一种速度调整装置的制作方法

本申请涉及机械技术领域，尤其涉及一种速度调整装置。

背景技术：

包装机主要用于制药工业中，用以将颗粒状物料包装成指定规格的包装袋，是适合批量生产的重要设备。包装机工作流程中包括有纵封、横封、切割三道工序，要生产出合格产品，要求纵封痕迹线和切割线重合，这就要求包装袋在生产运行过程中，各工序的加工机构始终保持速度一致，使薄膜既不能被拉伸，也不能被褶皱。

对于纵封、横封、切割工序的动力来源而言，一般是采用同一电机带动一主动轴旋转，与主动轴传动转动连接的有多个输出单元，针对不同工序需求，配置不同传动比的传动机构与输出单元连接，来实现纵封、横封、切割三道工序的动力输入以及速度一致。

在实际生产过程中，随着生产的进行，由于设备振动、摩擦阻力、包装袋加热等各种不确定因素的影响，切割线会逐渐偏移，导致纵封痕迹线和切割线重合不再保持重合，导致加工误差偏大。因此，有必要提供一种速度调整装置，来实现对各输出单元的速度进行调整。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种速度调整装置，用于实现对输出单元的输出速度进行调整。

本申请实施例采用下述技术方案：

一种速度调整装置，包括：主动轴，与所述主动轴交叉连接的差动轴，在所述差动轴的端部设置有传动单元，与所述传动单元转动连接的输出单元，以及，与所述传动单元转动连接的速度调整单元，其中，所述主动轴为动力输入端，所述输出单元为动力输出端；所述速度调整单元用于调整所述输出单元的速度。

可选地，所述传动单元包括第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述输出单元转动连接，且所述第一锥齿轮与所述速度调整单元转动连接。

可选地，所述速度调整单元包括电机、与所述电机连接的减速机以及与所述减速机的输出轴连接的第二锥齿轮，其中，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮啮合连接。

可选地，所述速度调整单元包括电机、与所述电机的输出轴连接的蜗杆，与所述蜗杆啮合连接的蜗轮，与所述蜗轮同轴固定连接的第三锥齿轮，其中，所述第三锥齿轮与所述第一锥齿轮啮合连接。

可选地，所述蜗轮以及与所述蜗轮同轴固定连接的第三锥齿轮，均通过轴承与所述主动轴连接。

可选地，所述输出单元包括直齿轮，与所述直齿轮同轴固定连接的第四锥齿轮，所述第四锥齿轮与所述第一锥齿轮啮合连接。

可选地，所述直齿轮以及与所述直齿轮同轴固定连接的第四锥齿轮，均通过轴承与所述主动轴连接。

可选地，所述第一锥齿轮的数量为两个，两个所述第一锥齿轮分别位于所述差动轴的两个端部。

可选地，所述主动轴与所述差动轴垂直交叉连接。

可选地，所述差动轴上设置有连接孔，所述主动轴穿过所述连接孔，通过键与所述差动轴垂直交叉连接。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

通过设置与主动轴交叉连接的差动轴、在差动轴的端部设置的传动单元、与传动单元转动连接的输出单元，以及，与传动单元转动连接的速度调整单元，由于主动轴、差动轴和传动单元的上述空间位置关系，将主动轴输出的动力进行方向转换，这样，使调整单元能够同时参与到主动轴至输出单元之间的动力的输出过程中，在进行速度调整时，主动轴仍保持稳定的动力来源，通过调整速度调整单元的转动速度，即可实现对输出单元的速度进行调整。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的速度调整装置结构简图；

图2为本申请实施实例提供的速度调整装置具体结构示意图；

图3为图2的a方向截面示意图；

图4为图3的b方向截面示意图；

图5为图3的c方向截面示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1所示，本申请实施例提供一种速度调整装置，主要包括：主动轴10、差动轴20、锥齿轮30、锥齿轮40、锥齿轮50、直齿轮60、蜗轮70、蜗杆80、轴承座90以及伺服电机(未图示)。在此，按照上述各个组成部件所实现的功能，还可以将锥齿轮30称为传动单元；将锥齿轮50和直齿轮60共同称为输出单元；将锥齿轮40、蜗轮70、蜗杆80和伺服电机(未图示)共同称为速度调整单元。以下将结合图1对上述组成部件的结构进行详细介绍。

按照图1所示的方向，主动轴10固定于轴承座90内，主动轴10为整个装置的动力的输入端，其中，主动轴10可以由电机带动旋转，电机在图1中未显示。

主动轴10和差动轴20十字相交连接。在一种实施方式中，在主动轴10上设置有轴孔，差动轴20穿过上述轴孔与主动轴10连接；在另一种实施方式中，在差动轴20上设置有轴孔，主动轴10穿过上述轴孔通过轴键配合的方式与差动轴20连接。上述两种实施方式，均能实现差动轴20整体围绕着主动轴10旋转。该实施例中主动轴10和差动轴20是垂直交叉连接，当然，在其他的实施方式中，主动轴10和差动轴20还可以是斜交连接。

