一种基于连杆机构的齿轮可变轴距且稳定啮合的传动方法

1.本发明属于机械传动技术领域，具体涉及一种基于连杆机构的齿轮可变轴距且稳定啮合的传动方法。


背景技术：

2.双齿辊式破碎机具有体积小、破碎比大、噪声低、结构简单、维修方便以及生产率高等优点，适用于煤炭、冶金、矿山、化工、建材等行业。
3.双齿辊式破碎机更适用于大型煤矿或选煤厂原煤(含矸石)的破碎。
4.双齿辊式破碎机主要由电动机、支架、主动齿辊、从动齿辊以及安全弹簧等组成。
5.其中从动齿辊的轴承可以沿机架左右移动，并用强力安全弹簧顶住，当遇到坚硬的物件掉入主动齿辊与从动齿辊之间时，从动齿辊的轴承可以移开，吐出物件，避免辊齿损坏。
6.通常，双齿辊式破碎机的每个辊都由单独的电机驱动，或者使用一台电机通过皮带传动带动主动齿辊转动，主动齿辊轴的另一端则安装主动齿轮，在从动齿辊轴的端部安装有从动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合，主动齿辊通过齿轮传动带动从动齿辊转动。
7.由于物料性质变化，使从动齿辊会发生左右移动，因此主动齿轮与从动齿轮的齿高必须增加，以防止主动齿轮与从动齿轮啮合脱离。所以传统双齿辊式破碎机都是采用长齿齿轮传动，能够允许运转中改变两辊(主动齿辊以及从动齿辊)中心距而不破坏啮合特性。
8.然而，采用长齿齿轮传动，对于加工和安装来说，不仅增加了难度和成本，还会在主动齿辊以及从动齿辊轴距发生变化时产生冲击，减少了齿轮的使用寿命。
9.综上所述，提出一种基于连杆机构的齿轮可变轴距且稳定啮合的传动方法具有重要意义。


技术实现要素：

10.本发明的目的在于提出一种基于连杆机构的齿轮可变轴距且稳定啮合的传动方法，该方法在主动齿轮与从动齿轮的间距改变时仍能够保持齿轮间啮合稳定的传动。
11.本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：
12.一种基于连杆机构的齿轮可变轴距且稳定啮合的传动方法，该方法是通过其对应的实物即基于连杆机构的齿轮可变轴距且稳定啮合的传动装置来实现；
13.该传动装置包括齿轮箱、主动齿轮、从动齿轮、传动齿轮组以及连杆齿轮架；其中，主动齿轮、从动齿轮、传动齿轮以及连杆齿轮架均位于齿轮箱内；
14.主动齿轮与主动齿辊轴键配合连接；
15.该主动齿轮用于接收来自主动齿辊轴的驱动力输入；
16.从动齿轮与从动齿辊轴键配合连接；
17.该从动齿轮用于接收从主动齿轮传递的力，并将力输出至从动齿辊轴；
18.传动齿轮组，位于主动齿轮与从动齿轮的中间区域上方，用于传递主动齿轮与从动齿轮之间的力，且使得从动齿轮与主动齿轮的转向相反；
19.传动齿轮组包括两个传动齿轮，即第一传动齿轮和第二传动齿轮；
20.其中，主动齿轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮以及从动齿轮依次相互啮合；
21.连杆齿轮架包括连杆、转轴轴承座以及传动齿轮轴；
22.其中，传动齿轮轴有两个，分别为第一传动齿轮轴与第二传动齿轮轴；
23.在连杆上设有转轴轴承座安装孔、第一传动齿轮轴安装孔以及第二传动齿轮轴安装孔；
24.转轴轴承座设置于转轴轴承座安装孔内；
25.其中，主动齿辊轴的轴端部通过轴承安装于转轴轴承座上；
26.第一传动齿轮轴通过螺栓安装于第一传动齿轮轴安装孔内，第一传动齿轮通过轴承设置于所述第一传动齿轮轴上；第二传动齿轮轴通过螺栓安装于第二传动齿轮轴安装孔内，第二传动齿轮通过轴承设置于所述第二传动齿轮轴上；
27.在齿轮箱的侧壁上设有用于限定连杆齿轮架及其上传动齿轮组活动位置的槽口；
28.第二传动齿轮轴的端部嵌入槽口内；
29.基于连杆机构的齿轮可变轴距且稳定啮合的传动装置的自适应调节过程如下：
