CN106979256B - 一种高速齿轮轴定向转动控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速齿轮轴定向转动控制装置，包括阶梯轴、齿轮本体部分和齿轮自锁部分；自锁结构包括主动盘、从动盘、可动卡爪、止推销、封盖。齿轮本体固定于阶梯轴，可动卡爪安装于从动盘中的止动槽中且可动卡爪两端通过卡爪上的弹簧支撑柱与回位弹簧槽中的弹簧连接，止推销通过螺纹紧固件安装于从动盘中的止推销孔中，主动盘通过其上的爪槽与主动盘上的卡爪及可动卡爪配合，阶梯轴穿过主动盘、从动盘和可动卡爪的装配体，末端由圆锥滚子轴承固定于远齿轮侧固定板中。采用上述结构后，能够实现齿轮的定向旋转功能。

Description

一种高速齿轮轴定向转动控制装置

技术领域

本发明涉一种适用于轴的定向转动装置。

背景技术

齿轮是生产中常见的动力传递零件，通常位于电动机与执行机构之间，起到传递力和运动的作用；在许多生产场合下，生产要求中明确规定与齿轮相连的主轴只能沿某一方向旋转，反向旋转被严格禁止，否则容易对机器本身或者生产人员造成伤害等。在实际中，能够实现上述功能的机构常见的有棘轮机构、单向离合器等，这些机构较常出现在自行车、牛头刨床、起重机和钟表中，用以单向驱动和防止逆转；然而，对于棘轮机构而言，其工作时常伴有噪音和振动，工作频率不能过高，其对于高速轴的定向转动显然不是最佳选择；同样对于单向离合器而言，由于其单向工作的原理也主要是基于相邻齿轮的相互啮合与碰撞，这也决定了其对于高速轴定向转动的控制不能达到良好的效果，总而言之，目前的高速轴定向转动的控制主要存在如下的不足：依靠碰撞或啮合的原理实现定向转动带来的噪音和振动问题；使用空间大带来的整体尺寸偏大问题。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种高速齿轮轴定向转动控制装置，能够实现齿轮的定向旋转功能。

技术方案：一种高速齿轮轴定向转动控制装置，包括阶梯轴、齿轮本体部分和齿轮自锁部分，齿轮本体部分与齿轮自锁部分安装于阶梯轴的相对位置，所述阶梯轴包括齿轮装配台、自锁结构固定台；

所述齿轮本体部分包括齿轮，齿轮通过键连接的方式固定于阶梯轴上的齿轮装配台；

所述自锁结构包括主动盘、从动盘、可动卡爪、回位弹簧止推销、封盖；所述主动盘包括主动盘定位结构、爪槽、封盖安装孔和键槽；所述主动盘通过键槽与阶梯轴中的键槽进行平键配合固定于自锁结构固定台，并通过与齿轮装配台以及齿轮端面接触进行轴向定位；

所述从动盘端面位置沿圆周布置有4-6个回位弹簧槽，相邻回位弹簧槽间布置有卡爪，同一个回位弹簧槽由止动槽分成两部分且止动槽中安装有可动卡爪；每个止动槽内沿从动盘轴向设有止推销孔以及止推销滑道，止推销孔和止推销滑道位于同一轴线上；设定转轴顺时针为正转，止推销孔和止推销滑道的中心轴线偏在止动槽的中轴线反转一侧；止推销孔靠近从动盘端面的位置设置有内螺纹；

