一种自调式齿轮箱的制作方法

1.本发明涉及齿轮箱领域，更具体的说是涉及一种自调式齿轮箱。


背景技术：

2.随着工业发展迅速，齿轮箱的应用随之广泛，齿轮箱是动力传动中的一个重要机械部件，齿轮箱根据应用的场景不同所针对的规格和布局不同，大型升降机或者大型设备所应用的是方形齿轮箱，而农业应用的齿轮箱种类较多，使用场景包括除草切割、耕种传动以及多种，每一种使用场景应用的齿轮箱均不相同，本发明中主要针对的是应用除草或者棉花切割等农用场景的高转速齿轮箱。
3.目前的齿轮箱均是单纯的齿与齿传动，在长时间的除草或棉花切割过程中容易出现卡齿或者磨损等问题，由于高转速的齿轮箱在该种场景下运行时间过长后，输入轴上的齿轮容易发生偏移，导致与之啮合的输出锥齿转动受影响，且易对输出锥齿造成损伤，齿轮箱内部是密封状态的，当出现上述问题时，不易发现，当输出转速受到很大影响时，说明输出锥齿受到的磨损过大，则现有的维修方式通常是拆开式修理，因此现有的常规齿轮箱寿命短，易损坏，难以满足自动化、智能化农业发展需求。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种自调式齿轮箱，该齿轮箱能够自动矫正输入锥齿的位置，避免输入锥齿发生偏移而导致在传动过程中自身造成损伤。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
6.一种自调式齿轮箱，包括箱体以及位于箱体内的输入结构和多组输出结构，所述输入结构包括贯穿箱体的输入轴以及套设在箱体内输入轴上的多个输入锥齿，多组所述输出结构均包括穿过箱体且延伸至箱体内的输出轴以及套设在箱体内输出轴上的输出锥齿，每个所述输出锥齿与对应的输入锥齿啮合，所述箱体内还包括有检测结构、自调结构以及微调结构，所述检测结构用于检测输入锥齿与输入轴的相对位置；
7.所述自调结构包括矫正齿板、矫正锥齿、驱动源、传动锥齿、推动直齿轮以及连轴，所述矫正齿板滑动连接在箱体内侧壁上，所述矫正锥齿转动连接在矫正齿板的一侧，所述连轴的一端与驱动源连接，另一端与传动锥齿转动连接，所述推动直齿轮套设在连轴上，所述输入轴上还套设有驱动锥齿，当所述驱动源驱动所述连轴移动时，所述推动直齿轮移动至矫正齿板上且与矫正锥齿啮合，所述传动锥齿移动至与驱动锥齿啮合，以使所述移动齿板移动且矫正锥齿与输入锥齿啮合，所述矫正锥齿提供一个与输入轴平行的矫正力，以使所述输入锥齿的轴线与输入轴的轴线重合；
8.所述微调结构包括传动件和分别套设在输入轴上的轴套、压簧、压片以及抵压件，所述压簧位于轴套内，所述压片抵压在压簧一侧，所述压簧的另一侧抵压在输入锥齿上，所述压片上设有若干个以压片中心点为圆心环形阵列的凹槽，所述抵压件上设有与凹槽配合
的凸块，所述传动件用于提供一个推力以使抵压件上的凸块插入任一一个凹槽内，且插入凸块一侧的压簧给予输入锥齿提供一个矫正压力。
9.进一步的，所述检测机构包括多个位移传感器，多个所述位移传感器分别朝向输入锥齿的任一一点，所述箱体上还设有控制器，所述控制器内包括有自调数据库，所述自调数据库内包括有若干个齿轮箱信息，若干个所述齿轮箱信息包括型号信息以及齿轮位置信息，所述型号信息反映齿轮箱的尺寸及型号，所述齿轮位置信息反映输入锥齿在输入轴上的位置，所述型号信息与齿轮位置信息一一对应；
10.所述控制器内还包括有采集模块、轴线分析模块以及控制模块；
11.所述采集模块，获取多个所述位移传感器检测到的输入锥齿各个检测点的位置作为实际位置信息；
12.所述轴线分析模块，获取用户输入锥齿箱的型号信息，根据该型号信息在自调数据库中索引得到对应的齿轮位置信息，获取所述采集模块中的实际位置信息，根据所述实际位置信息与齿轮位置信息进行比较，若两者相符，则发出正常命令，若两者不符，则发出矫正命令；
