一种基于导杆驱动的曲柄摇块机构的双张紧传动装置的制作方法

本实用新型涉及一种基于导杆驱动的曲柄摇块机构的双张紧传动装置，属于机械传动技术领域。

背景技术：

机械传动机构在工程领域中应用非常广泛，是工程设备系统结构中极其重要的组成部分，而连杆机构可以用于传递运动与动力，尤其是铰链四杆机构及其演化形式，在工程应用领域同样使用非常广泛。

现有的带(或链)传动机构常采用单边、定期张紧方式，单边张紧方式存在带(或链)正反向转动、快慢速变化时紧边与淞边会出现张紧力波动较大，易颤动、传动控制精度较差，而定期张紧装置易造成带(或链)传动经过一定时间的运转后弹性变形和塑性变形伸长无法适时补偿，带(或链)松弛，张紧力下降，引起带(或链)打滑、传动不平稳、运行噪声大。另外，现有的带(或链)传动及张紧机构还存在主、从传动轮与张紧轮布局设计不合理，造成包角小、传动工作能力低、传动效率低等。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有带(或链)传动机构及张紧装置的不足，提供一种传动平稳、可靠、噪声小的基于导杆驱动的曲柄摇块机构的双张紧传动装置。

本实用新型的技术解决方案是：一种基于导杆驱动的曲柄摇块机构的双张紧传动装置，该装置包括主动轮、从动轮、传送带、定张紧轮组件、可调张紧轮组件和弹簧调节牵拉螺杆组件；传送带套在主动轮和从动轮外侧，并与主动轮和从动轮啮合传动，定张紧轮组件和可调张紧轮组件分别位于主动轮和从动轮之间的两边传送带的外侧，对传送带进行双边张紧，其中，定张紧轮组件对一边传送带进行固定位置张紧，可调张紧轮组件与带弹簧预紧装置的弹簧调节牵拉螺杆组件铰接，形成基于导杆驱动的曲柄摇块机构，实现对另一边传送带的自动柔性张紧。

所述可调张紧轮组件包括张紧轮、曲柄绕轴、牵拉杆转轴、动轮轴、旋转臂板、曲柄三角板；

动轮轴固定安装在曲柄三角板上靠近传送带方向的端角处，张紧轮与动轮轴通过轴承连接，张紧轮对传送带进行张紧，张紧轮绕动轮轴随传动带进行正反向转动；

曲柄绕轴为中间固定安装的阶梯轴，曲柄绕轴的上端轴颈与旋转臂板通过轴承连接，旋转臂板绕曲柄绕轴旋转，曲柄绕轴的下端轴颈与曲柄三角板上的长边对角端通过轴承连接，曲柄三角板绕曲柄绕轴旋转；

牵拉杆转轴为旋转阶梯轴，其下端轴颈通过轴承与曲柄三角板靠近弹簧调节牵拉螺杆组件的端角处连接，其上端轴颈与旋转臂板连接，牵拉杆转轴上端与弹簧调节牵拉螺杆组件铰接。

所述弹簧调节牵拉螺杆组件包括牵拉螺杆、直线轴承、轴承座转轴、压缩弹簧、法兰螺母、上轴承座、下轴承座；轴承座转轴通过两个轴承分别与上轴承座、下轴承座连接，上轴承座、下轴承座固定安装在工装上，轴承座转轴绕上轴承座和下轴承座旋转；直线轴承安装于轴承座转轴的轴承座内孔处，孔内两端使用挡圈对直线轴承固定限位，牵拉螺杆由光轴段及螺纹段两部分组成，光轴段穿过直线轴承内孔与牵拉杆转轴铰接，螺纹段穿过压缩弹簧与法兰螺母旋拧在一起，在轴承座转轴的轴承座靠近压缩弹簧的一端装有弹簧挡板，牵拉螺杆的光轴段可在直线轴承内做直线往复运动并随轴承座转轴相对于上下轴承座转动。

