專利名稱：用于泵的模塊化齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于改變機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速的變速系統(tǒng)，尤其涉及一種用于泵的模塊化齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可靈活選擇齒輪減速比和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。
背景技術(shù)：
用于傳送流體的機(jī)械泵用在多種可能需要各種動(dòng)力源以進(jìn)行工作的應(yīng)用中。例如，工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中的泵可由交流(AC)電動(dòng)馬達(dá)有效地提供動(dòng)力。安裝在移動(dòng)裝置或礦用設(shè)備上的泵根據(jù)能利用的設(shè)備可能需要由有刷直流(DC)電機(jī)、無(wú)刷直流電機(jī)或液壓馬達(dá)來(lái)提供動(dòng)力。通常，這些馬達(dá)具有不同的運(yùn)行特征，尤其是在給定功率下的轉(zhuǎn)速。此外，根據(jù)特定的功能應(yīng)用、流率要求、所泵送液體的粘度以及工作溫度的范圍，泵必須滿足寬范圍的功率和轉(zhuǎn)矩條件。所述必須條件不是總能預(yù)先獲知的。
理論上，泵應(yīng)當(dāng)適于連接到多種動(dòng)力源組。不幸的是，許多泵不適于這種方式，并且其應(yīng)用受到限制。通常，旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸接收來(lái)自馬達(dá)的動(dòng)力和轉(zhuǎn)矩以便傳遞給泵。中間齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)將由馬達(dá)提供的轉(zhuǎn)速降低為泵所需要的轉(zhuǎn)速。由于這些參數(shù)的范圍很寬，先前的泵通常都包括馬達(dá)專用齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。這降低了將泵用于多種應(yīng)用和多種馬達(dá)的靈活性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的幾個(gè)目的和特征是提供一種用于傳遞動(dòng)力并針對(duì)不同的速度和動(dòng)力需求進(jìn)行減速的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)；提供一種適于各種馬達(dá)的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)；提供一種用于單級(jí)工作模式或者多級(jí)工作模式的模塊化齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)；提供一種可抑制磨損的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)；以及提供一種工作可靠的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。
總的來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的模塊化齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)將動(dòng)力從具有旋轉(zhuǎn)輸出軸的馬達(dá)傳遞給需要?jiǎng)恿Σ⒕哂行D(zhuǎn)傳動(dòng)軸的裝置。該系統(tǒng)包括適于與所述馬達(dá)和所述裝置大致相鄰地安裝的齒輪箱，該齒輪箱限定一空腔。第一齒輪組組件可容納在該空腔內(nèi)并可操作性地連接在所述馬達(dá)輸出軸和所述裝置的傳動(dòng)軸之間，以用于將動(dòng)力從輸出軸傳遞到傳動(dòng)軸并在所述軸之間產(chǎn)生第一轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，使得該傳動(dòng)軸以與該馬達(dá)輸出軸不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。第二齒輪組組件可容納在該空腔內(nèi)并可操作性地與第一齒輪組串聯(lián)連接，以用于傳遞動(dòng)力并產(chǎn)生第二轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。該系統(tǒng)可構(gòu)造成1)單級(jí)模式，其中在所述空腔內(nèi)容納有第一齒輪組組件但沒(méi)有第二齒輪組組件，以便產(chǎn)生第一轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)；或者2)多級(jí)模式，其中第一齒輪組組件和第二齒輪組組件都容納在所述空腔內(nèi)并操作性地串聯(lián)連接在馬達(dá)輸出軸和裝置的傳動(dòng)軸之間，以便產(chǎn)生結(jié)合了第一和第二調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。
