一种压路机传动齿轮箱结构的定向振动轮系统

摘要

本发明属于压路机设备领域，具体涉及一种压路机传动齿轮箱结构的定向振动轮系统。本发明包括振动轮、转动轴、正转偏心块组以及与正转偏心块组转向相反的反转偏心块组；正转偏心块组与反转偏心块组间以变向齿轮组连接、变向及传递动力；变向齿轮组的动力输入轴与正转偏心块组动力输出轴之间以及变向齿轮组的动力输出轴与反向偏心块组动力输入轴之间的至少其中之一处为具备径向活动余量的键连接配合。本发明可有效延长了其内齿轮的整体运行寿命；通过一层或多层的键连接传动，来弥补各零部件在零件加工和装配的同轴度微小误差、多层轴承间游隙的不同导致运动不同步以及传动的瞬间冲击等的影响。

说明书

技术领域

本发明属于压路机设备领域，具体涉及一种压路机传动齿轮箱结构 的定向振动轮系统。

背景技术

振动压路机是利用其自身的重力和振动压实各种建筑和筑路材料 的机械；在公路建设中，振动压路机因最适宜压实各种非粘性土壤、碎 石、碎石混合料以及各种沥青混凝土而被广泛应用。目前的定向振动压 路机的结构，都为包括筒体以及固定在其中的振动轴，筒体以轴承支承 以固定于振动轮上，筒体内腔沿振动轴轴向依次布置多个独立具备轴部 和轴承的偏心块组，从而通过各偏心块组的彼此正反向转动来实现振动 轮的定向激振效果；上述结构存在的最大的缺陷在于：现有结构中，各 偏心块组的彼此的正反向振动的实现，都需依靠中间传动件的阶梯齿轮 和过渡齿轮所构成的变向齿轮组来实现，然而，由于阶梯齿轮和过渡齿 轮均与相应轴部间直接刚性啮合，尤其是在各零部件在零件加工和装配 的同轴度具有微小误差，以及振动轴承、行走轴承、支撑振动轴承、过 渡齿轮和阶梯齿轮的各支撑轴承的轴承游隙又各不相同的客观条件下， 其刚性配合方式会极大的影响到各传动齿轮与阶梯齿轮和过渡齿轮啮 合协调性，从而出现齿轮各啮合处的齿间振动不协调和瞬间冲击等诸多 问题，上述刚性配合构造不但使压路机在工作振动时会产生更大的齿轮 间的冲击碰撞力和摩擦力，进而大大缩短了齿轮的使用寿命，同时更是 断绝了将其结构直接应用于定向振动的大吨位压路机中的可能性。而随 着社会的快速发展，对大吨位振动压路机需求越来越多，如何寻求一种 结构构造更为合理实用的振动轮系统，以有效提升其齿轮使用寿命，扩 大其实际应用范围，为本领域近十年来所亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构合理而实用的压路机传动齿轮箱结 构的定向振动轮系统，可有效克服传统定向振动轮系统的齿轮齿间振动 不协调问题，其使用寿命长而使用范围更广。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一、设计独立的传动齿轮箱结构；

二、采取偏心块组的偏心轴与传动齿轮箱输入和输出以内外花键配合连 接。

一种压路机传动齿轮箱结构的定向振动轮系统，包括振动轮、布置 于振动轮内的转动轴、沿转动轴轴长方向依次布置的正转偏心块组以及 与正转偏心块组转向相反的反转偏心块组，所述各偏心块组及转动轴均 以轴承支撑固定于振动轮内并以外部动力源驱动各部件作转动动作；所 述正转偏心块组与反转偏心块组间以变向齿轮组连接、变向及传递动 力；其特征在于：变向齿轮组的动力输入轴与正转偏心块组动力输出轴 之间以及变向齿轮组的动力输出轴与反转偏心块组动力输入轴之间的 至少其中之一处为具备径向活动余量的键连接配合。

所述反转偏心块组转轴呈轴套状套设于转动轴上；所述正转偏心块 组包括以轴套套接布置于转动轴上的第一正转偏心块组和通过内花键 联接转动轴的第二正转偏心块组，所述第一、第二正转偏心块组沿转动 轴轴长方向分置于反转偏心块组两端设置；所述变向齿轮组布置于第一 正转偏心块组与反转偏心块组之间，且所述正转偏心块组、反转偏心块 组转轴及变向齿轮组的动力输入轴和动力输出轴的转动轴线均同心布 置；外部动力源与第一正转偏心块组之间、变向齿轮组的动力输入轴与 第一、第二正转偏心块组之间以及变向齿轮组的动力输出轴与反转偏心 块组之间均具备径向活动余量的键连接配合。

所述转动轴沿其轴长方向套接布置有第一齿轮和第二齿轮，第一齿 轮和第二齿轮旁侧布置衔接和传动两齿轮的阶梯齿轮，所述阶梯齿轮与 第一齿轮间设置过渡齿轮，所述第一齿轮、过渡齿轮、阶梯齿轮及第二 齿轮共同构成前述变向齿轮组；所述第一齿轮的转轴外壁伸入反转偏心 块组转轴与转动轴之间间隙处且与反转偏心块组的转轴内壁间构成花 键配合关系。

