动力传输装置转让专利

申请号 : CN201710044635.5

文献号 : CN106763618B

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发明人 : 高则行马文平

申请人 : 北京驹创鼎盛科技发展有限公司阳泉三鼎科贸有限公司

摘要 :

本发明涉及一种动力传输装置,包括机架和平台,在平台上设有锥齿轮传动机构,锥齿轮传动机构具有水平放置的第一和第二锥齿轮以及相对于其竖直放置并与其啮合的第三锥齿轮,第一锥齿轮的轴与第二锥齿轮的轴同轴且第二锥齿轮的轴为空心轴,第三锥齿轮的轴通过轴承支承在平台上,第三锥齿轮的轴围绕其水平轴线的旋转作为第一输入,平台进而第三锥齿轮的轴围绕竖直轴线的转动作为第二输入,当仅存在第一输入时经由动力传输装置使得第一差速器的第一和第二半轴处的转速大小相等、方向相同,当仅存在第二输入时经由动力传输装置使得第一差速器的第一和第二半轴处的转速大小相等、方向相反,当同时存在第一输入和第二输入时经由动力传输装置运动相叠加。

权利要求 :

1.一种动力传输装置(1),包括机架(2)和能够相对于所述机架(2)旋转的平台(3),在所述平台(3)上设有锥齿轮传动机构(4),所述锥齿轮传动机构(4)具有水平放置的第一锥齿轮(41)和第二锥齿轮(42)以及相对于所述第一锥齿轮(41)、所述第二锥齿轮(42)竖直放置并与所述第一锥齿轮(41)和所述第二锥齿轮(42)啮合的第三锥齿轮(43),所述第一锥齿轮(41)的轴(44)与所述第二锥齿轮(42)的轴(45)同轴设置并且所述第二锥齿轮(42)的轴(45)为空心轴,所述第三锥齿轮(43)的轴(46)通过轴承支承在所述平台(3)上,在所述机架(2)内设有第一差速器(5),所述第一差速器(5)包括第一半轴(51)和第二半轴(52),所述第二锥齿轮(42)的轴(45)的旋转直接地或间接地传递至所述第一差速器(5)的第一半轴(51),所述第一锥齿轮(41)的轴(44)的旋转直接或者间接地传递至所述第一差速器(5)的第二半轴(52),其中,所述第三锥齿轮(43)的轴(46)围绕其水平轴线的旋转作为所述动力传输装置的第一输入,

其中,所述平台(3)以及支承于所述平台上的所述第三锥齿轮的轴(46)围绕竖直轴线的转动作为所述动力传输装置的第二输入,

其中,当仅存在第一输入时,经由所述动力传输装置使得所述第一差速器(5)的第一半轴(51)和第二半轴(52)处的转速大小相等、方向相同,

当仅存在第二输入时,经由所述动力传输装置使得所述第一差速器(5)的第一半轴(51)和第二半轴(52)处的转速大小相等、方向相反,

当同时存在第一输入和第二输入时,经由所述动力传输装置运动相叠加。

2.根据权利要求1所述的动力传输装置(1),其特征在于,所述第一差速器(5)和所述锥齿轮传动机构(4)同轴设置。

3.根据权利要求2所述的动力传输装置(1),其特征在于,所述第二锥齿轮(42)的轴(45)的旋转直接传递至所述第一差速器(5)的第一半轴(51),所述第一锥齿轮(41)的轴(44)的旋转经由设置在所述机架(2)内的第二差速器(6)传递至所述第一差速器(5)的第二半轴(52),其中,所述第二差速器(6)的壳体与所述机架(2)固定连接或形成为一体,所述第二差速器(6)的第一半轴(61)与所述第一差速器(5)的第二半轴(52)固定连接或形成为一体,所述第二差速器(6)的第二半轴(62)与所述第一锥齿轮(41)的轴(44)固定连接或形成为一体。

4.根据权利要求1所述的动力传输装置(1),其特征在于,所述第一差速器(5)和所述锥齿轮传动机构(4)轴线错开布置。

5.根据权利要求4所述的动力传输装置(1),其特征在于,在所述机架(2)内还设有第一传动机构和第二传动机构,所述第二锥齿轮(42)的轴(45)的旋转经由所述第一传动机构传递至所述第一差速器(5)的第一半轴(51),所述第一锥齿轮(41)的轴(44)的旋转经由所述第二传动机构传递至所述第一差速器(5)的第二半轴(52),所述第一传动机构和所述第二传动机构的传动比设置为大小相同、方向相反。

