一种用于狭窄空间的摆动马达的制作方法

1.本实用新型属于液压传动领域，涉及一种用于狭窄空间的摆动马达。


背景技术：

2.摆动马达(又称摆动油缸)是液压传动中较常见的执行机构，主要用于实现限定角度的回转或摆动。现有技术中存在上下单齿条结构、非对称驱动和上下双齿条结构、对称驱动两种技术类型：
3.(1)上下单齿条结构、非对称驱动(见申请号200920096087.1、201320343885.6专利)
4.此类摆动油缸上下各有一根齿条与中间的齿轮啮合，两根齿条都可以左右往复运动。齿条的两端设置有油缸活塞，一般由液压力驱动其中一根齿条作主动运动，主动齿条通过啮合驱动齿轮转动，从而输出转矩；同时，另一根齿条为被动运动，即由齿轮带动其与主动齿条相向运动。其主要缺点如下：
5.第一，采用油缸活塞型的结构，其中缸筒固定，双头的油缸活塞与齿条纵向排开连成一体，在两端缸筒内往复运动，因此沿齿条运动方向的尺寸较大；
6.第二，一根齿条主动运动，另一根齿条被动运动，齿轮径向受力不均匀，长时间使用极易造成齿轮弯曲变形；
7.第三，上下都只有一根齿条，由于齿条与齿轮间必然存在间隙，因此运动过程中会造成齿条沿齿宽方向的倾斜，造成啮合受力不均，同时进一步加重齿轮径向受力不均。此外，为适应油缸活塞型的结构形式，现有技术的齿条背面为圆柱形，缺少对齿条旋转的限制，增加了齿条倾斜的程度。
8.(2)上下双齿条结构、对称驱动(见申请号201820988494.2专利)
9.相比第1种技术，将齿轮上下两侧的齿条沿齿宽方向增加为两根，有利于同尺寸情况下提高输出扭矩，或者在同样输出扭矩情况下减小齿轮直径。在驱动方式方面，上下油缸相向同时做主动运动，驱动齿轮旋转，有效改善了齿轮的径向受力情况。但是该技术未能克服第1种的技术的其他缺点：
10.第一，油缸活塞型的结构仍然造成的沿齿条运动方向的尺寸较大；
11.第二，齿条仍然会沿齿宽方向的倾斜，齿条背面的圆柱形结构仍会增加其倾斜的程度。


