一种大负载三臂式起重装置的中央传动机构的制作方法

本发明涉及机械起重技术领域，具体为一种用于千斤顶和升降平台等起重装置的中央传动机构。

背景技术：

起重和支撑装置应用于各种起重场所。千斤顶用于提升车辆负载；升降平台用于工业和军事目的的重载垂直升降和高度调节，也可用于医疗升降床，病人轮椅，机器人基座，或作为测量设备和方位对准装置的可变高度平台。目前剪刀式起重装置具有许多优点，但它们通常只有两条支撑腿，容易出现不平衡或绊脚现象。cn107032253a“基于齿轮联动的单螺旋控制三臂式千斤顶”和cn107215806a“基于齿轮联动的单螺旋控制三臂式升降平台”这类三臂式装置更稳定，更高效，相比于剪刀式装置有许多优势。在已有的千斤顶设计中，负载仅对一根丝杠施加应力，而上述三臂式装置中，负载施加的应力被分给三个丝杠，随着千斤顶逐步抬高，丝杠上的负载逐步减小，在完全升起的条件下，丝杠不承受任何负载，仅起到自锁作用。三臂式起重装置较宽的底座为机构提高了稳定性，并有助于在不平坦的表面，斜坡上提升负载，可以放置在需要提升的车辆底盘下方的任何位置。三臂式起重装置具备液压和气动平台所没有的自锁能力。

除了cn107032253a和cn107215806a这类三臂式起重装置的所有优点外，最需要关注的就是装置的负载特性。上述提到的三臂式起重装置中，丝杠必须承受所有负载，所以齿轮和壳体壁面间的滑动摩擦较大，影响了锥齿轮的功能和快速旋转，为满足特定应用领域的大负载需求，必须对中央传动结构进行改进。另外，将中央传动机构的外环分为两部分，否则丝杠传动齿轮难以装配。内环有两种方案，垂直划分或水平划分。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种用于大负载三臂式起重装置的中央传动机构，功能性更强，还具有设计优和工作效率高的特点。

中央传动机构外部壳体分成上、下两个相同的部分。上、下两个半壳体通过六个螺栓紧固成一个密封整体。依次啮合在一起的六个锥齿轮及各自组件均位于壳体内。上、下壳体都是由内环、外环及中间夹持区域组成。六个锥齿轮夹持在六角形环形成的对称分布的夹持区域内。壳体外环中间隔分布的三个边上分别开有三根丝杠的安装孔。

锥齿轮两侧装有推力轴承。引入推力轴承可以使滑动摩擦变为滚动摩擦。在中央传动机构承受拉伸和压缩负载时，这类轴承可以承受轴向压力。为减小摩擦，使齿轮组工作更平滑，所有运动部件之间均填充润滑剂。

六个锥齿轮中，四个齿轮负责将动力从中央传动机构传递到丝杠上，称为主动齿轮。其它两个齿轮仅起到传递能量的作用，称为被动齿轮。四个主动齿轮中，三个齿轮呈120°对称分布，并与丝杠同轴连接。另外一个主动齿轮由外部输入源驱动。

丝杠取代齿条和小齿轮连接的功能与外部肘形支架连接。当输入齿轮由人工或电机驱动转动时，三根丝杠同时绕轴旋转，肘形支架张开，负载随之提升，从而将旋转运动转变为平移运动。通过肘形支架沿丝杠的水平内外滑动实现装置的升降作业。

基于上述原理，本发明的技术方案为：

所述一种大负载三臂式起重装置的中央传动机构，其特征在于：包括六边形壳体、六个锥齿轮、三根丝杠；

所述六边形壳体分为对称的上半壳体和下半壳体；上、下半壳体通过壳体边缘的螺栓紧固成一个密封整体；六边形壳体包括六边形内环、六边形外环以及中间夹持区域；六边形内环的六个面与六边形外环的六个面对应平行；六边形外环的三个相间隔的面以及另三个相间隔的面中的一个面中心开有通孔；

