卷绕机及其变速箱的制作方法

本发明涉及电池制造的技术领域，特别是涉及一种卷绕机及其变速箱。

背景技术：

动力电池的极片通过卷绕机代替人工进行卷绕，以提高动力电池的生产效率。卷绕机的电机通过变速箱将动力传递至卷针上，再由卷针卷绕极片。由于卷绕机的卷针为椭圆状结构，卷针的线速度的突变较大。

传统的卷绕机通过控制电机的输出轴的角速度大小使卷针的线速度保持恒定，然而电机的控制系统的反应时间的改善空间较小，当卷绕速度较高时，卷针的线速度的突变较大且控制困难，使极片被卷针卷绕的过程中所受张力的波动较大，不利于卷绕速度和卷绕质量的提高。

技术实现要素：

基于此，有必要针对卷针的线速度的突变较大且控制困难的问题，提供一种卷绕机及其变速箱。

一种卷绕机的变速箱，用于分别与电机和卷针连接，所述变速箱包括：

壳体；

第一转轴，转动连接于所述壳体上，所述第一转轴用于与所述电机的输出轴连接；

第一椭圆齿轮，套接于所述第一转轴上；

第二转轴，转动连接于所述壳体上，所述第二转轴与所述第一转轴平行，所述第二转轴用于与所述卷针连接；以及

第二椭圆齿轮，套接于所述第二转轴上；所述第二椭圆齿轮与所述第一椭圆齿轮啮合传动。

在其中一个实施例中，所述壳体包括壳本体和封盖，所述壳本体上开设有相连通的容纳腔、第一通孔和第二通孔；所述容纳腔分别与所述第一通孔和所述第二通孔连通；所述封盖上开设有第三通孔和第四通孔；所述第一椭圆齿轮和所述第二椭圆齿轮均位于所述容纳腔内；所述封盖盖设于所述壳本体上，以封堵所述容纳腔；

所述第一转轴分别穿设于所述第一通孔和所述第三通孔内，且所述第一转轴分别与所述壳本体和所述封盖转动连接，使所述第一转轴转动连接于所述壳体上；

所述第二转轴分别穿设于所述第二通孔和所述第四通孔内，且所述第二转轴分别与所述壳本体和所述封盖转动连接，使所述第二转轴转动连接于所述壳体上；由于第一椭圆齿轮和第二椭圆齿轮均位于容纳腔内，且封盖盖设于壳本体上，将容纳腔进行封堵，可以避免杂质进入容纳腔内，延长了变速箱的使用寿命。

在其中一个实施例中，变速箱还包括第一轴承、第二轴承、第三轴承和第四轴承；

所述第一轴承位于所述第一通孔内与所述壳本体连接，所述第二轴承位于所述第二通孔内与所述壳本体连接，所述第三轴承位于所述第三通孔内与所述封盖连接，所述第四轴承位于所述第四通孔内与所述封盖连接；

所述第一轴承和所述第三轴承均套接于所述第一转轴上，使所述第一转轴分别与所述壳本体和所述封盖转动连接；所述第二轴承和所述第四轴承均套接于所述第二转轴上，使所述第二转轴分别与所述壳本体和所述封盖转动连接。

在其中一个实施例中，变速箱还包括紧固件，所述壳本体上开设有第一安装孔，所述封盖上开设有第二安装孔，所述紧固件分别位于所述第一安装孔和所述第二安装孔内，使所述封盖盖设于所述壳本体上。

在其中一个实施例中，所述封盖上设有环形凸缘，所述壳本体上开设有环形凹槽，所述环形凹槽环绕所述容纳腔，所述环形凹槽与所述容纳腔位于所述壳本体的同一侧；所述环形凸缘卡入所述环形凹槽内，提高了封盖与壳本体之间连接的密封性。

