CN116135443B - 一种单源多独立输出机械传动结构及一种夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单源多独立输出机械传动结构及一种夹具，属于机械加工领域，该传动结构包括动力轴，所述动力轴上套装有至少两个动力输出齿轮，所述动力轴与任一动力输出齿轮分别通过密码传动机构传动连接，所述密码传动机构通过是否触发密码动作呈现通断两种扭矩连接状态，所述动力轴通过不同密码动作触发对应密码传动机构实现输出扭矩至对应动力输出齿轮，该夹具采用该传动结构作为动力传递结构，大大减少了驱动部分的复杂程度，显著降低了结构体积，使得该夹具可以更容易安装在数控机床内，并给待加工阀体留出更多空间，也就使可加工的阀体体积更大，本申请采用副夹齿组件夹持较长的端部，使阀体可以稳定加工，进而提高了端面的加工精度。

Description

一种单源多独立输出机械传动结构及一种夹具

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体地说涉及一种仅使用单动力源和纯机械传动结构实现多路独立动力输出的单源多独立输出机械传动结构及使用该结构实现的一种夹具。

背景技术

三通阀体是一种广泛应用的管路零部件，常见的三通阀体结构具有三个管口的端部和与三个管口连通的阀体，一般常见的三通阀体是T字形，两个管口同轴设置，一个管口与之垂直。也有Y字构型的三通阀。本申请涉及的主要是T字构型的三通阀。三通阀体的三个管口分别具有法兰结构，法兰结构上具有若干个均布的固定安装通孔。法兰面和通孔都需要进行机加工以保证法兰面光滑、无瑕疵，位置精确，以满足与管道等连接的精度和密封性要求。这就要求三通阀体在制造过程中，需要对各个端部的通孔和法兰接触面进行精确加工。加工过程中就要使用夹具稳定可靠的夹持住三通阀体，并确保三通阀体各个法兰面的角度符合要求。

现有技术中采用的夹具采用一次对中加持，一次夹持加工一个端面，加工完毕后松开夹具并旋转阀体，再次紧固夹持，加工下一个端面，一个三通阀需要连续多次夹持、加工、松开、旋转角度、再夹持的循环，加工效率低下。而对于大型阀门，一个三通阀体就数十公斤重，工人在搬运、旋转阀门都非常费力，更导致加工效率低，每次装夹后均需调整对位，容易出现定位不准确的情况，影响加工精度端面加工精度低，尤其是法兰面相对角度误差加大，而对于大型阀门另一个重要问题就是其较大的重量，导致加工过程中夹持状态不稳定，容易出现加工过程中阀体移位，降低阀体加工质量，而另一方面，单纯提高夹持扭矩强度容易导致阀体表面和结构损坏，也影响产品质量。

综上，目前国内加工的大型三通阀整体质量堪忧。可见，现有的三通阀体装夹方案无法满足高精度、大批量的生产要求。而要使夹具夹持三通阀体进行多角度旋转就涉及多个驱动结构，各个驱动结构都需要单独的驱动电机进行驱动，但是，在数控车床的加工工位内，空间狭小，增加夹具的多套驱动电机和相关系统不仅仅增加体积，也明显增加了系统的复杂程度，导致系统的不可靠性增加，故障率提高，可维护性差，更影响因为增加了夹具体积，导致夹具占用了机床内有限的加工空间，使机床内剩余可以加工阀体的空间减少，进而影响可加工阀体的体积。

发明内容

本发明的目的在于克服上述传统技术的不足之处，提供一种能够只需要采用一个动力源就可以实现多路独立动力输出的机械传动机构，以及一种应用该单源多独立输出机械传动结构的夹具，实现夹具动力系统体积缩小，最大化可夹持阀体体积。

本发明的目的是通过以下技术措施来达到的：

一种单源多独立输出机械传动结构，包括动力轴，所述动力轴上套装有至少两个动力输出齿轮，其特征在于：所述动力轴与任一动力输出齿轮分别通过密码传动机构传动连接，所述密码传动机构通过是否触发密码动作呈现通断两种扭矩连接状态，所述动力轴通过不同密码动作触发对应密码传动机构实现输出扭矩至对应动力输出齿轮，其中，

动力轴，所述动力轴上设有滑槽以及至少一个轴拨块；

动力输出齿轮，动力输出齿轮上设有至少一个齿轮卡槽；

密码传动机构，包括第一密码盘、第二密码盘和至少一个滑块，所述第一密码盘上设有第一卡槽、第一主拨块和第一从拨块，所述第一从拨块朝向轴拨块方向并与一个轴拨块位置配合设置，所述第二密码盘上设有第二卡槽和第二从拨块，所述第二从拨块与第一主拨块位于同一周向半径且位于同一垂直轴向的横截面上；

所述滑块通过顶出弹簧套装于滑槽内，所述滑块挤压顶出弹簧后可以完全缩入滑槽内，一个轴拨块与一个或者两个第一密码盘的第一从拨块位置配合设置，所述第一密码盘、第二密码盘和动力输出齿轮依次套装于动力轴安装滑块的位置，所述滑块只有在动力输出齿轮的齿轮卡槽、第一密码盘的第一卡槽和第二密码盘的第二卡槽均旋转至滑块位置才可以弹出；

密码动作，由一个动力输出齿轮上的齿轮卡槽位置、对应的密码传动机构的第一密码盘上的第一卡槽、第一主拨块和第一从拨块、第二密码盘的第二卡槽和第二从拨块、以及动力轴上的滑块的物理位置所定义的旋转角度和顺序决定。

