齿轮传动过扭保护结构的制作方法

1.本实用新型涉及齿轮设备技术领域，特别涉及一种齿轮传动过扭保护结构。


背景技术：

2.随着磁座钻机的发展，人们越来越重视对钻机的安全保护，在钻机的安全保护中，解决齿轮减速箱中因堵转造成的齿轮机械过扭问题尤为重要，过大的扭矩会对传动轴造成伤害。因为在齿轮减速箱中，是由齿轮带动传动轴旋转的，因此需要为传动轴设置保护结构，当出现过扭现象时，通过保护结构使齿轮与传动轴分离，分离后，虽然齿轮依然回转，但传动轴停止转动，从而保护了传动轴。目前，市场上的保护结构大多采用齿轮啮合的结构，也就是通过齿轮与齿轮的啮合带动传动转动，当出现过扭时，相互啮合的齿轮脱离。在申请日为： 2020.07.27，申请号为：cn111692237a，名称为“一种大扭矩齿轮过扭保护”的专利中，对该种保护结构进行了公开。由于齿轮一般是采用粉末冶金加工或锻压成型，因此，采用该种结构时，制作成本较高，齿轮尺寸控制不稳定，加工效率低下。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是，针对现有技术中，采用端面齿轮啮合保护结构时，齿轮的制作成本高、加工效率低的不足，提供一种齿轮传动过扭保护结构。
4.本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的：
5.一种齿轮传动过扭保护结构，包括传动轴(8)、离合器(5)、弹性件(6)、限位件，所述齿轮(3)、离合器(5)、弹性件依次套设在所述传动轴(8)上、并位于所述限位件与弹性件间、并由所述弹性件和限位件进行轴向弹性限位，所述离合器(5)与传动轴(8)通过传动键周向固定连接、轴向可移动连接，其特征在于，所述离合器(5)包括离合块(53)和传动件(52)，在所述离合块(53)上与所述齿轮(3)相对的一侧端面上沿离合块的圆周方向设置有多个凹槽一 (51)，在齿轮的与离合块相对的一侧端面上设置凹槽二(31)，凹槽一(51)和凹槽二(31) 位置相对应，传动件的一端位于凹槽二(51)内，另一端位于凹槽一(51)内，离合块与齿轮通过传动件传动连接；
6.所述凹槽一(51)/凹槽二(31)为防脱槽,所述凹槽二(31)/凹槽一(51)为易脱槽；
7.所述易脱槽的侧面为斜面，所述传动件(52)的至少位于易脱槽内的一端为球形面或柱形面，所述防脱槽的至少一部分槽壁包覆所述传动件位于防脱槽内的一端；
8.所述传动件(52)采用滚柱，所述防脱槽采用宽度与所述滚柱直径相适配的u型槽，沿离合块/齿轮的圆周方向呈辐射状设置，所述u型槽的长度与所述滚柱的长度相当，所述u型槽的深度大于等于所述滚柱的半径，所述滚柱的轴线与所述u型槽(51)的长度方向平行设置，所述易脱槽为v型槽或梯型槽；
9.所述的防脱槽设置在离合块上，所述易脱槽设置在齿轮上；
10.所述离合块呈台阶状，所述的防脱槽的朝向台队的一侧呈开口状，所述离合块(53)的台阶上固定设置有阻挡传动件52沿径向滑落的外挡套(4)；
11.所述传动件(52)采用钢珠(54)，所述防脱槽采用与所述钢珠(54)直径相适配的盲孔(55)，所述盲孔(55深度大于等于所述钢珠(54)的半径；
12.所述弹性件采用碟簧(6)，所述碟簧(6)包括反向设置的上碟簧(61)和下碟簧(62)；
13.所述弹性件与离合块相邻设置，所述限位件与齿轮相邻设置。