在其中一个实施例中，所述第一椭圆齿轮的长轴与短轴的比值为1.2～1.5；所述第二椭圆齿轮的长轴与短轴的比值为1.2～1.5。

在其中一个实施例中，所述第一椭圆齿轮和所述第二椭圆齿轮的材料均为合金钢或调质钢，使第一椭圆齿轮和第二椭圆齿轮均具有较好的耐磨性。

一种卷绕机，包括机架、电机、卷针和上述的卷绕机的变速箱，所述电机和所述变速箱均设于所述机架上，所述第一转轴与所述电机的动力输出端连接，所述第二转轴与所述卷针连接。

在其中一个实施例中，卷绕机还包括传动组件，所述传动组件设于所述机架上，且所述传动组件分别与所述第二转轴和所述卷针连接，使所述第二转轴与所述卷针连接。

在其中一个实施例中，卷绕机还包括控制器，所述控制器与所述电机通信连接，所述控制器控制所述电机的输出转速，由于第一椭圆齿轮和第二椭圆齿轮的啮合传动，使变速箱的变速比周期性变化，从而使与卷针连接的第二转轴的转速周期性变化，加上控制器控制电机的输出转速，更好地控制卷针的角速度的变化，可以避免卷针引起的张力波动。

上述的卷绕机及其变速箱，第一转轴和第二转轴相互平行，且第一转轴与第二转轴均转动连接于壳体上，第一转轴与电机的输出轴连接，第二转轴与卷针连接，当卷绕极片时，电机驱动第一转轴相对于壳体转动，第一转轴带动第一椭圆齿轮转动，由于第一椭圆齿轮与第二椭圆齿轮啮合传动，第一椭圆齿轮带动第二椭圆齿轮转动，第二椭圆齿轮带动第二转轴相对于壳体转动，第二转轴带动卷针运动，使卷针对极片进行卷绕；由于第一椭圆齿轮和第二椭圆齿轮的啮合传动，使变速箱的变速比周期性变化，从而使与卷针连接的第二转轴的转速周期性变化，可以较好地控制卷针的角速度的变化，减小了卷针引起的张力波动较小，解决了卷针的线速度的突变较大且控制困难的问题。

附图说明

图1为一实施例的卷绕机的立体图；

图2为图1所示卷绕机的左视图；

图3为图1所示卷绕机的局部示意图；

图4为图3所示卷绕机的变速器的立体图；

图5为图4所示变速器的爆炸图；及

图6为图5所示变速器的壳体的局部示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对卷绕机及其变速箱进行更全面的描述。附图中给出了卷绕机及其变速箱的首选实施例。但是，卷绕机及其变速箱可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对卷绕机及其变速箱的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在卷绕机及其变速箱的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，一实施例的卷绕机10用于卷绕动力电池的极片20。同时参见图2，卷绕机10包括机架100、电机200、变速箱300和卷针400。电机200和变速箱300均设于机架100上。如图3所示，变速箱300分别与电机200和卷针400连接。

如图4、图5所示，变速箱300包括壳体310、第一转轴320、第一椭圆齿轮330、第二转轴340以及第二椭圆齿轮350。第一转轴320转动连接于壳体310上。第一转轴320与电机200的输出轴连接，电机200带动第一转轴320相对于壳体310转动。

第一椭圆齿轮330套接于第一转轴320上，第一转轴320的转动带动第一椭圆齿轮330转动。第二转轴340转动连接于壳体310上。第二转轴340与第一转轴320平行。第二转轴340与卷针400连接。第二椭圆齿轮350套接于第二转轴340上。第二椭圆齿轮350与第一椭圆齿轮330啮合传动，第一椭圆齿轮330转动带动第二椭圆齿轮350转动，第二椭圆齿轮350带动第二转轴340相对于壳体310转动。由于第一椭圆齿轮330和第二椭圆齿轮350啮合传动，使第一椭圆齿轮330与第二椭圆齿轮350之间的传动比周期性变化。在本实施例中，卷针400的横截面呈椭圆状。第二转轴340与第一转轴320平行设置。