13.所述控制模块，当获取所述轴线分析模块中的矫正命令时，控制所述驱动源驱动连杆运动以使所述传动锥齿与输入锥齿啮合，且所述传动直齿与矫正齿板啮合；
14.进一步的，所述检测结构还包括多个压力传感器，多个所述压力传感器分别位于矫正锥齿上，所述控制器中还包括实时监测模块，所述实时监测模块获取所述自调数据库中的齿轮位置信息，获取多个所述压力传感器检测到的矫正锥齿的压力值，当输入锥齿的实际位置达到齿轮位置信息时，根据所述压力值判断，若为零，则发出停止矫正命令，若大于零，则发出继续矫正命令。
15.进一步的，还包括供油结构，所述供油结构包括吸油套和观测箱，所述吸油套套设在驱动锥齿上，且所述吸油套的外侧面上设有缺口，所述驱动锥齿一部分裸露在缺口外用于与传动锥齿啮合，所述观测箱位于箱体外表面，所述吸油套的两侧面上还设有吸油孔和出油孔，所述出油孔上设有与观测箱相通的出油管，所述观测箱还设有穿过箱体延伸至输入锥齿与输出锥齿啮合处上方的喷油管。
16.进一步的，所述观测箱内还设有流量计，所述采集模块获取流量计检测得到的流量值作为实际流量信息，所述控制器内还包括有记录模块，所述记录模块获取采集模块中的实际流量信息，根据所述实际流量信息绘制得到流量表，所述流量表反映各个时间点箱体内机油的流量值。
17.进一步的，所述抵压件包括顶片、微调齿轮以及多个弹簧，所述顶片和微调齿轮均套设在输入轴上，多个所述弹簧分别连接在顶片与微调齿轮之间，所述顶片的中心孔大于输入轴的直径，所述凸块位于顶片上。
18.进一步的，所述传动件包括动力源、传动齿轮、直轴、微调直齿轮以及微调齿板，所述传动齿轮和微调直齿轮分别连接在直轴的两侧，所述微调齿板竖直位于顶片与微调齿轮之间间隙的正下方，所述微调齿板的顶部一侧设有推头，当所述动力源驱动所述传动齿轮运动时，所述传动齿轮与微调齿轮啮合以使传动齿轮转动，且所述微调直齿轮带动微调齿板运动，所述推头伸入顶片与微调齿轮之间将凸块顶压至凹槽内。
19.进一步的，所述箱体内侧壁上设有滑架，所述矫正齿板通过滑轨滑动连接在滑架
上，所述滑架的内侧壁上设有若干个卡槽，所述矫正齿板的侧壁上设有与卡槽配合且可伸缩的卡扣，所述矫正齿板的齿槽内设有接触开关，所述矫正齿板内设有磁吸件，所述接触开关与磁吸件电性连接，所述磁吸件用于控制卡扣的伸缩。
20.进一步的，所述顶片与微调齿轮之间还设有多个伸缩柱，多个所述弹簧分别套设在对应的伸缩柱上。
21.进一步的，所述顶片一侧外边缘具有圆角，所述推头朝向顶片一侧凸出，且凸出面为弧面。
22.本发明的有益效果：通过设置检测结构能够快速准确的监测输入锥齿是否发生偏移，再通过自调结构来实现验证输入锥齿是否发生偏移，若发生偏移，矫正齿板在与输入轴的转动下通过联动结构使得矫正齿板发生位移，矫正齿板上的矫正锥齿移动至与输入锥齿啮合，在啮合过程中矫正锥齿始终会给输入锥齿一个顶压力，以使矫正锥齿移动至指定位置，此时通过压力传感器来实现对矫正锥齿受到的压力实时监测，直至受到的压力为零时，停止矫正，其中也可通过微调结构来实现对输入锥齿进行调整；而微调结构与自调结构两者是相互配合的，微调结构中的压簧容易使得输入锥齿发生位移，而通过自调结构和微调结构中的抵压件能够实现对输入锥齿进行调整。
附图说明
23.图1是本发明中的箱体结构图；
24.图2是本发明的内部结构图；
25.图3是本发明中的自调结构图；
26.图4是本发明中的微调结构图；
27.图5是本发明中微调结构的部分图；
28.图6是本发明中矫正齿板的结构图；
29.图7是本发明中控制器的模块连接图。
