皮带驱动差速器的制作方法

专利名称：皮带驱动差速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及行星齿轮传动装置和部件，更具体地说，本发明涉及皮带驱动差速器，其中行星齿轮与柔性皮带相接合。
在一种皮带驱动差速器中，把形状为皮带轮的行星齿轮可旋转地装到一个携带装置上，其轨道为关于携带装置轴线的圆形路径。基本上与携带装置的轴线共轴线地设置的输出皮带轮把动力传递到轴。
在一种皮带驱动差速器中，把两个或多个行星皮带轮可旋转地装到一个携带装置上，其轨道为关于携带装置轴线的圆形路径。把两个输出皮带轮设置成与携带装置的轴线共轴线，带着弯曲成圆形路径的皮带绕着行星皮带轮和输出皮带轮旋转，并与这些行星皮带轮和输出皮带轮相接合，这些行星皮带轮和输出皮带轮在不同的平面内。这种带有多平面皮带轮的驱动装置通常被称为轻型皮带轮驱动装置。
在颁给Meihak的美国专利No.3543608中公布的皮带差速器中，共轴线的V形行星皮带轮与V形皮带和V形输出皮带轮一起使用，这些V形输出皮带轮单个地固定到分离开的轴上，并靠近这些与携带装置的轴线共轴线的分离开的轴的端部。共同地用轴颈把两根轴的端部装到携带装置上，并需要有推动能力的附加的轴颈，来防止有共同轴颈的轴端部与被固定的V形输出皮带轮在轴向上分离开。V形行星皮带轮需要借助于带螺纹的紧固件定期地调节，用做″皮带拉紧装置″，以便调节皮带的张紧程度，并补偿皮带的磨损。总之，V形皮带驱动装置的功率传递能力有限，要求间断地进行皮带拉紧的调节，来改变皮带驱动长度，使V形皮带的滑动为最小；并且，要求有两根轴，每根固定到两个输出皮带轮中的一个上。
在颁给Parker的美国专利No.5445572中公布的皮带差速器中，非共轴线的具有圆头截锥形状的和圆柱形的行星皮带轮与带齿的同步皮带和单个地靠近分开的管状齿轮轴的端部固定的输出链轮一起使用，管状齿轮轴与携带装置的轴线共轴线，并在中心或第三共轴线的轴上装上轴颈。两根管状轴需要有推动能力的附加的轴颈，来防止管状轴的端部与被固定的输出链轮分离开。具有圆头截锥形状的行星皮带轮和圆柱形皮带轮需要皮带拉紧装置调节皮带驱动长度，把皮带张紧，防止它在输出链轮上松脱。也需要第二组具有圆头截锥形状的引导皮带轮使皮带与相对的行星皮带轮并列，帮助引导皮带和防止皮带松脱。总之，同步皮带驱动装置需要调节皮带驱动长度，使在输出链轮上皮带的松脱为最小；需要具有圆头截锥形状的皮带轮防止可能引起皮带松脱的皮带运动；并且，需要三根轴，固定到管状齿轮轴中的每根上各一根和一根中心轴。
上面提到的皮带驱动装置有几个主要的问题。一个主要的问题是没有一个固定的或不变的皮带驱动长度。必须重新调节行星皮带轮的位置，用来把皮带拉紧，得到或改变成阻止V形皮带滑动或同步皮带松脱的皮带驱动长度。
现有技术的皮带驱动差速器的另一个问题与使用多个输出轴有关。输出皮带轮或链轮中的每一个轮被连接到分开的轴上。需要有推动能力的特殊轴颈来把输出链轮和皮带轮的位置保持在不影响皮带驱动长度的位置。第三轴或中心轴的使用引进润滑和与装有轴颈的管状轴腐蚀的问题。
