内行星齿轮传动机构及具有该传动机构的轧管机的制作方法

本实用新型涉及一种传动机构，特别是涉及一种内行星齿轮传动机构及具有该传动机构的轧管机。

背景技术：

目前的冷轧管机机架滑块的工作行程大多是由曲轴或曲柄旋转带动连杆的曲柄连杆机构来完成机架滑块的往复运动。如同蒸汽机火车一样，但稍提高一点转速就要配加很大的平衡块。

如图1所示，是现有技术中曲柄连杆机构(此图为侧视图)的示意图，机架滑块2’在滑导轨1’上作前后移动，当曲柄4’、平衡块5’绕A’点作顺时针旋转，B’点也绕A’点作顺时针圆周运动，并带动连杆3’，使连杆3’的另一端C’点带动机架滑块2’作直线往复运动，工作行程S’就是2*A’B’，其中，A’B’为A’点到B’点的直线距离，要使连杆3’的B’点由圆周运动转化为C’点直线运动，完全是靠机架滑块2’与滑导轨1’强制导向，这样就产生了动力方向与运动方向的分力，导轨面与滑块面有很大的摩擦力，摩擦力不但产生很大的热量还消耗了能量，加速了滑导轨1’的磨损，而且曲柄4’轴呈水平安装，如图1中的A’点，运转过程中，平衡块5’及连杆3’的一端作上下垂直方向运动，能耗非常大，冲击波动也大，这种力和力矩会造成冷轧管机强烈的振动和噪音，加剧机件的磨损和疲劳失效，降低机构的运动精度和运动平稳性，这就是现有的曲柄连杆机构不能相对提高轧管机运转速度的致命弱点。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种内行星齿轮传动机构及具有该传动机构的轧管机，用于解决现有技术中轧管机的工作寿命短、运行精度差、不稳定、噪音大以及难以提高运行速度的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种内行星齿轮传动机构，所述传动机构包括滑导槽、机架滑块、内齿轮、行星齿轮、驱动杆、从动杆、电机、内平衡块和外平衡块；所述行星齿轮与所述内齿轮内部啮合，其中，所述内齿轮的齿数为偶数，所述内齿轮的节圆半径是所述行星齿轮的节圆半径的2倍；所述驱动杆的中部设有转轴，所述转轴垂直于所述内齿轮的圆心且与所述电机的输出轴通过花键联接，所述驱动杆的一端同时与所述从动杆的中部以及所述行星齿轮的圆心铰接，所述驱动杆的另一端与所述外平衡块连接；所述从动杆的一端与所述机架滑块铰接，另一端与所述内平衡块连接；所述机架滑块可沿所述滑导槽往复移动；所述从动杆与所述机架滑块的铰接点到所述行星齿轮中心的距离等于所述行星齿轮的节圆半径。

于本实用新型一实施方式中，所述内平衡块上设置有螺栓孔，所述内平衡块与所述从动杆为螺栓连接。

于本实用新型一实施方式中，所述内平衡块为扇形结构。

于本实用新型一实施方式中，所述外平衡块的内侧为弧形，并与所述内平衡块的外缘相适配。

于本实用新型一实施方式中，所述外平衡块与所述驱动杆为螺栓连接，所述外平衡块与所述驱动杆的接合面均加工有十字键槽。

于本实用新型一实施方式中，所述滑导槽水平设置，且所述滑导槽与所述内齿轮同轴对称设置。

于本实用新型一实施方式中，所述滑导槽与所述机架滑块平行。

于本实用新型一实施方式中，所述驱动杆通过轴承与所述从动杆连接，所述驱动杆通过轴承与所述行星齿轮连接。

于本实用新型一实施方式中，所述从动杆通过轴承与所述机架滑块连接。

本实用新型还提供一种轧管机，所述轧管机包括上述所述的内行星齿轮传动机构。

如上所述，本实用新型的内行星齿轮传动机构及具有该传动机构的轧管机，具有以下有益效果：

1、内行星齿轮传动机构是作为高速冷轧管机上的动力传动机构，它的最高运转速度可达每分钟320次往复，是普通的曲柄连杆机构轧管机的2～3倍以上；

2、机架滑块与滑导轨之间不存在侧向分力与摩擦力，提高机械效率，增加机床的使用寿命；

3、由于内平衡块和外平衡块是在水平方向旋转，而不是曲柄连杆机构中的垂直运转，因此降低了机床的能耗，节能效果明显；

4、提高运转速度和运行平稳性，噪声小，改善工作环境工作。

附图说明

图1为现有技术中曲柄连杆机构的侧视示意图。

图2为本实用新型中机架滑块位于左端起始点状态下的俯视示意图。

图3为本实用新型中机架滑块位于中心位置左侧状态下的俯视示意图。

图4为本实用新型中机架滑块位于中心位置状态下的俯视示意图。

图5为本实用新型中机架滑块位于中心位置右侧状态下的俯视示意图。

图6为本实用新型中机架滑块位于右端终点状态下的俯视示意图。

元件标号说明

1’ 滑导轨

2’ 机架滑块

3’ 连杆

4’ 曲柄

5’ 平衡块

1 机架滑块

2 内齿轮

3 行星齿轮

4 内平衡块

5 外平衡块

6 滑导槽

7 驱动杆

8 从动杆

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，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实用新型的其他优点及功效。

请参阅图2至图6。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、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，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，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，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型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”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

