CN113339466B - 重构型塔式多级变挡减速装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种重构型塔式多级变档减速装置，包括主轴组件和边轴组件，主轴组件沿轴线设有多个可独立转动的第一传动组，主轴组件两端分别设有输入轴和输出轴，边轴组件包括边轴，边轴上套有可转动的第二传动组，相邻的第一传动组通过第二传动组传动，还包括换挡装置，换挡装置沿主轴组件轴线滑动以改变档位；具有多档切换的功能，设有多个可独立转动的第一传动组，换挡装置沿轴线滑动选择与之配合的第一传动组以切换档位；具有重构拼接功能，外轴组件、内轴组件和边轴均为拼接式结构，三轴中段为可重构结构，根据需求可增加中段数量，改变总减速比，增加可供选择的档位。

Description

重构型塔式多级变挡减速装置

技术领域

本发明涉及精密减速机领域，尤其是涉及一种重构型塔式多级变挡减速装置。

背景技术

减速机是国民经济诸多领域的机械传动装置，行业涉及的产品类别包括了各类齿轮减速机、行星齿轮减速机及蜗杆减速机，也包括了各种专用传动装置，如增速装置、调速装置、以及包括柔性传动装置在内的各类复合传动装置等。一些减速装置如齿轮减速装置，通常设有一个输入轴和一个输出轴，如CN 212928670 U一种塔机用行星回转齿轮箱中的记载，输出的扭矩比较单一不能满足不同工况下的要求，而一般的带挡位切换的减速装置由于结构复杂，体积会较大，因此亟需一种紧凑型的可切换挡位的减速装置。

发明内容

本发明提供了一种重构型塔式多级变挡减速装置，解决了传统减速装置扭矩单一的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种重构型塔式多级变挡减速装置，包括主轴组件和边轴组件，主轴组件沿轴线设有多个可独立转动的第一传动组，主轴组件两端分别设有输入轴和输出轴，边轴组件包括边轴，边轴上套有可转动的第二传动组，相邻的第一传动组通过第二传动组传动，还包括换挡装置，换挡装置沿主轴组件轴线滑动以改变挡位。

优选的方案中，主轴组件包括外轴组件和内轴组件，外轴组件为中空结构，外轴组件和内轴组件滑动套接，外轴组件包括外轴前端轴节、外轴末端轴节和设在外轴前端轴节和外轴末端轴节之间的多个第一传动组，第一传动组内壁设有多齿外圈，内轴组件外壁沿轴向设有多个多齿内圈，内轴组件沿轴向移动使多齿内圈与多齿外圈配合以切换挡位。

优选的方案中，第一传动组包括外轴中段轴节，外轴中段轴节包括大径部和小径部，多齿外圈设在小径部内壁，小径部与相邻的第一传动组的外轴中段轴节的大径部转动套接。

优选的方案中，外轴中段轴节的大径部外壁套有第一齿轮和第二齿轮，第二传动组还包括套管，套管与边轴转动套接，套管外侧套有第五齿轮和第六齿轮，第六齿轮与第一传动组的第二齿轮啮合转动，第五齿轮与相邻的另一第一传动组的第一齿轮啮合转动。

优选的方案中，边轴与套管之间设有第二滑套，外轴中段轴节的大径部与相邻外轴中段轴节的小径部之间设有第一滑套。

优选的方案中，外轴组件一端与输入轴连接，输入轴一端设有第一接合段，输出轴一端设有第二接合段，内轴组件一端与第一接合段滑动套接，内轴组件另一端与第二接合段滑动套接。

优选的方案中，外轴组件两端分别设有第一定位板和第二定位板，边轴组件沿主轴组件周向布置有多个，边轴组件的边轴两端与第一定位板连接；

第一定位板两侧分别设有第一轴承座和第二轴承座，第二定位板两侧分别设有第三轴承座和第四轴承座，输出轴与第一轴承座转动套接，输入轴与第四轴承座转动套接，外轴组件两端分别转动套接第二轴承座和第三轴承座。

优选的方案中，内轴组件外侧还套有直线驱动装置，直线驱动装置中设有驱动线圈，内轴组件外壁与驱动线圈配合处设有多个磁环，驱动线圈通电以驱动内轴组件直线移动。

优选的方案中，内轴组件包括内轴前端轴节、内轴末端轴节和内轴中段轴节，内轴前端轴节与内轴末端轴节连接或内轴前端轴节通过内轴中段轴节与内轴末端轴节连接，第一接合段与内轴前端轴节滑动套接，第二接合段与内轴末端轴节滑动套接；

