专利名称：频率及间歇转速可调的齿式自动换向器的制作方法
技术领域：
本发明属于动力的传递装置，具体地说是一种采用齿轮来传递动力，改变变速器或者工作机旋转方向的频率及间歇转速的齿式自动换向器。
背景技术：
众所周知，针对中大功率设备的换向问题，目前的通用手段是采用电器自动控制， 其最大缺点是电器元件易老化、寿命短、造价昂贵。其次是电路以及自动控制编程复杂，日常的维护修理等需要高水平的专业人员，再者，电器控制普遍对工作环境的要求比较高。齿轮由于加工工艺相对简单，造价低廉，对工作环境无特殊要求等，同时齿轮传动还具有精确度高、效率高、寿命高、传递扭矩大、维修维护简便易行等特点，所以动力传递大部分都采用齿轮组件。如齿式离合器，其特点是传递扭矩大，结构紧凑。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的不足，提出一种自动换向、传递扭矩大、传动效率高、寿命长、结构紧凑，对工作环境无特殊要求的频率及间歇转速可调的齿式自动换向器。本发明可以通过如下措施达到。一种频率及间歇转速可调的齿式自动换向器，包括壳体，输入轴和输出轴分别经轴承与壳体相连接，输入轴和输出轴经齿轮组相连接，主动齿轮设有连接内齿并经轴承过渡与输入轴相连接，被动齿轮与输出轴相连接，其特征在于壳体设有换向机构，换向机构设有凸轮支座、杠杆支座、换向轮支座和弹簧支座，凸轮、杠杆和换向轮分别与凸轮支座、杠杆支座和换向轮支座相连接，弹簧的一端与弹簧支座相连接，换向轮上分别设有主动偏心销轴和被动偏心销轴，杠杆一端与凸轮顶杆一端相连接，凸轮顶杆另一端与凸轮间歇接触，杠杆另一端分别与弹簧的一端相连接、换向轮连杆的一端相铰接，换向轮连杆的另一端与主动销轴相铰接，拨叉连杆的一端与被动销轴相铰接，另一端与拨叉连接，拨叉与输入轴上的拨轮相连接。拨轮与输入轴经花键相连接，拨轮上设有与主动齿轮内齿啮合的外齿，通过凸轮的旋转可以使拨叉做直线往复运动，以驱动输入轴上的拨轮与主动齿轮处于啮合或分离状态，当拨轮与主动齿轮处于啮合状态时，主动齿轮随输入轴一起旋转并经被动齿轮带动输出轴旋转，当拨轮与主动齿轮处于分离状态时，主动齿轮不随输入轴旋转，输出轴无动力输入而不转动。本发明可以在壳体内设有两套传递齿轮组，在输入轴上设置两个主动齿轮，拨轮设置在其间，通过拨轮与不同主动齿轮的啮合，使输出轴输出相同或不同转速、使输出轴的转向与输入轴相同或相反。本发明可以设有同步驱动齿轮组，同步驱动齿轮组的主动齿轮与输入轴相连接， 被动齿轮与凸轮轴相连接，当输入轴旋转时，凸轮轴也随着旋转，从而带动拨叉做直线往复运动，改变输出轴的工作状态。本发明中的同步驱动齿轮组的传动比i2与输出轴一个工作周期内N的转数满足关系式aNns= n3i2。其中a为凸轮每旋转一圈完成的换向次数；N为输出轴完成一次正反转、即一个工作周期；ns为输出轴一个工作周期内的转数(正、反转转数之和);n3为凸轮的转速；i2为同步齿轮组的传动比。本发明还可以设有外挂齿轮组，外挂齿轮组的主动齿轮与动力输入轴相连接，被动齿轮与输入轴相连接。本发明在输入轴等速旋转状态下，可以使输出轴间歇的转速相同、转向相同输出； 转速不同、转向相同输出；转速相同、转向不同输出；转速不同、转向不同输出等多种状态， 具有自动换向、传递扭矩大、传动效率高、使用寿命长、结构紧凑等优点，可广泛应用于石油、冶金、矿山、化工等众多恶劣环境，也可应用在汽车、电力、船舶、以及大型机械加工设备等的自动换向装置中。
