CN106286722B - 便于进行角度转动限位的减速牙箱 - Google Patents

便于进行角度转动限位的减速牙箱 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种便于进行角度转动限位的减速牙箱，包括相互连接的第一牙箱盖、第二牙箱盖和传动齿轮，传动齿轮包括离合齿轮和输出齿轮，离合齿轮包括大径离合齿轮和小径离合齿轮，大径离合齿轮的圆周外齿由电机驱动，输出齿轮包括同轴心且通过内端面相互固定连接的大径输出齿轮和小径输出齿轮，大径输出齿轮与小径离合齿轮啮合连接，小径输出齿轮的圆周外齿为所述减速牙箱的旋转动力输出齿，输出齿轮上设有分别与第一牙箱盖和第二牙箱盖配套的正向旋转限位装置和反向旋转限位装置。本发明通过设置相互配合的离合齿轮和输出齿轮，利用输出齿轮实现转动角度的精确限位，具有限位可靠性高、控制精度高和使用寿命长的优点。

Description

便于进行角度转动限位的减速牙箱
技术领域
本发明涉及一种减速牙箱，尤其涉及一种便于进行角度转动限位的减速牙箱。
背景技术
牙箱即变速箱，是通过大小不同的齿轮啮合来增加或者降低转度的设备，至少包括牙箱壳体和置于牙箱壳体内的多个传动齿轮，牙箱壳体一般包括相互连接的第一牙箱盖和第二牙箱下；其产生旋转动力的电机可以置于牙箱壳体内，也可以置于牙箱壳体外。
减速牙箱是通过多个传动啮合实现降低转速目的的牙箱，广泛用于工业和生活中需要降低转速的场合，比如，部分较为逼真的玩具车尤其是变形玩具车，其车门启闭需要由电机驱动，电机与车门之间就设有减速牙箱，用于实现对车门的启闭控制。
传统的减速牙箱的转动角度限位方式，一般采用行程开关来控制输出转动角度并实现限位，其基本原理是根据行程开关信号由控制器控制电机并最终控制输出齿轮的旋转角度，其结构繁琐，生产和装配较为复杂，而且会因为行程开关的质量和运行可靠性影响到整个减速牙箱的限位功能，导致其限位可靠性、控制精度和使用寿命降低，阻碍了减速牙箱应用领域的技术进步。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种便于进行角度转动限位的减速牙箱。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种便于进行角度转动限位的减速牙箱，包括相互连接的第一牙箱盖和第二牙箱盖，以及置于所述第一牙箱盖和所述第二牙箱盖之间的传动齿轮，所述传动齿轮包括离合齿轮和输出齿轮，所述离合齿轮包括大径离合齿轮和小径离合齿轮，所述大径离合齿轮的圆周外齿由电机驱动，所述大径离合齿轮的中心位置设有大径离合齿轮中心孔，所述大径离合齿轮上位于所述大径离合齿轮中心孔外周的位置设有内凹锥形齿，所述小径离合齿轮设有小径离合齿轮中心孔，所述小径离合齿轮的一端位于所述小径离合齿轮中心孔外周的位置设有与所述内凹锥形齿啮合连接的外凸锥形齿，第一中心轴的一端安装于所述第二牙箱盖的内侧，所述第一中心轴的另一端依次穿过所述大径离合齿轮中心孔、所述小径离合齿轮中心孔和螺旋压簧的中心孔后安装于所述第一牙箱盖的内侧；所述输出齿轮包括同轴心且通过内端面相互固定连接的大径输出齿轮和小径输出齿轮，所述大径输出齿轮的圆周外齿与所述小径离合齿轮的圆周外齿啮合连接，所述小径输出齿轮的圆周外齿为所述减速牙箱的旋转动力输出齿，第二中心轴穿过所述输出齿轮的中心通孔且其两端分别安装于所述第一牙箱盖的内侧和所述第二牙箱盖的内侧；所述输出齿轮上设有分别与所述第一牙箱盖和所述第二牙箱盖配套的正向旋转限位装置和反向旋转限位装置。