在差动轴20的两端分别设置有锥齿轮30，锥齿轮30与差动轴20可以通过轴承(未图示)配合连接，锥齿轮30能够围绕着差动轴20的轴向方向旋转。

按照图1所示的方向可以看出，与锥齿轮30同时啮合连接的有左侧的锥齿轮50和右侧的锥齿轮40，以下首先对左侧的锥齿轮50进行介绍。

锥齿轮50和直齿轮60同轴固定连接在一起，且锥齿轮50和直齿轮60还可以通过一轴承(未图示)与主轴10连接，前文已经介绍过，主动轴10为动力输入端，该位置的直齿轮60为具体的动力输出端。此外，锥齿轮50同时与差动轴20的两端的两个锥齿轮30同时啮合连接。

按照图1所示的方向，在锥齿轮30的右端，锥齿轮40和蜗轮70同轴固定连接在一起，且锥齿轮40和蜗轮70可以通过一轴承(未图示)与主轴10连接，锥齿轮40同时与差动轴20的两端的两个锥齿轮30同时啮合连接。

蜗轮70与蜗杆80啮合连接，与蜗杆80连接的还有伺服电机(未图示)，该处的伺服电机主要起到速度调整的作用，通过调整伺服电机的转向，进而最终实现调整输出端的直齿轮60转速的效果。

以上主要介绍了本申请实施例提供的速度调整装置的结构，以下将对其工作原理进行介绍。

如前所述，主动轴10为动力输入端，直齿轮60为动力输出端，工作过程中，如果锥齿轮40和蜗轮70保持不转动，则输出端直齿轮60会保持与主动轴10相适应的速度而恒速运转。

当进行速度调整时，如果伺服电机(间接)带动蜗轮70的转动方向和主动轴10的转动方向一致时，输出端直齿轮60的转速(可以为线速度)增加。反之，如果蜗轮70的转动方向和主动轴10的转动方向相反时，输出端直齿轮60的转速降低。输出端直齿轮60转速的变化幅度取决于蜗轮70的转速大小。补偿电机的点动、步进运转可以实现输出端直齿轮60的微量速度补偿，补偿电机的连续运转可以实现输出端直齿轮60的连续速度补偿。

该实施例中的速度调整单元中，锥齿轮40由蜗轮70和蜗杆80带动旋转，至少包括有以下三方面的优点：

一、蜗轮和蜗杆的自锁功能(蜗杆80的导程角小于蜗轮70轮齿间的当量摩擦角)，这样，不进行速度调整时，锥齿轮40和蜗轮70将保持静止，因为蜗轮70无法带动蜗杆80旋转。

二、蜗轮蜗杆的大传动比的特点，即蜗杆80以较小的动力旋转即可实现速度调整的功能；

三、在蜗轮蜗杆实现大传动比的同时，由于蜗杆80可以实现较高的速度转动，而带动蜗轮70以较小的速度传动，便于实现对输出端直齿轮60速度的微量、精确调整。

当然，在其他的实施方式中，锥齿轮40还可以由其它的动力机构带动，比如链轮传动、带传动、直齿轮传动。当采用直齿轮传动时，与直齿轮连接的还可以有减速机、与减速机连接的伺服电机等。该种实施方式中，进行速度调整时，伺服电机依次带动减速机、直齿轮以及锥齿轮40旋转，实现对输出端直齿轮60的转速进行调整。不进行速度调整时，伺服电机停止旋转，减速机将控制与其连接的直齿轮和锥齿轮40处于静止状态，输出端直齿轮60会保持与主动轴10相适应的速度而恒速运转。

采用本申请实施例提供的速度调整装置，通过设置与主动轴交叉连接的差动轴、在差动轴的端部设置的传动单元、与传动单元转动连接的输出单元，以及，与传动单元转动连接的速度调整单元，由于主动轴、差动轴和传动单元的上述空间位置关系，将主动轴输出的动力进行方向转换，这样，使调整单元能够同时参与到主动轴至输出单元之间的动力的输出过程中，在进行速度调整时，主动轴仍保持稳定的动力来源，通过调整速度调整单元的转动速度，即可实现对输出单元的速度进行调整。

此外，整个速度调整装置的结构简单、紧凑，制造成本较低；速度调整单元中的伺服电机既可以实现点动式微量调速，也可以实现连续调速；该实施例采用机械差动式速度调整方式，传动系统的稳定性、可靠性更高。