技术实现要素：

12.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种用于狭窄空间的摆动马达，以解决传统油缸活塞型的结构存在的沿齿条运动方向尺寸较大造成使用空间受限及齿条沿齿宽方向倾斜的问题。
13.为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
14.一种用于狭窄空间的摆动马达，包括外壳；外壳内沿前后方向水平布设齿轮轴且
齿轮轴的输出端伸出外壳，沿左右方向水平布设上齿条和下齿条，上齿条和下齿条分别位于齿轮轴的上下两侧并与齿轮轴相啮合；
15.上齿条和下齿条的截面形状类似方形，沿左右方向远离齿形的两个棱边设有方形凸起，外壳内壁上下两侧沿左右方向分别对应设有与上齿条和下齿条的截面形状相匹配的滑槽，方形凸起嵌入相应滑槽，上齿条和下齿条在相应滑槽内往复滑动；上齿条和下齿条上均设有中心线位于同一水平面上且沿左右方向延长的四个圆形的密封腔，四个密封腔两两一组分成左右两组，每组的两个密封腔相对于所在齿条的前后方向的中心线对称；
16.外壳内的左右两侧均固连有沿左右方向延长的柱塞，柱塞包括方形的定位段和圆形的导向段，定位段与外壳固连，导向段插入同侧一一对应的密封腔中；外壳上对应定位段设有与定位段相匹配的方形的定位口，定位段安装在定位口中以对柱塞止转；
17.柱塞上设有与对应密封腔相通的油道，外壳上左右两侧分别设有与同侧柱塞的油道相通的油口；上齿条和下齿条相反侧的油口同时通入压力油，经柱塞的油道进入相通的密封腔，驱动上齿条和下齿条沿柱塞同时相向运动，进而带动齿轮轴转动。
18.进一步，上齿条和下齿条的左右两组密封腔，分别由设于上齿条和下齿条上且开口朝向左右两侧的盲孔及安装在插入盲孔中的柱塞端部的yx型密封圈形成；柱塞与外壳固连处安装有o型密封圈。
19.进一步，外壳包括缸体，以及缸体的左右两侧均安装的端盖和与端盖贴靠的限位盘；定位口设于限位盘朝向端盖的一面，定位口的底端面贯通设有过孔以供相应柱塞的导向段穿过限位盘，并且定位段抵住端盖，端盖朝向限位盘的一面与限位盘上定位口的底端面配合，压紧相应柱塞的定位段，以对柱塞进行轴向限位。
20.进一步，限位盘朝向上齿条和下齿条的一面分别对应设有与上齿条和下齿条的截面形状相匹配的滑槽。
21.进一步，油口设于端盖上。
22.进一步，每个油口与同方位的每组密封腔对应的两个柱塞的油道相通。
23.进一步，外壳包括分别设置在齿轮轴前后两侧的前端盖和后端盖。
24.进一步，齿轮轴前后两端均安装有轴承以提供支撑。
25.本实用新型的有益效果在于：
26.(1)本实用新型改变传统油缸活塞型的结构形式，采用固定双柱塞驱动单齿条的结构形式，柱塞起到为齿条运动提供支撑、导向、供油及回油的作用。齿条运动行程几乎全部与柱塞长度重合，在齿条运动行程的两端尽可能地精简配套机构，实现对整个摆动马达的“瘦身”，使其能够应用于较为狭窄的空间，克服空间限制。并且，齿条沿柱塞运动，柱塞为齿条提供限位和导向，防止因齿间间隙而造成的齿条沿齿宽方向的倾斜，改善齿轮轴的受力情况，减轻齿形不均匀磨损。
27.(2)本实用新型上齿条和下齿条的来油方向相反，使得上齿条和下齿条同时相向运动，齿轮轴上下受力均匀，不会造成弯曲变形，同时也减小了对齿条倾斜的影响。
28.(3)本实用新型上齿条和下齿条上设置的方形凸起，嵌入外壳内壁上对应的滑槽往复滑动，方形凸起与滑槽配合，限制齿条旋转，对齿条运动提供限位和导向，进一步避免齿条沿齿宽方向的倾斜，保障齿轮轴受力均匀。
29.本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐
述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
30.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：
31.图1为本实用新型一种用于狭窄空间的摆动马达的主视图；
32.图2为图1的b
‑
b剖视图；
33.图3为图1的a
‑
a剖视图；
34.图4为图3的c
‑
c、d
‑
d剖视图(逆时针旋转90
°
)；
35.图5为图4的e
‑
e剖视图；
36.图6为限位盘的结构示意图；
37.图7为图6的f
‑
f剖视图；
38.图8为上齿条和下齿条的主视图；
39.图9为图8的左视图；
40.图10为图8的g
‑
g剖视图。
41.附图标记：端盖1、内油口101、外油口102、限位盘2、定位口201、滑槽202、过孔203、缸体3、滑槽301、齿轮轴4、前端盖5、上齿条6a、下齿条6b、方形凸起601、盲孔602、齿形603、柱塞7、油道701、后端盖8、轴承9、o型密封圈10、yx型密封圈11。
具体实施方式
42.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
