[發(fā)明專利]一種基于短齒齒形的回轉(zhuǎn)式平地機(jī)工作裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110131152.1
• 申請(qǐng)日: 2011-05-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102212996A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳仁智;奚鷹;林志育
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): E02F3/815
• 分類號(hào): E02F3/815;E02F3/85
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于短齒齒形的回轉(zhuǎn)式平地機(jī)工作裝置。

背景技術(shù)

平地機(jī)是一種利用鏟（刮）刀平整地面的土方機(jī)械，鏟刀（體）以及為保證鏟刀（體）完成多樣性作業(yè)任務(wù)的其他裝置的總成通常稱為平地機(jī)工作裝置，以鏟刀（體）為工作主體的工作裝置具有六個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)。平地機(jī)工作裝置由擺架、牽引架、回轉(zhuǎn)（機(jī)構(gòu)）裝置和鏟刀（體）總成等組成。擺架安裝在前車架的擺軌上，可以繞擺軌轉(zhuǎn)動(dòng)，并用液壓油缸與牽引架連接，實(shí)現(xiàn)鏟刀（體）的上下運(yùn)動(dòng)和擺動(dòng)（牽引架前端為球鉸）。牽引架前端設(shè)計(jì)為球鉸（允許轉(zhuǎn)動(dòng)），同時(shí)通過(guò)牽引架把牽引力從前機(jī)架傳遞至鏟刀，牽引架后端通過(guò)導(dǎo)板把回轉(zhuǎn)齒圈托舉在牽引架的下部（當(dāng)采用回轉(zhuǎn)支承作為回轉(zhuǎn)裝置時(shí)，用螺栓固定），并允許回轉(zhuǎn)齒圈（或回轉(zhuǎn)支承）作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。回轉(zhuǎn)（機(jī)構(gòu)）裝置由液壓馬達(dá)、蝸輪蝸桿減速箱、回轉(zhuǎn)齒圈（或回轉(zhuǎn)支承）等組成。其中，液壓馬達(dá)與蝸桿軸連接，再與蝸輪蝸桿減速箱組成一體，安裝在牽引架上，蝸輪蝸桿減速實(shí)現(xiàn)減速增扭（采用蝸輪蝸桿減速的目的是既實(shí)現(xiàn)大的減速比，又使減速箱高度不至太高），蝸輪裝有同軸的小齒輪，小齒輪與回轉(zhuǎn)齒圈嚙合（再次減速增扭），帶動(dòng)回轉(zhuǎn)齒圈（或回轉(zhuǎn)支承）運(yùn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)齒圈（或回轉(zhuǎn)支承）再帶動(dòng)鏟刀（體）作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（理論上可以實(shí)現(xiàn)360⁰回轉(zhuǎn)）。鏟刀（體）總成由支架、角位器和鏟刀等組成。支架焊接在回轉(zhuǎn)齒圈上（或用螺栓固定聯(lián)接在回轉(zhuǎn)支承上），角位器固定在支架的角位器安裝軸上，利用液壓油缸來(lái)調(diào)整鏟刀角度；鏟刀還與水平液壓油缸連接，可以沿滑塊和滑軌襯套滑動(dòng)，通過(guò)油缸的伸縮來(lái)實(shí)現(xiàn)鏟刀的左右移動(dòng)。（為方便下面的表述，把鏟刀（體）或鏟刀（體）總成均稱為鏟刀）。

當(dāng)鏟刀推（刮）的土壤較多并同時(shí)實(shí)行鏟刀的回轉(zhuǎn)時(shí)，回轉(zhuǎn)齒圈上的扭（轉(zhuǎn)）矩就要求較大。從回轉(zhuǎn)（機(jī)構(gòu)）裝置實(shí)現(xiàn)的回轉(zhuǎn)齒圈上的扭矩分析：液壓馬達(dá)軸上的輸出扭矩，經(jīng)蝸輪蝸桿減速（可以稱為第一級(jí)減速），再由（小齒輪與蝸輪同軸）小齒輪與回轉(zhuǎn)齒圈嚙合（減速）（可以稱為第二級(jí)減速）得到回轉(zhuǎn)齒圈上的扭（轉(zhuǎn)）矩。當(dāng)蝸輪蝸桿減速比（第一級(jí)減速）一定時(shí)，盡可能的增加小齒輪與回轉(zhuǎn)齒圈（第二級(jí)減速）的減速比對(duì)回轉(zhuǎn)齒圈上的輸出扭矩就至關(guān)重要。