边轴包括边轴后端节、边轴前端节和边轴中段，边轴后端节和边轴前端节直接连接或边轴后端节通过边轴中段与边轴前端节连接。

优选的方案中，内轴中段轴节两端分别设有第一滑键和第三滑槽，内轴末端轴节两端分别设有第二滑槽和第二滑键，内轴前端轴节一端设有第一滑槽，第三滑槽与第二滑键卡接，第一滑槽与第一滑键卡接，第二接合段卡在第二滑槽中滑动。

本发明的有益效果为：具有多挡切换的功能，设有多个可独立转动的第一传动组，换挡装置沿轴线滑动选择与之配合的第一传动组以切换挡位；具有重构拼接功能，外轴组件、内轴组件和边轴均为拼接式结构，三轴中段为可重构结构，根据需求可增加中段数量，改变总减速比，增加可供选择的挡位；外轴组件采用重构设计的基础上，通过滑套代替轴承衔接各轴节，体积更小、定位不会晃动同时使结构更加紧凑。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的示意图。

图2是本发明的内部结构图。

图3是本发明的部分结构剖视图。

图4是本发明的主轴组件剖视图。

图5是本发明的外轴组件剖视图。

图6是本发明的内轴组件结构图。

图7是本发明的边轴组件示意图。

图8是本发明的直线驱动装置示意图。

图中：主轴组件1；外轴组件101；内轴组件102；外轴中段轴节103；第一齿轮104；第二齿轮105；第一滑套106；多齿外圈107；第一锁紧挡圈108；外轴前端轴节109；第三齿轮110；第四齿轮111；外轴末端轴节112；内轴前端轴节113；内轴末端轴节114；内轴中段轴节115；多齿内圈116；第一滑槽117；第一滑键118；顶丝119；第二滑槽120；磁环121；第三滑槽122；第二滑键123；边轴组件2；边轴后端节201；边轴前端节202；边轴中段203；第五齿轮204；第六齿轮205；套管206；第二锁紧挡圈207；夹紧套208；第二滑套209；第一定位板3；输入轴4；第一接合段401；第三滑套402；输出轴5；第二接合段501；安装座6；封板7；直线驱动装置8；驱动线圈801；第一轴承座9；第二轴承座10；第三轴承座11；第四轴承座12；第二定位板13。

具体实施方式

如图1-8中，一种重构型塔式多级变挡减速装置，包括主轴组件1和边轴组件2，主轴组件1沿轴线设有多个可独立转动的第一传动组，主轴组件1两端分别设有输入轴4和输出轴5，边轴组件2包括边轴，边轴上套有可转动的第二传动组，相邻的第一传动组通过第二传动组传动，第二传动组为多个，可设置在同一边轴上，也可设置在不同边轴上，输入轴4通过第二传动组与主轴组件1传动，主轴组件1在通过另一第二传动组与输出轴5传动，还包括换挡装置，换挡装置可直线移动，换挡装置沿主轴组件1轴线滑动以改变挡位。

优选的方案中，主轴组件1包括外轴组件101和内轴组件102，外轴组件101为中空结构，外轴组件101和内轴组件102滑动套接，内轴组件102既可以相对于外轴组件101转动，又可以相对于外轴组件101直线移动，外轴组件101包括外轴前端轴节109、外轴末端轴节112和设在外轴前端轴节109和外轴末端轴节112之间的多个第一传动组，第一传动组采用重构式设计，可根据需求增减数量，改变本减速装置的总传动比，第一传动组内壁设有多齿外圈107，内轴组件102外壁沿轴向设有多个多齿内圈116即换挡装置，多齿内圈116可根据需要增减数量，换挡时内轴组件102沿轴向移动，使多齿内圈116卡住相应的多齿外圈107，更换另一挡位时，内轴组件102继续向改方向移动或反向移动，使另外的多齿内圈116与相应的多齿外圈107卡住，多组多齿内圈116与多齿外圈107配合以切换挡位。

优选的方案中，第一传动组包括外轴中段轴节103，外轴中段轴节103包括大径部和小径部，多齿外圈107设在小径部内壁，小径部与相邻的第一传动组的外轴中段轴节103的大径部转动套接。

外轴中段轴节103采用重构式设计，采用小径部与大径部交替拼接套合的形式，方便增减数量，小径部与大径部内壁直径相同，内轴组件102带动多齿内圈116在外轴组件101内部移动到合适的位置与多齿外圈107配合。