所述可动卡爪的主体部分为矩形，其沿着周向的长度小于其所在止动槽的弧长，可动卡爪伸出止动槽的高度约为止动槽中的卡爪高度的1/2，可动卡爪沿着轴向的长度等于止动槽沿着轴向的深度；可动卡爪主体部分的一端分布两个相交的通孔，两个通孔为沿轴向通孔，两个通孔的半径大小相等，两个通孔的圆心连线距离小于通孔直径长度；所述通孔在可动卡爪的两个端面均有倒圆角且可动卡爪上垂直于所述通孔所在面的两个侧面处各分布有一个弹簧支撑柱，弹簧支撑柱横截面呈圆形，整体呈弧形，且其弧形的曲率与其所在的回位弹簧槽的曲率一致；可动卡爪上的两个通孔相交部的中心能够与从动盘上的止推销滑道的中心轴线对齐；可动卡爪安装于从动盘的止动槽且其两端通过回位弹簧固定，回位弹簧的自然状态下的长度等于回位弹簧槽的弧长，其一端穿过弹簧支撑柱，另一端穿过弹簧定位台；

所述封盖呈圆柱形状，中心孔呈阶梯孔，包括阶梯轴通孔、轴承安装孔和螺纹孔，封盖外径等于主动盘的封盖安装孔的内径，阶梯轴通孔内径大于穿过该通孔的阶梯轴直径，封盖中与主动盘接触的端面上均布4-6个沉头螺纹通孔，封盖通过螺栓与从动盘上的螺纹孔固定连接；

从动盘连同封盖穿过阶梯轴并通过其上的卡爪与主动盘上的爪槽嵌套配合固定；从动盘的装配孔内径大于与其接触的阶梯轴的直径，封盖的轴承安装孔与阶梯轴之间通过单列圆锥滚子轴承连接；

止推销包括螺纹紧固件、弹簧、定位凸台、止推销本体和两端的半球头；止推销本体由定位凸台分成两部分，螺纹紧固件与自锁装置的从动盘中止推销通孔中的内螺纹连接固定，所述弹簧套接在止推销本体上，且位于螺纹紧固件与定位凸台之间，弹簧在自然伸缩状态时定位凸台端面与止推销滑道和止推销孔的过渡端面恰好接触；定位凸台另一侧的止推销本体以及半球头伸入止推销滑道中，当弹簧处于伸缩状态时，该部分的长度能够深入到可动卡爪的通孔中。

进一步的，卡爪位于顺时针一侧的弹簧定位台上设置有压力传感器。

进一步的，阶梯轴的两端均设有径向运动约束机构。

进一步的，齿轮本体部分一侧的所述径向运动约束机构包括近齿轮侧固定板、单列圆锥滚子轴承、挡圈以及挡板；所述近齿轮侧固定板的中心位置有两个阶梯孔并在直径较小的中心孔四周带有6-8个螺纹孔；所述挡板包括圆盘结构和轴承定位结构，圆盘结构上的螺纹孔分布数目和相邻螺纹孔间隔与近齿轮侧固定板中的螺纹孔分布情况一致；

挡圈和单列圆锥滚子轴承依次设置在齿轮的侧面，并分别安装于阶梯轴上的挡圈安装台以及轴承固定台上；单列圆锥滚子轴承内圈与轴承固定台过盈配合，外圈与近齿轮侧固定板上的阶梯孔进行配合，挡板中的轴承定位结构自近齿轮侧固定板外侧穿入滚子轴承外圈所在中心孔并通过螺栓连接将圆盘结构与近齿轮侧固定板中的螺纹孔连接并固定。

进一步的，所述齿轮自锁部分一侧的径向运动约束机构包括远齿轮侧固定板、单列圆锥滚子轴承、推力球轴承；所述远齿轮侧固定板的中心位置有两个同心的阶梯孔，分别为单列圆锥滚子轴承安装孔和推力球轴承安装孔，且立板内侧在同一圆周上分布有若干个相同直径的盲孔；

所述从动盘的端面设有一圈圆环形的从动盘定位台，所述从动盘定位台的直径大于与其配套的阶梯轴的直径，推力球轴承轴圈套在从动盘定位台上且通过轴承的轴圈外端面与从动盘定位台端面接触定位，推力球轴承内圈与从动盘定位台过盈配合；推力球轴承的座圈与远齿轮侧固定板的推力球轴承安装孔配合接触，通过安装在单列圆锥滚子轴承安装孔中的单列圆锥滚子轴承与阶梯轴连接。