另一方面，本發(fā)明的方法改變齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的工作模式，以用于改變當(dāng)在馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)輸出軸和需要?jiǎng)恿Φ难b置的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸之間傳遞動(dòng)力時(shí)由齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)提供的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。該齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)包括緊固在馬達(dá)上的齒輪箱，該齒輪箱限定一容納有至少一個(gè)齒輪組組件的空腔。此方法包括將齒輪箱從馬達(dá)上拆下以得以接近(出入)所述空腔的步驟以及改變由齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)提供的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的步驟。將一個(gè)或多個(gè)齒輪組組件與所述至少一個(gè)齒輪組組件串聯(lián)安裝在所述空腔內(nèi)以增加齒輪傳動(dòng)的級(jí)數(shù)，或者將兩個(gè)或更多齒輪組組件中的至少一個(gè)齒輪組組件從所述空腔中去除以減少齒輪傳動(dòng)的級(jí)數(shù)。所述空腔內(nèi)的齒輪組組件與所述馬達(dá)的輸出軸或者不同的馬達(dá)的輸出軸相連。齒輪箱緊固在所述馬達(dá)或者所述不同的馬達(dá)上。
下面將部分地說(shuō)明并指出本發(fā)明的其它目的和特征。


圖1是與泵和馬達(dá)組裝在一起的根據(jù)本發(fā)明的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的透視圖；圖2是圖1的組件的俯視圖；圖3是圖1組件的正視圖；圖4是示出齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的部件的分解透視圖；圖5是圖1的組件的端視圖，其中局部被去除；圖6是單級(jí)模式中的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的端視圖；圖7是沿圖6中的線7-7的剖視圖；圖8是多級(jí)模式中的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的端視圖；圖9是沿圖8中的線9-9的剖視圖；圖10是第一行星齒輪組組件的端視圖，其中部分去除以示出內(nèi)部結(jié)構(gòu)；圖11是圖10的第一行星齒輪組組件的側(cè)視圖；圖12是第二行星齒輪組組件的端視圖，其中部分去除以示出內(nèi)部結(jié)構(gòu)；圖13是圖12的第二行星齒輪組組件的側(cè)視圖；圖14是齒輪組墊圈的端視圖；圖15是圖14的齒輪墊圈的側(cè)視圖；圖16是單級(jí)模式中用于將馬達(dá)連接到第一齒輪組組件的轉(zhuǎn)接器的端視圖；圖17是沿圖16中的線17-17的剖視圖；圖18是馬達(dá)的側(cè)視圖；圖19是馬達(dá)輸出軸的端視圖；圖20是泵的傳動(dòng)軸的側(cè)視圖；圖21是用于連接第一齒輪組組件和泵的傳動(dòng)軸的連接器的側(cè)視圖；圖22是與圖4類似的分解圖，但其具有不同類型的馬達(dá)；以及圖23示意性地示出對(duì)第一齒輪組組件和傳動(dòng)軸之間的不對(duì)齊進(jìn)行補(bǔ)償?shù)倪B接器。
在整個(gè)附圖中，相同的參考符號(hào)指示相同的部件。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參見(jiàn)附圖尤其是圖1和4，根據(jù)本發(fā)明的模塊化齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例整體上由標(biāo)號(hào)30示出。齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)30將動(dòng)力從馬達(dá)32傳遞到需要?jiǎng)恿σ赃M(jìn)行工作的裝置34。在示出的實(shí)施例中，裝置34包括泵。然而，應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，該裝置可以是任何需要?jiǎng)恿Φ难b置。齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)30操作性地連接在馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)輸出軸36和泵的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸38之間。該齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)所述軸之間的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得傳動(dòng)軸38以與馬達(dá)輸出軸36不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)并且承載不同的轉(zhuǎn)矩。齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)30包括齒輪箱40、第一齒輪組組件42(例如行星齒輪組組件)和可選的第二齒輪組組件44。
齒輪箱40包括具有基本為圓筒狀的內(nèi)壁46的殼體(圖7)，其在齒輪箱內(nèi)限定了一空腔。如下所述，齒輪箱為一個(gè)、兩個(gè)或更多齒輪組組件提供了公用殼體。齒輪箱的第一端48適于安裝到馬達(dá)32上，而第二端50適于安裝到泵34上。這樣安裝以后(如圖1-3所示)，齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)30、馬達(dá)32和泵34就形成了一緊湊的組件。齒輪箱40優(yōu)選地由適合的剛性材料例如鋁合金一體鑄造而成。可將用于減輕重量的空隙(未示出)設(shè)置在齒輪箱40內(nèi)承受小載荷的位置，從而不會(huì)因在該空隙缺乏材料而降低齒輪箱的結(jié)構(gòu)的完整性。
齒輪箱的馬達(dá)端48(圖6和圖7)具有安裝結(jié)構(gòu)52，所述安裝結(jié)構(gòu)包括帶有用于容納緊固件56(圖4)的開(kāi)口54的突出部，以便將齒輪箱連接到馬達(dá)上。安裝結(jié)構(gòu)52對(duì)應(yīng)于兩種不同的馬達(dá)布置成兩種不同的構(gòu)型。在圖4和圖6所示的具體實(shí)施例中，安裝結(jié)構(gòu)52的三角形布置(間隔120度)容納了三個(gè)緊固件56，并將齒輪箱安裝到DC馬達(dá)32上。這種布置對(duì)應(yīng)于示例性的DC馬達(dá)，具體如Motor Appliance Coporation，BrushlessMotor Company of St.Loius，Missouri，USA銷售的34系列或36系列永磁無(wú)刷馬達(dá)。參照?qǐng)D22，安裝結(jié)構(gòu)52的矩形布置(間隔90度)容納了四個(gè)緊固件56，并將齒輪箱安裝到AC馬達(dá)58上。這種布置對(duì)應(yīng)于示例性的AC馬達(dá)，具體如Marathon Electric Manufacturing Corporation ofWausau，Wisconsin，USA銷售的AC馬達(dá)。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，也可以將安裝結(jié)構(gòu)52布置成其它形式，或者使用既適合DC馬達(dá)又適合AC馬達(dá)的單個(gè)公用安裝結(jié)構(gòu)52。
齒輪箱殼體40的馬達(dá)端48具有一(凹)槽60(圖4和6)，該槽適于容納與馬達(dá)32的外殼相接合的O型密封圈62。齒輪箱殼體的馬達(dá)端48的一大致為圓形的開(kāi)口64的尺寸設(shè)計(jì)成在該齒輪箱與馬達(dá)分離的情況下，有利于迅速將齒輪組組件42、44插入到空腔中或者從該空腔中取出。
齒輪箱殼體40的泵端50具有一大致為圓形的開(kāi)口66，該開(kāi)口小于馬達(dá)端的開(kāi)口。鄰接開(kāi)口66的安裝邊緣68具有多個(gè)用于容納緊固件72(圖4)的帶螺紋的緊固件開(kāi)口70，以便將第一齒輪組組件42固定在齒輪箱內(nèi)。四個(gè)帶有用于容納緊固件78的開(kāi)口76的安裝突耳74從殼體的泵端50沿側(cè)向突出出來(lái)，以便將齒輪箱連接到泵上。矩形鍵80(圖6)沿空腔的內(nèi)壁46軸向延伸，以便與各齒輪組組件42、44上的相應(yīng)鍵槽82對(duì)齊(對(duì)準(zhǔn))，并防止齒輪組組件相對(duì)于齒輪箱40轉(zhuǎn)動(dòng)。應(yīng)當(dāng)理解，具有不同類型或形狀的殼體或者安裝布置的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，或者不直接安裝到馬達(dá)或泵上的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)都不脫離本發(fā)明的范圍。