上述结构中，离合齿轮和输出齿轮的结构是本发明的重点，其中，离合齿轮的大径离合齿轮和小径离合齿轮在螺旋压簧的作用下相互啮合连接并实现顺利传动，从而实现正常情况下的旋转动力传动功能，在输出齿轮因为限位装置而停止转动的情况下，与大径输出齿轮啮合连接的小径离合齿轮就会停止转动，此时，由电机驱动的大径离合齿轮可以克服螺旋压簧的压力而转动，从而保护了电机(根据对电机运行的控制，这种电机延时运行的时间不会太长，所以不会长时间处于这种克服螺旋压簧的压力而转动的情形，但在短时间内有效保护了电机)，另外，在电机不能运行且需要转动的情况下，可以通过外力使小径离合齿轮克服螺旋压簧的压力而转动，实现输出齿轮带动其它部件旋转的目的；输出齿轮设有分别与第一牙箱盖和第二牙箱盖配套的正向旋转限位装置和反向旋转限位装置，这样便通过输出齿轮与牙箱盖之间的硬件结构实现了转动角度的精确限位；电机的停止运行时间可以通过预先设计的时间或检测其电流增大到设定值的时间来确定，这些都是常规的电机控制方式，在此不再赘述。
作为优选，所述正向旋转限位装置为安装于所述输出齿轮上的第一限位柱，所述第一牙箱盖的内侧设有第一圆弧形凹槽或第一圆弧形通孔，所述第一限位柱的一端置于所述第一圆弧形凹槽或第一圆弧形通孔内；所述反向旋转限位装置为设于所述输出齿轮上的第二圆弧形凹槽或第二圆弧形通孔，所述第二牙箱盖的内侧安装有设有第二限位柱，所述第二限位柱的一端置于所述第二圆弧形凹槽或第二圆弧形通孔内；或者，也可以在上述结构基础上进行如下变化：所述第一限位柱安装于所述第一牙箱盖的内侧，所述第一圆弧形凹槽或第一圆弧形通孔设于所述输出齿轮上，所述第二限位柱安装于所述输出齿轮上，所述第二圆弧形凹槽或第二圆弧形通孔设于所述第二牙箱盖的内侧。上述限位柱与圆弧形凹槽或圆弧形通孔之间的配合能够实现转动角度的精确限位，圆弧形凹槽或圆弧形通孔的起始位置和圆心角大小根据限位需要设定，其圆心角一般在90°-270°之间。
为了进一步降低转速、提高稳定性，所述传动齿轮还包括过渡齿轮和蜗杆齿轮，所述过渡齿轮包括同轴心且相互连接的大径过渡齿轮和小径过渡齿轮，所述大径过渡齿轮的圆周外齿与所述蜗杆齿轮的圆周外齿啮合连接，所述小径过渡齿轮的圆周外齿与所述大径离合齿轮的圆周外齿啮合连接，所述蜗杆齿轮通过自身的中心通孔套装于所述电机的转轴上，第三中心轴穿过所述过渡齿轮的中心通孔且其两端分别安装于所述第一牙箱盖的内侧和所述第二牙箱盖的内侧。上述蜗杆齿轮有利于利用较小空降将电机转轴的旋转动力传递给过渡齿轮。
为了使结构更加紧凑，所述电机安装于所述第一牙箱盖和所述第二牙箱盖之间。
本发明的有益效果在于：
本发明通过设置相互配合的离合齿轮和输出齿轮，利用输出齿轮实现转动角度的精确限位，利用离合齿轮解决了精确限位可能导致电机因超负荷运行而损坏的问题，具有限位可靠性高、控制精度高和使用寿命长的优点，而且结构较为简单、易于实施，便于推广和应用，有利于减速牙箱应用领域的技术进步。
本发明所述减速牙箱不但适用于对变形玩具车的变形结构进行彻底优化，使变形玩具车的变形结构简单、变形效果更加顺畅和到位，而且适用于工业和生活中任何需要转动角度限位的应用场合。
附图说明
图1是本发明所述第一牙箱盖的立体图，图中的第一牙箱盖作为上盖，图中为仰视角度；
图2是本发明所述第二牙箱盖的立体图，图中的第二牙箱盖作为下盖，图中为俯视角度；
图3是本发明所述过渡齿轮的立体图；
图4是本发明所述离合齿轮中的大径离合齿轮的立体图；
图5是本发明所述离合齿轮中的小径离合齿轮的立体图；
图6是本发明所述输出齿轮的立体图；
图7是本发明所述便于进行角度转动限位的减速牙箱组装过程中的立体图之一；
图8是本发明所述便于进行角度转动限位的减速牙箱组装过程中的立体图之二；