6.根据权利要求5所述的动力传输装置(1),其特征在于,所述第一传动机构和所述第二传动机构为齿轮传动机构,所述第一传动机构由相互啮合的第一正齿轮(71)和第二正齿轮(72)构成,所述第二传动机构由第三正齿轮(81)、第四正齿轮(83)和在第三正齿轮(81)和第四正齿轮(83)之间且与第三正齿轮(81)和第四正齿轮(83)啮合的惰轮(82)构成,所述第一正齿轮(71)的轴与所述锥齿轮传动机构(4)的第二锥齿轮(42)的轴(45)形成为一体,所述第二正齿轮(72)的轴与所述第一差速器(5)的第一半轴(51)形成为一体,所述第三正齿轮(81)的轴与所述锥齿轮传动机构(4)的第一锥齿轮(41)的轴(44)形成为一体,所述第四正齿轮(83)的轴与所述第一差速器(5)的第二半轴(52)形成为一体。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的动力传输装置(1),其特征在于,所述锥齿轮传动机构(4)的第三锥齿轮(43)的轴(46)作为输入端,所述第一差速器(5)的壳体(53)作为输出端。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的动力传输装置(1),其特征在于,所述第一差速器(5)的壳体(53)作为输入端,所述锥齿轮传动机构(4)的第三锥齿轮(43)的轴(46)作为输出端。

9.根据权利要求6所述的动力传输装置(1),其特征在于,所述动力传输装置(1)还包括第三差速器(5’),所述第二锥齿轮(42)的轴(45)的旋转经由第三传动机构传递至所述第三差速器(5’)的第一半轴(51’),所述第一锥齿轮(41)的轴(44)的旋转经由第四传动机构传递至所述第三差速器(5’)的第二半轴(52’),所述第三传动机构和所述第四传动机构的传动比设置为大小相等、方向相同。

10.根据权利要求9所述的动力传输装置(1),其特征在于,所述第三传动机构由所述第一正齿轮(71)和与所述第一正齿轮(71)啮合的另一正齿轮(73)构成,所述另一正齿轮(73)的轴与所述第三差速器(5’)的第一半轴(51’)形成为一体,所述第四传动机构由相互啮合的第五正齿轮(84)和第六正齿轮(85)构成,所述第五正齿轮(84)的轴与所述第二传动机构(8)的第三正齿轮(83)的轴形成为一体,所述第六正齿轮(85)的轴与所述第三差速器(5’)的第二半轴(52’)形成为一体。

11.根据权利要求9或10所述的动力传输装置(1),其特征在于,所述平台作为输入端,所述第三差速器(5’)的壳体(53’)作为输出端。

12.根据权利要求9或10所述的动力传输装置(1),其特征在于,所述第三差速器(5’)的壳体(53’)作为输入端,所述平台作为输出端。

13.根据权利要求12所述的动力传输装置(1),其特征在于,在所述机架(2)内设置一个电动机,用于驱动第三差速器(5’)的壳体(53’)旋转。

说明书 :

动力传输装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种动力传输装置。

背景技术

[0002] 目前,在多个技术领域中,都会遇到在回转平台和固定端之间传输动力的问题,例如在设于回转平台上的水平轴和固定面之间传输动力的问题。其中,平台可以转动,从而可以调整水平轴围绕竖轴的角度位置,但是通常回转平台的转动受到多种限制,不能够完全自由地旋转。例如,在高层塔吊中,电机安装在高空的控制室下方,以驱动控制室和吊臂围绕塔身做旋转动作,为了向电机输送电力需从地面向上铺设电缆。为了防止电缆因过度扭转而发生损坏,控制室和吊臂不能做无限制的旋转。