优选的方案中，外轴中段轴节103的大径部外壁套有第一齿轮104和第二齿轮105，第二传动组还包括套管206，套管206与边轴转动套接，套管206外侧套有第五齿轮204和第六齿轮205，二者为一组，同角速度转动，第六齿轮205与第一传动组的第二齿轮105啮合转动，第五齿轮204与相邻的另一第一传动组的第一齿轮104啮合转动；

第二齿轮105一侧通过第一锁紧挡圈108锁紧并隔开相邻第一传动组的第一齿轮104，套管206两端还设有第二锁紧挡圈207，用于锁紧第五齿轮204和第六齿轮205，第二传动组两侧通过夹紧套208固定在边轴上。

第二传动组将上一组第一传动组的扭矩传递到下一组，扭矩每经过一次第二传动组传递后再回到外轴组件101就会进一步增大，因此外轴组件101每组第一传动组上的扭矩均不同，根据扭矩需要，内轴组件102带动多齿内圈116选择配合合适的第一传动组即可。

优选的方案中，边轴与套管206之间设有第二滑套209，外轴中段轴节103的大径部与相邻外轴中段轴节103的小径部之间设有第一滑套106。

由于轴承内外圈之间存在游隙，外轴中段轴节103重构套接多个后，会积累游隙误差造成晃动，因此，采用陶瓷滑套作为轴承代替普通轴承，既能保证较低的摩擦系数，又能利用面接触代替多点接触增加拼接成的外轴组件101的刚度，类似的，第一接合段401外壁设有第三滑套402，通过第三滑套402作为轴承作用与内轴组件102转动套接。

优选的方案中，外轴组件101一端与输入轴4连接，输入轴4一端设有第一接合段401，输出轴5一端设有第二接合段501，内轴组件102一端与第一接合段401滑动套接，内轴组件102另一端与第二接合段501滑动套接。

输入轴4与外轴组件101固定连接，外轴前端轴节109外壁套有第三齿轮110，第三齿轮110与设置其他边轴上的第六齿轮205啮合，将输入轴4的扭矩传递到外轴组件101上，外轴末端轴节112外壁套有第四齿轮111，第四齿轮111与另外位置的第五齿轮204（图中被边轴遮挡）啮合，将外轴组件101的扭矩传递到输出轴5上。

优选的方案中，外轴组件101两端分别设有第一定位板3和第二定位板13，边轴组件2沿主轴组件1周向布置有多个，边轴组件2的边轴两端与第一定位板3连接；

第一定位板3两侧分别设有第一轴承座9和第二轴承座10，第二定位板13两侧分别设有第三轴承座11和第四轴承座12，输出轴5与第一轴承座9转动套接，输入轴4与第四轴承座12转动套接，外轴组件101两端分别转动套接第二轴承座10和第三轴承座11。

边轴与第一定位板3和第二定位板13一起构成定位框架，定位框架外部设有封板7，端部设有安装座6，方便与驱动装置连接。

优选的方案中，内轴组件102外侧还套有直线驱动装置8，直线驱动装置8中设有驱动线圈801，内轴组件102外壁与驱动线圈801配合处设有多个磁环121，相邻磁环121极性相反，驱动线圈801通电产生磁场与磁环121磁场相互作用以驱动内轴组件102直线移动并控制定位位置。

优选的方案中，内轴组件102包括内轴前端轴节113、内轴末端轴节114和内轴中段轴节115，内轴前端轴节113与内轴末端轴节114连接或内轴前端轴节113通过内轴中段轴节115与内轴末端轴节114连接，套合连接后通过顶丝119将各连接段固定，第一接合段401与内轴前端轴节113滑动套接，第二接合段501与内轴末端轴节114滑动套接；

边轴包括边轴后端节201、边轴前端节202和边轴中段203，边轴后端节201和边轴前端节202直接连接或边轴后端节201通过边轴中段203与边轴前端节202连接。

优选的方案中，内轴中段轴节115两端分别设有第一滑键118和第三滑槽122，内轴末端轴节114两端分别设有第二滑槽120和第二滑键123，内轴前端轴节113一端设有第一滑槽117，第三滑槽122与第二滑键123卡接固定，第一滑槽117与第一滑键118卡接并固定，内轴前端轴节113、内轴末端轴节114和内轴中段轴节115同角速度转动，第二接合段501卡在第二滑槽120中滑动。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种重构型塔式多级变挡减速装置，其特征是：包括主轴组件（1）和边轴组件（2），主轴组件（1）沿轴线设有多个可独立转动的第一传动组，主轴组件（1）两端分别设有输入轴（4）和输出轴（5），边轴组件（2）包括边轴，边轴上套有可转动的第二传动组，相邻的第一传动组通过第二传动组传动，还包括换挡装置，换挡装置沿主轴组件（1）轴线滑动以改变挡位;