30.在机械齿轮传动过程中，主动齿轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮以及从动齿轮依次相互啮合，实现力由主从齿轮向从动齿轮的传递；当主动齿辊与从动齿辊的间距由于物料性质发生变化而改变时，主动齿轮与从动齿轮的间距自适应随动改变，通过连杆齿轮架，利用连杆机构原理，同时利用主动齿轮给传动齿轮组的垂直方向的下压力，使得第二传动齿轮与从动齿轮在水平方向的移动中始终保持啮合，齿轮分度线随动相切，实现齿轮间的自适应随动变距且啮合稳定的传动。
31.优选地，主动齿轮、从动齿轮均为模数10、29齿的渐开线圆柱直齿齿轮；
32.第一传动齿轮为模数10、19齿的渐开线圆柱直齿齿轮；
33.第二传动齿轮为模数10、31齿的渐开线圆柱直齿齿轮。
34.优选地，连杆采用“凸”字型结构；其中，转轴轴承座安装孔以及第二传动齿轮轴安装孔分别位于连杆的一个相对端部，第一传动齿轮轴安装孔位于连杆中间的一个端部。
35.优选地，槽口的设置方向与第二传动齿轮轴的活动轨迹方向一致。
36.优选地，轴承采用深沟球轴承。
37.优选地，连杆齿轮架还包括转轴轴承盖、第一传动齿轮轴轴承盖以及第二传动齿轮轴轴承盖；
38.其中，转轴轴承盖设置于转轴轴承座安装孔处；第一传动齿轮轴轴承盖通过螺栓安装于第一传动齿轮上，第二传动齿轮轴轴承盖通过螺栓安装于第二传动齿轮上。
39.优选地，齿轮箱包括上部箱体以及下部箱体；其中，下部箱体位于上部箱体的下方，且通过螺栓与上部箱体连接；
40.在上部箱体的前侧壁上设有方形开口；在方形开口处安装有观察安装板；
41.槽口设置于上部箱体的后侧壁上，在后侧壁上对应槽口处安装有槽口端盖。
42.本发明具有如下优点：
43.如上所述，本发明述及了一种基于连杆机构的齿轮可变轴距且稳定啮合的传动方
法，该传动方法是通过其对应的实物即齿轮可变轴距且稳定啮合的传动装置来实现，其中，当主动齿辊与从动齿辊的间距由于物料性质发生变化而改变时，主动齿轮与从动齿轮的间距自适应随动改变，通过连杆齿轮架，利用连杆机构原理，同时利用主动齿轮给传动齿轮组的垂直方向的下压力，使得第二传动齿轮与从动齿轮在水平方向的移动中始终保持啮合，齿轮分度线随动相切，实现齿轮间的自适应随动变距且啮合稳定的传动。
附图说明
44.图1为本发明实施例中基于连杆机构的齿轮可变轴距且稳定啮合的传动装置的主视图；
45.图2为图1齿轮可变轴距且稳定啮合的传动装置的内部结构示意图；
46.图3为本发明实施例中齿轮组机构的装配图；
47.图4为图3中齿轮组机构的a-a向剖视图；
48.图5为本发明实施例中连杆的结构示意图；
49.图6为本发明实施例中主动齿轮的主视图；
50.图7为图6中主动齿轮的a-a向剖视图；
51.图8为本发明实施例中第一传动齿轮的主视图；
52.图9为图8中第一传动齿轮的a-a向剖视图；
53.图10为本发明实施例中第二传动齿轮的主视图；
54.图11为图10中第二传动齿轮的a-a向剖视图；
55.图12为本发明实施例中第一传动齿轮轴的主视图；
56.图13为图12中第一传动齿轮轴的a-a向剖视图；
57.图14为本发明实施例中第二传动齿轮轴的主视图；
58.图15为图14中第二传动齿轮轴的a-a向剖视图；
59.图16为本发明实施例中上部箱体的(从后下方看去)结构示意图；
60.图17为本发明实施例中上部箱体(去除观察安装板)的主视图；
61.图18为本发明实施例中槽口端盖的主视图；
62.图19为图18中槽口端盖的a-a向剖视图；
63.图20为本发明实施例中下部箱体的俯视图；
64.图21为本发明实施例中下部箱体的后视图；
65.图22为本发明实施例中转轴轴承盖的主视图；
66.图23为图22中转轴轴承盖的a-a向剖视图；
67.附图标号说明
68.序号部件名称序号部件名称1齿轮箱16轴承2主动齿轮17轴承3从动齿轮18固定孔4第一传动齿轮19固定孔5第二传动齿轮20槽口6连杆21上部箱体
7转轴轴承座22下部箱体8第一传动齿轮轴23方形开口9第二传动齿轮轴24观察安装板10转轴轴承座安装孔25转轴轴承盖11第一传动齿轮轴安装孔26螺纹孔12第二传动齿轮轴安装孔27螺纹孔13m6螺纹通孔28主动齿辊轴14m6螺纹通孔29从动齿辊轴15轴承30槽口端盖