30.附图标记：1、箱体；21、输入轴；22、输入锥齿；31、输出轴；32、输出锥齿；4、供油结构；41、吸油套；42、观测箱；43、出油管；44、喷油管；5、自调结构；51、矫正齿板；52、矫正锥齿；53、驱动源；54、传动锥齿；55、推动直齿轮；56、连轴；6、微调结构；61、轴套；62、压簧；63、压片；64、顶片；65、微调齿轮；66、弹簧；67、动力源；68、传动齿轮；69、直轴；70、微调直齿轮；71、微调齿板；72、推头；7、驱动锥齿；8、凹槽；9、凸块；10、滑架；12、卡扣；13、接触开关；14、伸缩柱；101、采集模块；102、轴线分析模块；103、控制模块；104、实时监测模块；105、记录模块。
具体实施方式
31.下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
32.由于目前的齿轮箱均是单纯的齿与齿传动，在长时间的除草或棉花切割过程中容易出现卡齿或者磨损等问题，而高转速的齿轮箱在该种场景下运行时间过长后，输入轴21
上的齿轮容易发生偏移，导致与之啮合的输出锥齿32转动受影响，且易对输出锥齿32造成损伤，齿轮箱内部是密封状态的，当出现上述问题时，不易发现，当输出转速受到很大影响时，说明输出锥齿32受到的磨损过大，则现有的维修方式通常是拆开式修理，因此现有的常规齿轮箱寿命短，易损坏，难以满足自动化、智能化农业发展需求；因此本发明设计这种自调式齿轮箱，具体结构如图1-2所示，包括箱体1以及位于箱体1内的输入结构和多组输出结构，输入结构包括贯穿箱体1的输入轴21以及套设在箱体1内输入轴21上的多个输入锥齿22，多组输出结构均包括穿过箱体1且延伸至箱体1内的输出轴31以及套设在箱体1内输出轴31上的输出锥齿32，每个输出锥齿32与对应的输入锥齿22啮合(该种齿轮箱是现有技术，本发明中的齿轮箱包括一根输入轴21，输入轴21上套设有两个输入锥齿22，还包括两根输出轴31，两根输出轴31的设置位于不同，每根输出轴31的一端均套设有一个输出锥齿32，两根输出轴31上的输出锥齿32分别与对应的输入锥齿22啮合，图1显示的是齿轮箱工作状态，该齿轮箱是高转速齿轮箱，内部的润滑主要靠灌入的机油润滑，其中机油不没过图2中的输入轴21)，箱体1内还包括有检测结构、自调结构5以及微调结构6，检测结构用于检测输入锥齿22与输入轴21的相对位置(该处的相对位置主要是输入轴21的轴线与输入锥齿22的轴线位置关系，正常状态下，输入轴21的轴线与输入锥齿22的轴线是重合的，但是由于输入锥齿22在传动过程中容易发生偏移，因此需要进行检测)；
33.如图3和图6所示，自调结构5包括矫正齿板51、矫正锥齿52、驱动源53、传动锥齿54、推动直齿轮55以及连轴56，箱体1内侧壁上设有滑架10，矫正齿板51通过滑轨滑动连接在滑架10上，矫正锥齿52转动连接在矫正齿板51的一侧(本发明中有两个矫正锥齿52，分别转动连接在矫正齿板51的两侧)，连轴56的一端与驱动源53连接(驱动源53为执行器)，另一端与传动锥齿54转动连接，推动直齿轮55套设在连轴56上，输入轴21上还套设有驱动锥齿7，当驱动源53驱动连轴56移动时，推动直齿轮55移动至矫正齿板51上且与矫正锥齿52啮合，传动锥齿54移动至与驱动锥齿7啮合，以使移动齿板移动且矫正锥齿52与输入锥齿22啮合，矫正锥齿52提供一个与输入轴21平行的矫正力，以使输入锥齿22的轴线与输入轴21的轴线重合，滑架10的内侧壁上设有若干个卡槽，矫正齿板51的侧壁上设有与卡槽配合且可伸缩的卡扣12，矫正齿板51的齿槽内设有接触开关13，矫正齿板51内设有磁吸件，接触开关13与磁吸件电性连接，磁吸件用于控制卡扣12的伸缩，矫正原理：当某个输入锥齿22需要进行矫正时，输入轴21是停止转动的，执行器向下推动连杆，连杆上的传动锥齿54下移与输入轴21上的驱动锥齿7啮合，连杆上的推动直齿轮55下移至与矫正齿板51啮合，推动直齿轮55的齿痕进入矫正齿板51的齿槽内后，接触开关13受压发出信号，控制器控制磁吸件将卡扣12吸入矫正齿板51内以使卡扣12脱离卡槽，此时输入轴21运转，驱动锥齿7转动带动传动锥齿54转动，推动直齿轮55转动带动矫正齿板51左右滑动，矫正齿板51一侧的矫正锥齿52向一侧移动至与需要矫正的输入锥齿22啮合，在此过程中，矫正锥齿52不断向输入锥齿22一侧移动至指定位置，当到达指定位置时，输入轴21停止转动，执行器将推动直齿轮55上移脱离矫正齿板51，传动锥齿54也脱离驱动锥齿7，此时接触开关13未受到推动直齿轮55的压力后，控制器将控制磁吸件将卡扣12弹出至卡槽内起到一个限位作用。
