吳林地 吳銘 葉榮

摘要：目前的各種機(jī)械架構(gòu)設(shè)備中，能夠進(jìn)行平行移動(dòng)的機(jī)構(gòu)已經(jīng)非常的常見，例如絲桿結(jié)構(gòu)、氣缸驅(qū)動(dòng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等，各種結(jié)構(gòu)都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，其中，氣缸驅(qū)動(dòng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)通常使用氣缸、電機(jī)對(duì)移動(dòng)裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，而氣缸通常需要電磁閥控制，電機(jī)也需要在通電狀態(tài)下進(jìn)行，其在小型的移動(dòng)機(jī)構(gòu)中使用并不方便。本文提出了一種手動(dòng)齒輪齒條移動(dòng)裝置，通過手動(dòng)扳動(dòng)把手實(shí)現(xiàn)單向移動(dòng)，并通過限定條的設(shè)置，使移動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠回復(fù)到起始的位置，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，適用于小型機(jī)械裝置。

關(guān)鍵詞：手動(dòng)式;齒輪齒條;移動(dòng)機(jī)構(gòu)

0? 引言

齒輪是能相互嚙合的有齒的機(jī)械零件，它在機(jī)械傳動(dòng)及整個(gè)機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用非常廣泛。齒輪齒條傳動(dòng)與帶傳動(dòng)相比主要有以下優(yōu)點(diǎn)：①傳遞動(dòng)力大、效齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn);齒輪傳動(dòng)用來傳遞任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，其圓周速度可達(dá)到300m/s，傳遞功率可達(dá)105kW，齒輪直徑可從不到1mm到150m以上，是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣的一種機(jī)械傳動(dòng);②壽命長(zhǎng)、工作平穩(wěn)、可靠性高;③能保證恒定的傳動(dòng)比，能傳遞任意夾角兩軸間的運(yùn)動(dòng)[1]。

在文獻(xiàn)[2]提出一種新型移動(dòng)裝置，該新型移動(dòng)裝置包括基座、設(shè)置在基座上且用以移動(dòng)的滑板、用于驅(qū)動(dòng)滑板移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)組件、及用于連接基座與驅(qū)動(dòng)組件的傳動(dòng)組件，傳動(dòng)組件包括設(shè)置在基座上的齒條、與齒條嚙合且與驅(qū)動(dòng)組件連接的齒輪，驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)齒輪與齒條嚙合移動(dòng)，用以驅(qū)動(dòng)滑板移動(dòng)，然而該實(shí)用新型移動(dòng)裝置需要通過電機(jī)對(duì)齒輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)，然而在電網(wǎng)業(yè)務(wù)中外出作業(yè)時(shí)，無從接電，導(dǎo)致無法啟動(dòng)機(jī)構(gòu)，因此裝置不夠靈活方便，需研制一種可通過手動(dòng)來實(shí)現(xiàn)齒輪齒條移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，方便外出作業(yè)[3]。

1? 裝置的設(shè)計(jì)

為了克服目前氣缸驅(qū)動(dòng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)通常使用氣缸、電機(jī)對(duì)移動(dòng)裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，而氣缸通常需要電磁閥控制，電機(jī)也需要在通電狀態(tài)下進(jìn)行，其在小型的移動(dòng)機(jī)構(gòu)中使用并不方便等問題，本文研制了一種手動(dòng)齒輪齒條移動(dòng)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)主要包括齒條、移動(dòng)槽、齒輪和把手，齒條設(shè)于移動(dòng)槽內(nèi);齒輪從外至內(nèi)包括外輪、轉(zhuǎn)動(dòng)輪和軸輪，轉(zhuǎn)動(dòng)輪分別與外輪和軸輪轉(zhuǎn)動(dòng)連接，轉(zhuǎn)動(dòng)輪上設(shè)有貫通的限定槽，限定槽從外至內(nèi)包括滑行槽和定位槽，定位槽內(nèi)設(shè)有固定于軸輪上的磁鐵塊，滑行槽內(nèi)設(shè)有能被磁鐵塊吸引的彈性鎖定機(jī)構(gòu)，外輪的內(nèi)圓設(shè)有與彈性鎖定機(jī)構(gòu)相配合的鎖定槽，齒輪與齒條嚙合并通過軸輪與移動(dòng)槽連接;把手與移動(dòng)槽旋轉(zhuǎn)連接，且把手上設(shè)有撥動(dòng)塊，撥動(dòng)塊端部與齒輪抵接，如圖1所示。

本機(jī)構(gòu)使用時(shí)，扳動(dòng)把手，由于把手上設(shè)有撥動(dòng)塊，且撥動(dòng)塊端部與齒輪抵接，因此在正向扳動(dòng)把手的同時(shí)齒輪也會(huì)被帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，由于齒輪從外至內(nèi)包括外輪、轉(zhuǎn)動(dòng)輪和軸輪，當(dāng)把手扳動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，首先外輪會(huì)旋轉(zhuǎn)，并且外輪與轉(zhuǎn)動(dòng)輪之間的摩擦力較大，并由于彈性鎖定機(jī)構(gòu)與鎖定槽之間鎖定，因此在外輪旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)輪內(nèi)的限定槽也會(huì)跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)定位槽內(nèi)的磁鐵塊與定位槽的一側(cè)抵接后，此時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)輪會(huì)停止運(yùn)動(dòng)，并且磁鐵塊會(huì)吸引彈性鎖定機(jī)構(gòu)，使得彈性鎖定機(jī)構(gòu)脫離鎖定槽，此時(shí)，把手繼續(xù)扳動(dòng)，外輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，由于齒輪與齒條嚙合并通過軸輪與移動(dòng)槽連接，因此移動(dòng)槽會(huì)沿著齒條的平行移動(dòng)，當(dāng)扳手扳到底部，需要往回扳動(dòng)時(shí)，此時(shí)齒輪也會(huì)被帶動(dòng)往回旋轉(zhuǎn)，但由于外輪與轉(zhuǎn)動(dòng)輪之間的摩擦力較大，此時(shí)的限定槽會(huì)隨著轉(zhuǎn)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)也發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，磁鐵塊會(huì)慢慢脫離吸引位置，與定位槽的另一側(cè)抵接，由于彈性鎖定機(jī)構(gòu)失去吸引力后，得彈性鎖定機(jī)構(gòu)又會(huì)與鎖定槽配合將外輪與轉(zhuǎn)動(dòng)輪鎖定，當(dāng)外輪被鎖定后，齒輪即不發(fā)生旋轉(zhuǎn)，因此在把手往回扳動(dòng)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)齒輪回轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，因此移動(dòng)槽也不會(huì)往回移動(dòng)，當(dāng)把手往回扳到底，再朝正向扳動(dòng)時(shí)，移動(dòng)槽又可以往前移動(dòng)，如此反復(fù)，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)槽在齒條上的單向移動(dòng)。

