具电动偏置齿轮无行星后轴驱动减速器的割草机的制作方法

文档序号：15198998发布日期：2018-08-19 03:14阅读：258来源：国知局

本发明涉及一种用于庭院、公园及道路旁边等场所修剪草坪的草坪割草机，在采用有等压力对数曲线弧波浪直波纹粉末冶金草坪机齿轮箱的基础上，进一步发展的具电动偏置齿轮无行星后轴驱动减速器的割草机。

背景技术：

草坪割草机被广泛用于按人们的喜好所选择的有时自走有时不自走的方式来割草。操作步行者拉动自走操纵手柄，通过钢丝绳及拨杆，使离合块沿轴向移动来离合。现有技术的自走机构的后轮驱动齿轮减速离合器内的离合装置的离合块，是只靠离合块侧面的圆锥来离合，需较大的轴向结合力，致使内压圆垫片断裂的损坏现象不时发生；圆锥面间在接合过程中产生摩擦热，需要齿轮箱内加润滑油；且圆锥面间有摩擦有相对滑动，消耗功率。草坪割草机齿轮箱无论是塑料类的还是金属类的，受到技术及成本等限制，自走离合不平稳和不可靠的情况时有发生，解决偶尔发生的不离合问题，一直是业界的国际性老大难问题。

为了克服草坪割草机现有技术的的后轮驱动减速器内的离合机构所致工作状态的不足，同时也为了发明几种不同类型的草坪割草机用离合器和减速器，联想到本发明人曾在国外如瑞士作为高工seniorengineer涉及制造的某些器件，加以改进特制揉合，再辅以发明能使产品更上一层楼，本发明人以毕生国内外工作经验，作了多种设计和创新，恰如人类追求发明的完美是永不停歇的，以下就多种逐步改进和完善的实用方案结合多种图示而加以详细解说。

为了节能减排，减少有害hc碳氢化合物排放，草坪割草机一方面是改进发动机的排放，另一方面是采用电能，用锂电池功率低，一般仅几百瓦，还得每一小时去充电；而草坪割草机用发动机能上千瓦工作数小时；尽管如此，用电的草坪割草机还是定单显著增多，因人们追求环境保护的目标是坚定的，追求操作的自动化和智能化是无尽的，于是乎，一种有节能电路控制的具无刷电机多行星后轴驱动减速器的草坪割草机就应运而生了。

技术实现要素：

常用的草坪割草机用的动力是从位于草坪割草机中部的发动机的垂直刀轴上用皮带和皮带轮进行一级传动，转速从每分3000转变为每分1500转，再进行二级传动引到位于草坪割草机后部的驱动后轴的含离合器的减速器，二级减速器的变速比达5，转速从每分1500转变为驱动后轴的每分300转，再进行三级传动，由驱动后轴的同轴的驱动齿轮与草坪割草机的后轮内的内齿轮齿圈相啮合，因后轮要调节不同割草高度，故后轮的轴在调高架上而与驱动后轴不能同轴而是两轴平行，使草坪割草机的最大自走速度大致在每秒一米满足客户要求；但是技术难题是在草坪割草机上用电受到电源的限制，电动机若采用有刷的串激电动机则有刷对无线电干扰大。在草坪割草机上采用锂电池组充电供电源，电动机则采用无刷的电动机，是有一定的改良；但为追求小体积高输出，无刷电机的转速高达每分20000多转，相对于原来的减速器的初始转速每分1500转，是大了十多倍，这就使得电动减速器的难度大大增加，对减少成本，降低噪音，压低温升，加大变比都提出了很高的要求。

