一种行星齿轮驱动机构、以及烟包输送转向装置的制作方法

1.本发明涉及烟草制造机械领域，具体涉及一种行星齿轮驱动机构、以及烟包输送转向装置。


背景技术：

2.以双通道为例，在现有技术中，如附图1所示，香烟烟包输送转向流程为：商标纸包装机01通过烟包直行输送带02将两个通道上烟包输送到烟包输送转向装置03的位置；烟包输送转向装置03接住烟包06，并把接过的烟包06压到下方的烟包横行输送带04，烟包被输送带04输送到盒外透明纸包装机05中。
3.参见附图2，附图2为烟包输送转向装置的具有六工位齿的星轮的运动简图，星轮07一直顺时针旋转，在a位置时，星轮07顺时针旋转的同时其旋转中心位置开始向下运动，开始将已接过的烟包06向下压到烟包横行输送带上；在b位置时，星轮07继续上述中的运动，并已将烟包06下压了一定的距离，但右侧的烟包06在左侧的烟包06的阻挡下保持不动，因此由烟包直行输送带02输送过来的烟包会出现短暂停顿，只能间隙运动；在c位置时，星轮07继续顺时针旋转，其中心位置开始向上运动，左侧的烟包06已下行超过一个烟包高度的距离，在没有左侧烟包06的阻挡下，右侧的烟包06在直行输送带的作用下运动到星轮07的工位齿下方的位置，星轮07完成对烟包06的接包动作；在d位置时，横行输送带已将烟包06带走，完成对烟包06的输送与转向，而且右侧烟包06进入向下运动状态，整个运动回到与a位置相同状态下，进入下一次循环动作，从而实现一系列的烟包输送转向动作。总结而然，星轮07在转动60
°
的同时完成一个上下往复运动。
4.为了实现星轮上述的运动特性，目前烟包输送转向装置采用行星轮系和曲柄摇杆机构的复合机构来实现，占地空间比较大，无法密封润滑，且输入的烟包只能间歇运动，无法连续运动，容易发生烟包损坏。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种行星齿轮驱动机构、以及烟包输送转向装置，结构紧凑，占地空间比较小，往复直线运动可以连续运动，使得烟包输送转向装置不易发生烟包损坏。
6.为实现上述目的，本发明提供一种行星齿轮驱动机构，用于驱动待驱动件自身旋转360
°
/n角度的同时完成一个往复直线运动，其中n为大于等于2的正整数，所述行星齿轮驱动机构包括基座、第一轴、曲柄、第二轴、第一内齿轮、第一外齿轮、第二内齿轮、第二外齿轮、支架、第一传动齿轮、第二传动齿轮、输出轴、以及运动补偿组件，所述第一轴可转动地安装于基座，所述第一内齿轮固定于基座并与第一轴同轴，所述第一外齿轮与第一内齿轮啮合且两者传动比为n：n+1，所述第二轴穿过第一外齿轮轴心且两者固接，所述第二轴与第一轴相平行且两者具有轴距l，所述曲柄一端固接在第一轴上、另一端与第二轴铰接，所述第二内齿轮可转动地安装于基座，所述第二外齿轮同轴地套接于第二轴上，且可在第二轴
上自由转动，所述第二外齿轮与第二内齿轮啮合且两者传动比为n：n+1，所述支架固定连接在第二外齿轮端面，所述第一传动齿轮同轴固接于第二轴，所述输出轴可转动地安装于支架，且与第二轴相平行，所述输出轴用于与待驱动件固定连接，所述第二传动齿轮同轴固接于输出轴，所述第二传动齿轮与第一传动齿轮直接啮合传动、或者通过可转动安装于支架的中间齿轮间接啮合，所述第二传动齿轮与第一传动齿轮的传动比为1：1；所述运动补偿组件与第二内齿轮传动连接，用于驱动第二内齿轮与第一轴反向转动，且第二内齿轮与第一轴转速比为n-1：n+1；所述第二外齿轮上设有与其轴心距离为l的运动基点，所述输出轴轴线穿过运动基点；所述第二外齿轮在转动时运动基点沿着第二内齿轮中心往复直线运动。
7.进一步地，所述运动补偿组件包括与第二内齿轮同轴固定的第三传动齿轮、以及驱动第三传动齿轮转动的补偿驱动结构。
8.进一步地，所述补偿驱动结构包括可转动安装于基座的第三轴、以及同轴固接于第三轴的第四传动齿轮，所述第四传动齿轮与第三传动齿轮啮合，
9.进一步地，所述第四传动齿轮与第三传动齿轮都为外齿轮，且第四传动齿轮与第三传动齿轮的传动比为n+1：n-1。
10.进一步地，还包括设置在第三轴和第一轴之间的联动组件，所述第三轴通过联动组件与第一轴保持同向且同速转动。
11.进一步地，所述联动组件包括同轴固接于第一轴的第一带轮、同轴固接于第三轴的第二带轮、以及连接第一带轮和第二带轮的传动带，所述第一带轮和第二带轮的传动比为1：1。
12.进一步地，所述第二传动齿轮与第一传动齿轮通过可转动安装于支架的中间齿轮间接啮合，所述中间齿轮、第二传动齿轮和第一传动齿轮都为外齿轮。
13.本发明还提供一种烟包输送转向装置，包括星轮，所述星轮上设有n个工位齿，还包括上述的行星齿轮驱动机构，所述星轮与行星齿轮驱动机构的输出轴同轴固接。
14.如上所述，本发明涉及的行星齿轮驱动机构、以及烟包输送转向装置，具有以下有益效果：