14.采用本实用新型提供的齿轮传动过扭保护结构，离合器包括离合块和传动件，在离合块和齿轮的相对面上分别设置有凹槽，传动件设置在凹槽内，离合块和齿轮通过传动件传动连接，凹槽的加工难度相比端面齿的加工难度低，尺寸精度要求低，因此，降低了齿轮和离合块的加工难度，减少了加工成本。
15.传动件通过防脱槽与离合块固定连接，通过易脱槽与齿轮活动连接，齿轮通过易脱槽对传动件的把持力带动离合器转动，由于易脱槽的侧面为斜面，易脱槽同时对离合器产生轴向力，过扭时，齿轮与离合块之间产生相对扭矩，当扭矩大于易脱槽对传动件的把持力时，传动件52在轴向力的作用下由易脱槽中脱离，从而使离合器与齿轮分离，齿轮无法再带动离合块旋转，因此，传动轴也无法旋转，从而对传动轴起到保护作用；由于易脱槽侧面为斜面，传动件至少上端为球面，因此，传动件52容易由易脱槽内脱离，减小了摩擦，防止损伤齿轮。
16.进一步地，传动件采用滚柱，滚柱体积小，使用方便。
17.本实用新型提供的齿轮传动过扭保护结构，具有成本低、结构简单、不易磨损等特点。
附图说明
18.图1为本实用新型齿轮传动过扭保护结构主视图剖视图；
19.图2为图1的分解图；
20.图3为齿轮仰视图；
21.图4为离合块俯视图。
22.图5为本实用新型齿轮传动过扭保护实施例示意图。
23.附图标记说明
24.1、挡圈；2、垫片；3、齿轮；31、凹槽二；4、外挡套；5、离合器；51、凹槽一； 52、传动件；53、离合块；54、钢珠；55、盲孔；6、弹性件；61、上碟簧；62、下碟簧；7、平键；8、传动轴；81、台阶面。
具体实施方式
25.下面结合具体实施例对本实用新型做进一步地描述：
26.如图1
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图4所示，本实用新型提供一种齿轮传动过扭保护结构对齿轮3进行过扭保护，齿轮3转动地设置在传动轴8上，本保护结构包括自上而下同轴套设在传动轴8上的限位件、离合器5、弹性件6，齿轮3通过离合器5带动传动轴8旋转。
27.离合器5包括离合块53和传动件52，在离合块53的上端面设置有多个凹槽一51，凹槽一51最好沿离合块的圆周方向排列，传动件52可以为圆柱体，也可以是球体，当为圆柱体时优选采用滚柱，当为球体时优选滚珠、钢珠，当然，也可采用异形柱体，比如矩形和半圆柱
组成的组合柱体。当传动件52为柱体时，凹槽一51为柱形槽，呈放射状沿离合块的半径方向设置，当传动件52为球体时，凹槽一51为半球形盲孔或等径盲孔。在齿轮的与离合块相对的表面设置有凹槽二31，凹槽二31的位置与凹槽一51的位置相对应，当离合块和齿轮通过传动件52传动连接时，传动件52的下端位于凹槽一 51内，其上端位于凹槽二31内。工作时，齿轮与离合块通过传动件52传动连接，传动件52依靠与凹槽一51和凹槽二31的摩擦力及凹槽一51和凹槽二31槽壁的阻力进行传动，凹槽一51和凹槽二31的摩擦力及凹槽一51和凹槽二31槽壁的阻力形成对传动件52的把持力。最好，凹槽一51和凹槽二31之中一个为防脱槽，一个为易脱槽，这样，当齿轮受到过扭矩时，由防脱槽提供比易脱槽更好的把持力，使传动件52脱离易脱槽时不脱离防脱槽，更易形成离合和复位。
28.下面以实施例的形式，对本发明的结构作进一步说明。