具无刷电机多行星后轴驱动减速器的草坪割草机，其含无刷电机多行星后轴驱动减速器，所述的减速器，采用无刷电机，所述无刷电机的转速每分20000转、功率250瓦、36伏、输出轴直径5毫米；电机主动齿轮(88)的齿数18、模数0.6、分度圆是18x0.6＝10.8；所述电机主动齿轮(88)的所述齿数18的马达齿轮与三个各个齿数18、模数0.6的既自转又绕沿马达轴线的公轴线公转的行星齿轮(98)啮合，所述行星齿轮分别装在均分的且与公轴线等距的行星架(97)的三个行星轮轴上；所述齿数18的马达齿轮是钢40cr的；所述行星齿轮(98)的三个行星轮均是聚甲醛的；与行星轮啮合且几何轴线固定的行星系的中心轮的内齿轮(99)是钢40cr的，模数是0.6，齿数是60，所述行星齿轮传动的分类是ngw型，n是内啮合齿轮，g是两个齿轮啮合副中间的公用齿轮，w是外啮合齿轮；所述行星齿轮传动的传动比是1+60/18为4.3，符合传动比推荐值2.7至9，传动效率为百分之97-99；所述行星架(97)的公轴线中心伸出轴上设有对称的两个扇形所形成的扇形槽，以便与所述的与电机同轴的行星架输出齿轮(96)的公轴线中心伸出轴上所设有的对称的两个扇形所形成的扇形凸来互配插合并且均插入到大轴承(105)的内圈里，所述行星架输出齿轮(96)的齿数是26、模数是1.5、分度圆是26x01.5＝39；所述行星架输出齿轮(96)与第一中间轴上的2812双齿轮(104)的齿数是28、模数是1.5、分度圆是28x01.5＝42的28齿轮相啮合，所述第一中间轴上的28齿轮(104a)与所述行星架输出齿轮(96)的齿数是26的所述行星架输出齿轮(96)之间的第一中间轴传动比是28/26为1.077；所述2812双齿轮(104)含同轴的28齿数的28齿轮(104a)和12齿数的12齿轮(104c)，所述2812双齿轮(104)的两端各设有小轴承(103)，所述小轴承(103)的外径是14mm，以便与所述2812双齿轮(104)的两端的内孔配合，所述小轴承(103)的内径是5以便与所述第一中间轴活动装配；另一件结构相同的所述2812双齿轮(104)也含同轴的28齿数的28齿轮(104a)和12齿数的12齿轮(104c)，装在第二中间轴上，所述2812双齿轮(104)的两端各设有小轴承(103)，所述小轴承(103)的外径是14mm，以便与所述2812双齿轮(104)的两端的内孔配合，所述小轴承(103)的内径是5以便与所述第二中间轴活动装配；所述第一中间轴上的2812双齿轮(104)的同轴于28齿数的28齿轮(104a)的12齿数的12齿轮(104c)与所述第二中间轴上的所述另一件结构相同的所述2812双齿轮(104)也含同轴的28齿数的28齿轮(104a)相啮合，所述第二中间轴上的28齿轮(104a)与所述第一中间轴上的2812双齿轮(104)的12齿数的12齿轮(104c)之间的第二轴传动比是28/12为2.33；所述2812双齿轮(104)含同轴的28齿数的28齿轮(104a)和12齿数的12齿轮(104c)是用聚甲醛在注塑模具里加工成型的；所述的减速器的后轴输出部分含同轴的长半后轴及短半后轴，所述长半后轴上依次装有后轴驱动减速器壳油封、安合弹性夹(92)、铁垫圈、安全离合锥(90)、挂档盘(101)、含安合挂档块(91a)后轴驱动齿轮(91)、长轴中夹轴，所述长半后轴上设有径向横孔以便通过横销钉与所述安全离合锥(90)固连，所述安合弹性夹(92)包夹着所述安全离合锥(90)和所述挂档盘(101)，所述安全离合锥(90)和所述挂档盘(101)与所述含安合挂档块(91a)后轴驱动齿轮(91)相联，所述长半后轴的一端设有轴向深孔，以便插入所述长轴中夹轴，再插入短半后轴的一端所设有的轴向深孔内而使所述长半后轴和所述短半后轴活动相联；所述短半后轴上依次装有后轴驱动减速器上盖和油封、也依次装着另一套的安合弹性夹(92)、铁垫圈、安全离合锥(90)、挂档盘(101)，所述短半后轴上也设有径向横孔以便通过横销钉与另一套的所述安全离合锥(90)固连，另一套的所述安合弹性夹(92)包夹着所述安全离合锥(90)和所述挂档盘(101)，所述短半后轴上的所述安全离合锥(90)和所述挂档盘(101)也与前述的唯一的所述含安合挂档块(91a)后轴驱动齿轮(91)相联；所述含安合挂档块(91a)后轴驱动齿轮(91)的齿数是33齿且模数是2.5；所述第二中间轴上的28齿轮(104a)的12齿数的12齿轮(104c)与所述后轴上的所述含安合挂档块(91a)后轴驱动齿轮(91)之间的中转后轴传动比是33/12为2.75；减速器总传动比是4.3x33/12x28/12x28/26＝4.3x6.9＝30倍，合用；其特征在于，所述长半后轴的另一端和所述短半后轴的另一端均各设有横向双切槽和横向双切槽以便装后轮驱动齿轮，所述后轮驱动齿轮为14齿模数2.5，并用所述后轮驱动齿轮驱动装在草坪割草机后轮内的后轮齿圈(107)，所述后轮齿圈(107)的齿数为52齿模数2.5配小割草机后轮。

为了省去行星架和行星内齿轮，好不容易创新了一种既达到变比又满足散热的电动无行星草坪割草机后轴驱动减速器。