所述定张紧轮组件包括定张紧轮、定轮轴；定张紧轮通过轴承与定轮轴连接，定张紧轮通过绕定轮轴正反向转动。

所述可调张紧轮组件的张紧轮和定张紧轮组件的定张紧轮靠近主动轮，并且定张紧轮组件的定张紧轮所处位置与主动轮和从动轮中心点连线的法线距离小于主动轮半径。

所述牵拉螺杆的摆动角度的大小及所受拉力的大小由压缩弹簧的压缩变形量确定，压缩弹簧的压缩变形量由法兰螺母的位置调节。

传动装置工作时，所述可调张紧轮组件的张紧轮在所处的位置与定张紧轮组件的定张紧轮以主动轮和从动轮的中心点连线相对称，主、从动轮的包角大于180度。

本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型引入铰链四杆机构演化形式，基于导杆驱动的曲柄摇块机构原理设计，牵拉杆(导杆)可绕转轴(摇块)旋转并可在直线轴承内做直线往复运动，可实现张紧力方向改变时的自适应性调整，同时弹簧的阻尼作用可实现带(或链)正反向运转、快慢速转动变化时张紧力的自动柔性调节，保证张紧力恒定，而且张紧力调节范围大大增加；可以保证传动机构在各种工况下有恒定的张紧力，传动平稳、可靠；

(2)本实用新型在传动带达到合适张紧力时，双边张紧结构形式对称，保证了传动带在正反向运转、快慢速转动变化时特性一致、传动控制精度高；

(3)本实用新型大大增加了主从动带轮的包角，从而增大了传动带拉力和转矩，提高了传动机构的负载能力，从而提高了传动机构的工作能力，也增大了传动带与带轮的摩擦力，有效改善皮带“打滑”现象，显著提升传动平稳性和传动效率；

(4)本实用新型双张紧传动装置结构简单、操作方便，传动平稳、可靠、高效，噪声小，通用性强，可以应用于带、链、绳传动等挠性传动领域。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构轴测示意图；

图2为本实用新型的整体结构爆炸示意图；

图3为本实用新型的整体结构俯视图；

图4为本实用新型的机构原理简图；

图5为本实用新型的定张紧轮组件4剖视图；

图6为本实用新型的可调张紧轮组件5剖视图；

图7为本实用新型的弹簧调节牵拉螺杆组件6剖视图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

图1为本实用新型的整体结构轴测示意图，图2为本实用新型的整体结构爆炸示意图，图3为本实用新型的整体结构俯视图。如图所示，一种基于导杆驱动的曲柄摇块机构的双张紧传动装置包括主动轮1、从动轮2、传送带3、定张紧轮组件4、可调张紧轮组件(曲柄构件)5、弹簧调节牵拉螺杆组件(导杆—摇块副)6。本实施例中，传送带3还可以是链或绳。

传送带3套在主动轮1和从动轮2外侧，并与主动轮1和从动轮2啮合传动，定张紧轮组件4和可调张紧轮组件5分别位于主动轮1和从动轮2之间的两边传送带外侧，对传送带3进行双边张紧。其中，定张紧轮组件4固定安装于主动轮1、从动轮2中间区域的靠近主动轮1一端的一边传动带外侧，对其中一边传动带进行固定位置张紧；可调张紧轮组件(曲柄构件)5安装在主动轮1、从动轮2中间区域的靠近主动轮1一端的另一边传动带外侧，与定张紧轮组件4位置相对，可调张紧轮组件5与带弹簧预紧装置的弹簧调节牵拉螺杆组件6铰接，弹簧预紧装置实现对另一边传动带的自动柔性张紧。

如图5所示，定张紧轮组件4包括定张紧轮401、深沟球轴承402、定轮轴403、定轮轴套404、轴承端盖405、张紧轮端盖406。定轮轴403通过内六角螺钉和定轮轴套404固定安装；定张紧轮401通过双深沟球轴承402与定轮轴403连接，双深沟球轴承402内圈与定轮转轴403的下端轴颈过盈配合安装，双深沟球轴承402外圈装入定张紧轮401的台阶内孔处，张紧轮端盖406对双深沟球轴承402的外圈进行上限位；轴承端盖405通过内六角螺钉固定安装于定轮轴403的下轴端处，对双深沟球轴承402的内圈进行下限位；定张紧轮401在深沟球轴承402作用下可以绕定轮轴403随传动带3进行正反向转动。

如图6所示，可调张紧轮组件(曲柄构件)5包括曲柄绕轴501、曲柄三角板502、旋转臂板503、动轮轴504、牵拉杆转轴505、旋转臂板轴承座端盖506、张紧轮507、深沟球轴承508、轴承端盖509、张紧轮端盖510。

动轮轴504通过圆法兰盘固定安装在曲柄三角板502上的靠近传送带方向的端角处，张紧轮507通过双深沟球轴承与动轮轴504连接，双深沟球轴承内圈与动轮转轴504的下端轴颈过盈配合安装，双深沟球轴承外圈装入张紧轮507的台阶内孔处，张紧轮端盖510对双深沟球轴承的外圈进行上限位；轴承端盖509通过内六角螺钉固定安装于动轮轴504的下轴端处，对双深沟球轴承的内圈进行下限位；张紧轮507在双深沟球轴承作用下可以绕动轮轴504随传动带3进行正反向转动。