具体实施方式
69.下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
70.如图1至图4所示，本实施例述及了一种基于连杆机构的齿轮可变轴距且稳定啮合的传动装置，其包括齿轮箱1、主动齿轮2、从动齿轮3、传动齿轮组以及连杆齿轮架。
71.其中，主动齿轮2、从动齿轮3、传动齿轮以及连杆齿轮架均位于齿轮箱1内。
72.主动齿轮2与双齿辊式破碎机的主动齿辊轴28键配合连接，该主动齿轮2用于接收主动齿辊轴28上的驱动力输入，主动齿轮2的结构如图6和图7所示。
73.主动齿辊由固定轴承座通过轴承配合定位，主动齿辊的辊面可实现转动。
74.由图6和图7所示，主动齿轮2为渐开线圆柱直齿齿轮，模数为10，齿数为29。
75.主动齿轮2的齿轮孔内设置径向方限位键槽以及轴向限位顶丝孔。主动齿轮2通过径向方限位键槽以及轴向限位顶丝孔与主动齿辊轴28固连。
76.从动齿轮3与双齿辊式破碎机的从动齿辊轴29键配合连接，该从动齿轮3用于接收从主动齿轮2传递的力，并将力输出至从动齿辊轴29，进而带动从动齿辊转动。
77.从动齿轮3的结构与主动齿轮2的结构相同，此处不再详细赘述。
78.传动齿轮组，位于主动齿轮2与从动齿轮3的中间区域上方，用于传递主动齿轮2与从动齿轮3之间的力，且使得从动齿轮3与主动齿轮2的转向相反。
79.传动齿轮组包括两个传动齿轮，即第一传动齿轮4和第二传动齿轮5。
80.其中，主动齿轮2、第一传动齿轮4、第二传动齿轮5以及从动齿轮3依次相互啮合。
81.第一传动齿轮4的结构如图8和图9所示。
82.由图8和图9可知，第一传动齿轮4为渐开线圆柱直齿齿轮，模数为10，齿数为19。在第一传动齿轮4中心均布4个m6螺纹通孔13，用于安装传动齿轮轴承盖。
83.第二传动齿轮5的结构如图10和图11所示。
84.由图10和图11可知，第二传动齿轮5为渐开线圆柱直齿齿轮，模数为10，齿数为31。在第二传动齿轮5中心均布6个m6螺纹通孔14，用于安装传动齿轮轴承盖。
85.连杆齿轮架，用于固定传动齿轮轴以及主动齿轮2与传动齿轮间的轴距，并通过连杆作用，保持传动齿轮组与从动齿轮3的轴距。
86.连杆齿轮架包括连杆6、转轴轴承座7以及传动齿轮轴。
87.其中，传动齿轮轴有两个，分别为第一传动齿轮轴8与第二传动齿轮轴9。
88.如图5所示，连杆6优选采用“凸”字型结构，在连杆6上设有转轴轴承座安装孔10、
第一传动齿轮轴安装孔11以及第二传动齿轮轴安装孔12。
89.转轴轴承座安装孔10以及第二传动齿轮轴安装孔11分别位于连杆6的一个相对端部，例如端部a和端部b；第一传动齿轮轴安装孔12位于连杆中间的一个端部c。
90.转轴轴承座7设置于转轴轴承座安装孔10内。
91.其中，主动齿辊轴28的一个端部通过轴承15安装于转轴轴承座7上，轴承15采用深沟球轴承。更进一步，该轴承15选用6018-zz型号的深沟球轴承。
92.第一传动齿轮轴8通过螺栓安装于第一传动齿轮轴安装孔11内，第一传动齿轮4通过轴承16设置于第一传动齿轮轴8上，该轴承16采用深沟球轴承。更进一步，该轴承16选用6013-zz型号的深沟球轴承，利用重型轴用弹性挡圈对轴承16进行轴向限位。
93.第一传动齿轮轴8的结构如图12和图13所示。第一传动齿轮轴8的作用是支撑第一传动齿轮4，该第一传动齿轮轴8的轴上设计有用于固定轴承16的轴肩和卡簧槽。
94.此外，在第一传动齿轮轴8上还设有用于连接连杆6的固定孔，例如固定孔18。
95.第二传动齿轮轴9通过螺栓安装于第二传动齿轮轴安装孔12内，第二传动齿轮5通过轴承17设置于第二传动齿轮轴9上，该轴承17采用深沟球轴承。更进一步，该轴承17选用61920-zz型号的深沟球轴承，利用重型轴用弹性挡圈对轴承17进行轴向限位。
96.第二传动齿轮轴9的结构如图14和图15所示。第二传动齿轮轴9的作用是支撑第二传动齿轮5，该第二传动齿轮轴9的轴上设计有用于固定轴承17的轴肩和卡簧槽。