发明内容

[0003] 本发明拟提供一种结构简单的动力传输装置,所述动力传输装置能够实现在固定端与可无限制回转的平台之间传输动力,例如,所述动力传输装置能够实现从可无限制回转的平台输入能量并在一个固定端输出能量,反之,所述动力传输装置也能够实现从固定端输入能量并从可无限制回转的平台输出能量,同时平台的旋转不会影响能量的传递过程及传递方向。所述动力传输装置可以应用于多个需要在回转平台和固定端之间传输动力的领域。
[0004] 根据本发明,所述动力传输装置包括机架和可相对于所述机架旋转的平台,在所述平台上设有锥齿轮传动机构,所述锥齿轮传动机构具有水平放置的第一锥齿轮和第二锥齿轮以及相对于所述第一锥齿轮、所述第二锥齿轮竖直放置并与所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮啮合的第三锥齿轮,所述第一锥齿轮的轴与所述第二锥齿轮的轴同轴设置并且所述第二锥齿轮的轴为空心轴,所述第三锥齿轮的轴通过轴承支承在所述平台上,在所述机架内设有第一差速器,所述第一差速器包括第一半轴和第二半轴,所述第二锥齿轮的轴的旋转直接地或间接地传递至所述第一差速器的第一半轴,所述第一锥齿轮的轴的旋转直接或者间接地传递至所述第一差速器的第二半轴,其中,所述第三锥齿轮的轴围绕其水平轴线的旋转作为所述动力传输装置的第一输入,所述平台、进而支承于所述平台上的所述第三锥齿轮的轴围绕竖直轴线的转动作为所述动力传输装置的第二输入,其中,当仅存在第一输入时,经由所述动力传输装置使得所述第一差速器的第一半轴和第二半轴处的转速大小相等、方向相同,当仅存在第二输入时,经由所述动力传输装置使得所述第一差速器的第一半轴和第二半轴处的转速大小相等、方向相反,当同时存在第一输入和第二输入时,经由所述动力传输装置运动相叠加。
[0005] 根据本发明的动力传输装置的一种优选实施方式,所述第一差速器和所述锥齿轮传动机构可同轴设置。由此,获得了一种结构紧凑、节省空间的动力传输装置。
[0006] 根据本发明的动力传输装置的一种优选实施方式,所述第二锥齿轮的轴的旋转直接传递至所述第一差速器的第一半轴,所述第一锥齿轮的轴的旋转经由设置在所述机架内的第二差速器传递至所述第一差速器的第二半轴,其中,所述第二差速器的壳体与机架固定连接或形成为一体,所述第二差速器的第一半轴与第一差速器的第二半轴固定连接或形成为一体,所述第二差速器的第二半轴与所述第一锥齿轮的轴固定连接或形成为一体。
[0007] 根据本发明的动力传输装置的一种优选实施方式,所述第一差速器和所述锥齿轮传动机构可轴线错开布置,即非同轴地布置。由此,在所述锥齿轮传动机构和第一差速器之间提供了更多的空间,用于在两者之间安装传动机构。
[0008] 根据本发明的动力传输装置的一种优选实施方式,在所述机架内还设有第一传动机构和第二传动机构,所述第二锥齿轮的轴的旋转经由所述第一传动机构传递至所述第一差速器的第一半轴,所述第一锥齿轮的轴的旋转经由所述第二传动机构传递至所述第一差速器的第二半轴,所述第一传动机构和所述第二传动机构的传动比设置为大小相同、方向相反。
[0009] 根据本发明的动力传输装置的一种优选实施方式,所述第一传动机构和第二传动机构均可构造为齿轮传动机构,所述第一传动机构由相互啮合的第一正齿轮和第二正齿轮构成,所述第二传动机构由第三正齿轮、第四正齿轮和在第三正齿轮和第四正齿轮之间且与第三正齿轮和第四正齿轮啮合的惰轮构成。所述第一正齿轮的轴与所述锥齿轮传动机构的第二锥齿轮的轴形成为一体,所述第二正齿轮的轴与所述第一差速器的第一半轴形成为一体,所述第三正齿轮的轴与所述锥齿轮传动机构的第一锥齿轮的轴形成为一体,所述第四正齿轮的轴与所述第一差速器的第二半轴形成为一体。第一正齿轮与第二正齿轮的齿数比等于第三正齿轮和第四正齿轮的齿数比,惰轮是在第三正齿轮和第四正齿轮之间起传递作用的齿轮,其作用只是改变转向但不改变传动比。由此,通过简单的结构获得了传动比大小相同、方向相反的第一传动机构和第二传动机构。
[0010] 根据本发明的动力传输装置的一种优选实施方式,所述锥齿轮传动机构的第三锥齿轮的轴可以作为输入端,所述第一差速器的壳体可以作为输出端。由此,可以实现从可无限制回转的平台输入能量并在一个固定端输出能量。
[0011] 根据本发明的动力传输装置的一种优选实施方式,所述第一差速器的壳体可以作为输入端,所述锥齿轮传动机构的第三锥齿轮的轴可以作为输出端。由此,可以实现从一个固定端输入能量并从可无限制回转的平台输出能量。
[0012] 根据本发明的动力传输装置的一种优选实施方式,所述动力传输装置还包括第三差速器,所述第二锥齿轮的轴的旋转经由第三传动机构传递至所述第三差速器的第一半轴,所述第一锥齿轮的轴的旋转经由第四传动机构传递至所述第三差速器的第二半轴,所述第三传动机构和所述第四传动机构的传动比设置为大小相等、方向相同。
[0013] 优选地,所述第三传动机构由所述第一正齿轮和与所述第一正齿轮啮合的另一正齿轮构成,所述另一正齿轮的轴与所述第三差速器的第一半轴形成为一体,所述第四传动机构由相互啮合的第五正齿轮和第六正齿轮构成,所述第五正齿轮的轴与所述第二传动机构的第三正齿轮的轴形成为一体,所述第六正齿轮的轴与所述第三差速器的第二半轴形成为一体。所述第一正齿轮与所述另一正齿轮的齿数比和所述第五正齿轮与所述第六正齿轮的齿数比相同。
[0014] 根据本发明的一种优选实施方式,可以将所述平台作为输入端,所述第三差速器的壳体作为输出端。反之,也可以将所述第三差速器的壳体作为输入端,所述平台作为输出端。
[0015] 优选地,可在机架内设置一个电动机,用于驱动第三差速器的壳体旋转。由此,经由所述动力传输装置,可以通过设置于机架内的电动机驱动平台旋转。