所示實(shí)施例的泵34的功能是將潤(rùn)滑油從貯油器(未示出)輸送到任何需要潤(rùn)滑的機(jī)構(gòu)。該泵可通過(guò)泵行程往復(fù)運(yùn)動(dòng)并具有噴射器84，該噴射器84延伸進(jìn)入可泵送的產(chǎn)品的供應(yīng)源以泵送所述產(chǎn)品。泵34包括具有一體式安裝結(jié)構(gòu)88的泵殼體86(圖4)，齒輪箱40可緊固到該安裝結(jié)構(gòu)88上。傳動(dòng)軸38由泵殼體中的軸承90支承而轉(zhuǎn)動(dòng)(圖5)并與偏心器92相連接，該偏心器使泵管(未示出)相對(duì)于固定的柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而輸送確定量的潤(rùn)滑劑。有關(guān)該泵的結(jié)構(gòu)和工作方式的更多細(xì)節(jié)，可參考2000年8月15日公開(kāi)的標(biāo)題為“泵”的US專利No.6,102,676，所述專利在此被結(jié)合以作參考。應(yīng)當(dāng)理解，其它泵或裝置也不脫離本發(fā)明的范圍。
第一齒輪組組件42容納在齒輪箱40內(nèi)并操作性地連接馬達(dá)輸出軸36和泵的傳動(dòng)軸38，以將動(dòng)力從輸出軸傳遞到傳動(dòng)軸。第一齒輪組組件42在所述軸之間產(chǎn)生第一轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，使得傳動(dòng)軸38以與馬達(dá)輸出軸36不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)并承載不同的轉(zhuǎn)矩。該調(diào)節(jié)取決于齒輪組組件中齒輪的布置和尺寸。通常，該調(diào)節(jié)是降低轉(zhuǎn)速并相應(yīng)地增大轉(zhuǎn)矩。然而，也可將齒輪布置成提高輸出速度而減小轉(zhuǎn)矩、使輸出方向顛倒或者不進(jìn)行調(diào)節(jié)—即僅僅傳遞動(dòng)力而基本不改變轉(zhuǎn)速。
參照?qǐng)D10-13，第一齒輪組組件42的實(shí)施例是行星齒輪組，該行星齒輪組包括位于中心的太陽(yáng)(齒)輪94、多個(gè)(優(yōu)選三或四個(gè))均具有向外的齒的行星齒輪96、外齒圈98以及行星齒輪架100，所述外齒圈98包圍所述行星齒輪并具有可由所述行星齒輪嚙合的向內(nèi)的齒，所述行星齒輪架100將行星齒輪保持在相對(duì)于太陽(yáng)輪和齒圈的合適的位置上。行星齒輪96在齒圈98內(nèi)側(cè)在繞太陽(yáng)輪“行走”的同時(shí)繞自身的軸線自由轉(zhuǎn)動(dòng)。該組件的減速比通常在3∶1至7∶1之間，但也可以在該范圍之外。太陽(yáng)輪94與從組件的一側(cè)延伸出來(lái)的在外部設(shè)有鍵槽(齒槽、齒條、花鍵)的短軸102相連。短軸102由太陽(yáng)輪94支承并以馬達(dá)輸出軸36的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，該短軸可與該太陽(yáng)輪形成一體。在組件42的另一側(cè)設(shè)有在內(nèi)部設(shè)有鍵槽的插口104以用于與泵連接。該插口104與齒輪架100形成一體，并以已被齒輪組組件相對(duì)于馬達(dá)輸出軸的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過(guò)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。外齒圈98上設(shè)有用于容納緊固件72的緊固件孔106，以便將齒輪組組件固定在齒輪箱內(nèi)。上述鍵槽82位于外齒圈98中以用于容納齒輪箱的鍵80并防止外齒圈相對(duì)于齒輪箱轉(zhuǎn)動(dòng)。
齒輪組組件的一個(gè)示例為行星齒輪組組件，具體如Matex Products，Inc.of Cleveland，Ohio，USA分銷的Model LGU 75-M燒結(jié)金屬組件。Matex Co.，Ltd.Of Osaka，Japan的US專利No.4,617,839、No.4,674,360以及No.5,098,358中公開(kāi)了類似的齒輪組組件。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可使用其它樣式和類型的齒輪組組件，包括非行星齒輪組組件。
第二齒輪組組件44(圖12和圖13)可容納在齒輪箱殼體40的空腔內(nèi)并操作性地與第一齒輪組組件串聯(lián)，以用于傳遞動(dòng)力并產(chǎn)生第二轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。第二齒輪組組件44基本與第一齒輪組組件42(例如行星齒輪組組件)相同，但該第二齒輪組組件具有一在內(nèi)部設(shè)有鍵槽的插口108以及一相對(duì)的中心插口110，插口108用于容納第一齒輪組組件的短軸102，插口110用于容納馬達(dá)的輸出軸36。可將第二齒輪組組件44的齒輪設(shè)置成能對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述調(diào)節(jié)或者與第一齒輪組組件42所提供的調(diào)節(jié)相同或與之不同。