一种电动无行星草坪割草机后轴驱动减速器，所述的减速器，采用无刷电机，所述无刷电机的转速每分20000转、功率250瓦、36伏、输出轴直径5毫米；电机主动齿轮(88)的齿数18、模数0.6、分度圆是18x0.6＝10.8；去掉行星轮系，所述电机主动齿轮(88)与新设的马达从动轴上的马达从齿轮(106)啮合，所述马达从齿轮(106)为齿数38、模数0.6、分度圆是38x0.6＝22.8，马达传动比是38/18；所述马达从齿轮内与14x5轴承相配；所述新设的马达从动轴上装有从齿套筒(100)和接套齿轮(102)，所述接套齿轮(102)的齿数是12且模数是1.5，所述接套齿轮与作为输出齿轮与第一中间轴上的2812双齿轮(104)的齿数是28、模数是1.5、分度圆是28x01.5＝42的28齿轮相啮合，所述新设的马达从动轴的输出齿轮与第一中间轴传动比是28/12；以上传动比为38/18x28/12＝4.9，超过行星变比4.33，实际合用；其余变比大致相同；所述2812双齿轮(104)含同轴的28齿数的28齿轮(104a)和12齿数的12齿轮(104c)，所述2812双齿轮(104)的两端各设有小轴承(103)，所述小轴承(103)的外径是14mm，以便与所述2812双齿轮(104)的两端的内孔配合，所述小轴承(103)的内径是5以便与所述第一中间轴活动装配；另一件结构相同的所述2812双齿轮(104)也含同轴的28齿数的28齿轮(104a)和12齿数的12齿轮(104c)，装在第二中间轴上，所述2812双齿轮(104)的两端各设有小轴承(103)，所述小轴承(103)的外径是14mm，以便与所述2812双齿轮(104)的两端的内孔配合，所述小轴承(103)的内径是5以便与所述第二中间轴活动装配；所述第一中间轴上的2812双齿轮(104)的同轴于28齿数的28齿轮(104a)的12齿数的12齿轮(104c)与所述第二中间轴上的所述另一件结构相同的所述2812双齿轮(104)也含同轴的28齿数的28齿轮(104a)相啮合，所述第二中间轴上的28齿轮(104a)与所述第一中间轴上的2812双齿轮(104)的12齿数的12齿轮(104c)之间的第二轴传动比是28/12为2.33；所述2812双齿轮(104)含同轴的28齿数的28齿轮(104a)和12齿数的12齿轮(104c)是用聚甲醛在注塑模具里加工成型的；所述的减速器的后轴输出部分含同轴的长半后轴及短半后轴，所述长半后轴上依次装有后轴驱动减速器壳油封、安合弹性夹(92)、铁垫圈、安全离合锥(90)、挂档盘(101)、含安合挂档块(91a)后轴驱动齿轮(91)、长轴中夹轴，所述长半后轴上设有径向横孔以便通过横销钉与所述安全离合锥(90)固连，所述安合弹性夹(92)包夹着所述安全离合锥(90)和所述挂档盘(101)，所述安全离合锥(90)和所述挂档盘(101)与所述含安合挂档块(91a)后轴驱动齿轮(91)相联，所述长半后轴的一端设有轴向深孔，以便插入所述长轴中夹轴，再插入短半后轴的一端所设有的轴向深孔内而使所述长半后轴和所述短半后轴活动相联；所述短半后轴上依次装有后轴驱动减速器上盖和油封、也依次装着另一套的安合弹性夹(92)、铁垫圈、安全离合锥(90)、挂档盘(101)，所述短半后轴上也设有径向横孔以便通过横销钉与另一套的所述安全离合锥(90)固连，另一套的所述安合弹性夹(92)包夹着所述安全离合锥(90)和所述挂档盘(101)，所述短半后轴上的所述安全离合锥(90)和所述挂档盘(101)也与前述的唯一的所述含安合挂档块(91a)后轴驱动齿轮(91)相联；所述含安合挂档块(91a)后轴驱动齿轮(91)的齿数是33齿且模数是2.5；所述第二中间轴上的28齿轮(104a)的12齿数的12齿轮(104c)与所述后轴上的所述含安合挂档块(91a)后轴驱动齿轮(91)之间的中转后轴传动比是33/12为2.75；减速器总传动比是4.3x33/12x28/12x28/26＝4.3x6.9＝30倍，合用；其特征在于，所述电机主动齿轮(88)的齿数18、模数0.6、分度圆是18x0.6＝10.8的金属齿轮，以便通用；去掉行星轮系，所述电机主动齿轮(88)与新设的马达从动轴上的马达从齿轮(106)啮合，所述马达从齿轮(106)为齿数38、模数0.6、分度圆是38x0.6＝22.8的金属齿轮，马达传动比是38/18；所述马达从齿轮内与14x5轴承相配；所述马达从齿轮内设有均布四等分的宽槽孔(106a)以便让从齿套筒(100)的四个宽爪插入，所述马达从齿轮内设有均布四等分的窄槽孔(106c)以便让从齿套筒(100)的四个风扇爪插入，所述四个风扇爪有利于散热；所述从齿套筒(100)的另一端设有四个拨爪以便与所述新设的马达从动轴上装有的所述接套齿轮(102)相配方，所述接套齿轮(102)的齿数是12且模数是1.5，所述接套齿轮(102)内设有所述小轴承(103)，内插入新设的马达从动轴；所述从齿套筒(100)的外部设有大轴承，所述大轴承设在减速器壳上；所述新设的马达从动轴上装有从齿套筒(100)和接套齿轮(102)，所述接套齿轮(102)的齿数是12且模数是1.5，所述长半后轴的另一端和所述短半后轴的另一端均各设有横向双切槽和横向双切槽以便装后轮驱动齿轮，所述后轮驱动齿轮为14齿模数2.5，并用所述后轮驱动齿轮驱动装在草坪割草机后轮内的后轮齿圈(107)，所述后轮齿圈(107)的齿数为82齿模数2.5配大割草机后轮；