附图说明

[0016] 下面结合附图详细阐述本发明的具体实施方式。附图中:
[0017] 图1示出了根据本发明的同轴布置的动力传输装置的一种实施方式的示意图;
[0018] 图2示出了根据本发明的非同轴布置的动力传输装置的一种实施方式的示意图;
[0019] 图3示出了图2所示的动力传输装置的具体结构图;
[0020] 图4示出了根据本发明的非同轴布置的动力传输装置的另一实施方式在仅有第一输入时的工作原理图;
[0021] 图5示出了根据本发明的非同轴布置的动力传输装置的另一实施方式在仅有第二输入时的工作原理图。

具体实施方式

[0022] 图1示出了根据本发明的同轴布置的动力传输装置1的一种实施方式的示意图。所述动力传输装置1包括机架2和可相对于所述机架2旋转的平台3。在所述平台3上设有锥齿轮传动机构4,所述锥齿轮传动机构4具有水平放置的第一锥齿轮41和第二锥齿轮42以及相对于所述第一锥齿轮41、所述第二锥齿轮42竖直放置并与所述第一锥齿轮41和所述第二锥齿轮42啮合的第三锥齿轮43。所述第一锥齿轮41的轴44与所述第二锥齿轮42的轴45同轴设置,并且所述第二锥齿轮42的轴45为空心轴,所述第三锥齿轮43的轴46通过轴承支承在所述平台3上。
[0023] 在所述机架2内设有第一差速器5,所述第一差速器5包括第一半轴51和第二半轴52,所述锥齿轮传动机构4的第二锥齿轮42的轴45与所述第一差速器5的第一半轴51形成为一体,即,所述第二锥齿轮42的轴45的旋转直接传递至所述第一差速器5的第一半轴51。在所述机架内还设有第二差速器6,第二差速器6的壳体与机架2形成为一体,所述第二差速器
6的第一半轴61与第一差速器5的第二半轴52形成为一体,所述第二差速器6的第二半轴62与所述锥齿轮传动机构4的第一锥齿轮41的轴44形成为一体。
[0024] 第一差速器4、第二差速器5可以使用已知的各种差速器或者差速传动机构。在图1的具体实施方式中,以第一差速器5为例,第一差速器5包括两个半轴(第一半轴51、第二半轴52)和壳体(第一差速器壳体53)。第一差速器5还包括与第一半轴51一体形成的第一锥形齿轮501、与第二半轴52一体形成的第二锥形齿轮502、位于第一锥形齿轮501、第二锥形齿轮502之间并且同时与这两个锥形齿轮啮合的多个行星齿轮503以及支撑这些行星齿轮503的行星齿轮架504。第一差速器壳体53包围着上述构件并与行星齿轮架504一体形成。差速器的结构和原理对于本领域技术人员来说是熟知的,在此不再详细赘述。
[0025] 在如图1所示的动力传输装置1中,所述第三锥齿轮43的轴46围绕其水平轴线的旋转作为所述动力传输装置的第一输入,所述平台3、进而支承于所述平台上的所述第三锥齿轮的轴46围绕竖直轴线的转动作为所述动力传输装置的第二输入。
[0026] 第一输入:所述第三锥齿轮43的轴46围绕其水平轴线旋转,通过第三锥齿轮43同时与第一锥齿轮41、第二锥齿轮42的啮合,形成第一锥齿轮41、第二锥齿轮42转向相反、转速相等的运动状态,完成第一输入。
[0027] 第二输入:平台3围绕竖直轴线转动,继而通过支承于平台上的第三锥齿轮的轴46并通过第三锥齿轮43同时与第一锥齿轮41、第二锥齿轮42的啮合,形成以第三锥齿轮43为拨叉拨动第一锥齿轮41、第二锥齿轮42转向相同、转速相等的运动状态,完成第二输入。
[0028] 第一输入和第二输入虽然都是通过第三锥齿轮43同时驱动第一锥齿轮41和第二锥齿轮42转动,但不同之处在于,第一输入使得第一锥齿轮41和第二锥齿轮42转动方向相反;而第二输入使得第一锥齿轮41和第二锥齿轮42转动方向相同。正是基于这种在同一传递机构上同时产生并且传递了两种不同的运动状态,使得在第一差速器5的壳体上产生了有实质输出和无实质输出的结果。