本申请实施例提供的速度调整装置，尤其适用于同一电机拖动多个负载的机械式传动机构，且各负载运动需要同步性调整。

为了更加详细地介绍本申请实施例提供的速度调整装置，以下将结合应用场景对其进行详细介绍。

如图2至图5所示，该实施例提供的速度调整装置应用在包装机内，其中，在主动轴10的端部设置有电机(未图示)，该电机用于驱动主动轴10旋转，主动轴10起到同时为纵封、横封、切割工序的加工机构提供动力。

在包装机的工作流程中，以纵封工序为基础，横封、切割工序的速度要始终与之匹配。在实际生产过程中，由于设备振动、摩擦阻力、包装袋加热等各种不确定因素的影响，切割线会逐渐偏移，导致纵封痕迹线和切割线重合不再保持重合，因此，需要采用两个速度调整装置，分别对横封、切割工艺的加工机构的速度进行调整。

其中，图2或图3所示，均包括有两个速度调整装置，图2下端所示的速度调整装置应用在切割工序上，图2上端所示的速度调整装置应用在横封工序上。

图2下端所示的速度调整装置，主动轴10和差动轴20十字相交连接。在差动轴20的两端分别设置有锥齿轮30，锥齿轮30与差动轴20通过轴承(未标号)配合连接，锥齿轮30能够围绕着差动轴的轴向方向旋转。

从图2或图3可以看出，与锥齿轮30同时啮合连接的有锥齿轮50和锥齿轮40。锥齿轮50和直齿轮60同轴固定连接，锥齿轮50同时与差动轴20的两端的两个锥齿轮30同时啮合连接。且锥齿轮50和直齿轮60通过轴承与主轴10连接，该位置的直齿轮60可以通过传动机构(未图示)，最终带动切割工艺的加工机构旋转。

在锥齿轮30的另一端，锥齿轮40和蜗轮70同轴固定连接在一起，且锥齿轮40和蜗轮70通过轴承与主轴10连接，锥齿轮40同时与差动轴20的两端的两个锥齿轮30同时啮合连接。

蜗轮70与蜗杆(未图示)啮合连接，与蜗杆连接的还有伺服电机(未图示)，该处的伺服电机主要起到速度调整的作用，通过调整伺服电机的转向，进而最终实现调整输出端的直齿轮60转速的效果。

工作过程中，如果锥齿轮40和蜗轮70保持不转动，则输出端直齿轮60会保持与主动轴10相适应的速度而恒速运转。当进行速度调整时，如果蜗轮70的转动方向和主动轴10的转动方向一致时，输出端直齿轮60的转速增加。反之，如果蜗轮70的转动方向和主动轴10的转动方向相反时，输出端直齿轮60的转速降低。输出端直齿轮60转速的变化幅度取决于蜗轮70的转速大小。补偿电机的点动、步进运转可以实现输出端直齿轮60的微量速度补偿，补偿电机的连续运转可以实现输出端直齿轮60的连续速度补偿。

图2上端所示的速度调整装置，与图2下端所示的速度调整装置，两者的区别点在于：图2上端所示的速度调整装置的输出端直齿轮60是主要通过传动机构(未图示)，带动横封工艺的加工机构旋转；且与锥齿轮40同轴固定连接的为直齿轮(未标号)，利用外部的伺服电机和减速机，通过调整直齿轮的转动或静止，进而调整输出端直齿轮60带动横封工艺的加工机构旋转时的速度。

在实际生产过程中，对于速度调整装置的工作时机，可以是操作员在观察到纵封痕迹线和切割线之间存在误差后，手动操作伺服电机实现；当然还可以在纵封痕迹线和切割线的位置处设置相应的位置传感器，根据位置传感器的反馈结果，自动触发伺服电机启动或停止，进而实现速度进行调整的功能。

现有技术中有用三组伺服电机分头驱动纵封、横封、切割工序的加工机构，不仅成本较高，而且对多电机同步控制提出了更高要求，尤其是微量速度调整或补偿。另外，在进行速度调整或者补偿时，伺服电机既要传递主运动，又要兼顾补偿电机的功能，会引起相关部件速度的连锁反应。

采用本申请实施例提供的速度调整装置，较多伺服电机驱动，具有结构简单、紧凑，成本低廉的特点。

速度调整单元中的伺服电机既可以实现点动式微量调速，也可以实现连续调速；该实施例采用机械差动式速度调整方式，传动系统的稳定性、可靠性更高。

本申请实施例提供的速度调整装置，尤其适用于同一电机拖动多个负载的机械式传动机构，且各负载运动需要同步性调整。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。