主轴组件（1）包括外轴组件（101）和内轴组件（102），外轴组件（101）为中空结构，外轴组件（101）和内轴组件（102）滑动套接，外轴组件（101）包括外轴前端轴节（109）、外轴末端轴节（112）和设在外轴前端轴节（109）和外轴末端轴节（112）之间的多个第一传动组，第一传动组内壁设有多齿外圈（107），内轴组件（102）外壁沿轴向设有多个多齿内圈（116），内轴组件（102）沿轴向移动使多齿内圈（116）与多齿外圈（107）配合以切换挡位;

第一传动组包括外轴中段轴节（103），外轴中段轴节（103）包括大径部和小径部，外轴中段轴节（103）采用重构式设计，采用小径部与大径部交替拼接套合的形式,多齿外圈（107）设在小径部内壁，小径部与相邻的第一传动组的外轴中段轴节（103）的大径部转动套接;

外轴中段轴节（103）的大径部外壁套有第一齿轮（104）和第二齿轮（105），第二传动组还包括套管（206），套管（206）与边轴转动套接，套管（206）外侧套有第五齿轮（204）和第六齿轮（205），第六齿轮（205）与第一传动组的第二齿轮（105）啮合转动，第五齿轮（204）与相邻的另一第一传动组的第一齿轮（104）啮合转动;

边轴与套管（206）之间设有第二滑套（209），外轴中段轴节（103）的大径部与相邻外轴中段轴节（103）的小径部之间设有第一滑套（106）。

2.根据权利要求1所述重构型塔式多级变挡减速装置，其特征是：外轴组件（101）一端与输入轴（4）连接，输入轴（4）一端设有第一接合段（401），输出轴（5）一端设有第二接合段（501），内轴组件（102）一端与第一接合段（401）滑动套接，内轴组件（102）另一端与第二接合段（501）滑动套接。

3.根据权利要求2所述重构型塔式多级变挡减速装置，其特征是：外轴组件（101）两端分别设有第一定位板（3）和第二定位板（13），边轴组件（2）沿主轴组件（1）周向布置有多个，边轴组件（2）的边轴两端与第一定位板（3）连接；

第一定位板（3）两侧分别设有第一轴承座（9）和第二轴承座（10），第二定位板（13）两侧分别设有第三轴承座（11）和第四轴承座（12），输出轴（5）与第一轴承座（9）转动套接，输入轴（4）与第四轴承座（12）转动套接，外轴组件（101）两端分别转动套接第二轴承座（10）和第三轴承座（11）。

4.根据权利要求2所述重构型塔式多级变挡减速装置，其特征是：内轴组件（102）外侧还套有直线驱动装置（8），直线驱动装置（8）中设有驱动线圈（801），内轴组件（102）外壁与驱动线圈（801）配合处设有多个磁环（121），驱动线圈（801）通电以驱动内轴组件（102）直线移动。

5.根据权利要求2所述重构型塔式多级变挡减速装置，其特征是：内轴组件（102）包括内轴前端轴节（113）、内轴末端轴节（114）和内轴中段轴节（115），内轴前端轴节（113）与内轴末端轴节（114）连接或内轴前端轴节（113）通过内轴中段轴节（115）与内轴末端轴节（114）连接，第一接合段（401）与内轴前端轴节（113）滑动套接，第二接合段（501）与内轴末端轴节（114）滑动套接；

边轴包括边轴后端节（201）、边轴前端节（202）和边轴中段（203），边轴后端节（201）和边轴前端节（202）直接连接或边轴后端节（201）通过边轴中段（203）与边轴前端节（202）连接。

6.根据权利要求5所述重构型塔式多级变挡减速装置，其特征是：内轴中段轴节（115）两端分别设有第一滑键（118）和第三滑槽（122），内轴末端轴节（114）两端分别设有第二滑槽（120）和第二滑键（123），内轴前端轴节（113）一端设有第一滑槽（117），第三滑槽（122）与第二滑键（123）卡接，第一滑槽（117）与第一滑键（118）卡接，第二接合段（501）卡在第二滑槽（120）中滑动。