减速器的电机设有电机控制电路；电机控制部分原理：

控制原理图如下所示：本系统直流无刷电机控制部分采购集成芯片控制方案，芯片内置转子位置译码器，监控三个电机位置传感器，以提供上部、下部功率mos驱动的正确时序，具有全波六步驱动功能，外围三相驱动器件为集成mos管，上部功率开关为pmos管，下部功率开关为nmos管，集成芯片具有过流保护功能，r118电阻为电机电流采样电阻，电流采样信号被r117、r119分压后送到芯片电流采样端，当电流采样信号值大于0.1v，过流保护功能激活，电机停止转动，过流保护设置点为：

icurrent＝0.1*(r117+r119)/(r118*r119)

当发生过流事件时，驱动芯片faultoutput引脚的输出为低电平，将电机驱动信号outputenable信号拉低，电机停止运转，避免机器负载电流过大而发生电子器件损坏，当faultoutput为低电平时，三极管q24的b-e端电压也降为零，由导通状态切换为截止状态，blade_fault信号为高电平，当mcu收到blade_fault高电平后，立即停止所有电机运行；除此这外，mcu还设置有二级软件过流保护功能，以便在不同负载条件下，灵活处理机器运行动作，避免机器频繁停机，

软件过流保护功能能描述如下：

电机电流采样信号blade_p8，经过运算放大器运算放大7.8倍后，将放大后的采样电流模拟信号blade_crt信号送给mcu具有模数转换功能的引脚上，经过内置的模数转换单元处理后，模拟电流信号转换为12位的数字电流信号，此信号与mcu设置的过流阈值信号相比较，当电流信号值大于过流阈值时，执行相应的过流时的运行动作，

左、右行走电机具有相同的过流保护功能，

电流运算放大电路：

电流放大倍数计数公式：

a＝1+(r7/r14)*icurrent

当电机运行过程中出现异常状况如机器碰撞、机器提升，机器翻转时，发生这些事件的感觉器将相关信号反馈给mcu，mcu立即执行刹车功能，

具体动作过程如下：

当检测以上事件的霍尔传感器发生位置偏置时，霍尔信号由高电平切换为低电平，mcu管脚检测至电平变化后，发出的blade_brk信号由高电平切换为低电平，经过以下的反相电路处理后，产生blade_p4高电平信号给电机驱动芯片u13，执行电机刹车功能，左、右行走电机具有相同的功能；

驱动芯片还有使电机正转/反转功能，当机器运行中发生碰撞事件时，机器执行后退功能，具体动作描述如下：

当霍尔传感器将碰撞信号发送给mcu时，mcu将控制电机运行方向的blade_dir的信号由低电平切换为高电平，经过如下反相电路处理后，产生低电平的blade_p7信号给电机驱动芯片u13，电机由正转切换反转状态，机器执行后退运行动作，左、右行走电机具有相同的功能；

电机速度控制原理：

机器在不同的工作状态下，电机运行速度也不相同，因此需要反馈电机的运行速度信号给电机驱动芯u13，本系统设计采用专用的电机速度检测芯片，以产生电机速度控制所需的反馈电压，而无需昂贵的转速计，u12，即可实现此功能；