Parker的’572专利的皮带驱动差速器的一个特别的问题是它采用行星皮带轮做为空转轮，这些空转轮与皮带齿的顶部相接合，以便调节皮带驱动长度，并形成一个弯曲的表面，将迫使皮带关于该表面弯曲。皮带轮压靠在皮带齿的顶部上，使皮带拉伸件(即，绳索)在皮带齿之间的区域以非常小的半径弯曲，这造成皮带拉伸件的卷边，对皮带的寿命是有害的。皮带轮的直径越小，皮带的寿命越短。使用具有圆头截锥形状的皮带轮对于绳索拉伸件特别有害，这是因为当皮带压在该具有圆头截锥形状的皮带轮上时，横截着它的宽度皮带必须在不同的半径上弯曲。
因为在拉伸件上发生皮带的弯曲，所以，皮带驱动长度与皮带拉伸件的长度有关。结果，压在皮带齿顶部上的小直径行星皮带轮不能严格地控制同步皮带的弯曲和它的皮带驱动长度。
按照本发明，提供了一种皮带驱动差速器，它在轻载荷应用比如高尔夫球小车。小型拖拉机，割草机中特别有用，在那些情况下希望使或必须使至少两个驱动轮在不同的转速下运行。此皮带驱动差速器有至少一根输出轴，可旋转地装到一个携带装置上的两个行星链轮，轨道22关于与输出轴共轴线的携带装置的轴线的一个圆形路径，以及与输出轴共轴线的第一和第二输出链轮。行星链轮和输出链轮的设置形成一个轻型皮带轮驱动装置，它有一个固定的长度，不需要为了皮带张紧而间歇地进行调节。
在一个优选实施例中，把第一输出链轮装到输出轴上，并以轴颈把第二输出链轮装到输出轴上。把第一驱动皮带轮装到输出轴上，并以轴颈把第二驱动皮带轮装到输出轴上，并装到第二输出皮带轮上，与它一起旋转。一条带齿的皮带围绕着行星链轮和输出链轮，完成该驱动装置。这种设置的优点在于使用了单一的输出轴，这样的好处是帮助保持一个固定的皮带驱动长度，并且，该轴帮助对于该轻型皮带轮驱动装置的皮带提供极好的准直。
在阅读附图和它的描述之后将会清楚本发明的这些优点和其它优点，在图中有

图1为本发明的皮带驱动差速器的等角投影图，此图还包括可选的皮带驱动装置的一些部分的简图；以及图2为沿着图1的2-2线取的剖面图。
参见图1和2，本发明的皮带驱动差速器10有一根输出轴12，一个携带装置14，两个行星链轮16,18，两个输出链轮20,22，以及围绕着这些链轮的带齿皮带24。行星链轮可以包括凸缘26,28，来帮助引导皮带，这些行星链轮可旋转地装到携带装置上，装在有行星轴线32的至少一根轴30上。可选地，但是最好，行星链轮16,18沿着该行星轴线彼此共轴线。通过这样的共轴线的设置，皮带基本上与横截它的宽度的所有链轮相切。然而，可以把行星链轮设置成使它们的轴线彼此成一个角度，只要皮带横截它的宽度与链轮基本上相切即可。
携带装置14和输出轴12基本上有相同的同轴的轴线34。比如借助于一个塑料套筒36以轴颈把携带装置14装到输出轴上。因此，该携带装置关于输出轴自由地旋转，使行星链轮的轨道关于携带装置轴线为圆形。
借助于一个输入轮比如借助于带螺纹的紧固件40装到携带装置上的一个输入链轮38使携带装置14关于它的轴线34旋转。比如用一个塑料套筒42把此输入链轮以轴颈装到输出轴上。因此，携带装置和装在其上的输入链轮一起围绕着输出轴自由旋转。
比如借助于一个键43把输出链轮之一20装到输出轴12上，使得输出链轮与输出轴一起旋转。把输出链轮20设置成与携带装置的轴向上朝外的侧面44并列。把另一个或第二输出链轮22设置成与携带装置的相对的朝外的侧面46并列，并且，比如借助于一个塑料套筒48把此输出链轮22以轴颈装到输出轴12上。因此，输出链轮关于输出轴12可以自由地旋转。
枢轴轴线32离开携带装置的轴线，并基本上垂直于在径向平面中的携带装置的轴线。可选地，但是最好，携带装置包括一个可调节机构52，用来使行星轴线32在径向平面中可以在径向上移动，为的是当皮带被适当地张紧时，对于皮带建立一个固定的驱动长度。