34.如图4-5所示，微调结构6包括传动件和分别套设在输入轴21上的轴套61、压簧62、压片63以及抵压件，输入轴21的布局是驱动锥齿7位于两个输入锥齿22之间，驱动锥齿7与输入锥齿22之间设有轴套61，压簧62位于轴套61内，压片63抵压在压簧62一侧，压簧62的另
一侧抵压在输入锥齿22上，压片63上设有若干个以压片63中心点为圆心环形阵列的凹槽8，抵压件上设有与凹槽8配合的凸块9，传动件用于提供一个推力以使抵压件上的凸块9插入任一一个凹槽8内，且插入凸块9一侧的压簧62给予输入锥齿22提供一个矫正压力，当输出轴31在运行过程中受到较大的阻力时，输出锥齿32会由高转速降低到低转速，而输入锥齿22在输入轴21的高转速下也降低转速，此时若输出轴31卡住，则输入锥齿22与输出锥齿32之间定会出现卡齿会蹦齿，而目前的输入锥齿22是固定在输入轴21上的，出现蹦齿则传动效率将会降低，因此设置一个微调结构6，通过微调结构6来实现对输入锥齿22的调整，以实现调整输入锥齿22与输出锥齿32之间的啮合量。
35.具体的，抵压件包括顶片64、微调齿轮65以及多个弹簧66(其中可以是4个或4个以上的双数个，各个弹簧66是以微调齿轮65的中心点为圆心环形阵列设置的)，顶片64和微调齿轮65均套设在输入轴21上，多个弹簧66分别连接在顶片64与微调齿轮65之间，顶片64的中心孔大于输入轴21的直径，凸块9位于顶片64上，顶片64与微调齿轮65之间还设有多个伸缩柱14，多个弹簧66分别套设在对应的伸缩柱14上，顶片64不会影响输入轴21的转动，而微调齿轮65是随着输入轴21转动的，因此顶片64需要支撑，只靠弹簧66来实现顶片64与微调齿轮65之间的固定缺乏稳定性，所以在顶片64与微调齿轮65之间设置伸缩柱14来实现两者的连接稳定，且伸缩柱14的另一作用是限制弹簧66，弹簧66在初始状态下是受压状态，伸缩柱14初始状态时是卡住的，始终压缩弹簧66。
36.具体的，传动件包括动力源67(执行器)、传动齿轮68、直轴69、微调直齿轮70以及微调齿板71，传动齿轮68和微调直齿轮70分别连接在直轴69的两侧，微调齿板71竖直位于顶片64与微调齿轮65之间间隙的正下方，微调齿板71的顶部一侧设有推头72，顶片64一侧外边缘具有圆角，推头72朝向顶片64一侧凸出，且凸出面为弧面，当动力源67驱动传动齿轮68运动时，传动齿轮68与微调齿轮65啮合以使传动齿轮68转动，且微调直齿轮70带动微调齿板71运动，推头72伸入顶片64与微调齿轮65之间将凸块9顶压至凹槽8内。
37.微调原理：当需要调整输入锥齿22与输出锥齿32之间的啮合量时，输入轴21停止转动，执行器将传动齿轮68向上顶起一定距离与微调齿轮65啮合，输入轴21转动一定圈数，使得直轴69上微调直齿轮70转动带动与之啮合的微调齿板71向上运动，与此同时，输入轴21转动时微调齿板71上的推动向上从圆角处推入作用在顶片64一侧，该处的顶片64向压片63移动，顶片64上的凸块9卡入凹槽8内，此时压缩的弹簧66释放弹力向压片63挤压，压簧62一侧受到挤压力以使输入锥齿22受到压力，随后，输入轴21停止转动，执行器向下移动将传动齿轮68脱离微调齿轮65，再转动输入轴21以使顶片64转动一定角度，执行器将传动齿轮68向上顶起一定距离与微调齿轮65啮合，重复上一步动作，以完成顶片64所有的凸块9卡入凹槽8，实现均匀的对压簧62施加压力，以使输入锥齿22向输出锥齿32移动，增加两者的啮合量。
