发明的具体实施方式。附图中：
图1示出了根据本发明的同轴布置的动力传输装置的一种实施方式的示意图；
图2示出了根据本发明的非同轴布置的动力传输装置的一种实施方式的示意图；
图3示出了图2所示的动力传输装置的具体结构图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的同轴布置的动力传输装置1的一种实施方式的示意图。所述动力传输装置1包括机架2和可相对于所述机架2旋转的平台3。在所述平台3内设有锥齿轮传动机构4，所述锥齿轮传动机构4具有水平放置的第一锥齿轮41和第二锥齿轮42以及相对于所述第一锥齿轮41、所述第二锥齿轮42竖直放置并与所述第一锥齿轮41和所述第二锥齿轮42啮合的第三锥齿轮43。所述第一锥齿轮41的轴44的上端连接至平台3并且可以与平台3一起旋转，所述第二锥齿轮42的轴45为空心轴并且与所述第一锥齿轮41的轴44同轴设置。
在所述机架2内设有第一差速器5，所述第一差速器5包括第一半轴51和第二半轴52，所述锥齿轮传动机构4的第二锥齿轮42的轴45与所述第一差速器5的第一半轴51形成为一体，即，所述第二锥齿轮42的轴45的旋转直接传递至所述第一差速器5的第一半轴51。在所述机架内还设有第二差速器6，第二差速器6的壳体与机架2形成为一体，所述第二差速器6的第一半轴61与第一差速器5的第二半轴52形成为一体，所述第二差速器6的第二半轴62与所述锥齿轮传动机构4的第一锥齿轮41的轴44形成为一体。
第一差速器4、第二差速器5可以使用已知的各种差速器或者差速传动机构。在图1的具体实施方式中，以第一差速器5为例，第一差速器5包括两个半轴(第一半轴51、第二半轴52)和壳体(第一差速器壳体53)。第一差速器5还包括与第一半轴51一体形成的第一锥形齿轮501、与第二半轴52一体形成的第二锥形齿轮502、位于第一锥形齿轮501、第二锥形齿轮502之间并且同时与这两个锥形齿轮啮合的多个行星齿轮503以及支撑这些行星齿轮503的行星齿轮架504。第一差速器壳体53包围着上述构件并与行星齿轮架504一体形成。根据差速器的工作原理，如果在第一半轴51和第二半轴52处的转速相同、方向相反，则在第一差速器壳体53处的转速为零，即在第一差速器壳体53处的输出为零。如果在第一半轴51和第二半轴52处的转速相同、方向相同，则在第一差速器壳体53处的转速与在第一半轴51、第二半轴52处的转速相同，即在第一差速器壳体53处有输出。差速器的结构和原理对于本领域技术人员来说是熟知的，在此不再详细赘述。
在如图1所示的动力传输装置1中，当锥齿轮传动机构4的第一锥齿轮41旋转但第三锥齿轮43固定不动时，第二锥齿轮42与第一锥齿轮41做相同的旋转，进而第一差速器5的与第二锥齿轮轴45一体形成的第一半轴51同样做与第一锥齿轮41相同的旋转；同时，第一锥齿轮41的轴44的旋转经由设置在所述机架2内的第二差速器6的第二半轴62(其与第一锥齿轮的轴44形成为一体)、第一半轴61传递至第一差速器5的第二半轴52处，使得在第一差速器5的第二半轴52处的旋转与第一锥齿轮41的旋转大小相同但方向相反。由此，在第一差速器5的第一半轴51和第二半轴52处的转速大小相同、方向相反，即，在仅所述平台3旋转时第一差速器壳体53处的输出为零。当第三锥齿轮43旋转时，所述第一差速器5的第一半轴51和第二半轴52处的转速大小相同、方向相同，第一差速器壳体53以与第三锥齿轮43大小相同的转速旋转，即，在第一差速器壳体53处有动力输出。
当然，在此，也可以使用其他结构的传动机构来代替第二差速器，只要其能够使第一锥齿轮41的旋转反向地传递至第一差速器5的第二半轴52处。
图2示出了根据本发明的非同轴布置的动力传输装置1的一种实施方式的示意图。在图2中，平台内的锥齿轮传动机构、机架内的第一差速器与图1在结构和功能上相同，使用相同的附图标记。图2所示的动力传输装置与图1所示的动力传输装置的不同之处在于，所述第一差速器5和所述锥齿轮传动机构4沿轴向错开布置。