增加小齒輪與回轉(zhuǎn)齒圈（第二級(jí)減速）的減速比的方法一是增加回轉(zhuǎn)齒圈的尺寸（直徑），二是減少小齒輪的齒數(shù)。回轉(zhuǎn)齒圈的尺寸（直徑）增大受到結(jié)構(gòu)上的限制，并且回轉(zhuǎn)齒圈的齒輪強(qiáng)度要滿足彎曲、接觸疲勞強(qiáng)度要求和耐磨損的要求等；減少小齒輪的齒數(shù)，采用漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)齒形，會(huì)受到根切（齒數(shù)小于17）的限制，即使采用齒輪變位（徑向變位齒輪與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相比，其模數(shù)、齒數(shù)、分度圓和基圓均無(wú)變化；但是正變位時(shí)分度圓齒厚增大，齒根圓和齒頂圓也相應(yīng)增大；負(fù)變位則與正變位相反）等措施，并允許齒輪產(chǎn)生一定量的根切，在保證小齒輪與回轉(zhuǎn)齒圈嚙合連續(xù)、平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)的條件下，小齒輪的齒數(shù)也難以減少到一個(gè)較小的值。另外，回轉(zhuǎn)齒圈和小齒輪的齒形就是采用一種非標(biāo)的齒形，小齒輪的齒數(shù)可以減少到一個(gè)較小的值（常見(jiàn)的小齒輪齒數(shù)為6齒）。

目前，整體式回轉(zhuǎn)齒圈大多采用鋼板切割，齒形采用的是非標(biāo)的齒形,由仿形切割（或插齒）等加工而成。當(dāng)回轉(zhuǎn)齒圈的齒輪不能通過(guò)熱處理使其達(dá)到一定的強(qiáng)度時(shí)，回轉(zhuǎn)齒圈的齒輪在載荷較大時(shí)，就易于變形、磨損，齒輪根部易于產(chǎn)生裂紋等疲勞破壞現(xiàn)象。回轉(zhuǎn)齒圈采用整體鍛造（由于結(jié)構(gòu)尺寸大，對(duì)鍛造設(shè)備和技術(shù)要求高）,回轉(zhuǎn)齒圈的齒輪部分進(jìn)行一定的熱處理后，會(huì)顯著改進(jìn)其強(qiáng)度和耐磨損的性能。但回轉(zhuǎn)齒圈和小齒輪的齒形仍是采用仿形切割（或插齒）減少小齒輪的齒數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比時(shí)，其加工的齒形質(zhì)量通常是不易保證的（并且加工成本也不低），由于是一種非標(biāo)的齒形，小齒輪與回轉(zhuǎn)齒圈嚙合連續(xù)、平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)的要求也難以保證（實(shí)際上，由于回轉(zhuǎn)齒圈的回轉(zhuǎn)速度相對(duì)較慢，即使有一定的不連續(xù)，也不易顯現(xiàn)）。

采用回轉(zhuǎn)支承式的回轉(zhuǎn)齒圈，齒輪可以采用漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)齒形，但小齒輪的齒數(shù)難以減少到一個(gè)較小的值，增加的扭矩就會(huì)前移至蝸輪蝸桿上，易于出現(xiàn)蝸輪蝸桿的疲勞損壞。

為了解決上述以回轉(zhuǎn)（機(jī)構(gòu)）裝置為核心的回轉(zhuǎn)式平地機(jī)工作裝置存在的問(wèn)題，提出一種基于短齒齒形的回轉(zhuǎn)（機(jī)構(gòu)）裝置，使回轉(zhuǎn)式平地機(jī)工作裝置的質(zhì)量和性能得到極大的提升。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于短齒齒形的回轉(zhuǎn)式平地機(jī)工作裝置。