[0029] 在本文中,将提到“并行”和“平行”的传递路径。“并行”的传递路径是指从两个输入端至输出端的传递路径,其传递路径合并于同一个动力传输装置中;“平行”的传递路径是指从其中一个输入端传递至输出端时从锥齿轮传动机构的锥齿轮至第一差速器的两条传递路径。
[0030] 当仅存在第一输入时,即所述第三锥齿轮43的轴46围绕其水平轴线旋转时,带动与第三锥齿轮43啮合的第一锥齿轮41、第二锥齿轮42做转向相反、转速相等的运动,然后该运动经由两条平行的传递路径分别传递至第一差速器5的第一半轴51和第二半轴52。
[0031] 具体而言,一方面经由与第三锥齿轮43啮合的第二锥齿轮42、与第二锥齿轮42一体形成的轴45传递至第一差速器5的第一半轴51,另一方面经由与第三锥齿轮43啮合的第一锥齿轮41、第二差速器6的第二半轴62、第一半轴61传递至第一差速器5的第二半轴52。因为第二差速器6的壳体与机架2形成为一体,即第二差速器6的壳体转速为零,所以根据差速器的工作原理,2n0=n1+n2(n0表示差速器壳体的转速,n1表示第一半轴的转速,n2表示第二半轴的转速),可以得出,第二差速器6的第一半轴和第二半轴的转速大小相等、方向相反。由此,经由两条平行的传递路径,传递至第一差速器5的第一半轴和第二半轴处的运动转速大小相等、方向相同。第一差速器壳体53旋转,即在第一差速器壳体53处有实质输出。
[0032] 当仅存在第二输入时,即平台3围绕动力传输装置的竖直轴线转动时,平台3带动支承于平台上的第三锥齿轮的轴46围绕竖直轴线转动,以第三锥齿轮43为拨叉拨动与第三锥齿轮43啮合的第一锥齿轮41、第二锥齿轮42做转向相同、转速相等的运动,然后该运动经由两条平行的传递路径传递至第一差速器5的第一半轴51和第二半轴52。
[0033] 具体而言,一方面经由与第三锥齿轮43啮合的第二锥齿轮42、与第二锥齿轮42一体形成的轴45传递至第一差速器5的第一半轴51,另一方面经由与第三锥齿轮43啮合的第一锥齿轮41、第二差速器6的第二半轴62、第一半轴61传递至第一差速器5的第二半轴52。因为第二差速器6的壳体与机架2形成为一体,即第二差速器6的壳体转速为零,所以根据差速器的工作原理,2n0=n1+n2(n0表示差速器壳体的转速,n1表示第一半轴的转速,n2表示第二半轴的转速),可以得出,第二差速器6的第一半轴和第二半轴的转速大小相等、方向相反。由此,经由两条平行的传递路径,传递至第一差速器5的第一半轴和第二半轴处的运动转速大小相等、方向相反。第一差速器壳体53的转速为零,即在第一差速器壳体53处无实质输出。
[0034] 当同时存在第一输入和第二输入时,上述两种运动状态同时存在,两种运动状态相叠加,但并不影响第一输入的实质传递结果。由此,利用同一机构,实现了两个输入、一个输出,平台的转动在第一差速器壳体处输出为零,仅第三锥齿轮43的轴46围绕其水平轴线的旋转引起在第一差速器壳体处的实质输出。
[0035] 当然,在此,也可以使用其他结构的传动机构来代替第二差速器,只要其能够使第一锥齿轮41的旋转反向地传递至第一差速器5的第二半轴52处。
[0036] 图2示出了根据本发明的非同轴布置的动力传输装置1的一种实施方式的示意图。在图2中,平台上的锥齿轮传动机构、机架内的第一差速器与图1在结构和功能上相同,使用相同的附图标记。图2所示的动力传输装置与图1所示的动力传输装置的不同之处在于,所述第一差速器5和所述锥齿轮传动机构4沿轴向错开布置。