曲柄绕轴501为中间圆法兰盘固定安装的固定阶梯轴，曲柄绕轴501的上端轴颈与旋转臂板503通过深沟球轴承连接，并用轴承端盖对深沟球轴承内圈进行限位固定，同时用旋转臂板轴承座端盖将旋转臂板503固定在深沟球轴承外圈上，深沟球轴承内圈与曲柄绕轴501上端轴颈过盈配合安装，旋转臂板503通过深沟球轴承外圈绕曲柄绕轴501旋转，曲柄绕轴501的下端轴颈与曲柄三角板502上的长边对角端通过深沟球轴承连接，并用轴承端盖对深沟球轴承内圈进行限位固定，同时用旋转臂板轴承座端盖将曲柄三角板502固定在深沟球轴承外圈上，深沟球轴承内圈与曲柄绕轴501下端轴颈过盈配合安装，曲柄三角板502通过深沟球轴承外圈绕曲柄绕轴501旋转；

牵拉杆转轴505为旋转阶梯轴，牵拉杆转轴505的下端轴颈采用与曲柄绕轴501相同的方式通过深沟球轴承508与曲柄三角板502上的靠近牵拉螺杆601一侧的端角处连接，牵拉杆转轴505的上端轴颈采用与曲柄绕轴501相同的方式通过深沟球轴承与旋转臂板503另一端连接，用旋转臂板轴承座端盖506将旋转臂板503的另一端固定在深沟球轴承的外圈上，将牵拉螺杆601的一端通过内孔套在牵拉杆转轴505的上端轴颈处，通过牵拉螺杆601一端处的台阶对深沟球轴承内圈进行限位固定，同时，牵拉螺杆601一端的内孔与牵拉杆转轴505的上端轴颈都铣削出两平行止转平面，通过两平行止转平面的配合安装，两者无相对转动，这样，牵拉螺杆601可通过与之连接的牵拉杆转轴505驱动曲柄三角板502绕固定转轴501进行转动，曲柄三角板502的转动又驱使安装于曲柄三角板502上的靠近传送带方向的端角处的张紧轮507对传动带3进行自动柔性张紧。

如图7所示，弹簧调节牵拉螺杆组件导杆—摇块副6包括牵拉螺杆(导杆)601、上轴承座602、下轴承座603、深沟球轴承604、中间限位轴套605、轴承端盖606、直线轴承607、孔用弹性挡圈608、轴承座转轴(摇块)609、弹簧挡板610、压缩弹簧611、法兰螺母612。

深沟球轴承604外圈与上轴承座602台阶内孔过盈配合安装，另一个深沟球轴承604外圈与下轴承座603台阶内孔过盈配合安装，将分别安装有深沟球轴承604的上承座602、下轴承座603通过轴承座上的法兰孔使用内六角螺钉固定安装在固定转接板上的圆孔处的上下表面，这样安装可以保证两者的同轴度，固定转接板上的圆孔直径大小略大于深沟球轴承604外圈的内径，固定转接板和上下轴承座602、603的内孔台阶同时对上下两个深沟球轴承604的外圈进行固定限位，中间限位轴套605对上下两个深沟球轴承604的内圈进行限位，轴承座转轴(摇块)609的轴颈部分穿过上下两个深沟球轴承604和中间限位轴套605的内孔，轴承座转轴(摇块)609的轴颈部分的上端轴肩对上深沟球轴承604的内圈进行上端限位，使用螺母加装弹垫和轴承端盖606对下深沟球轴承604的内圈进行下端限位，轴承座转轴(摇块)609可随上下两个深沟球轴承604的内圈一起转动。

直线轴承607安装于轴承座转轴609的轴承座内孔处，孔内两端使用孔用弹性挡圈608对直线轴承607固定限位，牵拉螺杆601由光轴段及螺纹段两部分组成，一端与牵拉杆转轴505无相对转动连接，牵拉螺杆601的光轴段穿过直线轴承607内孔，后面的螺纹段穿过压缩弹簧611，法兰螺母612旋拧在螺纹段上压缩弹簧611的另一端，在轴承座转轴609的轴承座靠近压缩弹簧611的一端安装弹簧挡板610，牵拉螺杆601的光轴段可在直线轴承607内做直线往复运动并并随轴承座转轴609相对于上下轴承座转动，实现导杆-摇块副组件的移动-摆动副功能运动，同时，安装直线轴承607的作用可以大大减小牵拉螺杆601的光轴段与轴承座转轴609轴承座内孔的轴孔滑动摩擦，避免牵拉螺杆601被“卡死”。

