一种能增大减速机输出扭矩的装置及集成设备的制作方法

本发明属于减速机技术领域，具体涉及一种能增大减速机输出扭矩的装置及集成设备。

背景技术：

扭矩是使物体发生转动的一种特殊的力矩。减速机的扭矩就是指减速机从曲轴端输出的力矩。在功率固定的条件下它与发动机转速成反比关系，转速越快扭矩越小，反之越大，它反映了减速机在一定范围内的负载能力。外部的扭矩叫转矩或者叫外力偶矩，内部的叫内力偶矩或者叫扭矩。

在石油开采、船舶机械、重型吊车等诸多领域，在功率不便的情况下，使减速机能输出大的力矩有现实和迫切的需求。现有的减速机在提供大力矩输出，一般通过调整自身的转速进行调整扭矩的大小，由于受到减速机功率的限制，因此调节范围较窄，局限性较大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能增大减速机输出扭矩的装置及集成设备，以克服现有的减速机调整输出扭矩的大小时，调整的范围较窄，受额定功率限制的不足。

为实现上述目的，本发明首先提出一种能增大减速机输出扭矩的装置，包括动力输入齿轮、第一配重齿轮、第一支撑齿轮、第二配重齿轮、第二支撑齿轮和输出齿轮；所述动力输入齿轮、第一支撑齿轮、第二支撑齿轮和输出齿轮分别通过各自轴心固定安装在支撑面上，动力输入齿轮连接减速机输出轴；

所述第一配重齿轮架设在所述动力输入齿轮与第一支撑齿轮之间，并分别与所述动力输入齿轮、第一支撑齿轮啮合；所述第二配重齿轮架设在所述输出齿轮与第二支撑齿轮之间，并分别与所述输出齿轮、第二支撑齿轮啮合；

所述第二配重齿轮与所述输出齿轮啮合的另一侧与第一配重齿轮啮合，所述输出齿轮与所述第二配重齿轮啮合处的齿轮转动方向向下；

所述第一配重齿轮、第二配重齿轮分别为圆筒状齿轮，所述第一配重齿轮的圆筒内底部安装第一配重物，所述第一配重物与所述第一配重齿轮的圆筒内壁之间为极小摩擦力的滑动接触；所述第二配重齿轮的圆筒内底部安装第二配重物，所述第二配重物与所述第二配重齿轮的圆筒内壁之间为极小摩擦力的滑动接触。

优选的，所述第一配重齿轮、第二配重齿轮的轮径比为1:1。

优选的，所述第一配重齿轮、第二配重齿轮的轴心在同一水平线上。

优选的，所述第一配重物为放置在第一配重齿轮圆筒内的表面光滑的球体或圆柱体。

同样优选的，所述第二配重物为放置在第二配重齿轮的圆筒内的表面光滑的球体或圆柱体。

更进一步优化的方案是，所述第一配重物包括两端装有轴承的第一轴、所述第一轴的两顶端位于第一配重齿轮圆筒外，且轴的两顶端分别通过第一连接索或第一连接杆连接第一配重块，所述第一配重块位于所述第一配重齿轮圆筒下方。

所述第二配重物包括两端装有轴承的第二轴、所述第二轴的两顶端位于第二配重齿轮圆筒外，且轴的两顶端分别通过第二连接索或第二连接杆连接第二配重块，所述第二配重块位于所述第二配重齿轮圆筒下方。

更佳的，所述第二配重齿轮与输出齿轮的啮合处在输出齿轮的第一弧面上，所述第一弧面为：以输出齿轮的轴心为顶点，以经过所述第二配重齿轮轴心的水平线为第一边，以输出齿轮与第二配重齿轮的轴心连线为第二边，第二边相对第一边向下倾斜0至15度的弧度所对应的弧面；

所述第二配重齿轮与所述第二支撑齿轮的啮合处在所述第二配重齿轮的第二弧面上，所述第二弧面为：以第二配重齿轮的轴心为顶点，以经过第二配重齿轮轴心的水平线为第三边，以第二配重齿轮与第二支撑齿轮的轴心连线为第四边，第四边相对第三边向下倾斜0至45度的弧度所对应的弧面；