[0037] 除了所述第一差速器5之外,在所述机架2内还设有第一齿轮传动机构7和第二齿轮传动机构8。所述第一齿轮传动机构7由相互啮合的第一正齿轮71和第二正齿轮72构成,第一正齿轮71的轴与所述锥齿轮传动机构4的第二锥齿轮42的轴45形成为一体,第二正齿轮72的轴与所述第一差速器5的第一半轴51形成为一体。所述第二齿轮传动机构8由第三正齿轮81、第四正齿轮83以及在第三正齿轮81和第四正齿轮83之间且与第三正齿轮81和第四正齿轮83啮合的惰轮82构成,惰轮82是在不互相接触的第三正齿轮81和第四正齿轮83之间起传递作用的齿轮,其作用只是改变转向但不改变传动比,第三正齿轮81的轴与所述锥齿轮传动机构4的第一锥齿轮41的轴44形成为一体,第四正齿轮83的轴与所述第一差速器5的第二半轴52形成为一体。第一齿轮传动机构7和第二齿轮传动机构8的传动比大小相同,具体地,第一正齿轮71与第二正齿轮72的齿数比等于第三正齿轮81与第四正齿轮83的齿数比。当然,在此也可以使用其他结构的传动机构,只要在锥齿轮传动机构的第二锥齿轮的轴与第一差速器的第一半轴之间的第一传动机构和在锥齿轮传动机构的第一锥齿轮的轴与第一差速器的第二半轴之间的第二传动机构的传动比大小相同、方向相反。
[0038] 当仅存在第一输入时,与图1中的动力传输装置1类似地,所述第三锥齿轮43的轴46围绕其水平轴线旋转时,带动与第三锥齿轮43啮合的第一锥齿轮41、第二锥齿轮42做转向相反、转速相等的运动。所述第一锥齿轮41的轴44的旋转经由第二齿轮传动机构8传递至所述第一差速器5的第二半轴52,所述第二锥齿轮42的轴45的旋转经由所述第一齿轮传动机构7传递至所述第一差速器5的第一半轴51。因为所述第一齿轮传动机构7和所述第二齿轮传动机构8的传动比大小相同、方向相反,所以传递至第一差速器5的第一半轴51和第二半轴52处的运动转速大小相等、方向相同,根据差速器的工作原理,2n0=n1+n2(n0表示差速器壳体的转速,n1表示第一半轴的转速,n2表示第二半轴的转速),可以得出,第一差速器壳体53处的转速等于在第一半轴和第二半轴处的转速,在第一差速器壳体53处有实质输出。
[0039] 当仅存在第二输入时,即平台3围绕动力传输装置的竖直轴线转动时,平台3带动支承于平台上的第三锥齿轮43的轴46围绕竖直轴线转动,以第三锥齿轮43为拨叉拨动与第三锥齿轮43啮合的第一锥齿轮41、第二锥齿轮42做转向相同、转速相等的运动,所述第一锥齿轮41的轴44的旋转经由第二齿轮传动机构8传递至所述第一差速器5的第二半轴52,所述第二锥齿轮42的轴45的旋转经由所述第一齿轮传动机构7传递至所述第一差速器5的第一半轴51。因为所述第一齿轮传动机构7和所述第二齿轮传动机构8的传动比大小相等、方向相反,所以传递至第一差速器5的第一半轴51和第二半轴52处的运动转速大小相等、方向相反,根据差速器的工作原理,2n0=n1+n2(n0表示差速器壳体的转速,n1表示第一半轴的转速,n2表示第二半轴的转速),可以得出第一差速器壳体53处的转速为零,即,在第一差速器壳体53处无实质输出。
[0040] 当同时存在第一输入和第二输入时,上述两种运动状态同时存在,两种运动状态相叠加,但并不影响第一输入的实质传递结果。由此,利用同一机构,实现了两个输入、一个输出,平台的转动在第一差速器壳体处输出为零,仅第三锥齿轮43的轴46围绕其轴线的旋转引起在第一差速器壳体处的实质输出。
[0041] 图3示出了图2所示的动力传输装置的实施方式的具体结构图。为了更清楚地呈现动力传输装置的内部结构,仅部分绘出了平台3和机架2。中心轴9上端连接于平台3;下端安装于机架2的底部,作为第二齿轮传动机构8的第三正齿轮81的轴。在第一差速器壳体53上一体形成有齿轮,可以输出第一差速器壳体53的旋转,或反之,可以由电机等动力机构带动第一差速器壳体53旋转。