图9是本发明所述便于进行角度转动限位的减速牙箱组装后的立体图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1-图9所示，本发明所述便于进行角度转动限位的减速牙箱，包括相互连接的第一牙箱盖1和第二牙箱盖2，以及置于第一牙箱盖1和第二牙箱盖2之间的传动齿轮和电机6，所述传动齿轮包括蜗杆齿轮7、过渡齿轮3、离合齿轮4和输出齿轮5，蜗杆齿轮7通过自身的中心通孔套装于电机6的转轴上，过渡齿轮3包括同轴心且相互连接的大径过渡齿轮31和小径过渡齿轮32，大径过渡齿轮31的圆周外齿与蜗杆齿轮7的圆周外齿啮合连接，第三中心轴81穿过过渡齿轮3的中心通孔30且其两端分别安装于第一牙箱盖1的内侧和第二牙箱盖2的内侧；离合齿轮4包括大径离合齿轮40和小径离合齿轮43，大径离合齿轮40的圆周外齿与小径过渡齿轮32的圆周外齿啮合连接，大径离合齿轮40的中心位置设有大径离合齿轮中心孔42，大径离合齿轮40上位于大径离合齿轮中心孔42外周的位置设有内凹锥形齿41，小径离合齿轮43设有小径离合齿轮中心孔45，小径离合齿轮43的一端位于小径离合齿轮中心孔45外周的位置设有与内凹锥形齿41啮合连接的外凸锥形齿44，第一中心轴82的一端安装于第二牙箱盖2的内侧，第一中心轴82的另一端依次穿过大径离合齿轮中心孔42、小径离合齿轮中心孔45和螺旋压簧9的中心孔后安装于第一牙箱盖1的内侧；输出齿轮5包括同轴心且通过内端面相互固定连接的大径输出齿轮53和小径输出齿轮50，大径输出齿轮53的圆周外齿与小径离合齿轮43的圆周外齿啮合连接，小径输出齿轮50的圆周外齿为所述减速牙箱的旋转动力输出齿，第二中心轴83穿过输出齿轮5的中心通孔51且其两端分别安装于第一牙箱盖1的内侧和第二牙箱盖2的内侧；输出齿轮5上设有分别与第一牙箱盖1和第二牙箱盖2配套的正向旋转限位装置和反向旋转限位装置，所述正向旋转限位装置为安装于输出齿轮5上的第一限位柱52(本例中设于大径输出齿轮53上，并位于小径输出齿轮50的圆周外侧)，第一牙箱盖1的内侧设有第一圆弧形凹槽12(也可以为第一圆弧形通孔)，第一限位柱52的一端置于第一圆弧形凹槽12内；所述反向旋转限位装置为设于输出齿轮5上的第二圆弧形凹槽54(本例中设于大径输出齿轮53上，也可以为第二圆弧形通孔)，第二牙箱盖2的内侧安装有设有第二限位柱22，第二限位柱22的一端置于第二圆弧形凹槽54内，第一圆弧形凹槽12和第二圆弧形凹槽54的起始位置和圆心角大小根据限位需要设定，其圆心角一般在90°-270°之间；上述第一中心轴82、第二中心轴83和第三中心轴81可以采用铁轴。
或者，正向旋转限位装置和反向旋转限位装置也可以在上述结构基础上进行如下变化：第一限位柱52安装于第一牙箱盖1的内侧，第一圆弧形凹槽12设于输出齿轮5上，第二限位柱22安装于输出齿轮5上，第二圆弧形凹槽54设于第二牙箱盖2的内侧；这种结构未在图中示出，但结合图1、图2和图6易于理解。
另外，图1中还示出了用于放置电机6的第一牙箱盖空腔10和用于安装三个中心轴的第一牙箱盖安装孔11，该安装孔设于凸起的凸柱上；图2中还示出了用于放置电机6的第二牙箱盖空腔20和用于安装三个中心轴的第二牙箱盖安装孔21，该安装孔设于凸起的凸柱上。