有益效果：采用上述结构后，能够实现齿轮的定向旋转功能，主轴反转时具有自动报警功能，防止主轴的反向旋转对设备和人员造成伤害；该结构同时也能缩短主轴的制动时间，对于减少非生产时间和提高效率具有很大的帮助。

附图说明

图1是本发明高速齿轮轴定向转动控制装置的半剖结构示意图；

图2是阶梯轴的结构示意图；

图3是从动盘-回位弹簧-动爪装配结构示意图；

图4是近齿轮侧固定板的结构示意图；

图5是远齿轮侧固定板的结构示意图；

图6是主动盘的结构示意图；

图7是从动盘的结构示意图；

图8是动爪的结构示意图；

图9是止推销的结构示意图；

图10是封盖的结构示意图；

图11是挡板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

如图1所示，一种高速齿轮轴定向转动控制装置，包括阶梯轴、齿轮本体部分和齿轮自锁部分，齿轮本体部分与齿轮自锁部分安装于同一阶梯轴的相对位置。阶梯轴1包括轴承安装台1-1、挡圈安装台1-2、齿轮装配台1-3、自锁结构固定台1-4，阶梯轴的各个装配座横截面均为圆形，且以齿轮装配台1-3为中心，两侧截面直径沿着轴线方向依次递减。

近齿轮侧固定板2安装于齿轮本体部分的右侧，远齿轮侧固定板10安装于齿轮自锁部分的左侧。近齿轮侧固定板2外形不限，可以为矩形或者圆形等一系列形状。如图4所示，近齿轮侧固定板2的中心处设置有阶梯轴通孔2-1和挡板安装孔2-2，挡板安装孔2-2四周带有6-8个螺纹孔2-3。如图11所示，挡板8包括圆盘结构8-1和轴承定位结构8-2，圆盘结构8-1上的螺纹孔8-3分布数目和相邻螺纹孔间隔与近齿轮侧固定板2中的螺纹孔分布情况一致。远齿轮侧固定板10外形不限，如图5所示，其中心位置有两个同心的阶梯孔，分别为单列圆锥滚子轴承安装孔10-1和推力球轴承安装孔10-2，且立板内侧在同一圆周上分布有若干个相同直径的盲孔10-3，直径远小于阶梯孔直径。

如图1所示，齿轮本体部分包括齿轮5，齿轮5、挡圈4、单列圆锥滚子轴承3依次安装于阶梯轴1一侧，其中，齿轮5通过键连接的方式固定于阶梯轴1上的齿轮装配台1-3，挡圈4和单列圆锥滚子轴承3依次安装于阶梯轴1上的挡圈安装台1-2以及轴承固定台1-1，单列圆锥滚子轴承3内圈与轴承固定台1-1过盈配合，外圈与近齿轮侧固定板2上的阶梯孔进行配合，挡板8中的轴承定位结构8-2自近齿轮侧固定板2外侧穿入滚子轴承3外圈所在中心孔并通过螺栓连接将圆盘结构8-1上的螺纹孔8-3与近齿轮侧固定板2-1中的螺纹孔连接并固定；挡板8的起定位作用，防止轴承3沿着轴线方向滑动。

如图1所示，自锁结构包括主动盘6-1、从动盘6-2、可动卡爪6-3、回位弹簧6-4、止推销6-5、封盖6-6、圆锥滚子轴承6-7。如图6所示，主动盘6-1包括主动盘定位结构6-1-1、爪槽6-1-2、封盖安装孔6-1-3和键槽6-1-4。如图7所示，从动盘6-2包括卡爪6-2-1、止动槽6-2-2、螺纹孔6-2-3、回位弹簧槽6-2-4、弹簧定位台6-2-5、从动盘定位台6-2-6、装配孔6-2-7、止推销孔6-2-8和止推销滑道6-2-9。