请参阅图2-图6，本实用新型提供一种内行星齿轮传动机构，所述传动机构包括滑导槽6、机架滑块1、内齿轮2、行星齿轮3、驱动杆7、从动杆8、电机(未示出)、内平衡块4和外平衡块5；所述行星齿轮3与所述内齿轮2内部啮合，其中，所述内齿轮2的齿数为偶数，所述内齿轮2的节圆半径是所述行星齿轮3的节圆半径的2倍；所述驱动杆7的中部设有转轴，所述转轴垂直穿过所述内齿轮2的圆心且与所述电机的输出轴通过花键联接，所述驱动杆7的一端同时与所述从动杆8的中部以及所述行星齿轮3的圆心铰接，所述驱动杆7的另一端与所述外平衡块5连接；所述从动杆8的一端与所述机架滑块1铰接，另一端与所述内平衡块4连接；所述机架滑块1可沿所述滑导槽6往复移动；所述从动杆8与所述机架滑块1的铰接点到所述行星齿轮3中心的距离等于所述行星齿轮3的节圆半径。

为便于叙述的明了，设内齿轮2的圆心为A点，也即驱动杆7中部的转轴穿过A点，设行星齿轮3的圆心为B点，也即驱动杆7与从动杆8的铰接点为B点，设从动杆8与机架滑块1的铰接点为C点。

由于行星齿轮3与内齿轮2是相互啮合的，而内齿轮2是固定不动的，只作微调，使机架滑块1与滑导槽6保持平行，因此行星齿轮3既作顺时针公转又作逆时针自转，C点是带动机架滑块1作直线往复运动的，要使C点作直线运动，必须满足以下几个条件，1)内齿轮2的齿数为偶数，内齿轮2的节圆半径必须是行星齿轮3的节圆半径的2倍；2)行星齿轮3的公转半径AB应等于行星齿轮3的节圆半径；3)机架滑块1中的C点必须在行星齿轮3的节圆线上，即AB距离等于BC距离。

作为示例，所述内平衡块4为扇形结构。优选的，所述内平衡块4上设置有螺栓孔，所述内平衡块4与所述从动杆8为螺栓连接。方便根据需要更换不同质量的内平衡块4。

作为示例，所述外平衡块5的内侧为弧形，并与所述内平衡块4的外缘相适配，所述外平衡块与所述内平衡块之间留有一定的间隙，当所述从动杆8与所述驱动杆7重合时，保证所述外平衡块5与所述内平衡块4顺利通过而不会相互摩擦或阻碍。

作为示例，所述外平衡块5与所述驱动杆7为螺栓连接，所述外平衡块5与所述驱动杆7的接合面均加工有十字键槽(未示出)。用十字键作旋转方向与离心方向的定位与保险作用。

需要注意的是，为了保证外平衡块5与内平衡块4的高度(厚度)一致，所述外平衡块5为一凸台结构，所述从动杆8与所述驱动杆7重合时，内平衡块4位于外平衡块5的内侧，且两者的高度大约一致。

所述内平衡块4与所述外平衡块5的质量是通过机架滑块1的质量以及从动杆8驱动杆7的长度计算得出的，不同质量的机架滑块1与从动杆8及驱动杆7的长度需要不同的平衡块质量来配合，在剩余惯性力最大值的最小优化目标内选取平衡块最佳平衡质量。

作为示例，所述滑导槽6水平设置，且所述滑导槽6与所述内齿轮2同轴对称设置。

作为示例，所述驱动杆7通过轴承与所述从动杆8连接，所述驱动杆7通过轴承与所述行星齿轮3连接。所述从动杆8通过轴承与所述机架滑块1连接。这里，铰接点B和铰接点C处都设置轴承，减小了摩擦力，延长了传动机构的工作寿命。

本实用新型还提供一种轧管机，所述轧管机包括上述所述的内行星齿轮传动机构。

请参阅图2-图6，本实用新型的内行星齿轮传动机构的工作过程如下：

图2所示为机架滑块1在左端前起始点位置的状态图，此时，所述从动杆8与所述驱动杆7重叠在一起，且与所述滑导槽6平行；图3中，电机工作，电机输出轴带动外平衡块5绕A点作顺时针旋转，B点相对带动行星齿轮3也作顺时针公转；图4是机架滑块1走了总行程的一半(1/2S行程)，C点正好落在内齿轮2的中心点上，此时，内平衡块4与外平衡块5在相对的同一条直线上，并垂直于滑导槽6完全平衡了它的偏重；图5是机架滑块1向右端继续运动，以图4为基准，图5的工况正好与图3对称；图6为机架滑块1在右端终点状态。

从图2工作状态到图6工作状态，外平衡块5绕A点顺时针旋转180°，内平衡块4绕B点逆时针旋转360°，相对A点旋转了360°-180°＝180°，机架滑块1从左端前始点滑移到右端后终点，这个距离就是内齿轮2的节圆直径，也是机架滑块1的工作行程S。

综合上述，本实用新型的内行星齿轮传动机构及具有该传动机构的轧管机，具有以下有益效果：1)在本实用新型的内行星齿轮机构中，机架滑块上的C点所产生的直线运动是行星齿轮节圆线上的一个点所形成的复合运行轨迹，它是复合运动所形成的，因此，不象原曲柄连杆机构的机架滑块与滑导轨之间存在侧向分力与摩擦力，所以能够大大地提高机械效率，增加机床的使用寿命。2)本实用新型的内行星齿轮超高速轧管机的旋转轴是垂直安装的，运转的是水平方向的轨迹，内外平衡块是没有上下的垂直运动，运转时稳定性良好，工作的综合性能可靠，在相同的工况条件下，不但噪声小，改善了工作环境工作，还节省大量的电能，符合当今社会提倡的环保节能理念。3)本实用新型的内行星齿轮传动机构是作为高速冷轧管机上的动力传动机构，它的最高运转速度可达每分钟320次往复，是普通的曲柄连杆机构轧管机的2～3倍以上，达到国际同类产品的先进水平。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，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实用新型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，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。