15.通过设置基座、第一轴、曲柄、第二轴、第一内齿轮、第一外齿轮、第二内齿轮、第二外齿轮、支架、第一传动齿轮、第二传动齿轮、输出轴、以及运动补偿组件，工作时，第一轴转动，通过曲柄会带动第二轴公转，第一外齿轮在第一内齿轮中公转，同时进行自转，同时运动补偿组件动作，驱动第二内齿轮转动，转动方向与第一轴相反，第二外齿轮在第二内齿轮中以ω速度公转，同时也产生速度为2ω的自转，在第二外齿轮转动过程中，运动基点会沿着竖向方向做往复直线运动，输出轴与运动基点保持始终相对，也做往复直线运动。同时第一传动齿轮带动第二传动齿轮转动，由于第一传动齿轮的自转和公转方向相反，具有ω/n的差值，第一传动齿轮会带动第二传动齿轮和输出轴以ω/n速度自转，第二轴和第一传动齿轮公转一周时，输出轴正好完成一个往复直线运动周期，同时自转的角度为360
°
/n。本发明的行星齿轮驱动机构，结构紧凑，占地空间比较小，往复直线运动可以连续运动，并且，关键的运动结构采用齿轮副，可以采用良好的密封润滑。采用行星齿轮驱动机构的烟包输送转向装置，输入的直行烟包可连续运动，有利于条盒包装的分割，也降低了烟包堵塞发生的几率。
附图说明
16.图1为现有技术中香烟烟包输送转向流程的工作示意图。
17.图2为现有烟包输送转向装置中的星轮的工作示意。
18.图3为本发明的行星齿轮驱动机构的结构示意图。
19.图4为本发明的行星齿轮驱动机构的侧面剖视图。
20.图5为本发明中的第二外齿轮和第二内齿轮的工作示意图。
21.图6为烟包以倾斜角度方式输入到本发明烟包输送转向装置的星轮处的工作示意图。
22.元件标号说明
23.01
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商标纸包装机
24.02
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烟包直行输送带
25.03
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烟包输送转向装置
26.04
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烟包横行输送带
27.05
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盒外透明纸包装机
28.06
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烟包
29.07
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星轮
[0030]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
基座
[0031]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第三轴
[0032]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一轴
[0033]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二带轮
[0034]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一带轮
[0035]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
传动带
[0036]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
曲柄
[0037]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一外齿轮
[0038]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一内齿轮
[0039]
10
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第二外齿轮
[0040]
11
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第二内齿轮
[0041]
12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第三传动齿轮
[0042]
13
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第四传动齿轮
[0043]
14
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第二轴
[0044]
15
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支架
[0045]
16
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第一传动齿轮
[0046]
17
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第二传动齿轮
[0047]
18
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中间齿轮
[0048]
19