如图1-图9所示，运行时，在需要转动某个由小径输出齿轮50驱动的被驱动部件(如变形玩具车车门，图中未示)时，电机6开始运行并带动蜗杆齿轮7旋转，然后依次带动过渡齿轮3和大径离合齿轮40旋转，在螺旋压簧9的压力作用下，大径离合齿轮40带动小径离合齿轮43旋转，小径离合齿轮43带动大径输出齿轮53和小径输出齿轮50，小径输出齿轮50驱动被驱动部件旋转，实现正常的正向转动或反向转动；在转动到位后，第一限位柱52被第一圆弧形凹槽12的一端内壁挡住，或者，第二圆弧形凹槽54的一端内壁被第二限位柱22挡住，使被驱动部件立即停止旋转，实现精确限位功能；此时，小径离合齿轮43立即停止旋转，但电机6还没立即停止(无论什么方式，都不可能将电机6的停止时间与被驱动部件停止旋转的时间完全同步，只有将电机6的停止时间进行延后处理才能精确完成被驱动部件旋转到位并立即停止的功能)，由电机6驱动的大径离合齿轮40可以克服螺旋压簧9的压力而继续转动，只是由于负荷增大会使电流增大，但绝对不会损坏电机6，从而保护了电机6，之后再根据常规控制方式使电机6停止运行即可；另外，在电机6不能运行且需要转动被驱动部件的情况下，可以通过外力使小径离合齿轮43克服螺旋压簧9的压力而转动，实现输出齿轮5带动被驱动部件旋转的目的。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (4)

1.一种便于进行角度转动限位的减速牙箱，包括相互连接的第一牙箱盖和第二牙箱盖，以及置于所述第一牙箱盖和所述第二牙箱盖之间的传动齿轮，其特征在于：所述传动齿轮包括离合齿轮和输出齿轮，所述离合齿轮包括大径离合齿轮和小径离合齿轮，所述大径离合齿轮的圆周外齿由电机驱动，所述大径离合齿轮的中心位置设有大径离合齿轮中心孔，所述大径离合齿轮上位于所述大径离合齿轮中心孔外周的位置设有内凹锥形齿，所述小径离合齿轮设有小径离合齿轮中心孔，所述小径离合齿轮的一端位于所述小径离合齿轮中心孔外周的位置设有与所述内凹锥形齿啮合连接的外凸锥形齿，第一中心轴的一端安装于所述第二牙箱盖的内侧，所述第一中心轴的另一端依次穿过所述大径离合齿轮中心孔、所述小径离合齿轮中心孔和螺旋压簧的中心孔后安装于所述第一牙箱盖的内侧；所述输出齿轮包括同轴心且通过内端面相互固定连接的大径输出齿轮和小径输出齿轮，所述大径输出齿轮的圆周外齿与所述小径离合齿轮的圆周外齿啮合连接，所述小径输出齿轮的圆周外齿为所述减速牙箱的旋转动力输出齿，第二中心轴穿过所述输出齿轮的中心通孔且其两端分别安装于所述第一牙箱盖的内侧和所述第二牙箱盖的内侧；所述输出齿轮上设有分别与所述第一牙箱盖和所述第二牙箱盖配套的正向旋转限位装置和反向旋转限位装置。
2.根据权利要求1所述的便于进行角度转动限位的减速牙箱，其特征在于：所述正向旋转限位装置为安装于所述输出齿轮上的第一限位柱，所述第一牙箱盖的内侧设有第一圆弧形凹槽或第一圆弧形通孔，所述第一限位柱的一端置于所述第一圆弧形凹槽或第一圆弧形通孔内；所述反向旋转限位装置为设于所述输出齿轮上的第二圆弧形凹槽或第二圆弧形通孔，所述第二牙箱盖的内侧安装有设有第二限位柱，所述第二限位柱的一端置于所述第二圆弧形凹槽或第二圆弧形通孔内；或者，所述第一限位柱安装于所述第一牙箱盖的内侧，所述第一圆弧形凹槽或第一圆弧形通孔设于所述输出齿轮上，所述第二限位柱安装于所述输出齿轮上，所述第二圆弧形凹槽或第二圆弧形通孔设于所述第二牙箱盖的内侧。
3.根据权利要求1或2所述的便于进行角度转动限位的减速牙箱，其特征在于：所述传动齿轮还包括过渡齿轮和蜗杆齿轮，所述过渡齿轮包括同轴心且相互连接的大径过渡齿轮和小径过渡齿轮，所述大径过渡齿轮的圆周外齿与所述蜗杆齿轮的圆周外齿啮合连接，所述小径过渡齿轮的圆周外齿与所述大径离合齿轮的圆周外齿啮合连接，所述蜗杆齿轮通过自身的中心通孔套装于所述电机的转轴上，第三中心轴穿过所述过渡齿轮的中心通孔且其两端分别安装于所述第一牙箱盖的内侧和所述第二牙箱盖的内侧。
4.根据权利要求3所述的便于进行角度转动限位的减速牙箱，其特征在于：所述电机安装于所述第一牙箱盖和所述第二牙箱盖之间。
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