29.传动件52采用柱形体，在离合块上端面上呈放射状设置有多条作为防脱槽的凹槽一51，传动件52柱形体的母线的延伸方向与离合块的径向相同，传动件52下端固定设置在防脱槽中，传动件52的上端凸出于离合块53的上端面，至少传动件52的上端面为圆弧面。传动件52优选采用滚柱，采用滚柱时，防脱槽可以采用u型槽或弧型槽或矩形槽，优选采用u型槽，每个u型槽内设置一个滚柱，滚柱的轴线沿u型槽的长度方向设置，u型槽的长度与滚柱的长度相等，u型槽的深度最好大于等于滚柱的半径，使滚柱的大部分位于u型槽内，滚柱与u型槽采用紧配合连接，对传动件形成包角，提高防脱槽对于传动件的把持力。齿轮3的下端面上与防脱槽一一对应地设置有作为易脱槽的凹槽二31，易脱槽可以采用v型槽或梯型槽，优选采用v型槽，v型槽的开口角度优选为90
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120度。传动件52的上端凸出于离合块53上端面后设置在易脱槽中，传动件52与易脱槽为活动连接，由于v型开口为倾斜面对传动件不能形成包角，因此传动件易于脱离。本实用新型中所说的易脱槽为传动件52能够脱离的凹槽；防脱槽为传动件52不易脱离的凹槽。当传动件为矩形与半圆柱的结合时，也就是传动件的横截面为矩形和圆弧面的结合时，与之相配合的凹槽的横截面为矩形。
30.优选地，为便于安装和加工，离合块设置成上端小下端大的台阶状，u型槽朝向外侧的一端为开口状。在离合块53的台阶上固定套设环状外挡套4，外挡套4的上端面高于离合块53上端面，但低于齿轮3下端面，外挡套4内侧表面上端最好与滚柱的端面接触，起到阻挡滚柱径向移位的作用，也防止由u型槽外侧开口处滑落。
31.当采用钢珠54作为传动件52时，易脱槽同样采用上述v型槽，防脱槽则采用盲孔 55，盲孔55深度大于等于钢球54的半径，钢珠设置在盲孔中，与盲孔紧配合，盲孔与 v型槽一一对应。最好，盲孔的中心所形成的圆周的轴线与传动轴8的轴线重合。
32.齿轮3与传动轴8转动连接，限位件设置在齿轮3上端的传动轴8上，对齿轮3进行轴向定位，限位件采用垫片2和挡圈1，在传动轴8上设置卡槽，挡圈设置在卡槽内，垫片位于挡圈与齿轮3间。
33.离合器5与传动轴8之间为键连接，离合块53通过平键7带动传动轴8旋转。
34.弹性件可以采用压簧、碟簧、弹片等，优选采用成对设置的碟簧6，碟簧6包括反向设置的上碟簧61和下碟簧62，上碟簧61、下碟簧62的弧面均向外侧凸出。在碟簧 6下端的传动轴8上设置台阶面81，碟簧6卡设在台阶面81和离合块53之间，在非压紧状态下，下碟簧62的弧形凸出面抵在台阶面81上，上碟簧61的弧形凸出面抵在离合块53的下端面上。
35.工作时，滚柱夹在v型槽和u型槽之间，齿轮3通过v型槽对滚柱的把持力带动离合
器5和传动轴8旋转。当传动轴8受到较大阻力产生过扭现象时，齿轮3和离合器5 之间产生相对扭矩，当v型槽对滚柱的把持力不足以克服所产生的相对扭力时，离合器5产生轴向移动，滚柱由v型槽内脱离，进入到齿轮3下端面下方，离合块53上端面与齿轮3下端面之间的距离增大，离合器5向下移动后将碟簧6压缩变形，此时，离合器5与齿轮3分离，齿轮3继续回转，但是离合器5和传动轴则停止转动。当传动轴 8阻力降低后，齿轮3与离合器5之间的相对扭矩减小或消失，滚柱落回至v型槽中，齿轮3通过离合器5继续带动传动轴8旋转。
36.当然，也可采用齿轮3位于主合器下方的结构，由齿轮的上端面设置易脱槽，离合块的下端面设置防脱槽，也可以在齿轮上设置防脱槽、在齿轮上设置防脱槽。也可在限位件与齿轮件设置弹性件，增加齿轮的轴各可移动性和复位能力。