除了所述第一差速器5之外，在所述机架2内还设有第一齿轮传动机构7和第二齿轮传动机构8。所述第一齿轮传动机构7由相互啮合的第一正齿轮71和第二正齿轮72构成，第一正齿轮71的轴与所述锥齿轮传动机构4的第二锥齿轮42的轴45形成为一体，第二正齿轮72的轴与所述第一差速器5的第一半轴51形成为一体。所述第二齿轮传动机构8由第三正齿轮81、第四正齿轮83以及在第三正齿轮81和第四正齿轮83之间且与第三正齿轮81和第四正齿轮83啮合的惰轮82构成，惰轮82是在不互相接触的第三正齿轮81和第四正齿轮83之间起传递作用的齿轮，其作用只是改变转向但不改变传动比，第三正齿轮81的轴与所述锥齿轮传动机构4的第一锥齿轮41的轴44形成为一体，第四正齿轮83的轴与所述第一差速器5的第二半轴52形成为一体。第一齿轮传动机构7和第二齿轮传动机构8的传动比大小相同，具体地，第一正齿轮71与第二正齿轮72的齿数比等于第三正齿轮81与第四正齿轮83的齿数比。当然，在此也可以使用其他结构的传动机构，只要在锥齿轮传动机构的第二锥齿轮的轴与第一差速器的第一半轴之间的第一传动机构和在锥齿轮传动机构的第一锥齿轮的轴与第一差速器的第二半轴之间的第二传动机构的传动比大小相同、方向相反。
与图1中的动力传输装置1类似地，当锥齿轮传动机构4的第一锥齿轮41旋转但第三锥齿轮43固定不动时，所述第二锥齿轮42与第一锥齿轮41做相同的旋转，所述第二锥齿轮42的轴45的旋转经由所述第一齿轮传动机构7传递至所述第一差速器5的第一半轴51，所述第一锥齿轮41的轴44的旋转经由第二齿轮传动机构8传递至所述第一差速器5的第二半轴52。因为所述第一齿轮传动机构7和所述第二齿轮传动机构8的传动比大小相同、方向相反，所以在第一差速器5的第一半轴51和第二半轴52处的转速大小相同、方向相反，即，在仅所述平台3旋转时在第一差速器壳体53处的输出为零。当所述第三锥齿轮43旋转时，所述第一差速器5的第一半轴51和第二半轴52处的转速大小相同、方向相同，第一差速器壳体53以与第三锥齿轮43大小相同的转速旋转，即，在第一差速器壳体53处有动力输出。
图3示出了图2所示的动力传输装置的实施方式的具体结构图。为了更清楚地呈现动力传输装置的内部结构，仅部分绘出了平台3和机架2。中心轴9上端固定于平台3并与平台3一同旋转；下端安装于机架2的底部，作为第二齿轮传动机构8的第三正齿轮81的轴。在第一差速器壳体53上一体形成有齿轮，可以输出第一差速器壳体53的旋转，或反之，可以由电机等动力机构带动第一差速器壳体53旋转。
图1、图2和图3所示的动力传输装置可以根据需要选择不同的输入端和输出端。例如，锥齿轮传动机构4的第三锥齿轮43的轴46作为输入端而第一差速器壳体53作为输出端，由此可以实现从平台上的水平轴输入能量并在固定端输出能量，同时平台可以自由旋转，调整水平轴的角度位置，但不会对能量的传输产生影响。
反之，可以将第一差速器壳体53作为输入端，将锥齿轮传动机构4的第三锥齿轮43的轴46作为输出端，由此可以实现从固定端输入能量并从设置在旋转平台上的水平轴输出能量，其中，平台可以自由旋转，调整水平轴的角度位置，但不会对能量的传输产生任何影响。在此，可以将该动力传输装置用于塔吊，由电机驱动第一差速器壳体旋转，将平台内的第三锥齿轮43的轴46用作吊臂，通过该动力传输装置，吊臂可以不受限制地自由旋转。
上面参照附图对本发明进行了具体的描述。但是，本领域技术人员应该理解，上面的具体描述仅仅是举例性质的，用于说明性的目的，并非是用来限制本发明的保护范围。本发明的保护范围仅由所附的权利要求书限定。得益于本发明的教导，本领域技术人员在不超出本发明保护范围的情况下可以根据具体情况对本发明做出各种变型、修改或者替换，这些变型、修改或者替换落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种动力传输装置(1)，包括机架(2)和能够相对于所述机架(2)旋转的平台(3)，