主动盘6-1通过键槽6-1-4与阶梯轴1中的键槽进行平键配合并通过与齿轮装配台1-3以及齿轮端面接触进行轴向定位。如图10所示，封盖6-6呈圆柱形状，中心孔呈阶梯孔，包括阶梯轴通孔6-6-1、轴承安装孔6-6-2和螺纹孔6-6-3，封盖6-6外径等于主动盘的封盖安装孔6-1-3的内径，轴承安装孔6-6-2内径略小于与其配合的单列圆锥滚子轴承6-7外圈直径，阶梯轴通孔6-6-1内径大于穿过该通孔的阶梯轴1-5直径。封盖6-6中与主动盘6-1接触的端面上均布4-6个沉头螺纹通孔6-6-3，封盖6-6通过螺栓与从动盘上的螺纹孔6-2-3固定连接。

如图7所示，从动盘6-2端面位置布置有4-6个回位弹簧槽6-2-4，相邻回位弹簧槽间布置有卡爪6-2-1，同一个回位弹簧槽由止动槽6-2-2分成两部分且止动槽6-2-2中安装有可动卡爪6-3。每个止动槽6-2-2内沿从动盘6-2轴向设有止推销孔6-2-8以及止推销滑道6-2-9，止推销孔6-2-8和止推销滑道6-2-9位于同一轴线上；从动盘止推销孔6-2-8与止推销滑道6-2-9为通孔，止推销孔6-2-8靠近从动盘左侧端面的位置设置有内螺纹。设定转轴顺时针为正转，止推销孔6-2-8和止推销滑道6-2-9的中心轴线偏在止动槽6-2-2的中轴线反转一侧，即止推销孔6-2-8不是位于止动槽6-2-2沿弧线方向的中心位置，而是偏向于轴反向旋转的位置。

如图8所示，可动卡爪主体部分6-3-3整体结构为矩形，其沿着周向的长度小于其所在止动槽6-2-2的弧长，可动卡爪伸出止动槽的高度约为止动槽中的卡爪高度的1/2，可动卡爪沿着轴向的长度等于止动槽6-2-2沿着轴向的深度。可动卡爪主体部分6-3-3的一端分布两个相交的通孔6-3-4，两个通孔为沿可阶梯轴轴向方向的通孔，两个通孔的半径大小相等，两个通孔的圆心距离小于通孔直径长度，两个通孔的圆心连线的弧度与止动槽6-2-2的曲率一致。通孔6-3-4在可动卡爪的两个端面均有倒圆角6-3-2，且可动卡爪上垂直于通孔所在面的两个侧面处各分布有一个弹簧支撑柱6-3-1，弹簧支撑柱6-3-1横截面呈圆形，整体呈弧形，且其弧形的曲率与其所在的回位弹簧槽6-2-4的曲率一致，回位弹簧槽6-2-4的槽宽约等于槽深。可动卡爪上的两通孔6-3-4相交部的中心与从动盘上的止推销滑道6-2-9的中心轴线对齐。可动卡爪6-3安装于从动盘的止动槽6-2-2且其两端通过回位弹簧6-4固定，回位弹簧6-4的自然状态下的长度等于回位弹簧槽6-2-4的弧长，弹簧外径略小于回位弹簧槽的槽宽，其一端穿过弹簧支撑柱6-3-1并安装于回位弹簧槽6-2-4，另一端穿过位于卡爪6-2-1侧面的弹簧定位台6-2-5。