具体工作原理如下所述：

被电机驱动芯片u13用作电子转子位置译码的霍尔传感器输出信号发生正或负的跳变，可以使u12产生一个幅度和持续时间的脉冲，其参数由外部电阻r101、c48确定，在u12的引脚5处的输出脉冲被u13的误差放大器积分，以产生一个直流电平，该电平与电机速度成正比，此速度反馈电压在u13的引脚13处建立pwm参考电平，并闭合成反馈环路，输出驱动mos的控制信号，同时，将u13引脚13处的pwm参考电压反馈给mcu具有模数转换功能的引脚，以便mcu得知电机实际运行速度，并根据实际运行速度值与设定值的差来调整控制电压；

相关电路描述如下：

rmot_dac为mcu输出的目标速度控制电压值，经运算放大器放大后(放大倍数＝1+r5/r12)，送至右行走电机驱动芯片的引脚11处，引目标速度电压与实际速度电压的差值经芯片内部误差放大器放大后，在引脚13处输出上述的pwm调节的参考电压信号rmot_p6。

有益之处：

有等压力对数曲线弧波浪直波纹粉末冶金草坪机齿轮箱的离合滑块的重大创举是整体在其中部设有凸缘(1a5)和在其后端部设有后拨盘(1a7)，因是温挤粉末冶金不好側抽，其办法巧的是在所述离合滑块其中部设有的凸缘(1a5)和在其后端部设有的后拨盘(1a7)均设有多个互补交错的开口，这样既方便脱模，跨过了温挤粉末冶金不能制双层凸缘和拨盘的难关，又方便在双层凸缘和拨盘二者之间插装入拨叉，使得左右都得力即离与合都能得到拨叉的力，从根本上解决了离合不失误。离合滑块与离合块的端部沿端部圆周设有的3-18个有对数螺线的离合锥上制有弧波浪和直波纹，每个离合锥依次为上坡弧波浪(1a1)、顶弧凸(1a2)、下坡直波纹(1a3)、底波纹(1a4)，也就是说在离合滑块与离合块的主形态的轮廓曲线是对数螺线的一段，以便有对数曲线弧波浪直波纹离合时更接近高等数学的压力角处处相等的科学依据而更平稳和更可靠，取得了批产的效果，进一步改进的草坪割草机用无刷电机多行星后轴驱动减速器其有益之处是不言而喻的。

附图说明

图1是草坪割草机的无刷电机多行星后轴驱动减速器的内部的示意图。

图2是减速器的电机装有电机主动齿轮(88)的示意图。

图3是减速器的电机装配用的o型密封圈(89)的示意图。

图4是安全离合锥(90)的示意图。

图5是安全离合锥(90)的背后的示意图。

图6是含安合挂档块(91a)后轴驱动齿轮(91)的示意图。

图7是安合弹性夹(92)的示意图。

图8是草坪割草机的后轴驱动减速器的上盖(93)的示意图。

图9是减速器的电机主动齿轮的挡片(94)的示意图。

图10是减速器的电机的马达盖盘(95)的示意图。

图11是与电机同轴的行星架输出齿轮(96)的示意图。

图12是与电机同轴的行星架(97)的示意图。

图13是行星齿轮(98)的示意图。

图14是行星系的内齿轮(99)的示意图。

图15是从齿套筒(100)的端面的示意图。

图16是挂档盘(101)的示意图。

图17是从齿套筒(100)的示意图。

图18是接套齿轮(102)的示意图。

图19是从齿套筒(100)的又一角度的示意图。

图20是从齿套筒(100)的大头的截面的示意图。

图21是从齿套筒(100)的大头的截面的示意图。

图22是小轴承(103)的示意图。

图23是双齿轮(104)的剖面示意图。

图24是大轴承(105)的示意图。

图25是双齿轮(104)的端面的示意图。

图26是双齿轮(104)的侧面的示意图。

图27是无行星后轴驱动减速器的内部的示意图。

图28是马达从齿轮(106)的示意图。

图29是马达从齿轮(106)的端面的示意图。

图30是一种具函数曲线离合锥(1a)的示意图。

图31是一种具函数曲线离合锥(1a)的背后的示意图。

图32是一种具交错齿啮合的示意图。

图33是一种交错齿轮(71)的示意图。

图34是伞齿轮(82)的示意图。

图35是伞齿轮(82)的剖视示意图。

图36是用奥利康摆线齿准双曲面齿轮的示意图。

图37是具交错齿啮合的齿轮减速箱的示意图。

图38是草坪机齿轮箱的离合滑块的前部的立体示意图。

图39是草坪机齿轮箱的离合滑块的后部的立体示意图。

图40是草坪机齿轮箱的大齿轮的剖面示意图。

图41是草坪机齿轮箱的带有轴承的大齿轮的剖面示意图。

图42是离合滑块的侧面示意图。

图43是离合滑块的后部示意图。

图44是离合滑块的装配的示意图。

图45是具锥齿轮啮合的齿轮减速箱的示意图。

图46是具锥齿轮啮合的齿轮减速箱的内部的示意图。

图47是具三级四行星齿轮啮合的齿轮减速箱的内部的示意图。

图48是草坪割草机的后轮的齿圈的示意图。

图49是草坪割草机的后轮的齿圈的又一示意图。

图50是草坪割草机的电机控制电路原理图。

图51是草坪割草机的电机过流保护电路及左、右行走电机刹车电路原理图。

图52是草坪割草机的控制电机的行走速度的电路原理图。

图53是草坪割草机的使用三级四行星齿轮啮合的齿轮减速箱的示意图。

图54是草坪割草机用三级四行星齿轮啮合齿轮减速箱的示意图。

如图所示，图中：

1a1.是上坡弧波浪；

1a2.是顶弧凸；

1a3.是下坡直波纹；

76.粗圆柱销；

77.弹簧；

78.细圆柱销；

41d.滑套；

42d.单拨边；

43d.内锥凸缘；

88.电机主动齿轮；

89.电机密封圈；94a.长半后轴；94b.短半后轴；95.电机盖；95a.电机盖偏置从轴孔；

98.行星齿轮；

97.行星架；

99.中心轮的内齿轮；

96.行星架输出齿轮；

105.大轴承；

104.2812双齿轮；

93.上盖；

104a.28齿轮；

104c.12齿轮；

103.小轴承；

92.安合弹性夹；

90.安全离合锥；90c.离合锥块；90a.离合锥销槽；

101.挂档盘；

91a.安合挂档块；

91.含安合挂档块(91a)后轴驱动齿轮；

107.后轮齿圈；107a.齿圈槽；107c.齿圈沉凹；107d.齿圈浮托；

108.三级四行星齿轮啮合的齿轮减速箱；

1a4.是底波纹(1a4)；

1a5.是凸缘(1a5)；

1a6.是多孔(1a6)；

1a7.是后拨盘(1a7)；

1a8.是多个螺杆(1a8)

