[發明專利]液壓與伺服電機雙調節的變速輸入恒速輸出裝置

有效

• 申請號: 201410593660.5
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104358853A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 盧秀泉;馬文星;沙永柏;賈彥光;朱艷萍;王禹琪;原祖健;范迪
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: F16H47/04
• 分類號: F16H47/04
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王立文

技術領域

本發明屬于工程機械及生產制造設備領域，具體涉及一種差動輪系與液壓、伺服電機相結合，液壓與伺服電機雙調節、無級調速與有級調速相結合的恒速且分段無級調速的輸出裝置。

背景技術

在自動化流水生產線上存在因傳送帶上負載變化而引起速度變化，機械手臂因傳動帶的速度變化而定位不精準的問題，同時，生產不同產品時，傳送帶需要不同速度；在精密機床加工時，負載變化，輸出轉速變化從而影響加工精度；在工程機械作業過程中，存在負載突變的問題，為保障作業的精準，需要恒定的轉速與大范圍的轉速調節。

恒速輸出主要有三種實現方式：液力式恒速輸出裝置、液壓恒速傳動裝置以及雙電機機械控制傳動裝置。目前國內外關于液壓恒速輸出的產品并不多見，大多采用的是基于液力技術的導葉可調式恒速輸出裝置，此裝置主要針對于大功率機組，結構復雜且成本較高。更沒有通過液壓或液壓與伺服電機雙調節并與兩個差動輪系相結合實現恒速輸出的方案。

無級調速裝置在機械各領域的應用相當廣泛，可通過液壓、液力或雙電機傳動系統實現無級調速且調速范圍比較大。然而單純的通過液壓、液力傳動實現的無級調速裝置，雖然調速范圍比較大，但是效率較低；對于雙電機實現無級調速的裝置，雖然調速靈活，效率較高，卻無法承受載荷突變的沖擊。

發明內容

為解決現有技術中恒速輸出裝置的結構復雜、效率低下以及無法承受負載突變沖擊等諸多不足，本發明采用液壓、機械雙功率流傳動，輸出功率較大，無級變速控制靈活方便,合理的傳動設計使液壓功率分流比小，系統的效率提高，同時和機械式有級變速完美結合，可實現分段調速，優化傳動比可實現全程調速。且與有級機械傳動、液力機械自動變速傳動相比，其動力性、經濟性及排放性能均有較大的提高。本發明針對不同工況環境，設計兩種方案：雙恒速調節方案和單恒速調節方案。雙恒速調節方案適用于動力源輸出轉速波動、存在較大負載突變并且需要恒速輸出的工況環境；單恒速調節適用于動力源輸出轉速波動、不存在較大負載突變并且需要恒速輸出的工況環境。

本發明的一種液壓與伺服電機雙調節的變速輸入恒速輸出裝置，包括一級差動輪系、二級差動輪系、液壓系統、伺服電機、轉速傳感器、定軸輪系有級變速箱以及換向系統。

轉速變化的輸入由動力源32提供，并通過主輸入軸31將輸入動力傳遞至一級差動輪系太陽輪1；一級差動輪系太陽輪1與一級差動輪系行星架4上的一級差動輪系行星輪2嚙合，一級差動輪系行星架4與一級行星架輸出軸16相連，進而與換向系統15連通。

所述的液壓系統中的液壓泵30通過第二嚙合齒輪28與主輸入軸31連通；液壓系統中的液壓馬達18與二級差動輪系太陽輪24相連；伺服電機20通過第一嚙合齒輪21與二級差動輪系齒圈22相連，二級差動輪系行星架25與二級行星架輸出軸27相連，二級行星架輸出軸27通過第三嚙合齒輪26與一級差動輪系齒圈3相連；

所述的一級行星架輸出軸16上安裝有轉速傳感器監測齒輪19，其對應的轉速傳感器發出的信號經過編碼器作用于伺服電機20。

所述的一級行星架輸出軸16通過換向系統15將動力輸入到有級變速系統12中，最終由輸出主軸5輸出恒定的轉速；

所述的換向系統15中的換向齒輪13的嚙合由雙向離合器14控制；有級變速系統12中四對變速齒輪6、8、9、11的嚙合由雙向摩擦式離合器7、10控制；有級變速系統12的輸入軸的一端安裝有制動器17；

具體地，雙恒速調節方案中所述的液壓系統由油箱29、吸油過濾器35、回油過濾器36、液壓泵30、單向閥39、冷卻器37、安全溢流閥38、調速閥33、電液比例閥34、液壓馬達18以及各油管等組成，所述的油箱29中的液壓油經過吸油過濾器35進入液壓泵30，再經過單向閥39、調速閥33、電液比例閥34進入液壓馬達18，再經過冷卻器37和回油過濾器36回到油箱29中，安全溢流閥38安裝在單向閥39出口和冷卻器37入口之間，當油壓高于安全溢流閥38的設定值時，液壓油不經過液壓馬達18，從安全溢流閥38回到油箱29中。轉速傳感器監測齒輪19所對應的轉速傳感器發出的信號經過放大器作用于所述的電液比例閥34，控制液壓馬達18的油液輸入流量，進而控制液壓馬達18的輸出轉速。

與雙恒速調節方案相比，單恒速調節方案的液壓系統中不使用電液比例閥34，從轉速傳感器發出的信號不再通過放大器作用于電液比例閥34。

本發明的總體工作過程如下：