在第一、第二齒輪組組件42、44的外齒圈98之間與所述外齒圈直接接合地安裝有環(huán)形墊圈112(圖14和圖15)。墊圈112由合適的硬質(zhì)材料例如金屬或更優(yōu)選地輕質(zhì)塑料制成。該墊圈包含用于容納齒輪箱的鍵80的鍵槽82以及用于容納緊固件72的緊固件孔106。
本系統(tǒng)30可構(gòu)造成不同的模式。第一種是單級(jí)模式(圖7)齒輪箱40內(nèi)容納有第一齒輪組組件42而沒(méi)有第二齒輪組組件44，用以產(chǎn)生第一轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。第二種是多級(jí)模式(圖5和圖9)第一齒輪組組件42和第二齒輪組組件44都容納在齒輪箱40內(nèi)，并操作性地串聯(lián)連接在馬達(dá)輸出軸36和泵的傳動(dòng)軸38之間，用以產(chǎn)生結(jié)合了第一和第二調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的，總減速比通常是各級(jí)減速比的乘積。使用者可以根據(jù)需要?jiǎng)恿Φ难b置(例如泵)的具體功能要求和/或具體馬達(dá)的要求，選擇相應(yīng)的齒輪傳動(dòng)組組件組合以獲得所需要的減速比。還應(yīng)理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，多級(jí)模式可包括在齒輪箱中設(shè)置三個(gè)或更多齒輪組組件。
當(dāng)將系統(tǒng)構(gòu)造成單級(jí)模式時(shí)，轉(zhuǎn)接器(適配器)114(圖16和17)將馬達(dá)輸出軸36和第一齒輪組組件42相連。該轉(zhuǎn)接器114包括套筒，該套筒的相對(duì)端部的尺寸和形狀設(shè)計(jì)成可容納馬達(dá)輸出軸36以及第一齒輪組組件的短軸102。轉(zhuǎn)接器114具有內(nèi)花鍵(齒條、齒槽、鍵槽)116并可具有任何適當(dāng)?shù)耐庑?。值得注意的是，齒輪箱40的空腔在單級(jí)模式下只含有一個(gè)齒輪組。這與其中齒輪箱包含兩個(gè)或更多齒輪組但只有一個(gè)齒輪組用于接合并完全工作的單級(jí)系統(tǒng)相比，重量更輕并且工作更可靠。
參見(jiàn)圖18和19，馬達(dá)輸出軸36具有第一連接部118和第二連接部120，第一連接部118用于在構(gòu)造成單級(jí)模式時(shí)接合齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)30并將動(dòng)力傳遞給該齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，第二連接部120用于在構(gòu)造成多級(jí)模式時(shí)接合齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)并將動(dòng)力傳遞給該齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。輸出軸的第一連接部118包括帶有外花鍵122的軸段，該外花鍵122與轉(zhuǎn)接器114的內(nèi)花鍵116接合。
輸出軸的第二連接部120包括在其一側(cè)部上具有平面124的軸段。除了平面124外，該軸段的橫截面大致為圓形。該橫截面形狀與第二齒輪組組件44的中心插口110相對(duì)應(yīng)以便容納在其中。第二連接部120離馬達(dá)32的距離比離第一連接部118的距離遠(yuǎn)。通過(guò)設(shè)置所述第一和第二連接部，馬達(dá)就可連接到齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)而不必考慮齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的模式并能可互換地用于不同模式。
優(yōu)選實(shí)施例中泵的傳動(dòng)軸38(圖20)可圍繞與第一齒輪組組件42的齒輪組軸線128(圖11)相對(duì)應(yīng)的中心軸線126轉(zhuǎn)動(dòng)。傳動(dòng)軸38的形狀為成階梯的圓柱形，其中的鍵130用于連接泵內(nèi)的偏心器92。在傳動(dòng)軸的一端設(shè)有插口132(圖20)。該插口132具有較寬的部分134和較窄的部分136，其中至少較窄的部分上設(shè)有鍵槽。中心軸線126和齒輪組軸線128是大致對(duì)齊的，并且在理想狀態(tài)下應(yīng)當(dāng)重合。然而，馬達(dá)、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)和泵的各部分的公差的累積可導(dǎo)致對(duì)預(yù)期對(duì)齊的輕微偏離。實(shí)際上，中心軸線和齒輪組軸線的偏離可達(dá)到0.012英寸。