1a.是离合滑块，此处是正弦波式离合块。

1c.是上拨叉头；

2c.是下拨叉头；

3c.是弧形臂；

4c.是滑动拨套；

5c.是推力轴承垫片；

6c.是交错轴斜齿轮；

8c.是下壳体；

9c.是短轴；

1d.是上拨叉头；

2d.是下拨叉头；

3d.是弧形臂；

4d.是滑动拨套；

5d.是推力轴承垫片；

6d.是交错轴斜齿轮；

2e.是有螺纹的油口；

3e.是下缺口；

4e.是侧平台；

3b.是斜齿轮；

81.是小伞齿轮(81)；

82.是带离合锥的伞齿轮(82)；

83.是粉末冶金伞齿轮变速箱的上齿轮箱盖(83)；

84.是拉线拉臂(84)；

85.是小奥利康伞齿轮(85)；

86.是用内锥套离合的奥利康摆线齿准双曲面齿轮减速箱的上齿轮箱盖(86)；

87.是用内锥套离合的大奥利康伞齿轮(87)。

具体实施办法

进一步发展的具无刷电机多行星后轴驱动减速器的草坪割草机是在有等压力对数曲线弧波浪直波纹粉末冶金草坪机齿轮箱的先驱下逐步完善的。

有等压力对数曲线弧波浪直波纹粉末冶金草坪机齿轮箱，所述齿轮箱是草坪机用齿轮箱，所述齿轮箱其输出主轴就是自走草坪机的主后轴，所述齿轮箱的小齿轮的轴端与大皮带轮相联，所述大皮带轮与动力机输出轴的小皮带轮相联，称为一级传动；所述小齿轮与大齿轮啮合，称为二级传动；所述主后轴两端的带单向超越离合器的行走齿轮与后轮内齿轮的传动，称为三级传动；所述大齿轮与所述主后轴同轴且能转动地套装在所述主后轴上，所述大齿轮内设有离合块，所述主后轴上还套装有离合滑块，所述离合滑块上设有离合结构，所述离合结构的内部含能随着销钉沿所述主后轴滑动的滑槽，所述销钉安放在所述主后轴上的径向孔中而与所述主后轴的轴线垂直，所述离合结构的一端设有离合动块，以便在操作员拉动和松开草坪机的自走把手而带动拉线时，在拉线和所述齿轮箱的拉线拉臂、拨叉、拉簧、压簧、推力轴承、垫片、滚动轴承、含油轴承、上齿轮箱盖的组合及所述大齿轮内设有的离合块和所述主后轴上套装的离合滑块的共同作用下通过所述大齿轮与所述主后轴之间的驱动和空转而实施自走草坪机的自走和不自走；所述小齿轮的轴通过轴承安装在所述的上齿轮箱盖(83)上；所述的上齿轮箱盖(83)的轴承安装位在草坪机用齿轮箱的轴承安装位的旁边；在所述的上齿轮箱盖的外面装有活动的拉线拉臂(84)，所述的拉线拉臂(84)的板端设有拉线侧板，而在所述的拉线拉臂(84)的另一板端设有挂小回位拉簧的小孔；所述的拉线拉臂(84)的板端设有的拉线侧板上设有开口槽，是多折的，以利于拉线的钢丝绳侧挂入而不易脱钩，且便于通过拉线使拉线拉臂(84)转动而带动离合装置离合；所述的拉线拉臂(84)的板中设有长圆孔，以便与拨叉相配；所述拨叉的上端短轴亦设有双槽及螺纹以便安放拉臂及通过拉线来操纵；所述拨叉的上拨叉头和下拨叉头是对称的及凸出的，该拨叉包括均衡的两个拨点；所述的含内锥套离合的大伞齿轮的内部设有中孔和挖空的锥形，以便中孔穿入草坪割草机的后主轴，便于挖去的锥形与离合块或波形块适配，同时亦便于其挖空的锥形设有装离合块的内壁；其挖空的锥形或者设有锥形，或者设有装离合块的内壁以及多个小突起；在后主轴上设有互垂的孔，故能安放粗圆柱销(76)，细圆柱销(78)，及所述压簧就是弹簧(77)；所述齿轮箱的小齿轮为增加变速比，适当地减少了小伞齿轮的齿数；所述的小伞齿轮的齿数在11齿以内，大伞齿轮是28齿；用cnc或模具工先制出内型腔模，再把粉末放到压机上压成形，再烧结，即粉末冶金的方法来制造小伞齿轮和含内锥套离合的大伞齿轮，防止了根切；所述上齿轮箱盖的减速器上壳(86)直接可装；所述小伞齿轮用奥利康小齿轮，所述大伞齿轮用奥利康大齿轮，优化了二级齿轮用弧齿锥齿轮的啮合参数和几何系数，以构成摆线齿准双曲面齿轮；通过钢丝绳及拉杆，使所述草坪机用齿轮箱亦称含多个零件的齿轮减速离合器壳体的下壳体(8c)的上下端的短轴(9c)转动一定的角度，并通过弧形臂(3c)连动上拨叉头(1c)和下拨叉头(2c)，推动滑动拨套(4c)并推动离合轴承垫片(5c)和离合块沿轴向移动，从而接合自走机构的后轮驱动齿轮减速离合器内的离合装置的离合齿轮来进行自走；所述的离合装置含草坪割草机齿轮离合减速器单边拨滑套，由滑套(41d)，单拨边(42d)，内锥凸缘(43d)所组成；所述的单边拨滑套的滑套(41d)上设有单拨边(42d)；在所述的单边拨滑套的单拨边(42d)上设有内锥凸缘(43d)；且所述的单边拨滑套(4d)的滑套(41d)上设有圆盘状的单拨边(42d)；内锥凸缘(43d)的内侧面是圆锥面，其与轴向夹角不大于30度；由于所述的单边拨滑套(4d)是套装并滑动在主轴上，因此所述的单边拨滑套(4d)的轴线(7d)重合于草坪割草机齿轮离合减速器内的离合装置的主轴线(7d)，即自走式草坪割草机后轮驱动主轴线；所述的单边拨滑套(4d)的滑套(41d)的外面活动套装有拨叉；拨叉可与所述的单边拨滑套(4d)的单拨边(42d)相接触并拨动之，即由所述的单拨边(42d)的内锥凸缘(43d)接触推力轴承垫片，从而使离合装置工作；所述的单边拨滑套(4d)的单拨边(42d)呈圆盘状；所述的单拨边(42d)的圆盘的背面和所述的内锥凸缘(43d)均可接触推力轴承垫片；拨叉的上端短轴还设有双槽及螺纹以便安放拉杆及通过拉线来操纵，从而使拨叉既有所期望的拨力又在一定角度转动自如；草坪割草机齿轮箱油口，即齿轮减速器的侧面放置的油口，由设在后轮驱动齿轮减速离合器的下壳体侧面的侧平台(4e)、设在减速器侧面的螺纹孔(2e)以及设在螺纹孔的下方且在壳体内的下底面的缺口(3e)所组成，所述的螺纹孔(2e)的轴线是不垂直于底面的；为了方便脱模即不用侧抽芯，放螺蚊孔的侧平台(4e)是与上部大弧形构件直接相连的而不是中间有低凹的；所述的螺纹孔是为拧入油口螺丝的，故尽可能使螺纹线的外径贴近底内面，以便泄油时少滞留油；加油脂很稠厘拖数很大，虽能用但效果还是润滑油好；所述设在螺纹孔的下方且在壳体内下底面的下缺口(3e)是长方形，为防止螺丝不触及而设置的；草坪机齿轮箱含粗圆柱销(76)，细圆柱销(78)，弹簧(77)亦称压簧，其两端是并紧和磨平的；所述有等压力对数曲线弧波浪直波纹改型注塑草坪机齿轮箱的所述齿轮箱的小齿轮用蜗杆式小交错齿轮，所述蜗杆式小交错齿轮的轴端与大皮带轮相联，所述大皮带轮与动力机输出轴的小皮带轮相联，其为一级传动，变比在2.1-4；所述小齿轮与大齿轮啮合，称为二级传动；所述齿轮箱的大齿轮用大交错齿轮，其是温挤粉末冶金的；所述的小交错齿轮与温挤粉末冶金大交错齿轮啮合，其为二级传动，变比在5.1-8；所述主后轴两端用带单向超越离合器的温挤粉末冶金行走齿轮与后轮塑料内齿轮传动，其为三级传动，变比在2.1-4；所述大交错齿轮与所述主后轴同轴且活动套装在所述主后轴上，所述的大齿轮的齿轮是大交错齿轮，其是温挤粉末冶金加工制造的；所述大齿轮内设有离合块，其亦是配合含有等压力对数曲线弧波浪直波纹内离合的大交错齿轮，所述大齿轮与所述主后轴同轴且能转动地套装在所述主后轴上；所述主后轴上还套装有离合滑块，所述离合滑块上设有等压力对数曲线，就是说所述离合滑块是有等压力对数曲线弧波浪直波纹的离合滑块，所述离合结构的内部含能随着销钉沿所述主后轴滑动的滑槽，所述销钉安放在所述主后轴上的径向孔中而与所述主后轴的轴线垂直，所述离合结构的一端设有离合动块，以便在操作员拉动和松开草坪机的自走把手而带动拉线时，在拉线和所述齿轮箱的拉线拉臂、拨叉、拉簧、压簧、推力轴承、垫片、滚动轴承、含油轴承、上齿轮箱盖的组合及所述大齿轮内设有的离合块和所述主后轴上套装的离合滑块的共同作用下，进行二级传动并通过所述大齿轮与所述主后轴之间的驱动和空转而实施自走草坪机的自走和不自走；所述有等压力对数曲线弧波浪直波纹改型注塑草坪机齿轮箱的特征还在于，所述齿轮箱是改型注塑箱体，操作员不抓草坪机的自走把手而不带紧拉线时，因为压簧装在离合滑块的外面，远离大齿轮，而不是在所述大齿轮和离合滑块之间，手松时常态拉线松，而拉线拉臂在拉簧作用下使拨叉向外并压住压簧而使离合滑块与大齿轮分离，离合滑块和主后轴脱离主动力，此为不自走状态；当操作员的手拉紧草坪机的自走把手而带紧拉线时，因为压簧装在离合滑块的外面，远离大齿轮，而不是在所述大齿轮和离合滑块之间，手紧时合态拉线紧，而拉线拉臂在拉簧作用下使拨叉向内，不压住压簧，压簧有力推动离合滑块而使离合滑块与大齿轮内设有的离合块啮合，离合滑块和主后轴联系到主动力，从而实现一级传动、二级传动和三级传动，此为自走状态；所述有等压力对数曲线弧波浪直波纹改型注塑草坪机齿轮箱的离合滑块与大齿轮内设有的离合块啮合的特征还在于，所述离合滑块与离合块的端部沿端部圆周设有多个圆滑曲线连接的圆锥形的离合锥，其略呈圆锥形，其圆锥形的圆锥面的曲面的母线是具有压力角处处相等特性的等角螺线也称为对数螺线；故而所述的离合滑块与大齿轮内的离合块通过等角螺线面便于平稳配合；上述技术方案中，取所述的离合滑块的主体的一段，

建立微分方程dρ/dθ＝kρ：

设极坐标方程ρ＝ρ(θ)，因想要压力角λ处处相等，因此tgλ＝常数，令tgλ＝k，

由压力角公式tgλ＝ρ’/ρ，

就有ρ’/ρ＝k，

微分之，就有微分方程dρ/dθ＝kρ.