当动力轴需要传输扭矩至某一特定动力输出齿轮时，动力轴按照该动力输出齿轮对应的密码动作进行规定角度和方向、顺序的旋转，通过轴拨块拨动第一密码盘的第一从拨块、第一密码盘的第一主拨块拨动第二密码盘的第二从拨块，使第二密码盘的第二卡槽和动力输出齿轮上的齿轮卡槽重合，然后轴拨块反转继续从反方向拨动第一密码盘的第一从拨块，使第一密码盘上的第一卡槽与第二密码盘的第二卡槽和动力输出齿轮上的齿轮卡槽重合，此时滑块就可以弹出并卡入重合的第一卡槽、第二卡槽和齿轮卡槽，实现动力轴针对该齿轮的动力传输。

作为一种优选方案，所述齿轮卡槽具有一个动力槽边和一个退啮槽边，所述动力槽边与经过动力轴轴心的径向射线平行，所述退啮槽边与动力槽边成角设置，所述滑块伸出动力轴的一端具有双竖面段和斜面段，所述双竖面段的两个侧面平行设置，两个侧面中间的平行截面与动力轴轴心处于同一平面，所述斜面段具有一个传动侧面和一个退啮斜面，所述传动侧面与齿轮卡槽的动力槽边平行且配合设置，所述退啮斜面与退啮槽边平行且配合设置；所述动力槽边和退啮槽边的夹角为30°至60°之间。动力槽边和退啮槽边的夹角的最优选择是45°。两个侧面中间的平行截面与动力轴轴心处于同一平面使两个侧面在动力轴旋转过程中通过滑块的两个侧面给予第一密码盘和第二密码盘的扭矩始终是垂直于作用面，不会产生其他方向的分力。

当滑块弹出动力轴卡入齿轮卡槽后，动力轴由退啮斜面向传动侧面方向旋转，并使滑块的传动侧面与齿轮卡槽的动力槽边紧密贴合并推动动力输出齿轮旋转，输出扭矩；当需要解除扭矩输出时，动力轴反向旋转，即由传动侧面向退啮斜面方向旋转，并使滑块的退啮斜面与齿轮卡槽的退啮槽边紧密贴合并推动滑块缩回滑槽，扭矩传输停止，动力轴与动力输出齿轮的动力传输解除。齿轮卡槽的退啮槽边与滑块的退啮斜面都是倾斜设置，在受力中齿轮卡槽的退啮槽边对滑块的退啮斜面会产生指向动力轴轴心的分力，该分力会将滑块向动力轴推挤进入滑槽。相反，当滑块的传动侧面与齿轮卡槽的动力槽边扭矩接触时，因为传动侧面与动力槽边的方向与扭矩传输方向垂直，所以不会产生朝向动力轴轴心的分力，会持续推动动力输出齿轮旋转并输出扭矩。

作为一种优选方案，一个动力传输齿轮上设有两个齿轮卡槽，两个齿轮卡槽的动力槽边和退啮槽边设置方向相反。两个齿轮卡槽对应顺时针旋转和逆时针旋转两种不同方向的扭矩输出，同样，两个齿轮卡槽位于不同位置，造成两个齿轮卡槽对应形成的密码动作并不相同，所以不影响两个齿轮卡槽各自作用。

当动力轴按照密码动作转动时，意味着该密码动作对应一个密码传动机构和一个的动力传输齿轮上的一个齿轮卡槽，动力轴通过轴拨块拨动第一密码盘的第一从拨块、第一密码盘的第一主拨块拨动第二密码盘的第二从拨块、使第一密码盘的第一卡槽、第二密码盘的第二卡槽和动力输出齿轮的齿轮卡槽重合、并使滑块弹出卡入第一卡槽、第二卡槽和齿轮卡槽，所述动力轴由退啮斜面向传动侧面旋转时传动侧面对传动齿轮动力槽边施加驱动力并带动动力输出齿轮旋转，所述动力轴由传动侧面向退啮斜面方向旋转时退啮斜面被齿轮卡槽的退啮槽边推动压入动力轴的滑槽内，动力输出齿轮与动力轴的传动解除，随着动力轴上的轴拨块拨动第一密码盘进而拨动第二密码盘导致第一卡槽、第二卡槽和齿轮卡槽的重合状态解除、滑块缩回并停止对该动力输出齿轮的动力传输，当第一卡槽、第二卡槽和齿轮卡槽中任一卡槽不重合滑块均无法弹出、不会产生有动力轴向动力输出齿轮的动力输出，输出轴再次按照密码动作即转动时可以再次使第一卡槽、第二卡槽和齿轮卡槽重合时，重新恢复动力传输。

作为一种优选方案，所述动力轴上的滑槽设有垂直滑槽设置的导向槽，所述滑块上设有导向柱，所述导向柱滑动套装于导向槽内，所述滑块可以在顶出弹簧和动力输出齿轮的退啮槽边的作用下沿导向槽和滑槽滑动。

作为一种优选方案，两个动力输出齿轮相对设置，一个动力输出齿轮连接的密码传动机构与另一个动力输出齿轮的密码传动机构相对设置，所述轴拨块具有可以与两个密码传动机构的第一密码盘分别接触的两个端部，两个密码传动机构的密码动作不同。

作为一种优选方案，所述动力轴上套装有三个动力输出齿轮和三个密码传动机构，三个动力输出齿轮各与一个密码传动机构配合且密码传动机构的密码动作均不相同，三个动力输出齿轮分别是第一直齿轮、第二直齿轮和第三锥齿轮，三个密码传动机构分别是第一密码传动机构、第二密码传动机构和第三密码传动机构，所述动力轴上至少有两个轴拨块位于动力轴同一外周上不同位置，第一直齿轮与第一密码传动机构配合设置并与一个轴拨块配合，第二直齿轮和第二密码传动机构配合设置，第三锥齿轮和第三密码传动机构配合设置，位于动力轴同一外周上的两个轴拨块分别与第二密码传动机构和第三密码传动机构配合设置。