43.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
44.本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
45.请参阅图1～图3，为一种用于狭窄空间的摆动马达，该摆动马达的外壳主要由缸
体3、端盖1、限位盘2、前端盖5和后端盖8组成。缸体3的左右两侧分别设有方形法兰，两个方形法兰上均安装有端盖1和限位盘2，端盖1和限位盘2的外轮廓与方形法兰相匹配；在连接方式上，方形法兰的四周和中间设有多个螺纹孔，限位盘2上设有与方形法兰螺纹孔对应的通孔，端盖1上则设有与方形法兰螺纹孔对应的沉孔，通过紧固螺钉将端盖1和限位盘2安装在相应方形法兰上。缸体3前后两侧的中部分别设有圆形法兰，圆形法兰上设有沿圆周均布的螺纹孔，前端盖5和后端盖8上设有与圆形法兰螺纹孔相对应的沉孔，分别通过紧固螺钉安装在前后两侧的圆形法兰上。
46.缸体3内沿前后方向水平布设齿轮轴4，齿轮轴4与前端盖5和后端盖8同轴，齿轮轴4的输出端伸出前端盖5；齿轮轴4上在其齿形的前后两端均安装有轴承9以提供支撑，通过前端盖5及其同侧轴肩、后端盖8及其同侧轴肩，对相应轴承9进行轴向限位。
47.缸体3内沿左右方向水平布设上齿条6a和下齿条6b，上齿条6a和下齿条6b分别位于齿轮轴4的上下两侧并与齿轮轴4相啮合。如图8～10所示，上齿条6a和下齿条6b的结构相同，其截面形状(同左右两端面的形状)类似方形，沿左右方向远离齿形603的两个棱边设有方形凸起601。上齿条6a和下齿条6b上均设有中心线位于同一水平面上且沿左右方向(齿条长度方向)延长的四个圆形的盲孔602，四个盲孔602两两一组分成左右两组，左右两组盲孔602的开口分别朝向左右两侧，每组的两个盲孔602相对于所在齿条的前后方向(齿条宽度方向)的中心线对称。上齿条6a的左组两个盲孔602居中，右组两个盲孔602靠外；下齿条6b的左组两个盲孔602靠外，右组两个盲孔602居中(见图3)。
48.如图4～图7所示，上齿条6a和下齿条6b的左右两侧设置与盲孔602一一对应的柱塞7，柱塞7包括方形的定位段和圆形的导向段。限位盘2朝向端盖1的一面设有与定位段相匹配的方形的定位口201，定位口201的底端面贯通设有过孔203，定位段安装在定位口201中以对柱塞7止转，端盖1和定位口201的底端面分别与定位段的两端相抵，压紧定位段，从而对柱塞7进行轴向限位；导向段穿过过孔203插入到对应的盲孔602中。导向段插入盲孔602的端部安装yx型密封圈11，从而将相应盲孔602封闭形成密封腔，以防漏油。
49.柱塞7上沿中心线设有贯通的油道701，每个端盖1朝向限位盘2的一面设有与柱塞7的油道701相通的内油口101，该内油口101不穿透端盖1，每个端盖1的上下两侧还分别设有外油口102，每个外油口102与同方位的两个内油口101相通，进而与齿条上同方位的一组盲孔602相通。沿外油口102、内油口101、柱塞7的油道701和齿条的盲孔602形成供油路径，反向则形成回油路径。内油口101与油道701连通处安装有o型密封圈10，以防漏油。
50.缸体3内壁上下两侧沿左右方向分别对应设有与上齿条6a和下齿条6b的截面形状相匹配的滑槽301，同样，两个限位盘2朝向上齿条6a和下齿条6b的一面分别对应设有与上齿条6a和下齿条6b的截面形状相匹配的滑槽202，以延长导向距离和齿条运动行程。上齿条6a和下齿条6b上的方形凸起601嵌入滑槽301和滑槽202内往复滑动，限制上齿条6a和下齿条6b旋转，避免沿齿宽方向倾斜。
51.工作时，向上齿条6a和下齿条6b相反侧的外油口102同时通入压力油，经相通的内油口101、油道701进入盲孔602，驱动上齿条6a和下齿条6b沿柱塞7同时相向运动，进而带动齿轮轴4转动。本实施例中，向右上和左下外油口102同时通入压力油，则驱动上齿条6a向左移动以及下齿条6b向右移动，带动齿轮轴4逆时针转动，当上齿条6a和下齿条6b移动至行程最末端时，齿轮轴4停止转动；反之，向左上和右下外油口102同时通入压力油，则驱动上齿
条6a向右移动以及下齿条6b向左移动，带动齿轮轴4顺时针转动，当上齿条6a和下齿条6b移动至行程最末端时，齿轮轴4停止转动。
52.上齿条6a和下齿条6b沿柱塞7同时相向运动，则齿轮轴4上下受力均匀，不会弯曲变形，减小对齿条倾斜的影响。此外，通过双柱塞7驱动单齿条的结构形式，柱塞7为齿条运动提供限位和导向，也有助于避免齿条沿齿宽方向倾斜，改善齿轮轴4受力情况，减轻齿形603不均匀磨损。柱塞7还起到了为齿轮运动提供支撑、供油及回油的作用，齿条运动行程几乎全部与柱塞7长度重合，在齿条运动行程的两端尽可能地精简配套机构，实现对整个摆动马达的“瘦身”，使其能够应用于较为狭窄的空间，克服空间限制。
53.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。