在一個(gè)實(shí)施例中，包括連接軸的連接器138(圖21)將第一齒輪組組件42與傳動(dòng)軸38相連接，并用于對(duì)中心軸線126和齒輪組軸線128的不對(duì)齊進(jìn)行補(bǔ)償。連接軸包括鄰近其一個(gè)端部以用于接合傳動(dòng)軸的第一傳動(dòng)部140，以及鄰近其相對(duì)的端部以用于接合第一齒輪組組件42的第二傳動(dòng)部142。第一傳動(dòng)部140在外部設(shè)有鍵槽，并且該傳動(dòng)部的尺寸設(shè)計(jì)成能容納到泵傳動(dòng)軸的插口132中—具體為該插口的較窄部分136中。第二傳動(dòng)部142在外部設(shè)有鍵槽，并且該傳動(dòng)部的尺寸設(shè)計(jì)成能容納到第一齒輪組組件42的插口104中。第一和第二傳動(dòng)部沿軸向隔開(kāi)距離D(圖23)。例如，該間距D可在0.5至3.0英寸之間，優(yōu)選為大約1.5英寸。
如果泵傳動(dòng)軸的中心軸線126和齒輪組軸線128不對(duì)齊，則連接軸138彌補(bǔ)該不對(duì)齊。連接器上的軸向間距可以減小形成于連接器138和軸線126、128之間的夾角A(在圖23中放大并示意性地示出)，從而形成比無(wú)顯著軸向間距的連接器所形成的角小的角。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，連接器的軸向間距將角A從2.0至3.5度減小到了0.4度。這可減少系統(tǒng)在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的徑向“擺動(dòng)”，抑制接合部件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)自動(dòng)對(duì)齊并減少對(duì)連接器、傳動(dòng)軸和第一齒輪組組件的磨損。因此，連接器138提高了耐久性和工作的可靠性。
本發(fā)明的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)30在使用時(shí)能夠選擇較大范圍的減速比以及多種類型的馬達(dá)。根據(jù)具有期望減速比的齒輪組組件，可選擇單級(jí)模式或多級(jí)模式。
如果需要改變工作模式以變更由齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)提供的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，則將齒輪箱40從馬達(dá)32上松開(kāi)以得以接近空腔。然后使用者可通過(guò)將齒輪組組件與已容納在空腔內(nèi)的齒輪組組件42串聯(lián)安裝來(lái)增加齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的級(jí)數(shù)?；蛘撸褂谜呖赏ㄟ^(guò)從空腔內(nèi)去除齒輪組組件以減少齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)來(lái)減少齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的級(jí)數(shù)。然后，使用者可將馬達(dá)輸出軸36與空腔內(nèi)的齒輪組組件相連。如果空腔內(nèi)安裝有一個(gè)以上的齒輪組組件，則將馬達(dá)的輸出軸直接插入齒輪組組件上相應(yīng)的插口110中。如果空腔內(nèi)只有一個(gè)齒輪組組件，則使用中間轉(zhuǎn)接器114來(lái)將馬達(dá)輸出軸36與第一齒輪組組件42的短軸102相連接。然后，使用者再將齒輪箱緊固到馬達(dá)32上。如果使用者還希望更換馬達(dá)-例如將DC馬達(dá)32換成AC馬達(dá)58或相反，則可通過(guò)放置在與新馬達(dá)對(duì)應(yīng)的不同位置安裝結(jié)構(gòu)52中的緊固件來(lái)將齒輪箱容易地連接到新馬達(dá)上。
綜上所述，可見(jiàn)本發(fā)明的多個(gè)目的已經(jīng)實(shí)現(xiàn)并且可獲得其它優(yōu)勢(shì)。
在介紹本發(fā)明或本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的部件時(shí)，詞語(yǔ)“一”、“該”和“所述”是指一個(gè)或者多個(gè)部件。術(shù)語(yǔ)“包括”、“含有”和“具有”都是包含性的，其表示除了所列出的部件外可能還包括其它部件。
在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行各種變型，上述說(shuō)明中包含的所有內(nèi)容和附圖中示出的內(nèi)容僅是示例性而非限定性的。