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星轮
[0049]
20
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输出轴
具体实施方式
[0050]
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明
书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0051]
须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0052]
参见图3至图5，本发明提供了一种行星齿轮驱动机构，用于驱动待驱动件自身旋转360
°
/n角度的同时完成一个往复直线运动，其中n为大于等于2的正整数，例如，待驱动件可以为烟包输送转向装置中的星轮19，星轮19中具有n个工位齿，在工作时，要求星轮19在自身旋转360
°
/n角度的同时完成一个往复直线运动。
[0053]
本发明的行星齿轮驱动机构包括基座1、第一轴3、曲柄7、第二轴14、第一内齿轮9、第一外齿轮8、第二内齿轮11、第二外齿轮10、支架15、第一传动齿轮16、第二传动齿轮17、输出轴20、以及运动补偿组件，第一轴3可转动地安装于基座1(图4中仅显然了局部结构作为示意)，第一内齿轮9固定于基座1并与第一轴3同轴，第一外齿轮8与第一内齿轮9啮合且两者传动比为n：n+1，第二轴14穿过第一外齿轮8轴心且两者固接，第二轴14与第一轴3相平行且两者具有轴距l，曲柄7一端固接在第一轴3上、另一端与第二轴14铰接，第二内齿轮11可转动地安装于基座1，第二外齿轮10同轴地套接于第二轴14上，且可在第二轴14上自由转动，第二外齿轮10与第二内齿轮11啮合且两者传动比为n：n+1，支架15固定连接在第二外齿轮10端面，第一传动齿轮16同轴固接于第二轴14，输出轴20可转动地安装于支架15，且与第二轴14相平行，输出轴20用于与待驱动件固定连接，第二传动齿轮17同轴固接于输出轴20，第二传动齿轮17与第一传动齿轮16直接啮合传动、或者通过可转动安装于支架15的中间齿轮18间接啮合，第二传动齿轮17与第一传动齿轮16的传动比为1：1；运动补偿组件与第二内齿轮11传动连接，用于驱动第二内齿轮11与第一轴3反向转动，且第二内齿轮11与第一轴3转速比为n-1：n+1；第二外齿轮10上设有与其轴心距离为l的运动基点，输出轴20轴线穿过运动基点；第二外齿轮10在转动时运动基点沿着第二内齿轮11中心往复直线运动。
[0054]
本发明涉及的行星齿轮驱动机构的基本工作原理为：工作时，第一轴3为动力输入轴，第一轴3转动时，通过曲柄7会带动第二轴14绕第一轴3轴心公转，同时第二轴14带动第一外齿轮8在第一内齿轮9中公转，第一外齿轮8同时进行自转，参见图3和图4，从左侧看，设定第一轴3逆时针转动，转速为ω，则第二轴14和第一外齿轮8同步逆时针公转，且转速为ω，并且第二轴14和第一外齿轮8顺时钟自转，转速为(n+1)*ω/n，并且，第二轴14会带动第二外齿轮10在第二内齿轮11中逆时针公转，转速度为ω，同时，运动补偿组件动作，驱动第二内齿轮11转动，转动方向与第一轴3相反，也即第二内齿轮11顺时钟转动，转速为[(n-1)/(n+1)]*ω，此时，第二外齿轮10在第二内齿轮11内的情况参见图5所示，第二内齿轮11顺时钟转动，其轴心为o1，其中o2为第二外齿轮10轴心，轴心o1与轴心o2的间距为l，第二外齿轮10在第二内齿轮11中以ω速度绕o1逆时针公转，同时也产生速度为2ω的自转，点x为运动基点，其与第二内齿轮11轴心o1的距离为l，运动基点根据第二外齿轮10和第二内齿轮11的装配位置设定，参见图5(a)所示位置，第二外齿轮10位于第二内齿轮11顶部位置处，也即轴
心o2位于轴心o1正上方时，运动基点x位于轴心o1正上方。在第二外齿轮10转动过程中，其自转转速2ω为公转转速ω的两倍，运动基点x会沿着竖向方向，以轴心o1为中心点做往复直线运动，由于支架15是固定于第二外齿轮10的，两者是同步运动的，而输出轴20的轴线位于运动基点x上，因此输出轴20与运动基点x保持始终相对，也会以轴心o1为中心点做往复直线运动，最上位置与最下位置之间的距离为4l，同时第一传动齿轮16直接或者间接啮合方式带动第二传动齿轮17转动，第一传动齿轮16与第二轴14运动完全同步，由于第二轴14和第一传动齿轮16的自转速度和公转转度分别为(n+1)ω/n和ω，方向相反，具有ω/n的差值，第一传动齿轮16会带动第二传动齿轮17和输出轴20以ω/n速度自转。参见图5所示过程，第二外齿轮10公转一周时，也即第二轴14和第一传动齿轮16公转一周，输出轴20正好完成一个往复直线运动周期，同时自转的角度为360
°
/n，当n＝6时，自转角度为60
°
。
[0055]
本发明的行星齿轮驱动机构，结构紧凑，占地空间比较小，往复直线运动可以连续运动。并且，关键的运动结构采用齿轮副，可以采用良好的密封润滑。
[0056]