38.由于输出轴31卡死的现象会相对较多，本发明通过微调结构6来实现对输入锥齿22与输出锥齿32之间的啮合量来解决该问题，但是，微调结构6在输入锥齿22长时间的转动下会影响输入锥齿22本身，即输入锥齿22易发生偏移，出现输入锥齿22的轴线与输入轴21的轴线不重合等现象，因此本发明又配合设置有自调结构5，通过自调结构5配合微调结构6来解决上述两者问题。
39.如图7所示，检测机构包括多个位移传感器，多个位移传感器分别朝向输入锥齿22
的任一一点(通过位移传感器来检测输入锥齿22的位置关系)，箱体1上还设有控制器，控制器内包括有自调数据库，自调数据库内包括有若干个齿轮箱信息，若干个齿轮箱信息包括型号信息以及齿轮位置信息，型号信息反映齿轮箱的尺寸及型号，齿轮位置信息反映输入锥齿22在输入轴21上的位置，型号信息与齿轮位置信息一一对应；
40.控制器内还包括有采集模块101、轴线分析模块102以及控制模块103；
41.采集模块101，获取多个位移传感器检测到的输入锥齿22各个检测点的位置作为实际位置信息；
42.轴线分析模块102，获取用户输入锥齿22箱的型号信息，根据该型号信息在自调数据库中索引得到对应的齿轮位置信息，获取采集模块101中的实际位置信息，根据实际位置信息与齿轮位置信息进行比较(比较输入锥齿22的某几个点与初始时输入锥齿22的某几个点，也可以比较输入锥齿22的轴线与输入轴21的轴线关系)，若两者相符，则发出正常命令，若两者不符，则发出矫正命令；
43.控制模块103，当获取轴线分析模块102中的矫正命令时，控制驱动源53驱动连杆运动以使传动锥齿54与输入锥齿22啮合，且传动直齿与矫正齿板51啮合；
44.由于齿轮箱内部环境较为复杂，因此光靠位移传感器检测是否发生偏移的结构容易出现不准确，因此检测结构还包括多个压力传感器，多个压力传感器分别位于矫正锥齿52上，控制器中还包括实时监测模块104，实时监测模块104获取自调数据库中的齿轮位置信息，获取多个压力传感器检测到的矫正锥齿52的压力值，当输入锥齿22的实际位置达到齿轮位置信息时，根据压力值判断，若为零，则发出停止矫正命令，若大于零，则发出继续矫正命令，在输入轴21停止转动时，可以将传动锥齿54与驱动锥齿7啮合，然后输入轴21转动将矫正锥齿52移动至指定位置，矫正锥齿52若受到了输入锥齿22的作用力时，说明输入锥齿22发生了偏移，可以自动进行矫正。
45.如图7所示，还包括供油结构4，供油结构4包括吸油套41和观测箱42，吸油套41套设在驱动锥齿7上，且吸油套41的外侧面上设有缺口，输入锥齿22一部分裸露在缺口外用于与驱动锥齿7啮合(该结构类似与抽水泵)，观测箱42位于箱体1外表面，吸油套41的两侧面上还设有吸油孔和出油孔，出油孔上设有与观测箱42相通的出油管43，驱动锥齿7转动会将机油从吸油孔吸入，再从出油孔通过出油管43充入观测箱42，观测箱42还设有穿过箱体1延伸至输入锥齿22与输出锥齿32啮合处上方的喷油管44，观测箱42可以提供员工的观测，可以检测机油的粘稠度，观测箱42内的机油再通过喷油管44喷向输入锥齿22与输出锥齿32啮合处，以起到一个润滑的作用。
46.观测箱42内还设有流量计，采集模块101获取流量计检测得到的流量值作为实际流量信息，控制器内还包括有记录模块105，记录模块105获取采集模块101中的实际流量信息，根据实际流量信息绘制得到流量表，流量表反映各个时间点箱体1内机油的流量值，由于机油在使用过程中会稀释，且颜色会发生变化，会逐渐变黑，因此可以通过对出油管43向观测箱42内输入的机油流量来分析机油的稀释程度，以便于判断是否需要更换机油。
47.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。