该调节机构52包括一个可移动的托架54，轴30就装到此托架上。通过旋转带螺纹的紧固件56可以调节该托架，该紧固件使枢轴轴线以及托架在径向上向里或向外平移。借助于一个带螺纹的紧固件58把携带装置锁定在它的被调节的位置。
一条新的同步皮带或带齿皮带需要被预先张紧，来补偿当皮带在一个负载下第一次运行时出现的张力的减弱。调节机构52使皮带的张紧和确立一个固定的皮带驱动长度变得容易，此皮带驱动长度在皮带的运行寿命中几乎不需要或完全不需要另外的调节。
把第一驱动链轮60装到输出轴上，与它一起旋转。比如借助于一个塑料套筒64把第二驱动链轮以轴颈装到输出轴上，比如借助于带螺纹的紧固件66把它安装到输出链轮22的一个侧面上。第二输出链轮62与输出链轮22一起沿着输出轴可以自由地在轴向上在止动件68与一个带凸缘的止动件比如带螺纹的紧固件70之间移动一个预定的距离，止动件68为设置在输出轴上的一个套筒或垫片。可以自由地移动使得有负载时皮带和链轮的自动对准变得容易。可以增加携带装置在径向上与行星链轮16,18相对的部分的质量71，对在径向上偏置的行星链轮提供一个动力学平衡配重，防止振动。
在使用中，可以通过输入链轮借助于同步皮带72为皮带驱动差速器提供动力，该同步皮带与带动力的驱动链轮74和输入链轮38相接合。可以采用任何装置(未画出)比如电动机或内燃机对驱动链轮74提供动力。把携带装置14装到输入链轮38上并与它一起旋转，与它旋转相同的转数。行星链轮16,18拉动皮带24，使输出链轮20,22以与携带装置相同的旋转方向转动。只要在第一驱动链轮60与第二驱动链轮62之间没有任何差速要求，输出链轮20,22以与携带装置相同的转数旋转。可以借助于一条同步的或带齿的动力传送皮带78使用第一驱动链轮60把动力传递到最后驱动链轮76上。类似地，可以借助于一条同步皮带82使用第二驱动链轮62把动力传递到第二最后驱动链轮80上。
当需要时开动此轻型驱动装置，它可以使第一驱动链轮和和第二驱动链轮在不同的旋转速度下运行。为了解释这一点，设想固定输入链轮38不动，并使输出轴12顺时针旋转一周。装到输出轴上的输出链轮20也在顺时针方向上旋转一周。输出链轮20的旋转使带齿皮带24和另一个输出链轮22在相反方向上或逆时针方向转动一周，这是因为以轴颈把该链轮装到输出轴上。同时，第二驱动链轮62在逆时针方向上旋转一周，这是因为它被直接装到输出链轮22上。
作为一个示例，构造了带有如图1中所示的另一个皮带驱动装置的一个皮带驱动差速器，此差速器满意地运行。其构形如下动力驱动链轮7425齿，节距14毫米皮带72124齿，节距14毫米输入链轮 80齿，节距14毫米行星链轮16,18 32齿，节距5毫米输出链轮20,22 61齿，节距5毫米皮带24148齿，节距5毫米驱动链轮60,62 25齿，节距14毫米皮带78,72 148齿，节距14毫米最后驱动链轮76,8080齿，节距14毫米输到链轮74上的功率 2马力，0到4200rmp上述的详细描述是用于说明的目的，将对所附的权利要求书的范围没有限制。
权利要求
