[发明专利]一种用于同轴式变速器的转键棘轮离合机构

说明书

本发明提供一种用于同轴式变速器的转键棘轮离合机构，以行星减速器为例，该运动机构将主动轴与行星齿轮减速器中的太阳轮通过转键离合机构连接。通过外部操纵机构操纵转键离合机构的工作转键并带动配键转动可以控制主动轴与轴套的传动连接与松脱。一端固连着棘爪。行星齿轮架通过普通平键与减速器输出轴连接，输出轴一端固连内啮合棘轮。当通过外部操纵机构转动工作转键并带动配键转动到一定角度，主动轴与轴套松脱，同时配键转动带动棘爪转动与内啮合棘轮啮合，实现主动轴与输出轴的直连传动。当通过外部操纵机构转动工作转键到另一个角度并带动配键转动，主动轴与太阳轮连接传动，同时配键转动带动棘爪转动使其与棘轮松脱，使主动轴与输出轴断开连接，实现另一种传动比。

技术领域

本发明主要用于机械变速器领域。

背景技术

同轴式减速器是输入轴和输出轴位于同一轴线的减速机构，如行星减速器、谐波减速器和摆线针轮减速器，此类减速器因其某些突出的优点如结构紧凑、速比大、传动效率高、传动平稳、噪声低、精度高等特点被广泛应用在各类机械设备中。如机械有变速要求时，需要各种离合器来改变不同运动部件的啮合传动规律，使其结构和操纵都变得复杂，且体积变大。

发明内容

为了降低同轴式变速器的离合机构的结构和操纵复杂度以及进一步使其结构更加紧凑，本发明提供了一种用于同轴式变速器的转键棘轮离合机构。以行星齿轮减速器为例，一般由行星齿轮、齿圈、太阳轮和行星齿轮架组成，固定太阳轮、齿圈或行星齿轮架中的一个组件，剩下的两个组件其中一个为主动，一个为从动，即可改变减速器的传动比。本发明提供了一种转键带动棘轮的联合传动机构用以改变与主动轴连接的运动部件，从而改变减速器的传动比，使其结构紧凑，且变档操纵更加容易。

一种用于同轴式变速器的转键棘轮离合机构，以行星减速器为例，该运动机构将主动轴与行星齿轮减速器中的太阳轮通过转键离合机构连接。转键离合机构由工作转键、配键和轴套等组成。轴套通过普通平键与太阳轮连接，工作转键安装于轴套内表面的半圆形键槽内，配键安装于主动轴外表面的半圆形键槽内，当轴套的半圆形槽与主动轴的半圆形槽通过相对转动相遇可以组成一个圆形键槽，在圆形槽内，工作转键和配键配合组成一个圆柱形键，圆柱形键可在圆形键槽内转动，通过外部操纵机构操纵工作转键并带动配键转动可以控制主动轴与轴套的传动连接与松脱。配键靠近行星齿轮架的一端固连着棘爪，配键转动带动棘爪转动。行星齿轮架通过普通平键与减速器输出轴连接，输出轴靠近太阳轮的一端固连内啮合棘轮。当通过外部操纵机构转动工作转键并带动配键转动到一定角度，主动轴与轴套松脱，由于轴套和太阳轮通过普通平键连接，此时主动轴的动力不会传动到太阳轮上，同时配键转动带动棘爪转动与内啮合棘轮啮合，此时主动轴的动力就通过配键——棘爪——棘轮传递到输出轴上，实现主动轴与输出轴的直连传动。当轴套与主动轴相对转动一定角度并组成圆形键槽时，此时通过外部操纵机构转动工作转键并带动配键转动，使主动轴与太阳轮通过工作转键和配件连接传动，同时配键转动带动棘爪转动使其与棘轮松脱，使主动轴与输出轴断开连接，此时主动轴的动机就通过工作转键——太阳轮——行星轮——行星齿轮架传递到输出轴上，实现另一种传动比。

本发明的有益效果：

1、本发明使同轴式变速器的结构更加紧凑，可以用在机械设备可用空间较小的情况下很好的完成变速操作

2、本发明简化了同轴式变速器的换挡操作，只通过简单的拨动转键就可以完成换挡操作，并简化了同轴式变速器的换挡机构的复杂结构。

3、本发明的变速离合机构主要设置在减速器内部，外部接口相对简单和容易操控，因此更容易实现模块化。

附图说明

图1为转键棘轮离合机构原理示意图；

图2本发明中A-A向截面棘轮机构的结构示意图；

图3本发明中B-B向截面转键机构的结构示意图；

具体实施方式

转键棘轮离合机构的原理如图1所示。以行星减速器为例，该运动机构将主动轴(7)与行星齿轮减速器中的太阳轮(4)通过转键离合机构连接。转键离合机构由工作转键(5)、配键(6)和轴套(9)等组成。轴套(9)通过普通平键(11)与太阳轮(4)连接，通过轴套(9)可以带动太阳轮(4)转动。工作转键(5)安装于轴套(9)内表面的半圆形键槽内，配键(6)安装于主动轴(7)外表面的半圆形键槽内，轴套(9)套在主动轴(7)上，当轴套(9)的半圆形槽与主动轴(7)的半圆形槽相对转动一定角度相遇后可以组成一个圆形键槽，在圆形键槽内，工作转键(5)和配键(6)配合组成一个圆柱形键，并可以在轴套(9)的半圆形槽和主动轴(7)的半圆形槽组成的圆形键槽内转动，通过外部操纵机构操纵工作转键(5)并带动配键(6)转动可以控制主动轴(7)与轴套(9)的传动连接与松脱。当工作转键(5)和配键(6)转动到都各有一半位于轴套(9)的半圆形槽和主动轴(7)的半圆形槽中时，主动轴(7)可以通过工作转键(5)和配键(6)带动轴套(9)转动，进一步带动太阳轮(4)转动。当工作转键(5)转动到完整嵌入轴套(9)的半圆形槽以及配键(6)转动到完整嵌入主动轴(7)的半圆形槽中时，主动轴(7)与轴套(9)转动可以相对转动，无法传递动力。配键(6)靠近行星齿轮架(3)的一端固连着棘爪(15)，配键(6)转动将带动棘爪(15)转动。行星齿轮架(3)通过普通平键(14)与减速器输出轴(13)连接，输出轴(13)靠近太阳轮(4)的一端固连着内啮合棘轮。当通过外部操纵机构转动工作转键(5)并带动配键(6)转动到一定角度，主动轴(7)与轴套(9)松脱，主动轴(9)的动力不会传动到太阳轮(4)上，同时配键(6)转动带动棘爪(15)转动与内啮合棘轮啮合，此时主动轴(7)的动力就通过配键(6)——棘爪(15)——棘轮传递到输出轴(13)上，实现主动轴(7)与输出轴(13)的直连传动，此时减速器传动比为1∶1。当轴套(9)与主动轴(7)相对转动一定角度并组成圆形键槽时，此时通过外部操纵机构转动工作转键(5)并带动配键(6)转动，使主动轴(7)与太阳轮(4)通过工作转键(5)和配键(6)连接传动，同时配键(6)转动带动棘爪(15)转动使其与棘轮松脱，使主动轴(9)与输出轴(13)断开连接，此时主动轴(9)的动力就通过工作转键(5)——太阳轮(4)——行星轮(2)——行星齿轮架(3)传递到输出轴(13)上，实现了另一种传动比。若此时太阳轮(4)的齿数为N1，外齿圈(1)的齿数为N2，则实现的传动比为1+(N2/N1)。