所述第二齿轮的转轴外壁与第一正转偏心块组的轴套内壁间构成 花键配合；第二齿轮的转轴内壁与转动轴外壁间构成花键配合。

所述外部动力源的动力输出轴与转动轴间同轴布置；所述外部动力 源的动力输出轴处套设有花键套且两者间构成花键配合，该花键套外壁 与第一正转偏心块组之间再构成键连接配合；外部动力源动力经由第一 正转偏心块组传递至变向齿轮组，再由变向齿轮组传递至反转偏心块组 和经由转动轴传递至第二正转偏心块组处。

所述各花键配合均为渐开线式花键联接。

振动轮系统还包括布置于振动轮内的与转动轴同轴布置的筒体，所 述各偏心块组及转动轴均以轴承支撑固定于筒体内。

本发明的主要优点在于：

1)本发明摒弃了传统的对齿轮组与各偏心块组间的刚性连接配合 所带来的诸多缺陷，以具备一定的径向活动余量的键连接配合，从而使 其相应的配合处呈现可径向动作的“浮动”式配合关系，最终避免各偏 心块组的转轴也即其振动轴的径向振动直接对变向齿轮组产生干涉影 响；此时，变向齿轮组可看作自身形成了独立的静态传动机构，从而部 分或完全的不受外面各组偏心块组在运行振动状态下的影响，其振动轴 的游隙与变向齿轮组内齿轮轴的游隙分离，也就发挥了前述静态传动机 构的作用，进而降低甚至避免传统的刚性啮合传动所带来的的巨大冲击 碰撞力和摩擦力，最终极大的延长了其内齿轮的整体运行寿命；通过一 层或多层的键连接传动，可有效弥补各零部件在零件加工和装配的同轴 度微小误差、多层轴承间游隙的不同导致运动不同步以及传动的瞬间冲 击等的影响，最终克服传统振动轮系统的齿间振动不协调乃至瞬时撞击 问题，其齿轮的使用寿命可得到显著增长。

2)考虑到实际配合结构，此处将整个变向齿轮组独立的布置于转 动轴上并与其构成花键配合，同时其动力输出轴和动力输入轴均相应的 与各偏心组块间构成花键配合，从而进一步通过内外花键的连接构成类 似浮动联轴器的作用，进而补偿相应的两相配合的传动部件的加工同轴 度微小偏差影响，从而对消除瞬时冲击和增加脆弱部件的使用寿命均产 生有利影响。

3)变向齿轮组的具体构成，此处以第一齿轮作为动力输入轴轴所 在齿轮，以第二齿轮作为动力输出轴所在齿轮，以阶梯齿轮作为上述两 齿轮的传动轮，以过渡齿轮作为变向齿轮，从而起到由正转偏心块组至 反转偏心块组的动力传递和转向改变功能；由于反转偏心块组已经与转 动轴间构成套接配合，此时通过将变向齿轮组的动力输出轴直接与反转 偏心块组间构成花键联接，即在实现各者间的动力传递和变向功能的同 时，亦保证了反转偏心块组与变向齿轮组间的装置工作独立性；同时第 一齿轮由于直接花键套接在转动轴上，实际上其又担负了作为转动轴与 第一正转偏心块组间的动力传递部的作用，一举多得。

4)转动轴的设置，实际上主要作为连接第一正转偏心块组和第二 正转偏心块组的连接件来设计的；实际装配时，转动轴一方面通过变向 齿轮组的第二齿轮的转轴内外壁的键连接结构来实现与第一正转偏心 块组的连接配合，从而实现两者间的动力传递，另一方面则沿转动轴轴 向延伸并最终与第二正转偏心块组间构成固接配合，从而最终实现第一 正转偏心块组与第二正转偏心块组间的同步转动动作，其整体结构布置 合理而实用，工作效率高。

5)花键套的布置，确保了外部动力源与第一正转偏心块组间的多 层式的花键配合结构，保证了外部动力源的动力输入轴的工作独立性， 实际上，通过上述结构，外部动力源、各偏心块组以及变向齿轮组间在 通过花键配合构成连接结构的同时，又均形成了一个个的独立的工作区 域，各者间均存在径向方向上的活动余量，从而也就避免了各部件间的 彼此干涉性，杜绝了因某个部件的问题而出现整体部件的运动不同步以 及传动的瞬间冲击现象，其工作可靠稳定。

6)渐开线花键的定心方式为齿形定心结构，受载时齿上有径向力， 能起自动定心作用，以便于各齿轮配合的受力均匀性，其强度高而使用 寿命长，因此极其适用于本发明中各部件的的联接；筒体作为连接振动 轮与内部各部件的连接部件，其设置较为常见，此处就不再一一赘述。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的I部分局部放大图；