求解dρ/dθ＝kρ，分离变量后两边积分：

∫dρ/ρ＝∫kdθ，因ρ＞0，易得：

lnρ＝kθ+c，

即指数式：

采用pro/engineerwildfire绘图软件，新设工作目录，新建零件，

建立参数(parameter)1：c实数(realnumber)，缺省赋值。

建立参数(parameter)2：n整数(integer)，缺省赋值。

建立关系(relation)，即本发明的方程式是：

对数曲线：

z＝0

x＝10*t

y＝log(10*t+0.0001)

制出对数曲线；

再接着，采用旋转，合并，实体化等指令，并与工件装配及合并，即可建模；

再用所述的方程式及pro/engineerwildfire所建模，输入cnc加工中心，用cimatro或mastcam，制温挤粉末压铸的钢模，或用铣床，刨床及电火花加工作辅助；用电火花加工时，用所述的方程式输入cnc加工中心，加工出则要先制出钨铜电极，再制出先淬火很硬的钢模离合模芯；加工大交错齿轮，则要先用滚齿机制出钨铜电极，再把滚出的钨铜电极的旋转齿轮部分，浸入稀醋酸使所述旋转齿轮小几个丝以便有备无患地抵消后续电加工的鼓形放电在齿根的间隙，用有三维旋转头的机床制出温挤粉末冶金齿轮钢模；再机加工工件，在所述离合滑块与离合块的端部沿端部圆周设有的多个有对数螺线的离合锥上制出弧波浪和直波纹，每个所述离合锥依次按四种形态排列，依次为上坡弧波浪(1a1)、顶弧凸(1a2)、下坡直波纹(1a3)、底波纹(1a4)，也就是说在所述离合滑块与离合块的沿端部圆周设有的多个离合锥的主形态的轮廓曲线是大致的对数螺线亦称等角螺线的一段，再依次按所述四种形态排列的各局部进行雕刻；在所述上坡弧波浪(1a1)的上坡度的对数螺线弧上细密地径向即横向雕刻有多个起伏波澜纹，亦称为弧波浪；而在所述顶弧凸(1a2)上不雕纹，但要使其顶弧凸的近似圆心靠所述下坡直波纹更近；再在所述下坡直波纹(1a3)的坡度更陡峭的形态上细密地轴向即纵向雕刻较多直截的有起伏波澜的多个突筋和多个凹槽，亦称为直波纹；在所述底波纹(1a4)上径向即横向雕刻有少许条纹；以便所述有等压力对数曲线弧波浪直波纹粉末冶金草坪机齿轮箱的离合滑块与离合块的离合的机构在工作时更接近高等数学的压力角处处相等的科学依据而更平稳和更可靠；经打磨及装配，再用带推动粉末的机械手配合的温挤粉末冶金压机批量生产；齿轮箱体用改型注塑塑料，用尼龙双六加30％玻纤进行前处理，先在晴天阳光下晒作为多镨光线处理，再预烘在81-119度不少于31分钟；注塑后的齿轮箱体进行后处理，在100-121度水煮不少于121分钟；整个装配密封好的齿轮箱抽样放入上层结冰的水中不少于24小时再强度检查；所述齿轮箱的大齿轮用大交错齿轮和离合滑块，其均是用温压亦称温挤粉末冶金压制的，所用粉末是温压粉，所述温压粉牌号用7.0g/ccmin-7.6g/ccmin，温压温度在99-129摄氏度，压完的温挤粉末冶金工件先浸油，捞出沥干；再热处理，碳氮共渗，用甲烷和氨气，在不大于899度热处理4小时；再回火处理180度90分钟；硬度应在洛氏hrc35-44度，以满足所述的有等压力对数曲线弧波浪直波纹粉末冶金草坪机齿轮箱的小交错齿轮与温挤粉末冶金大交错齿轮的啮合以及满足所述齿轮箱的大齿轮用大交错齿轮和离合滑块的离合；所述齿轮箱的大齿轮内能装轴承，也能装压簧；所述离合滑块设有凸缘(1a5)，其设有多孔(1a6)能用多个螺杆(1a8)连接后拨盘(1a7)，所述凸缘(1a5)和所述后拨盘(1a7)是平行的，以利于在二者之间插装入拨叉的上拨叉头(1c)和下拨叉头(2c)使得左右都得力即离合都能得到拨叉的力；所述离合滑块的另一重大创举是整体在其中部设有凸缘(1a5)和在其后端部设有后拨盘(1a7)，如果是注塑件要作側抽芯才能脱模，但因是温挤粉末冶金不好側抽，现能不用側抽芯而是模具直接插穿，其办法巧的是在所述离合滑块其中部设有的凸缘(1a5)和在其后端部设有的后拨盘(1a7)均设有多个互补交错的开口，这样既方便脱模，跨过了温挤粉末冶金不好側抽芯不能制双层凸缘和拨盘的难关，又方便在双层凸缘和拨盘二者之间插装入拨叉的上拨叉头(1c)和下拨叉头(2c)，使得左右都得力即离与合都能得到拨叉的力，从根本上解决了离合不失误。

所述离合滑块的整体在其中部设有凸缘(1a5)和在其后端部设有后拨盘(1a7)，且在所述离合滑块其中部设有的凸缘(1a5)和在其后端部设有的后拨盘(1a7)均设有4个互补交错的开口，所述凸缘(1a5)和所述后拨盘(1a7)有平行面，以利于在二者之间插装入拨叉的上拨叉头(1c)和下拨叉头(2c)。

所述离合滑块的整体在其中部设有凸缘(105)和在其后端部设有后拨盘(1a7)，且在所述离合滑块其中部设有的凸缘(1a5)和在其后端部设有的后拨盘(1a7)均设有2-3个互补交错的开口，口边有倒角，所述凸缘(1a5)和所述后拨盘(1a7)有平行面，以利于在二者之间插装入拨叉的上拨叉头(1c)和下拨叉头(2c)。

所述离合滑块的整体在其中部设有凸缘(1a5)和在其后端部设有后拨盘(1a7)，且在所述离合滑块其中部设有的凸缘(1a5)和在其后端部设有的后拨盘(1a7)均设有5-24个互补交错的开口，口边倒圆角，所述凸缘(1a5)和所述后拨盘(1a7)有平行面，以利于在二者之间插装入拨叉的上拨叉头(1c)和下拨叉头(2c)。