一种夹具，包括夹具基座、夹齿组件和夹持臂，所述夹持臂安装于夹具基座上，其特征在于：所述夹齿组件包括主夹齿组件和副夹齿组件，所述主夹齿组件安装于夹持臂远端，所述副夹齿组件安装于主夹齿组件与夹具基座之间的夹持臂上，所述主夹齿组件传动连接有垂直夹紧驱动装置和旋转驱动装置，所述副夹齿组件传动连接有副垂直驱动装置，所述夹具基座上设有上面所述的单源多独立输出机械传动结构，所述单源多独立输出机械传动结构具有三个动力输出齿轮，三个所述动力输出齿轮分别是第一直齿轮、第二直齿轮和第三锥齿轮，所述第一直齿轮与旋转驱动装置传动连接，所述第二直齿轮与副垂直驱动装置传动连接，所述第三锥齿轮分别与垂直夹紧驱动装置传动连接。

作为一种优选方案，所述夹持臂包括第一夹持臂和第二夹持臂，所述第一夹持臂和第二夹持臂平行设置，所述垂直夹紧驱动装置包括两个夹臂螺纹座、双向螺杆和螺杆锥齿轮，所述螺杆锥齿轮套装于双向螺杆中部并与第三锥齿轮传动连接，所述双向螺杆通过螺杆轴承转动安装于夹具基座上，所述双向螺杆的两端螺纹方向相反且分别套装于两个所述夹臂螺纹座上，两个所述夹臂螺纹座分别滑动安装于第一夹持臂和第二夹持臂上。单源多独立输出机械传动结构由步进电机或者伺服电机驱动，即可通过单源多独立输出机械传动结构的第三锥齿、螺杆锥齿轮、双向螺杆和夹臂螺纹座驱动两个夹持臂相对运动，夹紧阀体或者松开阀体。

作为一种优选方案，所述主夹齿组件包括第一主夹持组件和第二主夹持组件，所述第一主夹持组件安装于第一夹持臂远端，所述第二主夹持组件通过推力轴承转动安装于第二夹持臂远端，所述第一主夹持组件和第二主夹持组件相对设置，所述第一主夹持组件与旋转驱动装置传动连接；所述旋转驱动装置包括旋转驱动花键轴、第一锥齿轮、第二锥齿轮、中间驱动齿轮、旋转蜗杆和涡轮，所述旋转蜗杆和涡轮传动配合，所述涡轮通过夹齿旋转轴安装于第一主夹齿组件上，所述第二锥齿轮安装于旋转蜗杆远离涡轮的一端，所述第一锥齿轮滑动套装于旋转驱动花键轴上，所述第一锥齿轮和第二锥齿轮传动连接,所述中间驱动齿轮安装于旋转驱动花键轴另一端，所述中间驱动齿轮与单源多独立输出机械传动结构的第一直齿轮传动连接。

所述单源多独立输出机械传动结构由步进电机或者伺服电机驱动，即可以通过第一直齿轮驱动旋转驱动花键轴、第一锥齿轮、第二锥齿轮、旋转蜗杆和涡轮驱动主夹齿组件旋转，而主夹齿组件与副夹齿组件夹持阀体构成一个整体，也就会一起旋转，使阀体不同端面转至朝向加工刀具，且通过在主夹齿组件、副夹齿组件或者其他直接相连的部件上设置位置传感器或者计数器就可以准确判断旋转角度、位置并且实现精准控制，从而提高阀体加工精度。而位置传感器或者计数器都是机械行业常见控制精度部件和结构，不赘述。

作为一种优选方案，所述副夹齿组件包括两个辅助夹齿组件，两个所述辅助夹齿组件相对安置于第一夹持臂和第二夹持臂近端，所述副垂直驱动装置包括副夹持动力蜗杆、副夹持动力涡轮、中间涡轮轴、两个第五齿轮、两个第六齿轮、副夹持驱动花键轴、第五锥齿轮、第四锥齿轮、夹持蜗杆和夹持涡轮，所述夹持蜗杆与夹持涡轮传动配合，所述第四锥齿轮套装于夹持蜗杆远离夹持涡轮的一端，所述第五锥齿轮滑动套装于副夹持驱动花键轴上且与第四锥齿轮传动连接，所述夹持涡轮上设有与夹持轴螺纹配合的副夹持螺纹座并且所述副夹持螺纹座通过螺纹与夹持轴传动连接，所述夹持涡轮通过轴承安装于夹持臂的辅助夹持段，所述副夹持动力蜗杆与副夹持动力涡轮配合并传动连接，所述副夹持动力涡轮套装于中间涡轮轴中部，两个所述第五齿轮分别套装于中间涡轮轴的两端并分别与两个第六齿轮传动连接，所述第六齿轮套装于副夹持驱动花键轴一端，副夹持动力蜗杆上套装有第二付直齿轮，所述第二付直齿轮与单源多独立输出机械传动结构的第二直齿轮传动连接。

单源多独立输出机械传动结构由步进电机或者伺服电机驱动，既可以通过第二直齿轮、第二付直齿轮、副夹持动力蜗杆、副夹持动力涡轮、中间涡轮轴、第五齿轮和第六齿轮驱动两组副夹持传动组件同步相对动作，通过第五锥齿轮、第四锥齿轮、夹持蜗杆、夹持涡轮、副夹持螺纹座和夹持轴驱动夹持板伸缩，实现夹紧或松开阀体的一个端部。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的优点是：本发明公开了一种单源多独立输出机械传动结构及应用该结构的一种夹具，该单源多独立输出机械传动结构在动力轴上套装有多个动力输出齿轮，并通过多个密码传动机构传动连接不同动力输出齿轮，通过由密码传动机构定义的不同密码动作实现通过输出扭矩至任一动力输出齿轮，自身结构小巧，可以实现任一输出端正反双向输出扭矩，可以应用于任何需要多路输出动力且需要相互不干扰的传动系统，具有广泛应用前景，本申请还将该传动结构用于夹具，该夹具用于夹持三通阀体在机床上进行精准机加工，解决了三通阀体加工过程中需要人工多次取下调整加工面的问题，而且，本申请通过该传动机构与传感器或者计数器结合就可以准确判断旋转角度、位置并且实现精准控制，从而提高阀体加工精度。本申请中的旋转驱动装置由步进电机或者伺服电机驱动，通过旋转驱动装置和被动旋转组件配合使主夹齿组件和副夹齿组件在夹持阀体的情况下可以旋转任意角度，准确转动阀体至加工位置和角度，能够在不松开阀体夹持状态的情况下顺序转动并加工阀体的各个待加工端面，解决了多个断面加工需要反复装夹阀体的问题，显著提高了加工效率。