權(quán)利要求
1.一種用于將動(dòng)力從具有旋轉(zhuǎn)輸出軸的馬達(dá)傳遞到需要?jiǎng)恿Σ⒕哂行D(zhuǎn)傳動(dòng)軸的裝置的模塊化齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括適于與所述馬達(dá)和所述裝置大致相鄰地安裝的齒輪箱，所述齒輪箱限定一空腔；第一齒輪組組件，該第一齒輪組組件可容納在所述空腔內(nèi)并可操作性地連接在所述馬達(dá)輸出軸和所述裝置的傳動(dòng)軸之間，以用于將動(dòng)力從輸出軸傳遞到傳動(dòng)軸并在所述軸之間產(chǎn)生第一轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，使得該傳動(dòng)軸以與馬達(dá)輸出軸不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)；以及第二齒輪組組件，該第二齒輪組組件可容納在所述空腔內(nèi)并可操作性地與第一齒輪組組件串聯(lián)連接，以用于傳遞動(dòng)力并產(chǎn)生第二轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)；其中，該系統(tǒng)可構(gòu)造成1)單級(jí)模式，其中在所述空腔內(nèi)容納有第一齒輪組組件但沒(méi)有第二齒輪組組件，以便產(chǎn)生第一轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)；或者2)多級(jí)模式，其中第一齒輪組組件和第二齒輪組組件都容納在所述空腔內(nèi)并操作性地串聯(lián)連接在所述馬達(dá)輸出軸和所述裝置的傳動(dòng)軸之間，以便產(chǎn)生結(jié)合了第一和第二調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。
2.一種如權(quán)利要求1所述的模塊化齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，其結(jié)合有所述裝置，其中所述裝置為泵。
3.一種如權(quán)利要求1所述的模塊化齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，其結(jié)合有所述馬達(dá)的輸出軸，其中所述輸出軸具有第一連接部和第二連接部，該第一連接部用于在所述齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)造成單級(jí)模式時(shí)接合該齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)并將動(dòng)力傳遞到該齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，該第二連接部用于在所述齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)造成多級(jí)模式時(shí)接合該齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)并將動(dòng)力傳遞到該齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。
4.一種如權(quán)利要求3所述的模塊化齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述輸出軸的第一連接部包括具有外花鍵的軸段。
5.一種如權(quán)利要求4所述的模塊化齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，還包括轉(zhuǎn)接器，以用于在所述系統(tǒng)構(gòu)造成單級(jí)模式時(shí)將所述馬達(dá)輸出軸和所述第一齒輪組組件相連。
6.一種如權(quán)利要求3所述的模塊化齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述輸出軸的第二連接部包括其上有平面的軸段。
7.一種如權(quán)利要求1所述的模塊化齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述裝置的傳動(dòng)軸可圍繞中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第一齒輪組組件可圍繞齒輪組軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，該中心軸線和該齒輪組軸線大致對(duì)齊并重合。
8.一種如權(quán)利要求7所述的模塊化齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于將所述第一齒輪組組件和所述裝置的傳動(dòng)軸相連并在它們之間傳遞動(dòng)力和轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的連接器，該連接器構(gòu)造成對(duì)所述中心軸線和所述齒輪組軸線之間的不對(duì)齊進(jìn)行補(bǔ)償。