在弹簧挡板610对压缩弹簧611一端的阻挡作用下，往弹簧挡板610方向旋拧法兰螺母612使压缩弹簧611产生压缩变形，压缩弹簧反作用于法兰螺母612，实现将压缩弹簧611压缩变形产生的压力转化为对牵拉螺杆601反方向的拉力，从而使牵拉螺杆601通过与之连接的牵拉杆转轴505拉动曲柄三角板502绕固定转轴501进行转动，曲柄三角板502的转动又驱使安装于曲柄三角板502上的靠近传送带方向的端角处的张紧轮507对传动带3进行自动柔性张紧，构成传送带一边固定张紧、另一边可自动柔性调节张紧的双张紧传动机构。牵拉螺杆601摆动角度的大小及所受拉力的大小由法兰螺母612旋拧在螺纹段的位置引起的压缩变形量来进行调节，通过牵拉螺杆(导杆)601摆动角度的大小及所受拉力的大小来实现对传动带3进行张紧力方向及大小的调节；弹簧预紧装置可以实现对传动带3的自动柔性张紧，以及对传动带3的弹性、塑性变形的适时补偿，并对传动带3的张紧力按照设定的合理范围自动进行调节；另一侧由定张紧轮组件4则对传动带3进行固定位置张紧。

本实用新型的工作原理为：基于铰链四杆机构的演化形式——曲柄摇块机构原理设计，采用导杆驱动张紧方式，如图4所示，牵拉螺杆(导杆)601上带弹簧预紧装置，将压缩弹簧611压缩变形产生的压力通过反作用于牵拉螺杆(导杆)601上的法兰螺母612转变为对牵拉螺杆(导杆)601的反向拉力，拉动曲柄三角板502绕固定轴转动，从而驱动安装在曲柄502上的动张紧轮507对传动带进行自动柔性张紧。

如图3所示，可调张紧轮组件5的张紧轮507和定张紧轮组件4的定张紧轮401位于主动轮1和从动轮2之间靠近主动轮1一端的两边传送带的外侧，并且定张紧轮组件4的定张紧轮401所处位置与主动轮1和从动轮2中心点连线的法线距离小于主动轮半径，当传动带达到合适张紧力时，可调张紧轮组件5的张紧轮507的所处位置与定张紧轮组件4的定张紧轮401的所处位置以主动轮1和从动轮2的中心点连线相对称，使得主、从动轮的包角都大于180度，增大了传动带拉力和转矩，提高了传动机构的负载能力，从而提高了传动机构的工作能力，同时，双张紧传动装置包角大，有效改善皮带“打滑”现象、传动平稳、可靠、高效。此外，两边对称张紧的结构形式使得传动带在正反向运转、快慢速转动时特性一致、传动控制精度高，而且结构简单、操作方便，通用性强，可以应用于带、链、绳传动等挠性传动领域。

本实用新型所提供的基于导杆驱动的曲柄摇块机构的双张紧传动装置可以实现传动带在正反向运转、快慢速转动变化时张紧力方向与大小发生变化时的自适应性调整，同时带弹力可调的弹簧预紧装置可以实现对传动带的自动柔性张紧以及弹、塑性变形适时补偿，保证张紧力恒定，并对传动带的张紧力按照设定的合理范围自动进行调节。此张紧方式更科学合理、平稳、可靠、高效。

基于本实用新型的工作原理，本实用新型可根据主动轮1、从动轮2、传送带3、定张紧轮组件4、可调张紧轮组件(曲柄构件)5、弹簧调节牵拉螺杆组件(导杆—摇块副)6在不同安装平台的固定安装方式，可以实现两种不同实际功能，以满足不同功能要求的传动机构和使用场合，实现经济效益和使用价值。

将从动轮2固定不动，把主动轮1、定张紧轮组件4、可调张紧轮组件5、弹簧调节牵拉螺杆组件6安装在一块动盘上，这样可以实现主动轮1和双张紧装置整体一起在传送带3作用下绕从动轮2做行星转动，可以应用于诸如动中通天线等某些机电设备的方位传动等。

将主动轮1、从动轮2两者固定位置安装，同时定张紧轮组件4、可调张紧轮组件5、弹簧调节牵拉螺杆组件6也固定位置安装，这样可以实现主动轮1通过传送带3驱动从动轮2做正反方向、快慢速转动，属于非常常见的机械传动形式，应用领域非常广泛。

本实用新型未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。