本申请在夹持臂上设有两个辅助夹持组件，通过辅助夹持驱动组件驱动两个所述辅助夹持组件同步相对运动，并夹持住阀体的第三个端面，使得阀体在加工过程中更加稳定，避免移位和晃动，从而进一步提高加工精度。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

附图1是本发明一种单源多独立输出机械传动结构实施例1的结构示意图。

附图2是本发明一种单源多独立输出机械传动结构实施例1的立体结构示意图。

附图3是本发明一种单源多独立输出机械传动结构实施例1的分解结构示意图。

附图4是本发明一种单源多独立输出机械传动结构实施例1中密码传动机构的分解结构示意图。

附图5是本发明一种单源多独立输出机械传动结构实施例1中密码传动机构另一角度的分解结构示意图。

附图6是本发明一种单源多独立输出机械传动结构实施例1中密码传动机构与动力输出齿轮的分解结构示意图。

附图7是本发明一种单源多独立输出机械传动结构实施例1中动力轴的结构示意图。

附图8是本发明一种单源多独立输出机械传动结构实施例1中第三锥齿轮上齿轮卡槽的结构示意图。

附图9是本发明一种夹具实施例2的结构示意图。

附图10是本发明一种夹具实施例2的部分分解结构示意图。

附图11是本发明一种夹具实施例2去除夹具基座部分的局部结构示意图。

附图12是本发明一种夹具实施例2去除夹具基座部分的另一视角局部结构示意图。

附图13是本发明一种夹具实施例2去除夹具基座部分的俯视视角局部结构示意图。

附图14是本发明一种夹具实施例2中垂直夹紧驱动装置及相关部分示意图。

附图15是本发明一种夹具实施例2中旋转驱动装置相关结构示意图。

附图16是本发明一种夹具实施例2中副垂直驱动装置及部分垂直夹紧驱动装置相关结构示意图。

具体实施方式

实施例1：本实施例中采用三组可正反方向输出动力的结构为例进行说明，按照本申请的说明，可以实现单向或者双向以及更少或更多动力输出组。如附图1至7所示，一种单源多独立输出机械传动结构，包括动力轴1，动力轴1上套装有若干个动力输出齿轮3，动力轴1与任一动力输出齿轮3分别通过密码传动机构2传动连接，密码传动机构2通过是否触发密码动作呈现通断两种扭矩连接状态，动力轴1通过不同密码动作触发对应密码传动机构2实现输出扭矩至对应动力输出齿轮3。动力输出齿轮3至少为两个，可以为更多个，只要每个动力输出齿轮3对应的密码传动机构2具有各不相同的密码动作就可以实现单独输出扭矩至任一动力输出齿轮3。任一动力输出齿轮3外周套设有动力齿轮轴承34。本实施例中采用三个动力输出齿轮3和三个密码传动机构2为例说明，但是本申请的传动机构可以适用于若干个需要单独输出动力和扭矩的场景，并不限于本申请所举实施例。

参看图3和图7，动力轴1，所述动力轴1上设有三个滑槽101、三个轴拨块102和两个安装凸沿104，每个滑槽101上均连通有与滑槽101侧壁垂直设置的导向槽103。安装凸沿104用于与卡箍等结构配合固定动力输出齿轮3和密码传动机构2的安装位置，此为常规设置，不赘述。图3中未显示动力齿轮轴承34。

参看图3至图6，动力输出齿轮，动力输出齿轮上设有两个齿轮卡槽301。一个齿轮卡槽301可以实现一个方向的旋转驱动，两个齿轮卡槽301就可以使动力输出齿轮实现正反双向输出，只要采用不同的密码动作使两个齿轮卡槽301分别与密码传动机构实现动力连接。

参看图3至图7，一个密码传动机构，包括第一密码盘201、第二密码盘202和至少一个滑块203，滑块203通过顶出弹簧204滑动安装于动力轴1的滑槽101内，滑块203的两侧对称设有导向柱2033，导向柱2033滑动安置于导向槽103内，导向柱2033包括两组，两组导向柱2033保证滑块203在滑槽101中可以准确的竖直上下滑动，而不会偏斜和滑动不畅，所述滑块203挤压顶出弹簧204后可以完全缩入滑槽101内；第一密码盘201上设有第一卡槽2011、第一主拨块2012和第一从拨块2013，第一主拨块2012和第一从拨块2013分别设置于第一密码盘201的两侧面，第一从拨块2013朝向轴拨块102方向并与一个轴拨块102位置配合设置；第二密码盘202上设有第二卡槽2021和第二从拨块2022，第二从拨块2022朝向第一主拨块2012且位置配合设置，第一密码盘201、第二密码盘202和动力输出齿轮依次套装于动力轴1安装滑块203的位置，滑块203只有在动力输出齿轮的齿轮卡槽301、第一密码盘201的第一卡槽和第二密码盘202的第二卡槽2021均旋转至滑块203位置才可以弹出。具体讲，第二从拨块2022与第一主拨块2012位于同一周向半径且位于同一垂直轴向的横截面上，使第一密码盘201转动过程中第一主拨块2012能够接触第二从拨块2022并可以带动第二密码盘202旋转。