附图是发明的一种示意图，也是一种实施例的示意图。图1是本发明的一种示意图。图2是本发明中换向机构的示意图。图3是图2的W向示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步描述。如图所示，一种频率及间歇转速可调的齿式自动换向器，包括壳体101，输入轴 201和输出轴301分别经轴承与壳体101相连接，输入轴201和输出轴301经齿轮组相连接，主动齿轮202设有连接内齿并经轴承过渡与输入轴201相连接，被动齿轮302与输出轴 301相连接，上述各组成部分的结构与连接方式与现有技术相同，此不赘述。本发明的特征在于壳体101设有换向机构102，换向机构102设有凸轮支座1、杠杆支座2、换向轮支座3 和弹簧支座4，凸轮支座1、杠杆支座2、换向轮支座3和弹簧支座4的结构及连接方式与现有技术相同，如凸轮支座1可以认为是壳体101的壁，也可以在壳体101内单独设置，此不赘述。凸轮5、杠杆6和换向轮7分别与凸轮支座1、杠杆支座2和换向轮支座3相连接，凸轮5、杠杆6和换向轮7的结构及与凸轮支座1、杠杆支座2和换向轮支座3的连接方式与现有技术相同，如凸轮5经凸轮轴、轴承、轴承座与凸轮支座1 (壳体101的壁)相连接，此不赘述。弹簧8的一端与弹簧支座4相连接，换向轮7上分别设有主动偏心销轴9和被动偏心销轴10，主动偏心销轴9和被动偏心销轴10可以设在同一半径的圆周上，也可以设在不同半径的圆周上，以调节拨叉15的位移距离，杠杆6 —端与凸轮顶杆11 一端连接，凸轮顶杆11另一端与凸轮5间歇接触，凸轮顶杆11也可以经滚子12与凸轮5间歇接触，以减少对凸轮的磨损。杠杆6另一端与弹簧8的一端相连接、与换向轮连杆13的一端相铰接，换向轮连杆13的另一端与主动销轴9相铰接，拨叉连杆14的一端与被动销轴10相铰接，拨叉连杆14的另一端与拨叉15相铰接，拨叉15与输入轴101上的拨轮16相连接，拨轮16与输入轴101经花键相连接，拨轮16上设有与主动齿轮202内齿相啮合的连接外齿，通过凸轮5的旋转可以使拨叉15摆动，以驱动输入轴201上的拨轮16与主动齿轮202处于啮合或分离状态，当拨轮16与主动齿轮202处于啮合状态时，主动齿轮202随输入轴201 —起旋转并经被动齿轮302带动输出轴301旋转，当拨轮16与主动齿轮202处于分离状态时， 主动齿轮202不随输入轴201旋转，输出轴301无动力输入而不转动。本发明可以在壳体101内设有两套齿轮组，在输入轴101上设有两个主动齿轮 202、203，两个主动齿轮之间设有拨轮16，通过拨轮16与主动齿轮202或主动齿轮203的啮合而使输出轴301输出相同或不同转速、使输出轴301的转向与输入轴201相同或相反，本发明可以设有同步驱动齿轮组，同步驱动齿轮组的主动齿401轮与输入轴201相连接，被动齿轮402与凸轮5的凸轮轴相连接，当输入轴201旋转时，凸轮轴也随着旋转，从而带动拨叉15进行摆动，改变输出轴301的工作状态。另外，本发明还可以设有外挂齿轮组，外挂齿轮组的主动齿轮501与动力输入轴相连接，被动齿轮502与输入轴201相连接。本发明中的同步驱动齿轮组的传动比i2与输出轴一个工作周期内N的转数满足关系式aNns= n3i2。其中a为凸轮每旋转一圈完成的换向次数；N为输出轴完成一次正反转、即一个工作周期；ns为输出轴一个工作周期内的转数(正、反转转数之和);n3为凸轮的转速；i2为同步齿轮组的传动比。本发明在输入轴等速旋转状态下，可以使输出轴间歇的转速相同、转向相同输出； 转速不同、转向相同输出；转速相同、转向不同输出；转速不同、转向不同输出等多种状态， 具有自动换向、传递扭矩大、传动效率高、使用寿命长、结构紧凑等优点，可广泛应用于石油、冶金、矿山、化工等众多恶劣环境，也可应用在汽车、电力、船舶、以及大型机械加工设备等的自动换向装置中。本发明的传动如图1所示，本发明分为动力输入部分(S卩外挂齿轮组)、凸轮转速控制齿轮组、换向机构和齿式离合器四个部分，各部分的原理与功能如下