本裝置設(shè)計(jì)中加入了以下特征：①定位槽包括儲(chǔ)存槽和與滑行槽連接的連接槽，磁鐵塊設(shè)于儲(chǔ)存槽內(nèi)，且寬度小于儲(chǔ)存槽的寬度，定位槽包括儲(chǔ)存槽和連接槽，連接槽設(shè)置在儲(chǔ)存槽一側(cè)的頂端，用于連接儲(chǔ)存槽和滑行槽，在把手正向扳動(dòng)時(shí)，磁鐵塊會(huì)與儲(chǔ)存槽設(shè)有連接槽的一側(cè)抵接，此時(shí)磁鐵塊與連接槽和滑行槽處于同一直線，因此可以吸引彈性鎖定機(jī)構(gòu)，由于磁鐵塊的寬度小于儲(chǔ)存槽的寬度，此時(shí)當(dāng)把手反向扳動(dòng)時(shí)，磁鐵塊會(huì)與儲(chǔ)存槽遠(yuǎn)離連接槽的一側(cè)抵接，此時(shí)磁鐵塊遠(yuǎn)離了連接槽和滑行槽，從而使得彈性鎖定機(jī)構(gòu)失去了吸引;②滑行槽包括彈簧槽和滑塊槽，滑塊槽的寬度大于彈簧槽的寬度，彈性鎖定機(jī)構(gòu)包括設(shè)于彈簧槽內(nèi)的彈簧和設(shè)于滑塊槽內(nèi)的滑塊，在彈性鎖定機(jī)構(gòu)被吸引時(shí)，滑塊會(huì)由于吸引力向下移動(dòng)，并與鎖定槽脫開，此時(shí)的彈簧處于壓縮狀態(tài)，當(dāng)彈性鎖定機(jī)構(gòu)失去吸引之后，彈簧又向上回彈，將滑塊頂入鎖定槽內(nèi)，從而將外輪與轉(zhuǎn)動(dòng)輪鎖緊;③為了進(jìn)一步解決移動(dòng)機(jī)構(gòu)在單向移動(dòng)之后，無法回復(fù)到起始位置的問題，在儲(chǔ)存槽內(nèi)增設(shè)了限定條，且限定條另一端貫穿移動(dòng)槽并延伸于移動(dòng)槽外，當(dāng)齒輪正向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁鐵塊會(huì)將彈性鎖定機(jī)構(gòu)吸引，此時(shí)通過在移動(dòng)槽外撥動(dòng)限定條，限定條會(huì)插入磁鐵塊區(qū)域，使得磁鐵塊固定在儲(chǔ)存槽內(nèi)，此時(shí)當(dāng)齒輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，彈性鎖定機(jī)構(gòu)也不會(huì)失去磁鐵塊的吸引，外輪與轉(zhuǎn)動(dòng)輪也不會(huì)鎖緊，從而可以將移動(dòng)槽回復(fù)到起始的位置;④限定條位于移動(dòng)槽外的端部設(shè)有調(diào)節(jié)手，調(diào)節(jié)手方便撥動(dòng)限定條的插入與拔出;撥動(dòng)塊的端部設(shè)有缺口，當(dāng)把手正向扳動(dòng)時(shí)，撥動(dòng)塊的端部能夠抵住輪齒使其正向扳動(dòng)，當(dāng)把手反向扳動(dòng)時(shí)，由于齒輪不動(dòng)，撥動(dòng)塊也會(huì)通過扭簧的回彈力與齒輪的不同輪齒牢牢抵接;⑤外輪與轉(zhuǎn)動(dòng)輪之間設(shè)有摩擦層，摩擦層可以增加外輪與轉(zhuǎn)動(dòng)輪之間的摩擦力，使得外輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)更容易帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)輪。

2? 結(jié)束語

傳統(tǒng)齒輪齒條移動(dòng)機(jī)構(gòu)通常使用氣缸、電機(jī)對(duì)移動(dòng)裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，而氣缸通常需要電磁閥控制，電機(jī)也需要在通電狀態(tài)下進(jìn)行，其在小型的移動(dòng)機(jī)構(gòu)中或外出作業(yè)中使用并不方便。針對(duì)這些情況，本文提出了一種手動(dòng)齒輪齒條移動(dòng)裝置，通過手動(dòng)扳動(dòng)把手實(shí)現(xiàn)單向移動(dòng)，并通過限定條的設(shè)置，使移動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠回復(fù)到起始的位置，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，適用于小型機(jī)械裝置和外出作業(yè)，給基層工作帶來了極大的便利。

參考文獻(xiàn)：

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