公开/公告号CN101936129A
专利类型发明专利
公开/公告日2011-01-05
原文格式PDF
申请/专利权人 湖南恒至凿岩科技有限公司;
申请/专利号CN201010249080.6
申请日2010-08-05
分类号E21B3/02;F16H55/08;F16H55/17;
代理机构常德市源友专利代理事务所;
代理人章祖斌
地址 415001 湖南省常德市德山经济开发区德山南路
入库时间 2023-12-18 01:26:38
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2019-07-23
未缴年费专利权终止 IPC(主分类):E21B3/02 授权公告日:20121107 终止日期:20180805 申请日:20100805
专利权的终止
2012-11-07
授权
授权
2011-03-02
实质审查的生效 IPC(主分类):E21B3/02 申请日:20100805
实质审查的生效
2011-01-05
公开
公开
技术领域
本发明涉及高阶椭圆型面活齿变速装置及应用该装置的钻机回转动力头,属传动机械及凿岩机械设备领域。
背景技术
各种钻机广泛应用于冶金、铁路、矿山、建材、公路等工程爆破孔钻凿作业中。钻机回转动力头是钻机的关键部件之一,其变速装置要求重量轻,质心低,高速切削钻回转动力头要求动平衡特性好,传动比范围大,但现有通用减速器径向尺寸大,不满足使用要求,活齿减速器是一齿差偏心轮结构,动平衡特性差,回转动力头需专门设计。本发明是高阶椭圆型面活齿变速装置,变速器的轴入轴等运动件均为自平衡,能实现任意齿数差的变速装置,应用该装置的钻机回转动力头,拆装方便,传递扭矩大、径向尺寸小、适合重载荷的凿岩机械。
发明内容
为了克服上述技术存在的不足,本发明所要解决的技术问题是提供一种采用高阶椭圆型面活齿变速装置的钻机回转动力头,变速器的轴入轴等运动件均为自平衡,能实现任意齿数差的变速装置,钻机回转动力头拆装方便,传递扭矩大、适合重载荷的凿岩机械。
本发明的技术方案是:一种采用高阶椭圆型面活齿变速装置的钻机回转动力头,包括输出轴、气室、密封A、轴承A、轴承B、固定内齿轮、辅助传动圆盘、连接盘、输入轴、马达、轴承C、轴承D、轴承E、活齿、定位销、底座、套、密封B,其特征是:输入轴上的齿面、固定内齿轮齿面的理论廓线均为高阶椭圆曲线或高阶椭圆曲线的等距曲线,实际齿廓曲线为理论齿廓的等距曲线,活齿、固定内齿轮、输入轴上的齿面、输出轴的均布槽构成任意齿数差的活齿变速装置,输出轴通过轴承A、轴承B支承在底座上,气室上有进气孔,气室固定在底座上,密封A和密封B与气室、输出轴配合,输出轴上径向孔与气室相通、输出轴上有内螺纹孔,辅助传动圆盘的槽尺寸与输出轴的槽尺寸相同,辅助传动圆盘通过轴承D支承在输入轴上,活齿与固定内齿轮上的齿面、输入轴上的齿面、辅助传动圆盘及输出轴上的槽接触,输入轴通过轴承C支承在连接盘、通过轴承E支承在输入轴上,连接盘、固定内齿轮通定位销定位固定在底座上,马达固定在连接盘上,马达上的轴与输入轴联接,套支承在输出轴上并在与轴承A、轴承B接触。
所述输入轴上的理论齿廓曲线A、固定内齿轮理论齿廓曲线B分别为:A:
式中,e为椭圆偏心率,椭圆长半轴为a,
所述输入轴上的理论齿廓曲线A、固定内齿轮理论齿廓曲线B还可以为:A:
所述活齿变速装置采用一片固定内齿轮分别与两片辅助传动圆盘和输出轴上的槽相对应的对称布置结构。
所述活齿变速装置中活齿外可装轴承再与固定内齿轮、输入轴上的齿面、输出轴的均布槽面相接触。
本发明的优点是:克服了现有减速器及回转动力头的不足,发明高阶椭圆型面活齿变速装置及应用该装置的钻机回转动力头,为减速器提供一种通用的系列,为钻机提供一种拆装方便,传递扭矩大、径向尺寸小、适合重载荷的凿岩机械回转动力头。
附图说明
图1为本发明的结构示意图
图2为本发明的输出轴示意图
图3为本发明的固定内齿轮示意图
图4为本发明的辅助传动圆盘示意图
图5为本发明的输入轴示意图
图6为本发明的圆柱形活齿示意图
具体实施方式
现结合附图,对本发明的技术内容进行进一步描述。
在图1、2、3、4、5和6中,输入轴9上的齿面、固定内齿轮6齿面的理论廓线均为高阶椭圆曲线或高阶椭圆曲线的等距曲线,实际齿廓曲线为理论齿廓的等距曲线,活齿14、固定内齿轮6、输入轴9上的齿面、输出轴1的均布槽构成任意齿数差的活齿变速装置,输出轴1通过轴承A4、轴承B5支承在底座16上,气室2上有进气孔,气室2固定在底座16上,密封A3和密封B18与气室2、输出轴1配合,输出轴1上径向孔与气室2相通、输出轴1上有内螺纹孔,辅助传动圆盘7的槽尺寸与输出轴1的槽尺寸相同,辅助传动圆盘7通过轴承D12支承在输入轴9上,活齿14与固定内齿轮6上的齿面、输入轴9上的齿面、辅助传动圆盘7及输出轴1上的槽接触,输入轴9通过轴承C11支承在连接盘8、通过轴承E13支承在输入轴9上,连接盘8、固定内齿轮6通定位销15定位固定在底座16上,马达10固定在连接盘8上,马达10上的轴与输入轴9联接,套17支承在输出轴1上并在与轴承A4、轴承B5接触。
为了更好理解高阶椭圆曲线(也叫卵圆曲线),进一步说明如下:
设椭圆长半轴为a,短轴为b,椭圆的偏心率
如果齿轮2与齿轮1啮合,由啮合原理可求得齿轮2的节曲线的极坐标方程为:
>>>
>>>
如果n1=1,n2=2,则齿轮1的节曲线为椭圆,齿轮2的节曲线为二阶椭圆;如果n1=1,n2=3,则齿轮2的节曲线为三阶椭圆;如果n1=3,则齿轮1的节曲线为三阶椭圆;如果n1=3,n2=3,则齿轮1、齿轮2的节曲线均为三阶椭圆;如果n1=3,n2=3,4,5,7,…,则齿轮1节曲线均为三阶椭圆、齿轮2的节曲线均为3,4,5,7,…阶椭圆。
设输入轴上齿轮的齿数(卵圆曲线的波数)为n1(n1≥1),活齿内齿轮(固定内齿轮)的齿数为zk,输出轴的齿槽数为zg(zg=zk±n1),则变速器的传动比
本发明是采用高阶椭圆型面活齿变速装置的钻机回转动力头,固定内齿轮的理论齿廓曲线与输入轴上齿轮理论齿廓曲线是高阶椭圆曲线及高阶椭圆曲线的等距曲线,实际齿廓曲线为理论个齿廓曲线的等距曲线。图1至图6所示的减速器是a=70,e=0.1,zg=9,zk=6,
机译: 旋转活塞发动机内燃发动机,具有两个对称布置的椭圆形控制齿轮和椭圆形主齿轮,并由齿带,齿链和链条包裹
机译: 带有两个齿的旋转活塞计数器,彼此相对运行,最好椭圆形打开旋转活塞和固定轴
机译: 一种用于飞轮和双齿自行车的变速装置