所述六个锥齿轮布置在六边形内环与六边形外环之间的中间夹持区域，每个锥齿轮对应六边形壳体的一个面；六个锥齿轮依次相互啮合，六个锥齿轮的旋转轴相交于一点，且六个锥齿轮具有相同数量的齿数和模数，相邻两个齿轮的轴夹角为60°；

所述六个锥齿轮中，三个相间隔分布的锥齿轮外端面分别与三根丝杆同轴固定连接，且内端面有同轴的圆柱凸起，另外三个相间隔分布的锥齿轮中，一个锥齿轮外端面与外部动力输入源同轴连接，内端面有同轴的圆柱凸起，其余两个锥齿轮的内外端面均有同轴的圆柱凸起；

与丝杆同轴固连的三个锥齿轮，以及与外部动力输入源同轴连接的锥齿轮布置在六边形壳体中面中心开有通孔的四个外环面对应的中间夹持区域内，丝杆以及连接外部动力输入源的轴从面中心的通孔伸出；

每个锥齿轮的内外两端加装有推力轴承。

进一步的优选方案，所述一种大负载三臂式起重装置的中央传动机构，其特征在于：对于两端为丝杠和圆柱凸起的锥齿轮，内外两端的推力轴承分别套装在圆柱凸起和丝杠上；对于两端均为圆柱凸起的锥齿轮，内外两端的推力轴承分别套装在两端的圆柱凸起上；对于两端为圆柱凸起和外部动力输入源输入轴的锥齿轮，内外两端的推力轴承分别套装在圆柱凸起和输入轴上。

进一步的优选方案，所述一种大负载三臂式起重装置的中央传动机构，其特征在于：所有运动部件之间均填充润滑剂，以减小摩擦，保证装置平稳运行。

进一步的优选方案，所述一种大负载三臂式起重装置的中央传动机构，其特征在于：六边形内环的六个外侧面中心开有半圆槽；六边形外环的六个内侧面中心开有半圆槽；每个锥齿轮内端的推力轴承安装在六边形内环外侧面中心半圆槽内，外端的推力轴承安装在六边形外环内侧面中心半圆槽内。

进一步的优选方案，所述一种大负载三臂式起重装置的中央传动机构，其特征在于：锥齿轮采用直齿锥齿轮或圆弧齿锥齿轮。

进一步的优选方案，所述一种大负载三臂式起重装置的中央传动机构，其特征在于：外部动力输入源为手动手柄或电机。

有益效果

本发明具有以下效果：

1.本发明专为三臂式起重装置而设计，以拓展其在大负载领域的应用。

2.齿轮组外部壳体分为上、下两个相同的部分，上、下壳体通过六个螺栓紧固成一个整体，解决了锥齿轮及其组件的安装问题。

3.锥齿轮夹持在两个推力轴承之间，齿轮与壳体间的滑动摩擦变为滚动摩擦，减轻了齿轮的负载。

4.当中央传动机构承受拉伸和压缩负载时，推力轴承承受所有力，确保了锥齿轮的平稳运行。

5.所有运动部件之间填充了润滑剂，良好的润滑效果保证了装置平稳运行。润滑能提高齿轮的耐久性。

6.优化方案使运动部件之间的摩擦力最小化，确保了所有齿轮的功能和快速旋转。

7.与常规齿轮相比，锥齿轮承载能力强，因此成为相关应用的首选。

8.壳体使齿轮免于意外损坏。

9.密封安装，隔离粉尘和水分，延长了齿轮和推力轴承的使用寿命。

10.中央传动机构的输入齿轮可以与电机连接，易于提升负载。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是去除顶盖后中央传动机构的示意图。

图2是本发明具体实例的示意图。

图3是本发明的结构分解图。

图4是本发明构件的结构图。

图5是本发明用于三臂式千斤顶的示意图。

图6是本发明用于三臂式升降平台的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，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，因此不能理解为对本发明的限制。

此外、术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1,2,3和4所示，中央传动机构外部壳体分成上、下两个相同的部分。下壳体1a和上壳体1b的1a,1b,1c,1d,1e和1f处分别用六个螺栓2a,2b,2c,2d,2e和2f固定连接；螺栓穿过上壳体1b并拧入下壳体1a一定深度。上、下半壳体(1a和1b)形成中央传动机构的密封外壳，使内部齿轮组件远离污垢、潮湿和意外损坏。

