字车式色带驱动机构-深入剖析针式打印机驱动机构

字车式色带驱动机构是利用字车移动的附加动力来驱动色带的循环走动。由于需要和字车的运动进行互相的协调，所以需要附加动力传递、切换转向等机构。

1.动力传递机构

（1）直接传递机构

这种动力传递机构多用在大色带盒的情况，即色带盒固定在机架上不随字车运动的情况下，色带的驱动齿轮组与带轮-电机之间的齿轮啮合，从而得到动力。

（2）齿轮齿条传递机构

这种动力传递机构多用在小色带盒的情况，即色带盒固定在字车上随字车运动的情况下。由于色带盒随字车运动，色带的驱动齿轮组的输入齿轮不能直接与带轮齿轮啮合来取得转动力量，这是靠在字车的横梁导轨的齿条来提供转换的（见图2-128）。

（3）拉线滑轮传递机构

这种驱动方式也多用在小色带盒的情况，色带的驱动齿轮组的输入齿轮靠拉线滑轮取得转动力量，而拉线的两端固定在打印机机心的侧架上（见图2-129）。

图2-128 齿轮齿条传递机构

注：字车在横向左右移动时，齿轮与横梁导轨的齿条啮合，随之产生转动。

图2-129 拉线滑轮传递机构

注：字车在横向左右移动时，拉线会拉动滑轮转动。

2.定向转动机构

由于字车的运动是往返式的，如果直接驱动，色带也只会一小段往返循环，因此必须进行选择性的动力传递，利用字车两个方向或只一个方向的动力，使色带的传动齿轮只朝一个方向转动，才能使色带的走动一直循环下去。

（1）摆动齿轮驱动

该机构利用一对齿轮副的摆动，使动力在惰轮中间段传递，从而全面利用了两个方向的动力（见图2-130～图2-133）。

摆动齿轮能利用字车运动的两个方向来驱动色带，传递效率比较高。

（2）超越离合器驱动

超越离合器（Overrunning Clutch）是利用星轮与滚柱或楔块的楔紧作用单向传递运动或扭矩的离合器（见图2-134）。

图2-130 色带驱动齿轮组

图2-131 字车驱动机构

1—同步皮带（驱动字车） 2—切换齿轮组 3—双层减速齿轮 4—双层减速齿轮 5—输出齿轮（驱动色带） 6—输入齿轮（驱动字车）

注：输入齿轮正转时，切换齿轮组会被带动整体逆时针转动，左边的齿轮空转，只有右边的齿轮参与传动。

图2-132 双层齿轮组(www.xing528.com)

注：切换齿轮组由两个双层齿轮组成，其中一层互相啮合，整体的中间有一条固定的转动轴，而两个双层齿轮的转动轴是不固定的，可随整体的转动轴摆动。

图2-133 齿轮切换示意图

1—同步皮带（驱动字车） 2—切换齿轮组 3—双层减速齿轮 4—双层减速齿轮 5—输出齿轮（驱动色带） 6—输入齿轮（驱动字车）

注：输入齿轮反转时，切换齿轮组会被带动整体顺时针转动，此时左右两边的齿轮都参与传动。

滚柱式超越离合器根据其内轭（星轮）位置不同分为外星轮和内星轮两种，所谓内轭是指圆柱与圆柱孔的共轭面，而星轮是具有容纳滚柱的凹槽的零件。由于便于加工和保证加工精度，内星轮式被广泛采用。

按星轮工作面的形状不同，滚柱式超越离合器又可分为平面型、对数螺旋面型和偏心圆柱面型三种。其中平面型加工简单，应用广泛，但其楔触角不随滚柱磨损和接触位置的不同而改变；而对数螺旋面型的楔触角能随滚柱磨损和接触位置的不同而改变，但加工较困难；偏心圆柱面型的加工难易程度、使用性能、寿命均居于前两者之间。

楔块超越离合器用异形楔块代替滚柱作为楔紧件，是用楔块和内、外滚道组成摩擦副的一种离合器。

超越离合器只能利用字车运动的一个方向来传递动力，另一个方向只是空转没能传递动力，转换效率较低。

图2-134 超越离合器

1—外轮 2—滚柱 3—星轮 4—压缩弹簧

注：外轮相对星轮逆时针转动时，滚柱楔紧外轮和星轮，星轮被带动转动；外轮相对星轮顺时针转动时，滚柱回位，星轮不转动。

（3）棘轮驱动

棘轮驱动是利用棘轮机构（Ratchet Mechanism）的工作原理来工作的。棘轮机构的主要工作部件是棘轮和棘爪（见图2-135）。

棘轮机构的工作与超越离合器有点相似，但棘轮的工作转速要低一些，另外棘爪在打滑的时候其噪声比较大，这些都限制了棘轮机构在打印机中的应用。

（4）螺旋弹簧驱动

螺旋弹簧驱动是根据膨胀螺旋弹簧联轴节机构的转动工作原理来工作的。螺旋弹簧联轴节的内孔与其连接的光轴之间为轻微的过盈配合，能单向地与其相接触的表面形成较大的抱紧张力而造成弹簧径向收缩而出现越转越紧的驱动力，而另一方向则轻松打滑（见图2-136）。

膨胀螺旋弹簧联轴节机构的单向驱动力在超过一定程度后仍然会打滑，适合于在一些载荷较轻的场合中工作。

图2-135 棘轮机构

1—压缩弹簧 2—外轮 3—棘轮（内轮） 4—棘爪

注：当外轮顺时针方向摆动时，棘爪便插入棘轮的齿槽中，使棘轮跟着转过一定角度；当外轮逆时针方向转动时，棘爪在棘轮齿背上滑过，所以，这时棘轮静止不动。

图2-136 螺旋弹簧联轴节机构

1—从动轴 2—螺旋弹簧 3—驱动轴

注：图中左边为组装图，右边为分解图。当驱动轴按上图的图示方向旋转时，两轴都与螺旋弹簧之间打滑，从动轴不会随之转动，反之，螺旋弹簧会抱紧其内部的光轴，弹簧和从动轴都会随之转动。