9.一種如權(quán)利要求8所述的模塊化齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述連接器包括具有用于接合所述傳動(dòng)軸的第一傳動(dòng)部和用于接合所述第一齒輪組組件的第二傳動(dòng)部的軸段，所述第一和第二傳動(dòng)部大致位于該軸段的相反的端部并相隔一軸向間距，使得該連接器在所述中心軸線和所述齒輪組軸線不對(duì)齊時(shí)彌補(bǔ)該不對(duì)齊。
10.一種如權(quán)利要求1所述的模塊化齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述齒輪箱具有用于將該齒輪箱安裝到馬達(dá)上的緊固件開(kāi)口，所述開(kāi)口包括布置成對(duì)應(yīng)于兩種不同的馬達(dá)的兩種不同安裝構(gòu)型的開(kāi)口。
11.一種改變齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的工作模式的方法，以用于改變當(dāng)在馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)輸出軸和需要?jiǎng)恿Φ难b置的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸之間傳遞動(dòng)力時(shí)由該齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)提供的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，所述齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)包括緊固在馬達(dá)上的齒輪箱，該齒輪箱限定一容納有至少一個(gè)齒輪組組件的空腔，所述方法包括以下步驟將齒輪箱從馬達(dá)上拆下以得以接近所述空腔；通過(guò)將多個(gè)齒輪組組件中的一個(gè)與所述至少一個(gè)齒輪組組件串聯(lián)安裝在所述空腔內(nèi)以增加齒輪傳動(dòng)的級(jí)數(shù)，或者通過(guò)將兩個(gè)或更多齒輪組組件中的至少一個(gè)齒輪組組件從所述空腔中去除以減少齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的級(jí)數(shù)，來(lái)改變由所述齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)提供的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)；將所述空腔內(nèi)的齒輪組組件與所述馬達(dá)的輸出軸或者不同的馬達(dá)的輸出軸相連；和將齒輪箱緊固到所述馬達(dá)或者所述不同的馬達(dá)上。
12.一種如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括使用連接器將所述齒輪組組件中的一個(gè)齒輪組組件與所述裝置的傳動(dòng)軸相連，該連接器構(gòu)造成為對(duì)所述一個(gè)齒輪組組件和所述傳動(dòng)軸之間的不對(duì)齊進(jìn)行補(bǔ)償。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于將動(dòng)力從馬達(dá)傳遞到需要?jiǎng)恿σ怨ぷ鞯难b置例如泵的模塊化齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括齒輪箱以及可連接在馬達(dá)輸出軸和泵的傳動(dòng)軸之間的第一和第二行星齒輪組組件。本系統(tǒng)可構(gòu)造成單級(jí)模式或者多級(jí)模式，在該單級(jí)模式下第一齒輪組組件容納在齒輪箱內(nèi)以便在所述軸之間產(chǎn)生轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，在該多級(jí)模式下第一和第二齒輪組組件都容納在齒輪箱內(nèi)并串聯(lián)連接以便產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。該系統(tǒng)可靈活用于不同的速度和動(dòng)力要求并適合多種馬達(dá)。
文檔編號(hào)F16H37/04GK1768218SQ200480008397
公開(kāi)日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2004年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月28日
發(fā)明者L·J·迪卡洛 申請(qǐng)人:林肯工業(yè)公司