[0042] 图1、图2和图3所示的动力传输装置可以根据需要选择不同的输入端和输出端。例如,锥齿轮传动机构4的第三锥齿轮43的轴46作为输入端而第一差速器壳体53作为输出端,由此可以实现从平台上的水平轴输入能量并在固定端输出能量,同时平台可以自由旋转,调整水平轴的角度位置,但不会对能量的传输产生影响。反之,可以将第一差速器壳体53作为输入端,将锥齿轮传动机构4的第三锥齿轮43的轴46作为输出端,由此可以实现从固定端输入能量并从设置在旋转平台上的水平轴输出能量,其中,平台可以自由旋转,调整水平轴的角度位置,但不会对能量的传输产生任何影响。在此,可以将该动力传输装置用于塔吊,由电机驱动第一差速器壳体旋转,将平台上的第三锥齿轮43的轴46用作吊臂,通过该动力传输装置,吊臂可以不受限制地自由旋转。
[0043] 图4和图5分别示出了根据本发明的非同轴布置的动力传输装置的另一实施方式。为了清晰起见,图4和图5中略去了与图1至3中相同的各个部件的附图标记,其附图标记可以参见图1至3。在图4和图5中标出了锥齿轮传动机构4的锥齿轮、传动机构的各个正齿轮的旋转方向,其中, 表示齿轮从图纸外向图纸内转动,⊙表示齿轮从图纸内向图纸外转动。
[0044] 下面根据图4和图5所示的实施例详细说明动力传输装置的另一实施方式的工作原理。在该实施方式中,所述动力传输装置还包括第三差速器5’,所述第二锥齿轮42的轴45的旋转经由第三传动机构传递至所述第三差速器5’的第一半轴51’,所述第一锥齿轮41的轴44的旋转经由第四传动机构传递至所述第三差速器5’的第二半轴52’,第三传动机构由第一正齿轮71和与第一正齿轮71啮合的另一正齿轮73构成,另一正齿轮73的轴与第三差速器5’的第一半轴51’形成为一体,第四传动机构由相互啮合的第五正齿轮84和第六正齿轮85构成,第五正齿轮84的轴与第二传动机构8的第三正齿轮83的轴形成为一体,第六正齿轮
85的轴与第三差速器5’的第二半轴52’形成为一体。第一正齿轮71与另一正齿轮73的齿数比等于第五正齿轮84与第六正齿轮85的齿数比。
[0045] 图4中示出了仅存在第一输入的状况,所述第三锥齿轮43的轴46围绕其水平轴线旋转,通过第三锥齿轮43同时与第一锥齿轮41、第二锥齿轮42的啮合,形成第一锥齿轮41、第二锥齿轮42转向相反、转速相等的运动状态。然后该运动经由两条平行的传递路径分别传递至第一差速器5的第一半轴51和第二半轴52;同时,该运动经由另外两条平行的传递路径分别传递至第三差速器5’的第一半轴51’和第二半轴52’。
[0046] 具体而言:
[0047] 一方面,所述第一锥齿轮41的轴44的旋转经由第二齿轮传动机构8的第三正齿轮81、惰轮82、第四正齿轮83传递至所述第一差速器5的第二半轴52,所述第二锥齿轮42的轴
45的旋转经由所述第一齿轮传动机构7的第一正齿轮71、第二正齿轮72传递至所述第一差速器5的第一半轴51,因为所述第一齿轮传动机构7和所述第二齿轮传动机构8的传动比大小相同、方向相反,所以在第一差速器5的第一半轴51和第二半轴52处的转速大小相等、方向相同,根据差速器的工作原理,2n0=n1+n2(n0表示差速器壳体的转速,n1表示第一半轴的转速,n2表示第二半轴的转速),可以得出第一差速器壳体53旋转,即,在第一差速器壳体53处有实质输出。
[0048] 另一方面,所述第一锥齿轮41的轴44的旋转经由第二齿轮传动机构8的第五正齿轮84、第六正齿轮85传递至所述第三差速器5’的第二半轴52’,所述第二锥齿轮42的轴45的旋转经由所述第一齿轮传动机构7的第一正齿轮71、另一正齿轮73传递至所述第三差速器5’的第一半轴51’。因为第六正齿轮84与第五正齿轮85的齿数比和第一正齿轮71与另一正齿轮73的齿数比选择为相同,所以在第三差速器5’的第一半轴51’和第二半轴52’处的转速大小相等,另外如图所示,在第三差速器5’的第一半轴51’和第二半轴52’处的转速方向相反,根据差速器的工作原理,2n0=n1+n2(n0表示差速器壳体的转速,n1表示第一半轴的转速,n2表示第二半轴的转速),可以得出第三差速器壳体53’的转速为零,即,在第三差速器壳体