最佳的，所述第二边相对第一边向下倾斜0至5度的弧度。

最佳的，所述第四边相对第三边向下倾斜1至30度的弧度。

本发明同时还提出所述能增大减速机输出扭矩的装置的集成设备，二个或二个以上的所述装置通过级联方式连接，上一级装置中的输出齿轮连接下一级装置中的动力输入齿轮。若干组结构级联起来，联片工作。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，由于在输出齿轮与动力输入齿轮之间设置了相互啮合传动的第一配重齿轮、第二配重齿轮，且第一配重齿轮具有第一配重物，第一配重物由于具有相当大的质量，在重力作用下保持提供向下的力矩，这种力矩传递到与之啮合的反方向旋转的第二配重齿轮上，增加了第二配重齿轮的扭矩。同样，第二配重齿轮具有第二配重物，第二配重物由于具有相当大的质量，在重力作用下保持提供向下的力矩，这种力矩传递到与之啮合的输出齿轮上，且输出齿轮啮合处的转动方向向下，这样，两级向下的力矩叠加，更增加了同向转动的输出齿轮的输出扭矩。这样无需增加减速机的功率，就能起到增加输出扭矩的作用。本发明运用前景广阔，可广泛应用于石油开采、船舶机械、重型吊车等诸多领域。

附图说明

图1为本发明的整体结构主视图。

图2为第一配重齿轮圆筒内设置有球体或圆柱体配重物的主视图。

图3为悬挂式配重物悬挂连接在第一配重齿轮的主视图。

图4为悬挂式配重物的侧面截面视图。

图5为第二配重齿轮、输出齿轮、第二支撑齿轮的啮合位置原理图。

图6为第二配重齿轮、输出齿轮、第二支撑齿轮的啮合位置的优选实施例下原理图。

图7为二级级联的能增大减速机输出扭矩的装置的集成设备示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

结合图1、图2、图3所示，一种能增大减速机输出扭矩的装置，包括动力输入齿轮1、第一配重齿轮2、第一支撑齿轮4、第二配重齿轮3、第二支撑齿轮5和输出齿轮8；动力输入齿轮、第一支撑齿轮、第二支撑齿轮和输出齿轮分别通过各自轴心固定安装在支撑面上，动力输入齿轮1连接减速机输出轴。

第一配重齿轮2架设在动力输入齿轮1与第一支撑齿轮4之间，分别与动力输入齿轮1、第一支撑齿轮4啮合；第二配重齿轮3架设在输出齿轮8与第二支撑齿轮5之间，并分别与输出齿轮8、第二支撑齿轮5啮合。

第二配重齿轮3与输出齿轮8啮合的另一侧与第一配重齿轮2啮合，输出齿轮8与第二配重齿轮3啮合处的齿轮转动方向向下；

第一配重齿轮2、第二配重齿轮3分别为圆筒状齿轮，第一配重齿轮1的圆筒内底部安装第一配重物6，第一配重物与第一配重齿轮的圆筒内壁之间为极小摩擦力的滑动接触；第二配重齿轮的圆筒内底部安装第二配重物7，第二配重物与所述第二配重齿轮的圆筒内壁之间为极小摩擦力的滑动接触。

第一配重齿轮、第二配重齿轮的轮径比为1:1。第一配重齿轮、第二配重齿轮的轴心在同一水平线上。

如图2所示，第一配重物6为放置在第一配重齿轮2圆筒内的表面光滑的球体或圆柱体31。同样优选的，第二配重物7为放置在第二配重齿轮的圆筒内的表面光滑的球体或圆柱体。

如图4所示，更进一步优化的方案是，第一配重物6包括两端装有轴承20、20’的第一轴21、第一轴21的两顶端位于第一配重齿轮圆筒外，且第一轴的两顶端分别通过第一连接索或第一连接杆22、22’连接第一配重块23，第一配重块23位于第一配重齿轮圆筒下方。