97.此外，在第二传动齿轮轴9上还设有用于连接连杆6的固定孔，例如固定孔19。
98.在齿轮箱1的侧壁上设有用于限定连杆齿轮架及其上传动齿轮组活动位置的槽口20。
99.第二传动齿轮轴9的端部嵌入槽口20内。
100.其中，槽口20的设置方向与第二传动齿轮轴9的活动轨迹方向一致。
101.本实施例通过将第二传动齿轮轴9与上部箱体槽口20对应嵌入，限制连杆齿轮架及其上传动齿轮组移动范围，避免第二传动齿轮轴9与从动齿轮3出现脱齿现象
102.如图1所示，齿轮箱1包括上部箱体21以及下部箱体22。其中，下部箱体22位于上部箱体21的下方，且通过螺栓与上部箱体21连接。
103.上部箱体21的作用是保护内部齿轮及其他部件，为连杆齿轮架提供支承和限位。
104.如图16和图17所示，在上部箱体21的前侧壁上设有方形开口23。
105.在方形开口23处安装有观察安装板24，如图1所示，观察安装板24的作用是便于安装齿轮组和后期拆卸维护检修，槽口20设置于上部箱体21的后侧壁上，如图17所示。
106.此外，在上部箱体21的后侧壁上对应槽口20处安装有槽口端盖30。
107.槽口端盖30的结构如图18和图19所示，在槽口端盖30上设置螺纹孔。槽口端盖的作用是防止异物进入槽口20内部，损伤接触面，同时便于添加润滑，后期维护。
108.图20和图21示出了下部箱体22的结构，其中在下部箱体22上设置螺纹孔，用于与上部箱体相连，下部箱体22的作用是保护内部齿轮及其他部件，固定和支承上部箱体。
109.本发明中齿轮可变轴距且稳定啮合的传动装置基于利用连杆机构原理，实现在工作过程中主动或被动调节主动齿辊和从动齿辊轴距，齿轮间啮合稳定，以保证两轴同步的传动功能。
110.此外，连杆齿轮架还包括转轴轴承盖25、第一传动齿轮轴轴承盖和第二传动齿轮
轴轴承盖。转轴轴承盖25的结构如图22和图23所示。如图22所示，在转轴轴承盖25上设置有螺纹孔26，在转轴轴承座安装孔10处设有与螺纹孔26对应的螺纹孔27，如图5所示。
111.转轴轴承盖25通过螺栓设置于转轴轴承座安装孔10处，起到保护轴承15的作用。
112.第一传动齿轮轴轴承盖通过螺栓安装于第一传动齿轮4上，起到保护轴承16的作用。
113.第二传动齿轮轴轴承盖通过螺栓安装于第二传动齿轮5上，起到保护轴承17的作用。
114.本发明在基于连杆机构的齿轮可变轴距且稳定啮合的传动装置的基础上，还提出了一种基于连杆机构的齿轮可变轴距且稳定啮合的传动方法。
115.其中，齿轮可变轴距且稳定啮合的传动装置的自适应调节过程如下：
116.在机械齿轮传动过程中，主动齿轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮以及从动齿轮依次相互啮合，实现力由主从齿轮向从动齿轮的传递；当主动齿辊与从动齿辊的间距由于物料性质发生变化而改变时，主动齿轮与从动齿轮的间距自适应随动改变，通过连杆齿轮架，利用连杆机构原理，同时利用主动齿轮给传动齿轮组的垂直方向的下压力，使得第二传动齿轮与从动齿轮在水平方向的移动中始终保持啮合，齿轮分度线随动相切，实现齿轮间的自适应随动变距且啮合稳定的传动。
117.本发明述及的齿轮可变轴距且稳定啮合的传动装置，既能稳定传动，又能实现最大可调节主动齿辊与从动齿辊中心距30mm，以满足破碎机多种工况要求。
118.本发明通过将齿轮传动与连杆机构结合，通过两个传动齿轮的传递，从动齿轮3与主动齿轮2转向相反，实现两破碎辊(主动齿辊和从动齿辊)的卷进动作，同时利用连杆机构原理，主动齿轮2中心作为连杆机构的固定铰链，两个传动齿轮和连杆等组合作为连杆，第二传动齿轮5中心作为连杆铰链，将从动齿轮3作为连杆机构的滑块部分，从而实现当主动齿辊和从动齿辊的中心距改变时，主动齿轮与从动齿轮的间距自适应随动改变，同时利于保持各齿轮间啮合稳定的传动。
119.当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。