从动盘6-2穿过阶梯轴1并通过其上的卡爪6-2-1与主动盘6-1上的爪槽6-1-2嵌套配合固定。从动盘6-2的端面设有一圈圆环形的从动盘定位台6-2-6，从动盘6-2的装配孔6-2-7内径略大于与其接触的阶梯轴1的直径，从动盘穿过阶梯轴1并通过轴承安装台1-1和推力球轴承7进行轴向固定，推力球轴承7轴圈套在从动盘定位台6-2-6上且通过轴承的轴圈外端面与从动盘定位台6-2-6端面接触定位，推力球轴承7内圈与从动盘定位台6-2-6过盈配合；推力球轴承7的座圈与远齿轮侧固定板10的推力球轴承安装孔10-2配合接触，即远齿轮侧固定板10中的推力球轴承安装孔10-2与安装在从动盘定位台6-2-6上的推力球轴承端面接触，约束轴向运动；通过安装在单列圆锥滚子轴承安装孔10-1中的单列圆锥滚子轴承9与阶梯轴连接。封盖6-6的轴承安装孔6-6-2与阶梯轴1之间通过单列圆锥滚子轴承6-7连接。

阶梯轴1依次穿过固定于近齿轮侧内立板2中的单列圆锥滚子轴承3、挡圈4、齿轮5、自锁结构、推力球轴承7并于末端与单列圆锥滚子轴承9配合固定于远齿轮侧立板10的单列圆锥滚子轴承安装孔10-1中。

止推销6-5包括螺纹紧固件6-5-1、弹簧6-5-2、定位凸台6-5-3、止推销本体6-5-4和两端的半球头6-5-5。止推销本体6-5-4由定位凸台6-5-3分成两部分，两部分长度不一。螺纹紧固件6-5-1与自锁装置的从动盘中止推销通孔6-2-8中的内螺纹连接固定，螺纹紧固件6-5-1的端面与从动盘6-2近从动盘定位台6-2-6侧的端面平齐。止推销本体6-5-4较长端穿过螺纹紧固件6-5-1以及与螺纹紧固件6-5-1端面接触的弹簧，本体直径略小于螺纹紧固件6-5-1内孔直径，二者采用间隙连接；弹簧另一端与定位凸台6-5-3端面接触；安装后应保证弹簧6-5-2在自然伸缩状态时定位凸台6-5-3端面与止推销滑道6-2-9和止推销孔6-2-8的过渡端面恰好接触，弹簧6-5-2在压缩的情况下的上述两个端面有一定距离。止推销本体6-5-4较短部分的长度大于从动盘中止推销滑道6-2-9与止推销孔6-2-8过渡端面至可动卡爪6-3与从动盘接触端面间的距离,当弹簧在压缩状态时，此结构仍能保证止推销半球头6-5-5能够伸至可动卡爪6-3上两通孔6-3-4交界处，当弹簧6-5-2处于自然伸缩状态时，止推销本体6-5-4中较短部分能够深入到可动卡爪6-3的通孔6-3-4中，确保长度足够。止推销本体6-5-4中较短的部分穿过从动盘中的止动销滑道6-2-9且其末端的半球头6-5-5与可动卡爪6-3中两通孔6-3-4交界处倒圆角部分接触。止推销本体6-5-4中较长部分的长度与定位凸台沿轴向方向的长度和等于盲孔10-3深度与止推销孔6-2-8深度之和，半球头6-5-5的直径略小于远齿轮侧固定板2-2中盲孔10-3的内径。

卡爪6-2-1位于顺时针一侧的弹簧定位台6-2-5上设置有压力传感器，即可动卡爪6-3侧面与从动盘止动槽6-2-2槽面接触一侧的回位弹簧在其与弹簧定位台6-2-5接触位置设置有压力传感器，用以检测该端弹簧压力的变化,即在反转时处于受压状态的弹簧处末端安装压力传感器。当轴反转时，与弹簧相连的压力传感器能够检测弹簧反转受力的变化并报警，由工作人员进行进一步处理。

