[發明專利]一種行星式多級變速傳動方法及裝置

有效

• 申請號: 201510061363.0
• 申請日: 2015-02-05
• 公開（公告）號: CN104633022B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 胡青春
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F16H3/44
• 分類號: F16H3/44
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 羅觀祥,楊燕珠

技術領域

本發明涉及一種動力或運動變速方法和變速裝置，特別是涉及一種行星式多級變速傳動方法及裝置；本發明適用于機床、車輛、船等動力機械傳動內的多級傳動變速。

技術背景

目前，動力機械傳動內的變速器由傳動機構和變速機構組成。傳動機構大多用普通齒輪或行星齒輪傳動。按傳動比的變化方可分為有級式、無級式兩種。有級式變速器是指有幾個可選擇的固定傳動比，大多采用齒輪傳動，可分為齒輪軸線固定的普通齒輪變速器和行星齒輪變速器兩種；無級式變速器是指傳動比可在一定范圍內連續變化，常見的有液力式，機械式和電力式等。有級式變速器具有變速比穩定、噪聲低、傳動效率高，但隨著變速級數的増加，一般存在調速機構復雜、整體結構尺寸過大、成本高等問題；而無級式變速器能夠克服有級式變速器的不足，但又存在傳動效率不高、變速傳動零件壽命不長、變速穩定性受使用周期増長而降低等問題。

發明內容

本發明的目的是針對現有相關技術的不足，提供一種既有有級式變速器的優點，又有無級式變速器的特點，結構簡單、尺寸重量小、變速范圍較大，傳動效率高的行星式多級變速傳動方法及裝置。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

一種行星式多級變速傳動裝置，包括輸入軸、主動圓錐齒輪、圓柱齒輪、端面齒輪、輸出軸、轉臂和從動圓錐齒輪；主動圓錐齒輪與輸入軸連接，主動圓錐齒輪與從動圓錐齒輪嚙合；從動圓錐齒輪與圓柱齒輪固連，繞轉臂旋轉；端面齒輪由多個由套圈端面齒輪組成，都為環狀結構，每個套圈端面齒輪都包括端面齒和直齒，端面齒設置在環形套圈的端面，直齒沿套圈端面齒輪的環形套圈外圓柱面圓周設置，每個套圈端面齒輪的端面齒與圓柱齒輪嚙合，每個套圈端面齒輪的直齒選擇性與調速機構的內齒圈嚙合固定；轉臂與輸出軸垂直正交，并固連為一體。

為進一步實現本發明目的，優選地，所述的調速機構包括變速驅動電機、驅動螺母、驅動螺桿和內齒圈；內齒圈設置在箱體上，內齒圈的內孔上設有與套圈端面齒輪的直齒尺寸同樣的內齒，在內齒圈的外圓柱面上的對邊位置加工有凹槽，凹槽內設有導向平鍵，在箱體上設有與導向平鍵配合的導向槽，驅動螺母通過從導向槽伸入箱體內與內齒圈連接；驅動螺母與驅動螺桿連接，驅動螺桿與變速驅動電機相連。

所述的驅動螺桿一端變速驅動電機相連，另一端通過第二軸承支承于螺桿支座上，變速驅動電機與螺桿支座安裝在箱體上。

所述的導向槽裝有可收縮防塵罩。

所述的多個套圈端面齒輪相互疊加，在相鄰的兩個套圈端面齒輪中間裝有滾針軸承和鋼球。

所述的輸入軸為圓柱形階梯結構，在中間部位套有第一軸承，左端穿過第一油封的內孔，右端固連有主動圓錐齒輪；輸出軸為圓柱形階梯結構，其左端通過第六軸承支承于輸入軸右端孔內，中間部位套裝第四軸承，第四軸承外圈支承于箱體上。

所述的輸出軸的左端開有圓柱孔，轉臂為圓柱形階梯結構并穿過該圓柱孔，轉臂兩端圴為臺階結構，長臺階面上套有第五軸承，軸承外圈上安裝圓柱齒輪，在圓柱齒輪的臺階面上通過鍵連接有從動圓錐齒輪，分隔套裝在從動圓錐齒輪和圓柱齒輪之間。

相鄰的兩個套圈端面齒輪中間設有向心推力球軸承。

應用上述裝置的行星式多級變速傳動方法：動力經輸入軸輸入，經主動圓錐齒輪傳到從動圓錐齒輪，從動圓錐齒輪帶動圓柱齒輪轉動，圓柱齒輪選擇性與端面齒輪中一個嚙合；端面齒輪靜止不動，轉臂與輸出軸固聯，轉臂帶動輸出軸轉動；設輸入軸的轉速為N1，輸出軸的轉速為N5，主動圓錐齒輪的齒數為Z2，從動圓錐齒輪的齒數為Z7，圓柱齒輪的分圓半徑為A，端面齒輪與圓柱齒輪的接觸點為P，被選擇嚙合的端面齒輪接觸點P距輸出軸的距離為B；控制被選擇嚙合的端面齒輪固定不動，端面齒輪與圓柱齒輪的接觸點P點為圓柱齒輪的速度瞬心，輸入輸出轉速比N1/N5＝1+Z7/Z2*B/A；主動圓錐齒輪的齒數和從動圓錐齒輪的齒數取定后，Z7/Z2為常數；圓柱齒輪的分圓半徑A確定后為常數；被選擇嚙合的端面齒輪接觸點P距輸出軸的距離B通過調速機構選擇不同的端面齒輪中一個確定，實現變速。