所述离合滑块设有凸缘(1a5)，其设有2孔(1a6)，能用2个螺杆(1a8)连接后拨盘(1a7)使得所述凸缘(1a5)和所述后拨盘(1a7)平行，以利于在二者之间插装入拨叉的上拨叉头(1c)和下拨叉头(2c)。

所述离合滑块设有凸缘(1a5)，其设有3-18孔(1a6)，能用3-18个螺杆(1a8)连接后拨盘(1a7)使得所述凸缘(1a5)和所述后拨盘(1a7)平行，以利于在二者之间插装入拨叉的上拨叉头(1c)和下拨叉头(2c)。

所述离合滑块设有凸缘(1a5)，其设有3-18孔(1a6)其是螺纹孔，能用3-18个螺杆(1a8)连接后拨盘(1a7)使得所述凸缘(1a5)和所述后拨盘(1a7)平行，以利于在二者之间插装入拨叉的上拨叉头(1c)和下拨叉头(2c)。

所述齿轮箱的大齿轮用大交错齿轮和离合滑块，其均是用温压亦称温挤粉末冶金压制的，所用粉末是温压粉，所述温压粉牌号用smf5040，为7.0g/ccmin，温压温度在101-119摄氏度，压完的温挤粉末冶金工件先浸油，捞出沥干；再热处理，碳氮气体共渗，用甲烷和氨气，在不大于818度热处理4小时；再回火处理170度60-100分钟。

所述齿轮箱的大齿轮用大交错齿轮和离合滑块，其均是用温压亦称温挤粉末冶金压制的，所用粉末是温压粉，所述温压粉牌号用7.0g/ccmin，温压温度在98摄氏度，压完的温挤粉末冶金工件先浸入转基因油，捞出沥干，再放入抽真空罐；再热处理，碳氮硼共渗，在铁碳合金理论拐点723度，8小时。

所述离合滑块与离合块的端部沿端部圆周设有的3-18个有对数螺线的离合锥上制有弧波浪和直波纹，每个所述离合锥依次按四种形态排列，依次为上坡弧波浪(1a1)、顶弧凸(1a2)、下坡直波纹(1a3)、底波纹(1a4)，也就是说在所述离合滑块与离合块的沿端部圆周设有的多个离合锥的主形态的轮廓曲线是大致的对数螺线亦称等角螺线的一段，再依次按所述四种形态排列的各局部进行雕刻；在所述上坡弧波浪(1a1)的上坡度的对数螺线弧上细密地径向即横向雕刻有至少2个起伏波澜纹，亦称为弧波浪；而在所述顶弧凸(1a2)上不雕纹或有至少1个；再在所述下坡直波纹(1a3)的坡度更陡峭的形态上细密地轴向即纵向雕刻至少直截的有起伏波澜的2个突筋和2个凹槽，亦称为直波纹；在所述底波纹(1a4)上径向即横向雕刻有至少1个条纹；以便所述有等压力对数曲线弧波浪直波纹离合时更接近高等数学的压力角处处相等的科学依据而更平稳和更可靠。

本发明涉及一种用于庭院、公园及道路旁边等场所修剪草坪的草坪割草机，尤其是有等压力对数曲线弧波浪直波纹粉末冶金草坪机齿轮箱，其重大创举是离合滑块整体在其中部设有凸缘(105)和在其后端部设有后拨盘(1a7)，因是温挤粉末冶金不好側抽，其办法巧的是在所述离合滑块其中部设有的凸缘(105)和在其后端部设有的后拨盘(1a7)均设有多个互补交错的开口，这样既方便脱模，跨过了温挤粉末冶金不能制双层凸缘和拨盘的难关，又方便在双层凸缘和拨盘二者之间插装入拨叉，使得左右都得力即离与合都能得到拨叉的力，从根本上解决了离合不失误。离合滑块与离合块的端部沿端部圆周设有的多个有对数螺线的离合锥上制有弧波浪和直波纹，每个离合锥依次为上坡弧波浪(1a1)、顶弧凸(1a2)、下坡直波纹(1a3)、底波纹(1a4)，也就是说在所述离合滑块与离合块的主形态的轮廓曲线是对数螺线的一段，以便有对数曲线弧波浪直波纹离合时更接近高等数学的压力角处处相等的科学依据而更平稳和更可靠。探索温挤粉末冶金制造方法亦有许多创新。草坪割草机齿轮箱无论是塑料类的还是金属类的，受到技术及成本等限制，自走离合不平稳和不可靠的情况时有发生，解决偶尔发生的不离合问题，一直是业界的国际性老大难问题。

等压力对数曲线听起来玄，但其实在工厂里是常见的，这类有等压力对数曲线的凸轮许多中级钳工都会做，作两个有等压力对数曲线的钢模芯，离合滑块与离合块的端部沿端部圆周设有的多个有对数螺线的离合锥上制有弧波浪和直波纹，每个离合锥依次为上坡弧波浪(1a1)、顶弧凸(1a2)、下坡直波纹(1a3)、底波纹(1a4)，也就是说在所述离合滑块与离合块的主形态的轮廓曲线是对数螺线的一段即可，再批量生产。现能不用側抽芯而是模具直接插穿，其办法巧的是在所述离合滑块其中部设有的凸缘(1a5)和在其后端部设有的后拨盘(1a7)均设有多个互补交错的开口，这样既方便脱模，跨过了温挤粉末冶金不好側抽芯不能制双层凸缘和拨盘的难关，又方便在双层凸缘和拨盘二者之间插装入拨叉的上拨叉头(1c)和下拨叉头(2c)，使得左右都得力即离与合都能得到拨叉的力，从根本上解决了离合不失误，因人加杠杆作用的拨叉的力大大于弹簧的力。

本说明书所述许许多多之具体实施例是国内外经验的宝贵财富和结晶，亦是用来详细说明本创作之目的、特征及功效，对于熟悉此类技艺之人仕而言，根据上述种种说明，可能对该发明及具体实施例作及某些部分作部分变动及修改，其本质未脱离出本创作之精神范畴者，皆应包含在本发明的申请专利保护范围内，宜先陈明。