工作原理：

正常运行时：阶梯轴1旋转，与阶梯轴1通过键连接方式配合的齿轮5和主动盘6-1随着旋转，与阶梯轴1通过轴承配合的封盖6-6和间隙配合的从动盘6-2不旋转。主动盘6-1转动前，即阶梯轴1旋转前，止推销6-5一端的半球头6-5-5位于远齿轮侧立板10的盲孔10-3中，止推销6-5另一端的半球头6-5-5位于从动盘6-2的止推销滑道6-2-9，位于止推销6-5上的弹簧6-5-2由于止推销伸入止推销滑道6-2-9侧的半球头6-5-5受到可动卡爪主体部分6-3-3的限位处于压缩状态；可动卡爪6-3与从动盘止动槽6-2-2的槽侧面单面接触。

当阶梯轴1旋转过一定的角度后，主动盘6-1上的爪槽6-1-2与可动卡爪6-3逐步接触，可动卡爪6-3在主动盘的爪槽6-1-2的带动下在从动盘6-2的止动槽6-2-2沿着弧向旋转。由于可动卡爪6-3侧面与止动槽6-2-2槽面的单侧接触，所以使得可动卡爪6-3在止动槽6-2-2的运动时单向的，反向运动时可动卡爪6-3会受到止动槽6-2-2槽侧面的阻挡不能继续运动，这就保证了齿轮的定向转动功能。由于止推销6-5沿着周向方向无运动，可动卡爪6-3沿着周向旋转时，二者的相对位置发生变化，由初始状态下止推销半球头6-5-5与可动卡爪主体部分6-3-3的接触转变为半球头6-5-5与可动卡爪6-3的通孔6-3-4接触，并随着主动盘6-1的继续旋转，止推销6-5与可动卡爪6-3接触的通孔孔径6-3-4逐渐增加直至半球头6-5-5能够在弹簧6-5-2推动下伸入可动卡爪的通孔6-3-4中。当止推销半球头6-5-2伸入可动卡爪6-3的通孔6-3-4时，止推销6-5的另一端的半球头从固定的远齿轮立板10中的盲孔10-3中撤出，此时止推销6-5完全位于从动盘6-2的止推销滑道6-2-9和可动卡爪的两个通孔6-3-4的中间位置，使得原本通过止推销6-5***到固定的远齿轮立板10以限制可动卡爪6-3和从动盘6-2旋转运动的状态打破，从动盘6-2由原先零自由度转变为自由度为1的状态，主动盘6-1的旋转运动不会受到从动盘6-2和可动卡爪6-3的阻碍，进而能够推知与主动盘6-1通过键连接的阶梯轴1也能够正常旋转。故而在特定方向下，阶梯轴1能够带动齿轮5实现自由单向转动。

反方向运动时，由于止推销6-5同时位于从动盘止推销滑道6-2-9和远齿轮侧立板盲孔10-3内，能够起到限制从动盘6-2转动；同时可动卡爪6-3与从动盘止动槽6-2-4的单侧面接触的设计使得可动卡爪6-3无法反向运动进，这样保证了止推销半球头6-5-5无法进入可动卡爪相交通孔6-3-4的中间位置，而是始终与可动卡爪主体部分6-3-3接触，这样的设计使得半球头6-5-5无法从远齿轮侧立板10撤出，止推销6-3会始终限制从动盘6-2和可动卡爪6-3的转动。从动盘6-2转动受限，与从动盘6-2通过卡槽配合的主动盘6-1旋转亦会受到限制，进而达到限制主动盘6-1的转动，进而限制了与主动盘通过键连接的阶梯轴1的转动，实现了反向锁定的功能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种高速齿轮轴定向转动控制装置，其特征在于：包括阶梯轴、齿轮本体部分和齿轮自锁部分，齿轮本体部分与齿轮自锁部分安装于阶梯轴的相对位置，所述阶梯轴（1）包括齿轮装配台（1-3）、自锁结构固定台（1-4）；