如图5、图6所示，在其中一个实施例中，壳体310包括壳本体310a和封盖310b。壳本体310a上开设有相连通的容纳腔311、第一通孔312和第二通孔313。容纳腔311分别与第一通孔312和第二通孔313连通。封盖310b上开设有第三通孔314和第四通孔315。第一椭圆齿轮330和第二椭圆齿轮350均位于容纳腔311内。封盖盖设于壳本体310a上，以封堵容纳腔311。第一转轴320分别穿设于第一通孔312和第三通孔314内，且第一转轴320分别与壳本体310a和封盖310b转动连接，使第一转轴320转动连接于壳体310上。

第二转轴340分别穿设于第二通孔313和第四通孔315内，且第二转轴340分别与壳本体310a和封盖310b转动连接，使第二转轴340转动连接于壳体310上。由于第一椭圆齿轮330和第二椭圆齿轮350均位于容纳腔311内，且封盖盖设于壳本体310a上，将容纳腔311进行封堵，可以避免杂质进入容纳腔311内，延长了变速箱300的使用寿命。在本实施例中，壳本体310a与封盖310b之间可拆卸连接。容纳腔311开设于壳本体310a上临近封盖310b的一侧。

如图5所示，在其中一个实施例中，变速箱300还包括第一轴承360、第二轴承362、第三轴承363和第四轴承364。第一轴承360位于第一通孔312内与壳本体310a连接。第二轴承362位于第二通孔313内与壳本体310a连接。第三轴承363位于第三通孔314内与封盖310b连接。第四轴承364位于第四通孔315内与封盖310b连接。第一轴承360和第三轴承363均套接于第一转轴320上，使第一转轴320分别与壳本体310a和封盖310b转动连接。第二轴承362和第四轴承364均套接于第二转轴340上，使第二转轴340分别与壳本体310a和封盖310b转动连接。

如图4、图6所示，在其中一个实施例中，变速箱300还包括紧固件(图未示)。壳本体310a上开设有第一安装孔316。封盖310b上开设有第二安装孔317。紧固件分别位于第一安装孔316和第二安装孔317内，使封盖310b盖设于壳本体310a上。在本实施例中，紧固件为螺钉。壳本体310a和封盖310b均呈长方体状。紧固件的数目为多个，多个紧固件沿盖板310b的周向间隔分布。第一安装状和第二安装孔317的数目均为多个。紧固件一一对应位于第一安装孔316和第二安装孔317内，使封盖310b与壳本体310a牢固连接。可以理解，在其他实施例中，紧固件可以省略。封盖310b与壳本体310a之间通过胶接或焊接进行连接。

如图5、图6所示，在其中一个实施例中，封盖310b上设有环形凸缘318。壳本体310a上开设有环形凹槽319。环形凹槽319环绕容纳腔311。环形凹槽319与容纳腔311位于壳本体310a的同一侧。环形凸缘318卡入环形凹槽319内，提高了封盖310b与壳本体310a之间连接的密封性。进一步地，变速箱300还包括密封圈，密封圈位于环形凹槽319内。当环形凸缘318卡入环形凹槽319内时，环形凸缘318抵接并挤压于密封圈上，使环形凸缘318与环形凹槽319之间连接更加紧密。

在其中一个实施例中，第一椭圆齿轮330的长轴与短轴的比值为1.2～1.5。在其中一个实施例中，第二椭圆齿轮350的长轴与短轴的比值为1.2～1.5。在本实施例中，第一椭圆齿轮330的长轴与短轴的比值均为1.4。在其中一个实施例中，卷针400的长轴与短轴的比值为3～6。在本实施例中，卷针400的长轴与短轴的比值为4。

在其中一个实施例中，第一椭圆齿轮330和第二椭圆齿轮350的材料均为合金钢或调质钢，使第一椭圆齿轮330和第二椭圆齿轮350均具有较好的耐磨性。在本实施例中，第一椭圆齿轮330和第二椭圆齿轮350的材料均为调质钢。在其中一个实施例中，第一椭圆齿轮330和第二椭圆齿轮350均通过表面渗氮淬火处理。