53’处无实质输出。
[0049] 由上可见,在仅存在第一输入时,在第一差速器壳体53处有实质输出,在第三差速器壳体53’处无实质输出。
[0050] 图5示出了仅存在第二输入的状况,平台3围绕竖直轴线转动,继而通过支承于平台上的第三锥齿轮的轴46并通过第三锥齿轮43同时与第一锥齿轮41、第二锥齿轮42的啮合,形成以第三锥齿轮43为拨叉拨动第一锥齿轮41、第二锥齿轮42转向相同、转速相等的运动状态。然后该运动经由两条平行的传递路径分别传递至第一差速器5的第一半轴51和第二半轴52;同时,该运动经由另外两条平行的传递路径分别传递至第三差速器5’的第一半轴51’和第二半轴52’。
[0051] 具体而言:
[0052] 一方面,所述第一锥齿轮41的轴44的旋转经由第二齿轮传动机构8的第三正齿轮81、惰轮82、第四正齿轮83传递至所述第一差速器5的第二半轴52,所述第二锥齿轮42的轴
45的旋转经由所述第一齿轮传动机构7的第一正齿轮71、第二正齿轮72传递至所述第一差速器5的第一半轴51,因为所述第一齿轮传动机构7和所述第二齿轮传动机构8的传动比大小相同、方向相反,所以在第一差速器5的第一半轴51和第二半轴52处的转速大小相等、方向相反,根据差速器的工作原理,2n0=n1+n2(n0表示差速器壳体的转速,n1表示第一半轴的转速,n2表示第二半轴的转速),可以得出第一差速器壳体53的转速为零,即,在第一差速器壳体53处没有实质输出。
[0053] 另一方面,所述第一锥齿轮41的轴44的旋转经由第二齿轮传动机构8的第五正齿轮84、第六正齿轮85传递至所述第三差速器5’的第二半轴52’,所述第二锥齿轮42的轴45的旋转经由所述第一齿轮传动机构7的第一正齿轮71、另一正齿轮73传递至所述第三差速器5’的第一半轴51’。因为第五正齿轮84与第六正齿轮85的齿数比和第一正齿轮71与另一正齿轮73的齿数比选择为相同,所以在第三差速器5’的第一半轴51’和第二半轴52’处的转速大小相等,另外如图所示,在第三差速器5’的第一半轴51’和第二半轴52’处的转速方向相同,根据差速器的工作原理,2n0=n1+n2(n0表示差速器壳体的转速,n1表示第一半轴的转速,n2表示第二半轴的转速),可以得出第三差速器壳体53’旋转,即,在第三差速器壳体53’处有实质输出。
[0054] 由上可见,在仅存在第二输入时,在第一差速器壳体53处无实质输出,在第三差速器壳体53’处有实质输出。
[0055] 当同时存在第一输入和第二输入时,上述两种运动状态同时存在,两种运动状态相叠加。
[0056] 优选地,可在机架2内设置一个电动机,用于驱动第三差速器5’的壳体旋转。在此,经由与根据图4和图5所述的路径相反的路径,第三差速器5’壳体的旋转引起平台3的旋转,但不会引起水平轴46绕其水平轴线的旋转。由此,经由所述动力传输装置,可以通过设置于机架内的电动机驱动上方的平台旋转,调整平台的方位。
[0057] 上面参照附图对本发明进行了具体的描述。但是,本领域技术人员应该理解,上面的具体描述仅仅是举例性质的,用于说明性的目的,并非是用来限制本发明的保护范围。本发明的保护范围仅由所附的权利要求书限定。得益于本发明的教导,本领域技术人员在不超出本发明保护范围的情况下可以根据具体情况对本发明做出各种变型、修改或者替换,这些变型、修改或者替换落入本发明的保护范围。