所述齿轮本体部分包括齿轮（5），齿轮（5）通过键连接的方式固定于阶梯轴（1）上的齿轮装配台（1-3）；

所述自锁结构包括主动盘（6-1）、从动盘（6-2）、可动卡爪（6-3）、回位弹簧（6-4）止推销（6-5）、封盖（6-6）；所述主动盘（6-1）包括主动盘定位结构（6-1-1）、爪槽（6-1-2）、封盖安装孔（6-1-3）和键槽（6-1-4）；所述主动盘（6-1）通过键槽（6-1-4）与阶梯轴（1）中的键槽进行平键配合固定于自锁结构固定台（1-4），并通过与齿轮装配台（1-3）以及齿轮端面接触进行轴向定位；

所述从动盘（6-2）端面位置沿圆周布置有4-6个回位弹簧槽（6-2-4），相邻回位弹簧槽间布置有卡爪（6-2-1），同一个回位弹簧槽由止动槽（6-2-2）分成两部分且止动槽（6-2-2）中安装有可动卡爪（6-3）；每个止动槽（6-2-2）内沿从动盘（6-2）轴向设有止推销孔（6-2-8）以及止推销滑道（6-2-9），止推销孔（6-2-8）和止推销滑道（6-2-9）位于同一轴线上；设定转轴顺时针为正转，止推销孔（6-2-8）和止推销滑道（6-2-9）的中心轴线偏在止动槽（6-2-2）的中轴线反转一侧；止推销孔（6-2-8）靠近从动盘端面的位置设置有内螺纹；

所述可动卡爪（6-3）的主体部分（6-3-3）为矩形，其沿着周向的长度小于其所在止动槽（6-2-2）的弧长，可动卡爪（6-3）伸出止动槽的高度约为止动槽中的卡爪高度的1/2，可动卡爪沿着轴向的长度等于止动槽（6-2-2）沿着轴向的深度；可动卡爪主体部分（6-3-3）的一端分布两个相交的通孔（6-3-4），两个通孔为沿轴向通孔，两个通孔的半径大小相等，两个通孔的圆心连线距离小于通孔直径长度；所述通孔（6-3-4）在可动卡爪的两个端面均有倒圆角（6-3-2）且可动卡爪（6-3）上垂直于所述通孔（6-3-4）所在面的两个侧面处各分布有一个弹簧支撑柱（6-3-1），弹簧支撑柱（6-3-1）横截面呈圆形，整体呈弧形，且其弧形的曲率与其所在的回位弹簧槽（6-2-4）的曲率一致；可动卡爪上的两个通孔（6-3-4）相交部的中心能够与从动盘上的止推销滑道（6-2-9）的中心轴线对齐；可动卡爪（6-3）安装于从动盘的止动槽（6-2-2）且其两端通过回位弹簧（6-4）固定，回位弹簧（6-4）的自然状态下的长度等于回位弹簧槽（6-2-4）的弧长，其一端穿过弹簧支撑柱（6-3-1），另一端穿过弹簧定位台（6-2-5）；

所述封盖（6-6）呈圆柱形状，中心孔呈阶梯孔，包括阶梯轴通孔（6-6-1）、轴承安装孔（6-6-2）和螺纹孔（6-6-3），封盖（6-6）外径等于主动盘的封盖安装孔（6-1-3）的内径，阶梯轴通孔（6-6-1）内径大于穿过该通孔的阶梯轴直径，封盖（6-6）中与主动盘（6-1）接触的端面上均布4-6个沉头螺纹通孔（6-6-3），封盖（6-6）通过螺栓与从动盘上的螺纹孔（6-2-3）固定连接；

从动盘（6-2）连同封盖（6-6）穿过阶梯轴（1）并通过其上的卡爪（6-2-1）与主动盘（6-1）上的爪槽（6-1-2）嵌套配合固定；从动盘（6-2）的装配孔（6-2-7）内径大于与其接触的阶梯轴（1）的直径，封盖（6-6）的轴承安装孔（6-6-2）与阶梯轴（1）之间通过单列圆锥滚子轴承（6-7）连接；