密码动作，由一个动力输出齿轮上的齿轮卡槽301的位置、对应的密码传动机构的第一密码盘201上的第一卡槽2011、第一主拨块2012和第一从拨块2013、第二密码盘202的第二卡槽2021和第二从拨块2022、以及动力轴1上的滑块203的物理位置所定义的旋转角度和顺序决定。

密码传动机构转动说明：当动力轴1旋转时，轴拨块102遇到第一密码盘201的第一从拨块2013并带动第一密码盘201旋转，第一密码盘201的第一主拨块2012遇到第二密码盘202的第二从拨块2022后带动第二密码盘202也旋转。但是，只有在按照由动力输出齿轮上的齿轮卡槽301、第一密码盘201上的第一卡槽2011、第一主拨块2012和第一从拨块2013、第二密码盘202上的第二卡槽2021和第二从拨块2022组合而成的密码动作都符合，使齿轮卡槽301、第一卡槽2011以及第二卡槽2021重合才可以使滑块203卡入上述滑槽101，并传递动力和扭矩。而以上任一不重合，滑块203就无法卡入上述滑槽101，不会传递动力至动力输出齿轮。

参看图4至图6以及图8，齿轮卡槽301具有一个动力槽边3012和一个退啮槽边3011，动力槽边3012与经过动力轴1轴心的径向射线平行，退啮槽边3011与动力槽边3012成角设置；滑块203伸出动力轴1的一端具有双竖面段2032和斜面段2031，双竖面段2032的两个侧面平行设置，两个侧面中间的平行截面与动力轴1的轴心处于同一平面，斜面段2031具有一个传动侧面2031a和一个退啮斜面2031b，传动侧面2031a与齿轮卡槽301的动力槽边3012平行且配合设置，退啮斜面2031b与退啮槽边3011平行且配合设置；动力槽边3012和退啮槽边3011的夹角为30°至60°之间。动力槽边3012和退啮槽边3011的夹角优选为45°。

当动力轴1由动力槽边3012向退啮槽边3011方向旋转时，滑块203斜面段2031的退啮斜面2031b受到朝向动力轴1轴心方向的分力，使滑块203在动力输出齿轮的退啮槽边的作用下退压顶出弹簧沿导向槽103和滑槽101滑动，退回滑槽101内，扭矩传导断开，该动力传输齿轮不再传输动力。

参看图3、图6以及图8，一个动力传输齿轮上设有两个齿轮卡槽301，两个齿轮卡槽301的动力槽边3012和退啮槽边3011设置方向相反。两个齿轮卡槽301对应顺时针旋转和逆时针旋转两种不同方向的扭矩输出，同样，两个齿轮卡槽301位于动力传输齿轮内环的不同位置，使两个齿轮卡槽301对应形成的密码动作并不相同，所以不影响两个齿轮卡槽301各自作用。

在本实施例中，为了精简结构，缩小结构长度和体积，可以采取更加精简的安装结构，参看图1至图3以及图7，在动力轴1的端部采用两个动力输出齿轮相对设置，一个动力输出齿轮连接的密码传动机构与另一个动力输出齿轮的密码传动机构相对设置，两个轴拨块102位于动力轴1同一外周上不同位置，可以与两个密码传动机构的第一密码盘201分别接触，两个密码传动机构的密码动作不同。动力轴1中部的两个动力输出齿轮也可以采用该方法以实现进一步压缩结构长度的目的。

参看图1至图3以及图7，在本实施例中，动力轴1上套装有三个动力输出齿轮和三个密码传动机构，三个动力输出齿轮各与一个密码传动机构配合且密码传动机构的密码动作均不相同，三个动力输出齿轮分别是第一直齿轮31、第二直齿轮32和第三锥齿轮33，三个密码传动机构分别是第一密码传动机构21、第二密码传动机构22和第三密码传动机构23，动力轴1上设有三个轴拨块102，两个轴拨块102位于动力轴1同一外周上不同位置，分别对应第二密码传动机构22和第三密码传动机构23，第一直齿轮31与第一密码传动机构21配合设置并与轴拨块102配合，第二直齿轮32和第二密码传动机构22配合设置，另一轴拨块102对应第一密码传动机构21，第三锥齿轮33和第三密码传动机构23配合设置。

结构原理说明：动力轴1带动任一轴拨块转动，轴拨块触碰第一密码盘201的第一从拨块2013、并带动第一密码盘201旋转，第一密码盘201的第一主拨块2012触碰第二密码盘202的第二从拨块2022、并带动第二密码盘202旋转，使第二密码盘202的第二卡槽2021处于与动力输出齿轮3上的齿轮卡槽301重合的位置，然后动力轴1逆向旋转，继续通过轴拨块和第一从拨块2013带动第一密码盘201旋转至与第二密码盘202的第二卡槽2021以及与动力输出齿轮上的齿轮卡槽301重合的位置，然后再次反向旋转动力轴1使滑块203弹入重合的齿轮卡槽301、第一卡槽2011以及第二卡槽2021，并实现动力输出齿轮由该滑块203 的退啮槽边3011向动力槽边3012方向旋转的动力和扭矩传输。当动力输出需要停止并解除扭矩输出时，动力轴1反向即由动力槽边3012向退啮槽边3011方向旋转就可以通过滑块203退啮斜面2031b与退啮槽边3011作用力将滑块203重新推挤进入滑槽101，解除扭矩和动力输出；而随着动力轴1进行继续旋转，使该密码传动机构2失去配合，只有当动力轴1针对该密码传动机构2重新执行上述动作才会再次恢复动力和扭矩传输，同样的，对该动力输出齿轮3的反方向旋转和扭矩输出只需要执行针对反方向的齿轮卡槽301和密码传动机构2构成的密码动作即可。

