[其他]浮动式自动压紧摩擦传动装置

说明书

本发明是一种应用于机械传动中的新型传动装置-浮动式自动压紧摩擦传动装置。以下将结合附图对本发明的已有技术及本发明的具体内容作一阐述。

图1为现有摩擦传动中的压紧方式。

图2为本发明的传动装置系统示意图。

图3为本发明的传动原理图。

图4为本发明的主视剖面图。

图5为本发明的侧视图。

根据沈阳机电学院主编的《机械工程手册》第33篇“带、链摩擦与螺旋传动”以及由西德古斯塔夫·聂曼（Gustav    Niemann）撰写的《机器零件》第2卷“齿轮”所述的机械传动装置，摩擦传动中的压紧方式均可简化为图1所示的情形。图中，轮〔1′〕与轮〔2′〕间为摩擦传动，且分别以速度n1和n2转动。该压紧方式依靠轮〔1′〕上的外加载荷Q产生法向压紧力N1（N2），或靠轮〔1′〕的自重产生法向压紧力。这种压紧方式的不足之处在于其压紧力不能随外载荷的变化而自动地进行调节，必须经常人为地进行调节。而且在立式传动机构中，轮〔1′〕自重失去了产生压紧力的作用。为避免上述缺点，本发明采用浮动支架，实现浮动跟踪，瞬时连续接触自动压紧和按载荷自动调节法向压紧力大小的功能，取得了良好的效果。

在图2中，电动机〔8〕（或接入其他变速器）驱动园锥齿轮〔7〕和园锥齿轮〔6〕进行啮合传动，这是第一级传动;安装在园锥齿轮〔6〕同轴上的园柱齿轮〔4〕与圆柱齿轮〔3〕进行啮合传动，构成第二级传动;安装在圆柱齿轮〔3〕同轴上的摩擦轮〔2〕与轮〔1〕（被驱动的转动工作件）进行摩擦传动，构成第三级传动，轮〔1〕在支承滚子〔9〕上转动。

如图3所示，O₁为轮〔1〕的轴心，轮〔1〕绕O₁以速度n₁转动，r₁为轮〔1〕半径。O₃和O₄分别为齿轮〔3〕和齿轮〔4〕的轴心，齿轮〔3〕和齿轮〔4〕分别绕O₃轴和O₄轴以速度n₃和n₄转动，且共同安装在可以绕O₄轴摆动的浮动支架〔5〕内。齿轮〔3〕与轮〔2〕同轴，即n₃＝n₂，这可以使轮〔2〕随浮动支架〔5〕一起绕O₄轴摆动。轮〔1〕转动时的切向工作阻力（即载荷）为F₁，轮〔2〕对轮〔1〕的切向驱动力为F₂，F₁＝F₂＝F。轮〔1〕与轮〔2〕间的摩擦系数为f，法向压紧力为N，则轮〔1〕与轮〔2〕正常工作所必需的法向压紧力为N≥ (K_s)/(f) F＝KF，K_s为载荷系数，一般取1.25～1.5，K₁＝ (K_s)/(f) 为摩擦轮正常工作所必需的增力倍数。传动装置所能提供的法向自动压紧力为N＝（ (A)/(Sinθ) +ctgθ）F＝K₂F，A为轮径比，A＝ (γ₂)/(γ₃) ，r₂和r₃分别为轮〔2〕半径和齿轮〔3〕的节园半径;θ为角度参变量，θ＝∠O₁O₃O₄;K₂为传动装置所提供的增力倍数，K2＝ (A)/(Sinθ) +ctgθ。传动装置所能提供的法向自动压紧力N也可表示为N＝K₂K₃F_n，K₃是由传动装置几何因素确定的系数，K₃＝ (γ₃)/(γ₂) cosα·cosβ，α为轮〔3〕与轮〔4〕的啮合角，β为齿轮〔3〕为斜齿轮时的螺旋角，F_n为齿轮〔3〕与齿轮〔4〕间的法向啮合力。保证传动装置正常工作的传动条件为 (A)/(Sinθ) +ctgθ≥ (K_S)/(f) ，即K₂≥K₁。由上可知只要K₂和K₃不为零，法向啮合力F_n总能形成一个法向自动压紧力N＝K₂K₃F_n，使轮〔1〕与轮〔2〕自动压紧。由上面公式N＝K₂F可知，当系数K₂一定时，摩擦传动装置提供的法向自动压紧力N的大小是按载荷（即轮〔1〕的切向工作阻力）F的大小而自动调节。外载荷为零时，法向自动压紧力也为零。传动装置不工作时，法向自动压紧力立即消失。这对延长轴承的寿命和避免橡胶摩擦轮变形很有利。