在所述平台(3)内设有锥齿轮传动机构(4)，所述锥齿轮传动机构(4)具有水平放置的第一锥齿轮(41)和第二锥齿轮(42)以及相对于所述第一锥齿轮(41)、所述第二锥齿轮(42)竖直放置并与所述第一锥齿轮(41)和所述第二锥齿轮(42)啮合的第三锥齿轮(43)，所述第一锥齿轮(41)的轴(44)连接至所述平台(3)并且能够与所述平台(1)一起旋转，所述第二锥齿轮(42)的轴(45)为空心轴并与所述第一锥齿轮(41)的轴(44)同轴设置，
在所述机架(2)内设有第一差速器(5)，所述第一差速器(5)包括第一半轴(51)和第二半轴(52)，所述第二锥齿轮(42)的轴(45)的旋转直接地或间接地传递至所述第一差速器(5)的第一半轴(51)，所述第一锥齿轮(41)的轴(44)的旋转直接或者间接地传递至所述第一差速器(5)的第二半轴(52)，
在所述第一锥齿轮(42)旋转但所述第三锥齿轮(43)固定不动时，所述第一差速器(5)的第一半轴(51)和第二半轴(52)处的转速大小相同、方向相反。
2.根据权利要求1所述的动力传输装置(1)，其特征在于，所述第一差速器(5)和所述锥齿轮传动机构(4)同轴设置。
3.根据权利要求2所述的动力传输装置(1)，其特征在于，所述第二锥齿轮(42)的轴(45)的旋转直接传递至所述第一差速器(5)的第一半轴(51)，所述第一锥齿轮(41)的轴(44)的旋转经由设置在所述机架(2)内的第二差速器(6)传递至所述第一差速器(5)的第二半轴(52)，其中，所述第二差速器(6)的壳体与所述机架(2)固定连接或形成为一体，所述第二差速器(6)的第一半轴(61)与所述第一差速器(5)的第二半轴(52)固定连接或形成为一体，所述第二差速器(6)的第二半轴(62)与所述第一锥齿轮(41)的轴(44)固定连接或形成为一体。
4.根据权利要求1所述的动力传输装置(1)，其特征在于，所述第一差速器(5)和所述锥齿轮传动机构(4)轴线错开布置。
5.根据权利要求4所述的动力传输装置(1)，其特征在于，在所述机架(2)内还设有第一传动机构和第二传动机构，所述第二锥齿轮(42)的轴(45)的旋转经由所述第一传动机构传递至所述第一差速器(5)的第一半轴(51)，所述第一锥齿轮(41)的轴(44)的旋转经由所述第二传动机构传递至所述第一差速器(5)的第二半轴(52)，所述第一传动机构和所述第二传动机构的传动比设置为大小相同、方向相反。
6.根据权利要求5所述的动力传输装置(1)，其特征在于，所述第一传动机构和所述第二传动机构为齿轮传动机构，所述第一传动机构由相互啮合的第一正齿轮(71)和第二正齿轮(72)构成，所述第二传动机构由第三正齿轮(81)、第四正齿轮(83)和在第三正齿轮(81)和第四正齿轮(83)之间且与第三正齿轮(81)和第四正齿轮(83)啮合的惰轮(82)构成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的动力传输装置(1)，其特征在于，所述锥齿轮传动机构(4)的第三锥齿轮(43)的轴(46)作为输入端，所述第一差速器(5)的壳体(53)作为输出端。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的动力传输装置(1)，其特征在于，所述第一差速器(5)的壳体(53)作为输入端，所述锥齿轮传动机构(4)的第三锥齿轮(43)的轴(46)作为输出端。
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