只有在按照由动力输出齿轮上的齿轮卡槽301、第一密码盘201上的第一卡槽2011、第一主拨块2012和第一从拨块2013、第二密码盘202上的第二卡槽2021和第二从拨块2022组合而成的密码动作都符合，使齿轮卡槽301、第一卡槽2011以及第二卡槽2021重合后，滑块203才可以弹出滑槽101并卡入卡槽内，并传递动力和扭矩。而不执行密码动作时会造成以上各个结构紊乱、位置不重合，滑块203就无法卡入上述卡槽，不会传递动力至动力输出齿轮。

实施例2：参看附图9至图16，本实施例中公开一种夹具，用于夹持三通阀体进行三个端面机加工，包括夹具基座4、夹齿组件5和夹持臂6，夹持臂6安装于夹具基座4上，夹齿组件5包括主夹齿组件51和副夹齿组件52，主夹齿组件51安装于夹持臂6远端，夹持臂6远端即夹持臂6远离夹具基座4的一端，副夹齿组件52安装于主夹齿组件51与夹具基座4之间的夹持臂6上，主夹齿组件51传动连接有垂直夹紧驱动装置和旋转驱动装置，副夹齿组件52传动连接有副垂直驱动装置，夹具基座4上设有实施例1中所述的单源多独立输出机械传动结构，单源多独立输出机械传动结构具有三个动力输出齿轮，三个动力输出齿轮分别是第一直齿轮31、第二直齿轮32和第三锥齿轮33，第一直齿轮31与旋转驱动装置传动连接，第二直齿轮32与副垂直驱动装置传动连接，第三锥齿轮33与垂直夹紧驱动装置传动连接。

参看附图9至图14以及图16，夹持臂6包括第一夹持臂61和第二夹持臂62，第一夹持臂61和第二夹持臂62平行设置，垂直夹紧驱动装置包括两个夹臂螺纹座、双向螺杆63和螺杆锥齿轮64，两个夹臂螺纹座分别安装于两个夹臂螺纹座滑动块42上，夹具基座4上设有与夹臂螺纹座滑动块42配合的滑道41，两个夹臂螺纹座滑动块42通过滑道41与夹具基座4滑动连接，螺杆锥齿轮64套装于双向螺杆63中部并与第三锥齿轮33传动连接，双向螺杆63中部及螺杆锥齿轮64通过螺杆轴承转动安装于夹具基座4上，双向螺杆63的两端螺纹方向相反且分别套装于两个夹臂螺纹座上，两个夹臂螺纹座分别通过轴承安装于第一夹持臂61和第二夹持臂62上。单源多独立输出机械传动结构由步进电机或者伺服电机驱动，即可通过单源多独立输出机械传动结构的第三锥齿33、螺杆锥齿轮64、双向螺杆63和夹臂螺纹座驱动两个夹持臂6相对运动，并通过主夹齿组件51夹紧阀体或者松开阀体。

参看附图9至图14，主夹齿组件51包括第一主夹持组件511和第二主夹持组件512，第一主夹持组件511安装于第一夹持臂61远端，第二主夹持组件512通过推力轴承转动安装于第二夹持臂62远端，第一主夹持组件511和第二主夹持组件512相对设置，第一主夹持组件511与旋转驱动装置传动连接；旋转驱动装置包括旋转驱动花键轴71、第一锥齿轮72、第二锥齿轮73、中间驱动齿轮76、旋转蜗杆74和涡轮75，旋转蜗杆74和涡轮75传动配合，涡轮75通过夹齿旋转轴70安装于第一主夹齿组件511上，第二锥齿轮73安装于旋转蜗杆74远离涡轮75的一端，第一锥齿轮72滑动套装于旋转驱动花键轴71上，第一锥齿轮72和第二锥齿轮73传动连接,中间驱动齿轮76安装于旋转驱动花键轴71另一端，中间驱动齿轮76与单源多独立输出机械传动结构的第一直齿轮31通过主夹齿中间驱动组件传动连接。主夹齿中间驱动组件包括第一主驱蜗杆310、第一主驱蜗杆齿轮311、第二主驱中间轴77、第二主驱涡轮79、第二主驱齿轮78，第二主驱齿轮78套装于第二主驱中间轴77一端且与中间驱动齿轮76传动连接，第二主驱涡轮79套装于第二主驱中间轴77中部且与第一主驱蜗杆310传动连接，第一主驱蜗杆310一端套装第一主驱蜗杆齿轮311且第一主驱蜗杆齿轮311与第一直齿轮31传动连接。

单源多独立输出机械传动结构由步进电机或者伺服电机驱动，即可以通过第一直齿轮31驱动主夹齿中间驱动组件、中间驱动齿轮76、旋转驱动花键轴71、第一锥齿轮72、第二锥齿轮73、旋转蜗杆74和涡轮75驱动第一主夹持组件511旋转，而第一主夹持组件511和第二主夹持组件512夹持阀体构成一个整体，也就会使第一主夹持组件511第二主夹持组件512及中间夹持的阀体一起旋转，使阀体不同端面转至朝向加工刀具，且通过在主夹齿组件、副夹齿组件或者其他直接相连的部件上设置的位置传感器或者计数器就可以准确判断旋转角度、位置并且实现精准控制，从而提高阀体加工精度。而位置传感器或者计数器都是机械行业常见控制精度部件和结构，不赘述。

参看附图9至图14以及图16，副夹齿组件52包括两个辅助夹齿组件，两个辅助夹齿组件相对安置于第一夹持臂61和第二夹持臂62近端，即位于主夹齿组件51与夹具基座4之间，辅助夹齿组件包括辅助夹板521、夹持轴522和夹持涡轮523，辅助夹板521安装于夹持轴522上，夹持涡轮523轴心设置有螺纹孔，夹持轴522上设有螺纹且与夹持涡轮523的螺纹孔以螺纹配合，夹持涡轮523通过轴承安装于夹持臂6上。