再次参见图3，在其中一个实施例中，卷绕机10还包括传动组件500。传动组件500设于机架100上，且传动组件500分别与第二转轴340和卷针400连接，使第二转轴340与卷针400连接。在本实施例中，第二转轴340相对于壳体310转动，通过传动组件500将第二转轴340的转速传递至卷针400上，使卷针400相对于机架100运动，以卷绕极片20。

具体地，传动组件500包括第一传动轴510、第二传动轴520、第三传动轴530、第一带轮540、第二带轮550、第三带轮560、第四带轮570、第五带轮580、第六带轮590、第一皮带600、第二皮带610和第三皮带620。第一传动轴510、第二传动轴520和第三传动轴530均转动连接于机架100上。第一传动轴510、第二传动轴520和第三传动轴530相互平行。卷针400固定连接于第三传动轴530上。第一带轮540套设于第二转轴340上。第二带轮550和第三带轮560均设于第一传动轴510上。第四带轮570和第五带轮580均设于第二传动轴520上。第六带轮590设于第三传动轴530上。

第一皮带600分别缠绕于第一带轮540和第二带轮550上。第二皮带610分别缠绕于第三带轮560和第四带轮570上。第三皮带620分别缠绕于第五带轮580和第六带轮590上。当第二转轴340相对于壳体310转动时，第二转轴340带动第一带轮540转动，第一带轮540通过第一皮带600带动第二带轮550、第一传动轴510和第三带轮560运动，第三带轮560通过第二皮带610带动第四带轮570、第二传动轴520和第五带轮580运动，第五带轮580通过第三皮带620带动第六带轮590和第三传动轴530运动，使卷针400随第三传动轴530转动，从而使传动组件500分别与第二转轴340和卷针400连接，以对极片20进行卷绕。

如图3所示，在其中一个实施例中，机架100包括第一架体110、第二架体120和第三架体130，第一架体110与第二架体120连接，第三架体130位于第一架体110和第二架体120之间。第一架体110和第二架体120均固定于基座700上。同时参见图2，电机200固定于基座700上，且电机200位于第一架体110与第三架体130之间。变速箱300固定于第一架体110的第一侧，第二转轴340伸出第一架体110的第二侧。第一传动轴510分别转动连接于第一架体110和第三架体130上。第二传动轴520分别转动连接于第一架体110和第二架体120上。第三传动轴530分别转动连接于第二架体120与第三架体130之间。第二带轮550位于第一架体110的第二侧。第三带轮560位于第一架体110与第三架体130之间。第五带轮580位于第二架体120与第三架体130之间。卷针400位于第二架体120上远离第三架体130的一侧。

在其中一个实施例中，卷绕机10还包括控制器(图未示)。控制器与电机200通信连接。控制器控制电机200的输出转速，由于第一椭圆齿轮330和第二椭圆齿轮350的啮合传动，使变速箱300的变速比周期性变化，从而使与卷针400连接的第二转轴340的转速周期性变化，加上控制器控制电机200的输出转速，更好地控制卷针400的角速度的变化，可以避免卷针400引起的张力波动。

上述的卷绕机10及其变速箱300，第一转轴320和第二转轴340相互平行，且第一转轴320与第二转轴340均转动连接于壳体310上，第一转轴320与电机200的输出轴连接，第二转轴340与卷针400连接，当卷绕极片20时，电机200驱动第一转轴320相对于壳体310转动，第一转轴320带动第一椭圆齿轮330转动，由于第一椭圆齿轮330与第二椭圆齿轮350啮合传动，第一椭圆齿轮330带动第二椭圆齿轮350转动，第二椭圆齿轮350带动第二转轴340相对于壳体310转动，第二转轴340带动卷针400运动，使卷针400对极片20进行卷绕。

由于第一椭圆齿轮330和第二椭圆齿轮350的啮合传动，使变速箱300的变速比周期性变化，从而使与卷针400连接的第二转轴340的转速周期性变化，可以较好地控制卷针400的角速度的变化，减小了卷针400引起的张力波动较小，解决了卷针400的线速度的突变较大且控制困难的问题。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。