第一部分Al 动力输入部分(即外挂齿轮组)由齿轮副\、Z2 (俗称“挂轮”)把经动力输入轴输入的扭矩传递给输入轴201，当改变&、Z2的齿数比时，可以同时改变凸轮5的凸轮轴、输出轴301的转速。设定轴I的输入转速为叫，输出轴301的输出转速为n2，那么
权利要求
1.一种频率及间歇转速可调的齿式自动换向器，包括壳体，输入轴和输出轴分别经轴承与壳体相连接，输入轴和输出轴经齿轮组相连接，主动齿轮设有连接内齿并经轴承过渡与输入轴相连接，被动齿轮与输出轴相连接，其特征在于壳体设有换向机构，换向机构设有凸轮支座、杠杆支座、换向轮支座和弹簧支座，凸轮、杠杆和换向轮分别与凸轮支座、杠杆支座和换向轮支座相连接，弹簧的一端与弹簧支座相连接，换向轮上分别设有主动偏心销轴和被动偏心销轴，杠杆一端与偏心轮连杆一端相铰接，偏心轮支杆另一端与凸轮相抵触，杠杆另一端分别与弹簧的一端相连接、换向轮连杆的一端相铰接，换向轮连杆的另一端与主动销轴相铰接，拨叉连杆的一端与被动销轴相连接，拨叉连杆的另一端与拨叉相连接，拨叉与输入轴上的拨轮相连接，拨轮与输入轴经花键相连接。
2.根据权利要求1所述的一种频率及间歇转速可调的齿式自动换向器，其特征在于壳体内设有两套齿轮组，在输入轴上设有两个主动齿轮，其间设有拨轮。
3.根据权利要求1或2所述的一种频率及间歇转速可调的齿式自动换向器，其特征在于设有同步驱动齿轮组，同步驱动齿轮组的主动齿轮与输入轴相连接，被动齿轮与凸轮轴相连接。
4.根据权利要求3所述的一种频率及间歇转速可调的齿式自动换向器，其特征在于设有外挂齿轮组，外挂齿轮组的主动齿轮与动力输入轴相连接，被动齿轮与输入轴相连接。
5.根据权利要求3所述的一种频率及间歇转速可调的齿式自动换向器，其特征在于同步驱动齿轮组的传动比12与输出轴一个工作周期内N的转数满足关系式aNns= n3i2，其中 a为凸轮每旋转一圈完成的换向次数；N为输出轴完成一次正反转、即一个工作周期；ns为输出轴一个工作周期内的转数(正、反转转数之和)；n3为凸轮的转速；i2为同步齿轮组的传动比。
全文摘要
本发明属于动力的传递装置，具体地说是一种采用齿轮来传递动力，改变变速器或者工作机旋转方向的频率及间歇转速可调齿式自动换向器，包括壳体，输入轴和输出轴分别经轴承与壳体相连接，输入轴和输出轴经齿轮组相连接，主动齿轮设有连接内齿并经轴承过渡与输入轴相连接，被动齿轮与输出轴相连接，其特征在于壳体设有换向机构，输入轴等速旋转状态下，可以使输出轴间歇的转速相同、转向相同输出；转速不同、转向相同输出；转速相同、转向不同输出；转速不同、转向不同输出等多种状态，本发明在具有自动换向、传递扭矩大、传动效率高、使用寿命长、结构紧凑等优点，可应用于石油、冶金、矿山、化工等众多恶劣环境。
文档编号F16H63/30GK102359557SQ201110224180
公开日2012年2月22日 申请日期2011年8月6日 优先权日2011年8月6日
发明者刘之乾 申请人:刘之乾