止推销（6-5）包括螺纹紧固件（6-5-1）、弹簧（6-5-2）、定位凸台（6-5-3）、止推销本体（6-5-4）和两端的半球头（6-5-5）；止推销本体（6-5-4）由定位凸台（6-5-3）分成两部分，螺纹紧固件（6-5-1）与自锁装置的从动盘中止推销通孔（6-2-8）中的内螺纹连接固定，所述弹簧（6-5-2）套接在止推销本体（6-5-4）上，且位于螺纹紧固件（6-5-1）与定位凸台（6-5-3）之间，弹簧（6-5-2）在自然伸缩状态时定位凸台（6-5-3）端面与止推销滑道（6-2-9）和止推销孔（6-2-8）的过渡端面恰好接触；定位凸台（6-5-3）另一侧的止推销本体（6-5-4）以及半球头（6-5-5）伸入止推销滑道（6-2-9）中，当弹簧（6-5-2）处于伸缩状态时，该部分的长度能够深入到可动卡爪（6-3）的通孔（6-3-4）中。

2.根据权利要求1所述的高速齿轮轴定向转动控制装置，其特征在于：卡爪（6-2-1）位于顺时针一侧的弹簧定位台（6-2-5）上设置有压力传感器。

3.根据权利要求1或2所述的高速齿轮轴定向转动控制装置，其特征在于：阶梯轴的两端均设有径向运动约束机构。

4.根据权利要求3所述的高速齿轮轴定向转动控制装置，其特征在于：齿轮本体部分一侧的所述径向运动约束机构包括近齿轮侧固定板（2）、单列圆锥滚子轴承（3）、挡圈（4）以及挡板（8）；所述近齿轮侧固定板（2）的中心位置有两个阶梯孔并在直径较小的中心孔四周带有6-8个螺纹孔（2-1）；所述挡板（8）包括圆盘结构（8-1）和轴承定位结构（8-2），圆盘结构（8-1）上的螺纹孔（8-3）分布数目和相邻螺纹孔间隔与近齿轮侧固定板（2）中的螺纹孔分布情况一致；

挡圈（4）和单列圆锥滚子轴承（3）依次设置在齿轮（5）的侧面，并分别安装于阶梯轴（1）上的挡圈安装台（1-2）以及轴承固定台（1-1）上；单列圆锥滚子轴承（3）内圈与轴承固定台（1-1）过盈配合，外圈与近齿轮侧固定板（2）上的阶梯孔进行配合，挡板（8）中的轴承定位结构（8-2）自近齿轮侧固定板（2）外侧穿入滚子轴承（3）外圈所在中心孔并通过螺栓连接将圆盘结构（8-1）与近齿轮侧固定板（2-1）中的螺纹孔连接并固定。

5.根据权利要求4所述的高速齿轮轴定向转动控制装置，其特征在于：所述齿轮自锁部分一侧的径向运动约束机构包括远齿轮侧固定板（10）、单列圆锥滚子轴承（9）、推力球轴承（7）；所述远齿轮侧固定板（10）的中心位置有两个同心的阶梯孔，分别为单列圆锥滚子轴承安装孔（10-1）和推力球轴承安装孔（10-2），且立板内侧在同一圆周上分布有若干个相同直径的盲孔（10-3）；

所述从动盘（6-2）的端面设有一圈圆环形的从动盘定位台（6-2-6），所述从动盘定位台（6-2-6）的直径大于与其配套的阶梯轴（1）的直径，推力球轴承（7）轴圈套在从动盘定位台（6-2-6）上且通过轴承的轴圈外端面与从动盘定位台（6-2-6）端面接触定位，推力球轴承（7）内圈与从动盘定位台（6-2-6）过盈配合；推力球轴承（7）的座圈与远齿轮侧固定板（10）的推力球轴承安装孔（10-2）配合接触，通过安装在单列圆锥滚子轴承安装孔（10-1）中的单列圆锥滚子轴承（9）与阶梯轴连接。

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