1．一种皮带驱动差速器，有至少两个行星皮带轮，这些皮带轮可旋转地装到一个携带装置上，形成关于携带装置轴线为一个圆形路径的轨道，至少两个输出皮带轮与携带装置的轴线共轴线地设置，其中这些皮带轮中的至少一个被装到一根共轴线的输出轴和围绕这些皮带轮的一条皮带上，其改进包括两个行星皮带轮为带齿的行星皮带轮的形式，它们被分离开，行星轴线与携带装置的轴线分离开；两个输出皮带轮为带齿的输出皮带轮的形式，并且，其中行星皮带轮与输出皮带轮相结合形成一个轻型驱动装置，它有固定的皮带驱动长度；以及皮带为同步皮带的形式，带有与带齿的行星链轮和带齿的输出链轮相接合的皮带齿，并且，不论在任何时刻，皮带横截着它的宽度基本上与每个链轮相切。
2．按照权利要求1中所述的皮带驱动差速器，其特征在于，皮带的皮带齿有至少5毫米的节距，每个输出链轮有至少61个齿，每个行星链轮有至少32个齿。
3．按照权利要求1中所述的皮带驱动差速器，其特征在于，把携带装置装到一个带齿的输入链轮的一侧上，以轴颈把此输入链轮装到输出轴上。
4．按照权利要求1中所述的皮带驱动差速器，其特征在于，把输出链轮之一装到输出轴上，并可以与输出轴一起旋转，以轴颈把输出链轮之一装到输出轴上，该皮带驱动差速器还包括装到输出轴上并可以与输出轴一起旋转的第一驱动链轮和以轴颈装到输出轴上的第二驱动链轮，此第二驱动链轮被装到以轴颈与输出轴装在一起的输出链轮上，并可以与此输出链轮一起旋转。
5．按照权利要求4中所述的皮带驱动差速器，其特征在于，以轴颈装到输出轴上的输出链轮可以在该输出轴上在轴向上自由地移动一个预定的距离。
6．按照权利要求5中所述的皮带驱动差速器，其特征在于，以轴颈把行星链轮装到行星轴上，并且，行星链轮可以相对于行星轴在轴向上自由移动一个预定的距离。
7．按照权利要求5中所述的皮带驱动差速器，其特征在于，以轴颈在输出链轮之间把携带装置装到输出轴上。
8．按照权利要求1中所述的皮带驱动差速器，其特征在于，行星皮带轮轴与携带装置的轴线共轴线，并基本上垂直于携带装置的轴线地分离开。
9．一种皮带驱动差速器，它包括一根输出轴；以轴颈装到该输出轴上的一个携带装置；装到与携带装置的在轴向上朝外的侧面并列的那个输出轴上的第一输出链轮；装到与携带装置的相反的在轴向上朝外的侧面并列的那个输出轴上的第二输出链轮；第一和第二分离开的行星链轮，它们与行星轴线共轴线，以轴颈把它们装到被装到携带装置上的至少一根轴上，其中行星轴线与输出轴分离开，并基本上垂直于该输出轴；围绕着第一和第二输出链轮和第一和第二行星链轮的带齿的皮带；装到输出轴上的第一驱动链轮；以及以轴颈装到输出轴上并装到第二输出链轮上的第二驱动链轮。
10．按照权利要求9中所述的皮带驱动差速器，其特征在于，携带装置被装到以轴颈装到输出轴上的一个输入链轮的一个侧面上。
11．按照权利要求10中所述的皮带驱动差速器，其特征在于，携带装置在径向上与行星链轮相对的方向上有增加的质量，形成对行星链轮的配重。
全文摘要
一种皮带驱动差速器(16),它有:一根输出轴(12),可旋转地装到一个携带装置(14)上的关于与输出轴(12)共轴线的携带装置轴线轨道为一个圆形路径的两个行星链轮(16,18),装到输出轴(12)上的第一输出链轮(60),与输出轴(12)共轴线的第二输出链轮(62),以及把这些链轮连接起来的带齿的动力传递皮带(24)。
文档编号F16H7/00GK1237234SQ98801228
公开日1999年12月1日 申请日期1998年7月28日 优先权日1997年7月29日
发明者唐纳德·R·迈克克姆博 申请人:盖茨公司