参看附图9至图15，副垂直驱动装置包括副夹持驱动花键轴86、第五锥齿轮87、第四锥齿轮88、夹持蜗杆89、中间涡轮轴83、两个第五齿轮84、两个第六齿轮85、副夹持动力蜗杆81和副夹持动力涡轮82，夹持蜗杆89与夹持涡轮523传动配合，第四锥齿轮88套装于夹持蜗杆89远离夹持涡轮523的一端，第五锥齿轮87滑动套装于副夹持驱动花键轴86上且与第四锥齿轮88传动连接，第六齿轮85固定装于副夹持驱动花键轴86相向的一端，两个第五齿轮84分别套装于中间涡轮轴83的两端并分别与两个第六齿轮85传动连接，副夹持动力涡轮82套装于中间涡轮轴83中部，副夹持动力蜗杆81与副夹持动力涡轮82配合并传动连接，副夹持动力蜗杆81上套装有第二付直齿轮80，第二付直齿轮80与单源多独立输出机械传动结构的第二直齿轮32传动连接。

单源多独立输出机械传动结构由步进电机或者伺服电机驱动，即可以通过动力轴1、第二直齿轮32、第二付直齿轮80、副夹持动力蜗杆81、副夹持动力涡轮82、中间涡轮轴83、第五齿轮84和第六齿轮85驱动两组副夹持传动组件同步相对动作，通过第五锥齿轮87、第四锥齿轮88、夹持蜗杆89、夹持涡轮523和夹持轴522驱动辅助夹板521伸缩，针对夹具内侧的阀体的一个端部进行夹紧或松开。

该夹具的工作原理：将该夹具通过夹具基座4安装于数控机床上，首先将阀门置于主夹齿组件51上，通过伺服电机驱动单源多独立输出机械传动结构输出动力至垂直夹紧驱动装置，垂直夹紧驱动装置带动夹持臂6和主夹齿组件51夹紧三通阀体，此时三通阀体T字构型的中间阀口朝向数控机床的加工刀具，进行该阀口端面的加工，加工完毕后旋转驱动装置驱动主夹齿组件51及阀体做90°旋转，使一个未加工的阀口端面朝向数控机床的加工刀具，此时副垂直驱动装置动作，驱动副夹齿组件52夹紧转入的另一个阀口端，此时，由驱动副夹齿组件52夹紧一个阀口端而主夹齿组件51夹紧三通阀体的主体部分，即使三通阀体因为两端较长也可以保证稳定夹持，不会在阀口端面加工时出现晃动，等该阀口端面加工加工完成后，副夹齿组件52松开，旋转驱动装置驱动主夹齿组件51及阀体做反向180°旋转，将未加工的阀口端面朝向加工刀具，已加工的阀口端面则位于副夹齿组件52之间并被再次夹紧，并进行最后一个端面加工。上述加工过程全程只需要搬动三通阀体一次，而针对大型三通阀体，每一件都有几十公斤甚至上百公斤重量，每一次搬动都是很费体力和人工的，而本申请彻底解决了上述问题，尤其是，传统三通阀体的夹持仅仅夹持阀体主体部分，在针对阀体两长端阀口加工时会出现夹持稳定性差、阀体晃动的问题，而本申请采用副夹齿组件52夹持较长的端部，使阀体可以稳定加工，进而提高了端面的加工精度。本申请可以加工单个阀体不仅仅限于三通阀体，也可以加工四通阀体等具有多个需要加工端面的阀体。

Claims (10)

1.一种单源多独立输出机械传动结构，包括动力轴，所述动力轴上套装有至少两个动力输出齿轮，其特征在于：所述动力轴与任一动力输出齿轮分别通过密码传动机构传动连接，所述密码传动机构通过是否触发密码动作呈现通断两种扭矩连接状态，所述动力轴通过不同密码动作触发对应密码传动机构实现输出扭矩至对应动力输出齿轮，其中，

动力轴，所述动力轴上设有滑槽以及至少一个轴拨块；

动力输出齿轮，动力输出齿轮上设有至少一个齿轮卡槽；

密码传动机构，包括第一密码盘、第二密码盘和至少一个滑块，所述第一密码盘上设有第一卡槽、第一主拨块和第一从拨块，所述第一从拨块朝向轴拨块方向并与一个轴拨块位置配合设置，所述第二密码盘上设有第二卡槽和第二从拨块，所述第二从拨块与第一主拨块位于同一周向半径且位于同一垂直轴向的横截面上；

所述滑块通过顶出弹簧套装于滑槽内，所述滑块挤压顶出弹簧后可以完全缩入滑槽内，一个轴拨块与一个或者两个第一密码盘的第一从拨块位置配合设置，所述第一密码盘、第二密码盘和动力输出齿轮依次套装于动力轴安装滑块的位置，所述滑块只有在动力输出齿轮的齿轮卡槽、第一密码盘的第一卡槽和第二密码盘的第二卡槽均旋转至滑块位置才可以弹出；

密码动作，由一个动力输出齿轮上的齿轮卡槽位置、对应的密码传动机构的第一密码盘上的第一卡槽、第一主拨块和第一从拨块、第二密码盘的第二卡槽和第二从拨块、以及动力轴上的滑块的物理位置所定义的旋转角度和顺序决定。

2.根据权利要求1所述的一种单源多独立输出机械传动结构，其特征在于：

所述齿轮卡槽具有一个动力槽边和一个退啮槽边，所述动力槽边与经过动力轴轴心的径向射线平行，所述退啮槽边与动力槽边成角设置，所述滑块伸出动力轴的一端具有双竖面段和斜面段，所述双竖面段的两个侧面平行设置，两个侧面中间的平行截面与动力轴轴心处于同一平面，所述斜面段具有一个传动侧面和一个退啮斜面，所述传动侧面与齿轮卡槽的动力槽边平行且配合设置，所述退啮斜面与退啮槽边平行且配合设置；所述动力槽边和退啮槽边的夹角为30°至60°之间。