如图3和4所示，上、下半壳体(1a和1b)都是由外环5a、内环5b及中间对称分布的夹持区域组成，六个锥齿轮4a,11,4b,7b,4c和7a夹持这个区域内。丝杠5a,5b,5c和动力输入齿轮11的轴分别穿过外环5a的四个孔2a,2c,2d和2b。三根丝杠完全相同，轴端加工了螺纹(5a,5b和5c)，另一端与壳体内部齿轮(4a,4b和4c)同轴连接。

如图1和3所示，齿轮组件包括依次啮合在一起的六个锥齿轮(4a,11,4b,7b,4c和7a)。由于齿轮的六角形排列，相邻两个齿轮的轴夹角为60°，所以选择锥齿轮传动。齿轮的旋转轴相交，并具有相同数量的齿数和模数，不具有增加或降低速度的能力，仅用于改变传动方向。为了齿轮啮合简单起见，选择直齿锥齿轮在齿轮之间传递动力，如果想追求更好的牵引力和更平稳的运行，可以考虑使用圆弧齿锥齿轮，这种齿轮的相互啮合需要用到左右旋齿轮对。

如图1和3所示，在六个锥齿轮中，齿轮11由外部输入源驱动，齿轮4a,4b和4c把能量从中央传动机构传输到肘形支架上，所以齿轮4a,4b,4c和11称为主动齿轮。操作者通过手柄13输入动力到主动齿轮11，手柄13逆时针旋转以提升千斤顶，顺时针旋转以下降千斤顶。外部动力输入主动齿轮11位于两个反转齿轮(4a和4b)之间。另一个齿轮4c放置在齿轮(4a和4b)另一侧，使得三个齿轮(4a,4b和4c)彼此成120°，在中央传动机构中形成y形构造。齿轮7a放置在齿轮4a和齿轮4c之间，齿轮7b放置在齿轮4b和齿轮4c之间。这两个齿轮(7a和7b)仅起到传递能量的作用，称为被动齿轮。

每个锥齿轮(4a,11,4b,7b,4c和7a)两侧均加装推力轴承(10a&10b,10c&10d,10e&10f,10g&10h,10i&10j和10k&10l)，安装在外环u型槽3a-3f和内环u型槽4a-4f中。如图3和4所示，为实现这个目的，锥齿轮(4a,4b和4c)一侧拉伸出圆柱轴6，锥齿轮(7a和7b)两侧拉伸出圆柱轴8和9，输入齿轮11拉伸出圆柱轴12。引入推力轴承使滑动摩擦变为滚动摩擦。当齿轮组受拉伸和压缩负载时，这些推力轴承也将承受力。此外，在所有运动部件之间填充润滑剂以减小摩擦，保证装置平稳运行。

如图1，3和4所示，输入齿轮11可以通过手柄13人工操作，也可以用电机驱动。手柄轴19插入孔15中，并将销16插入销孔17和18中固定；通过这种可拆卸的方式，推力轴承10d也可以与输入齿轮11连接。当现场需要手动控制或电力不可用时，需要进行手动操作，其它应用条件下，使用电机控制更快捷也更方便。

如图5和6所示，中央传动机构分别安装在三臂式千斤顶和升降平台的实例中。当输入齿轮11被手动或通过电机控制时，三根丝杠(5a,5b,5c)同时绕轴旋转。丝杠取代齿条和小齿轮连接的功能与肘形支架配合。肘形支架通过六个臂杆与上下顶板连接。随着丝杠的水平内外滑动，臂杆绕肘形支架开合，从而提升/降低起重装置，反之亦然。

如图1和2所示，本发明的中央传动机构便于优化设计，当所需丝杆较长时也容易安装。齿轮两侧加装推力轴承，易于旋转，各个方面的摩擦力都最小化。另外，推力轴承还承受动力丝杠上的所有负载。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。