图3为图1的II部分局部放大图。

图中各标号与本发明各部件对应关系如下：

10-振动轮20-转动轴30-反转偏心块组40-外部动力源

50-变向齿轮组51-第一齿轮52-第二齿轮53-阶梯齿轮

54-过渡齿轮61-第一正转偏心块组62-第二正转偏心块组

70-筒体

具体实施方式

为便于理解，此处结合附图1-3对本发明的具体结构及工作流程作 以下描述：

本发明的具体结构，可参照图1所示，具体包括作为外部钢轮的振 动轮10，振动轮内置筒体70，筒体70内以轴承支撑固定有转动轴20， 转动轴20的一侧布置外部动力源40(也即振动马达)。转动轴20由外 部动力源40所在端向其另一端依次安置第一正转偏心块组61、变向齿 轮组50、反转偏心块组30以及第二正转偏心块组62；其中，第一正转 偏心块组61与反转偏心块组30均套接于转动轴20上，且第一正转偏 心块组61的轴套与转动轴20以及外部动力源40的动力输入轴间构成 渐开线式花键联接，第一正转偏心块组61的轴套内壁与变向齿轮组50 的动力输入轴外壁间、变向齿轮组50的动力输入轴内壁与转动轴20间、 反转偏心块组30的转轴与变向齿轮组50的动力输出轴间亦形成渐开线 式花键联接，转动轴20的相对外部动力源40的另一端与第二正转偏心 块组62间也是通过花键联接传动。

本发明结构原理：

图1-3中的变向齿轮组50内，第一齿轮51、第二齿轮52、阶梯齿 轮53上的两齿轮以及过渡齿轮54构成五齿轮啮合传动式组合，因五齿 轮是通过各自的轴承固定在一个齿轮箱的腔体内啮合传动，因此在前述 具备径向活动余量的浮动的花键配合的前提下，其啮合传动自然形成了 一种静态传动，不再受外面三组偏心块组在运行振动状态下影响，这样 也就大大延长了齿轮的整体运行寿命。为了弥补各零部件在零件加工和 装配的同轴度微小误差、多层轴承间游隙的不同导致运动不同步以及传 动的瞬间冲击等的影响，通过一层或多层布置的渐开线式花键的联接传 动来消除此影响。

本发明传动流程及原理：

当外部动力源40启动时，通过各部位的渐开线式花键联接结构， 首先如图1及图3所示，外部动力源40的动力经由第一正转偏心块组 61首先传递至变向齿轮组50处，由于变向齿轮组50同步连接的转动轴 20和反向偏心块组30，因此，一方面外部动力源40的动力经由变向齿 轮组50变向和传递动力，再依靠如图2所示的花键配合传动至反转偏 心块组30处从而实现其相对于正转偏心块组的同步反转动作；另一方 面，外部动力源40的动力经由变向齿轮组50上的第二齿轮52直接传 递至转动轴20处，并经由转动轴20传递至第二正转偏心块组62内， 从而实现两个正转偏心块组的同步转动协调动作。

本发明通过内外花键的连接构成的类似联轴器的作用，从而补偿了 相应的两配合传动部件的加工同轴度微小偏差，同时也就消除了其部件 间的瞬时冲击；换言之，也即一方面外部动力源40的主轴与第一正转 偏心块组61的轴套之间的传动联接是通过内外套接的花键联接来补偿； 另一方面，第一正转偏心块组61的轴套与变向齿轮组50的第二齿轮52 之间的传动联接是通过其轴套内壁与第二齿轮52的转轴外壁的渐开线 式花键配合来浮动补偿，同时的，变向齿轮组50的第一齿轮51的转轴 外壁同样与反转偏心块组30的转轴内壁间构成前述渐开线式花键配合； 其作用一方面是补偿第一正转偏心块组61的轴套与变向齿轮组50的第 二齿轮52之间加工同轴度微小偏差，另一方面则是补偿第一正转偏心 块组61的轴套上面的振动轴承的游隙和各花键套支撑轴承的游隙的不 同，从而避免多层或多个轴承在启动或运行时的游隙不同步，此外，更 是消除了其相应偏心块组在高速旋转时振动轴在振动时对齿轮啮合传 动的冲撞影响，一举多得。

本发明将所有具备冲撞和干涉状况的传动连接处均采用内外花键 轴和花键轴套联接，并使变向齿轮组50的齿轮箱体内独立于其它偏心 块组所构成的激振机构之外，从而使转动轴20的游隙与各齿轮轴的游 隙分离，进而发挥出变向齿轮组50所形成的独立齿轮箱的作用，彻底 消除了变向齿轮组50与各偏心块组之间的直接刚性啮合传动所带来的 冲击碰撞力和摩擦力，从而大大地提高了传动齿轮的使用寿命，从而对 同步反向振动大吨位压路机的开发与发展提供有利影响；其结构设置合 理而实用，其内部机构使用寿命长，工作效率高，市场前景广阔。