3.根据权利要求2所述的一种单源多独立输出机械传动结构，其特征在于：

一个动力传输齿轮上设有两个齿轮卡槽，两个齿轮卡槽的动力槽边和退啮槽边设置方向相反。

4.根据权利要求1所述的一种单源多独立输出机械传动结构，其特征在于：

所述动力轴上的滑槽设有垂直滑槽设置的导向槽，所述滑块上设有导向柱，所述导向柱滑动套装于导向槽内，所述滑块可以在顶出弹簧和动力输出齿轮的退啮槽边的作用下沿导向槽和滑槽滑动。

5.根据权利要求1所述的一种单源多独立输出机械传动结构，其特征在于：

两个动力输出齿轮相对设置，一个动力输出齿轮连接的密码传动机构与另一个动力输出齿轮的密码传动机构相对设置，所述轴拨块具有可以与两个密码传动机构的第一密码盘分别接触的两个端部，两个密码传动机构的密码动作不同。

6.根据权利要求1所述的一种单源多独立输出机械传动结构，其特征在于：

所述动力轴上套装有三个动力输出齿轮和三个密码传动机构，三个动力输出齿轮各与一个密码传动机构配合且密码传动机构的密码动作均不相同，三个动力输出齿轮分别是第一直齿轮、第二直齿轮和第三锥齿轮，三个密码传动机构分别是第一密码传动机构、第二密码传动机构和第三密码传动机构，所述动力轴上至少有两个轴拨块位于动力轴同一外周上不同位置，第一直齿轮与第一密码传动机构配合设置并与一个轴拨块配合，第二直齿轮和第二密码传动机构配合设置，第三锥齿轮和第三密码传动机构配合设置，位于动力轴同一外周上的两个轴拨块分别与第二密码传动机构和第三密码传动机构配合设置。

7.一种夹具，包括夹具基座、夹齿组件和夹持臂，所述夹持臂安装于夹具基座上，其特征在于：所述夹齿组件包括主夹齿组件和副夹齿组件，所述主夹齿组件安装于夹持臂远端，所述副夹齿组件安装于主夹齿组件与夹具基座之间的夹持臂上，所述主夹齿组件传动连接有垂直夹紧驱动装置和旋转驱动装置，所述副夹齿组件传动连接有副垂直驱动装置，所述夹具基座上设有权利要求1至6中任一的单源多独立输出机械传动结构，所述单源多独立输出机械传动结构具有三个动力输出齿轮，三个所述动力输出齿轮分别是第一直齿轮、第二直齿轮和第三锥齿轮，所述第一直齿轮与旋转驱动装置传动连接，所述第二直齿轮与副垂直驱动装置传动连接，所述第三锥齿轮分别与垂直夹紧驱动装置传动连接。

8.根据权利要求7所述的一种夹具，其特征在于：

所述夹持臂包括第一夹持臂和第二夹持臂，所述第一夹持臂和第二夹持臂平行设置，所述垂直夹紧驱动装置包括两个夹臂螺纹座、双向螺杆和螺杆锥齿轮，所述螺杆锥齿轮套装于双向螺杆中部并与第三锥齿轮传动连接，所述双向螺杆通过螺杆轴承转动安装于夹具基座上，所述双向螺杆的两端螺纹方向相反且分别套装于两个所述夹臂螺纹座上，两个所述夹臂螺纹座分别滑动安装于第一夹持臂和第二夹持臂上。

9.根据权利要求8所述的一种夹具，其特征在于：

所述主夹齿组件包括第一主夹持组件和第二主夹持组件，所述第一主夹持组件安装于第一夹持臂远端，所述第二主夹持组件通过推力轴承转动安装于第二夹持臂远端，所述第一主夹持组件和第二主夹持组件相对设置，所述第一主夹持组件与旋转驱动装置传动连接；所述旋转驱动装置包括旋转驱动花键轴、第一锥齿轮、第二锥齿轮、中间驱动齿轮、旋转蜗杆和涡轮，所述旋转蜗杆和涡轮传动配合，所述涡轮通过夹齿旋转轴安装于第一主夹齿组件上，所述第二锥齿轮安装于旋转蜗杆远离涡轮的一端，所述第一锥齿轮滑动套装于旋转驱动花键轴上，所述第一锥齿轮和第二锥齿轮传动连接,所述中间驱动齿轮安装于旋转驱动花键轴另一端，所述中间驱动齿轮与单源多独立输出机械传动结构的第一直齿轮传动连接。

10.根据权利要求8所述的一种夹具，其特征在于：

所述副夹齿组件包括两个辅助夹齿组件，两个所述辅助夹齿组件相对安置于第一夹持臂和第二夹持臂近端，所述副垂直驱动装置包括副夹持动力蜗杆、副夹持动力涡轮、中间涡轮轴、两个第五齿轮、两个第六齿轮、副夹持驱动花键轴、第五锥齿轮、第四锥齿轮、夹持蜗杆和夹持涡轮，所述夹持蜗杆与夹持涡轮传动配合，所述第四锥齿轮套装于夹持蜗杆远离夹持涡轮的一端，所述第五锥齿轮滑动套装于副夹持驱动花键轴上且与第四锥齿轮传动连接，所述夹持涡轮上设有与夹持轴螺纹配合的副夹持螺纹座并且所述副夹持螺纹座通过螺纹与夹持轴传动连接，所述夹持涡轮通过轴承安装于夹持臂的辅助夹持段，所述副夹持动力蜗杆与副夹持动力涡轮配合并传动连接，所述副夹持动力涡轮套装于中间涡轮轴中部，两个所述第五齿轮分别套装于中间涡轮轴的两端并分别与两个第六齿轮传动连接，所述第六齿轮套装于副夹持驱动花键轴一端，副夹持动力蜗杆上套装有第二付直齿轮，所述第二付直齿轮与单源多独立输出机械传动结构的第二直齿轮传动连接。

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