同样的方案适用于所述第二配重物，第二配重物包括两端装有轴承的第二轴、所述第二轴的两顶端位于第二配重齿轮圆筒外，且轴的两顶端分别通过第二连接索或第二连接杆连接第二配重块，所述第二配重块位于所述第二配重齿轮圆筒下方。配重物的重量与增加扭矩的效果成正比。因此配重物的重量尽可能大，配重物越重，增扭矩效果越好。

如图5所示，第二配重齿轮3与输出齿轮8的啮合处在输出齿轮的第一弧面上，所述第一弧面为：以输出齿轮8的轴心为顶点，以经过所述输出齿轮8轴心的水平线为第一边，以输出齿轮8与第二配重齿轮3的轴心连线为第二边，第二边相对第一边向下倾斜0至15度的弧度所对应的弧面。第二支撑齿轮5与增扭齿轮6的啮合处在第二配重齿轮3的第二弧面上，第二弧面为：以第二配重齿轮3的轴心为顶点，以经过第二配重齿轮3轴心的水平线为第三边，以第二配重齿轮3与第二支撑齿轮5的轴心连线为第四边，第四边相对第三边向下倾斜0至45度的弧度所对应的弧面。

以经过输出齿轮8的轴心的水平线为第一边10，以输出齿轮8与第二配重齿轮3的轴心连线为第二边11，第二边相对第一边向下倾斜0至15度的弧度a所对应的第一弧面上的任意一点是第二配重齿轮3与输出齿轮8的啮合处。弧度a的范围是0至15度。优选的，第二边相对第一边向下倾斜0至5度的弧度，此时有利于第二配重齿轮3发挥其配重物的增扭作用。

如图6所示，以经过第二配重齿轮3轴心的水平线为第三边12，以第二配重齿轮3与第二支撑齿轮5的轴心连线为第四边13，第四边13相对第三边向下倾斜一定弧度b的取值范围为0至45度，弧度b的所对应的弧面为第二配重齿轮3与第二支撑齿轮5的啮合处。优选的，第四边相对第三边向下倾斜1至30度的弧度，此时，第二支撑齿轮5既能够起到支撑作用，又不妨碍发挥配重物的增扭作用。

在图6中，经过输出齿轮8的轴心的水平线为第一边10，以输出齿轮8与第二配重齿轮3的轴心连线为第二边，第一边10与第二边重合，即第二配重齿轮3与输出齿轮8在它们的垂直切线处啮合。第二配重齿轮3与第二支撑齿轮5的啮合弧度c取值为20度。

本发明的工作原理为：启动减速机带动第一配重齿轮2顺时钟旋转，第二支撑齿轮5仅起动支撑作用，自身没有动力。第一配重齿轮2带动第二配重齿轮3逆时钟转动，第二支撑齿轮5仅起动支撑作用，自身没有动力，在第二配重齿轮3转动的过程中随动。然后，第二支撑齿轮5带动输出齿轮8顺时钟旋转，如图1中的各箭头所示。

由于第一配重齿轮具有第一配重物，第一配重物由于具有相当大的质量，在重力作用下保持提供向下的力矩，这种力矩传递到与之啮合的反方向旋转的第二配重齿轮上，增加了第二配重齿轮的扭矩。同样，第二配重齿轮具有第二配重物，第二配重物由于具有相当大的质量，在重力作用下保持提供向下的力矩，这种力矩传递到与之啮合的输出齿轮上，且输出齿轮啮合处的转动方向向下，这样，两级向下的力矩叠加，更增加了同向转动的输出齿轮的输出扭矩。这样无需增加减速机的功率，就能起到增加输出扭矩的作用。

如图7所示，下一级装置与上一级装置具有完全相同的机构，包括动力输入齿轮1’、第一配重齿轮2’、第一支撑齿轮4’、第二配重齿轮3’、第二支撑齿轮5’、第一配重物6’、第二配重物7’和输出齿轮8’，上一级装置中的输出齿轮8啮合连接下一级装置中的动力输入齿轮1’，使二个装置通过级联方式集成起来。当然，本领域技术人员清楚知道，该装置可以多级串联组合，联片工作，每一级装置标准化生产，级联组装。这样，每一级装置的增加力矩逐级叠加传导到最终的输出齿轮，使输出力矩满足实际的设计要求。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。