在本实施例中，参见图3和图4，作为优选设计，第二传动齿轮17与第一传动齿轮16通过中间齿轮18间接啮合传动，中间齿轮18通过销轴可转动地安装在支架15上，在工作过程中，中间齿轮18随着支架15运动，同时自身自由旋转，中间齿轮18与第二传动齿轮17与第一传动齿轮16位置保持固定，能够始终能保持啮合。由于第二传动齿轮17与第一传动齿轮16的中心距一般较小，因此采用中间齿轮18传动的方式，方便设计和安装。当然，在其他实施例中，当输出轴20的往复直线运动行程较大时，第二传动齿轮17与第一传动齿轮16的中心距l较大，在尺寸允许情况下，第二传动齿轮17与第一传动齿轮16也可以采用直接啮合的方式。在本实施例中，参见图3和图4，中间齿轮18、第二传动齿轮17和第一传动齿轮16都为外齿轮，第二传动齿轮17和第一传动齿轮16的自转方向相同。当然，在适当情况下，第二传动齿轮17、第一传动齿轮16和中间齿轮18三者也采用内齿轮啮合的方式，或者内外齿轮结合的方式，要求能够实现带动第二传动齿轮17以ω/n速度自转的功能。
[0057]
在本实施例中，参见图2和图3，作为优选设计，运动补偿组件包括与第二内齿轮11同轴固定的第三传动齿轮12、以及驱动第三传动齿轮12转动的补偿驱动结构，其中补偿驱动结构包括可转动安装于基座1的第三轴2、以及同轴固接于第三轴2的第四传动齿轮13，第四传动齿轮13与第三传动齿轮12啮合，工作时，在驱动第一轴3的同时，驱动第三轴2以适当速度转动，通过第四传动齿轮13带动第三传动齿轮12以[(n-1)/(n+1)]*ω转速进行顺时钟转动，即可使得第二内齿轮11以[(n-1)/(n+1)]*ω转速进行顺时钟转动。
[0058]
在本实施例中，进一步地，参见图2和图3，第四传动齿轮13与第三传动齿轮12都为外齿轮，两者转动方向相反，且第四传动齿轮13与第三传动齿轮12的传动比为n+1：n-1，采用这种方式，在工作时，第一轴3和第二轴14的转动方向相同且速度相等时，即可保证第二内齿轮11以[(n-1)/(n+1)]*ω转速进行顺时钟转动。优选地，在第三轴2和第一轴3之间设置联动组件，第三轴2通过联动组件与第一轴3保持同步同向同速转动，其中联动组件包括同轴固接于第一轴3的第一带轮5、同轴固接于第三轴2的第二带轮4、以及连接第一带轮5和第二带轮4的传动带6，第一带轮5和第二带轮4的传动比为1：1，工作时，只需要驱动第一轴3和第三轴2其中一个逆时钟转动，因此只需要设置一个电机等动力源来驱动即可。当然，联动组件也可以设置为其他合适传动结构。
[0059]
本发明还提供一种烟包输送转向装置，包括星轮19，星轮19上设有n个工位齿，还
包括上述的行星齿轮驱动机构，星轮19与行星齿轮驱动机构的输出轴20同轴固接，参见图2和图3。其中，星轮19上的工位齿数n为6。每个星轮19利用一个行星齿轮驱动机构驱动，对于双通道的烟草包装机，具有两个星轮19同时工作时，则设置两个行星齿轮驱动机构分别驱动。在工作过程中，星轮19完成一个往复直线运动周期中，行星齿轮驱动机构中的关键运动零件和星轮19的运动情况见下表：
[0060][0061]
其中，上表中的逆时针和顺时钟方向，是从图3和图4的左侧(星轮19所在侧)观测时的方向。
[0062]
参见图6，采用本发明中的烟包输送转向装置时，由烟包直行输送带输送到星轮19处的烟包20以倾斜角度输送到星轮19下方的，而非现有设计中水平角度输送过来，烟包20输送方向与水平方向的倾斜角度根据星轮19的工位齿形状来确定，采用这种方式，参见图6中位置a至位置b出的示意图，在沿输送方向的前侧(图6中图面的左侧)的烟包20在被星轮19的工位齿下压时，会发生一定的偏转，其后端能及时的从后一个烟包20的前端离开，从而不影响后一烟包20的运动，这样烟包20在烟包直行输送带02上是作连续运动的，速度不变，这样可以降低烟包20发生堵塞的风险，对应地，星轮19可以做到连续不断的工作，也即对行星齿轮驱动机构进行持续不断等速的动力输入即可。
[0063]
本发明的行星齿轮驱动机构，除了应用于烟包输送转向装置中用以驱动星轮19运动外，也可以用于其他机械设备中，来驱动待驱动件自身旋转360
°
/n角度的同时完成一个往复直线运动。
[0064]
由上可知，本发明的行星齿轮驱动机构及烟包输送转向装置，具有以下有益效果：
[0065]
1、行星齿轮驱动机构结构紧凑，占地空间比较小，往复直线运动可以连续运动。
[0066]
2、其中关键的传动结构采用齿轮副，可以使用可靠的密封润滑，第一内齿轮9、第一外齿轮8、第二内齿轮11、第二外齿轮10、第三传动齿轮12和第四传动齿轮13可以安装在基座1中进行密封润滑，第一传动齿轮16、第二传动齿轮17和中间齿轮18可以安装在支座中进行密封润滑，整个机构运动更稳定可靠，使用寿命长。
[0067]
3、具有该行星齿轮驱动机构的烟包输送转向装置，输入的直行烟包可连续运动，有利于条盒包装的分割，也降低了烟包堵塞发生的几率。
[0068]
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值。
[0069]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。