[發明專利]一種可實現任意變速比的行星式變速機構及其應用

在審

• 申請號: 201710994463.8
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107830122A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 胡慶敏
• 申請（專利權）人: 成峰消防設備（上海）有限公司
• 主分類號: F16H1/32
• 分類號: F16H1/32;F16H57/08;F02B63/06
• 代理公司: 上海海頌知識產權代理事務所(普通合伙)31258
• 代理人: 何葆芳

技術領域

本發明是涉及一種行星式變速機構，具體說，是涉及一種可實現任意變速比的行星式變速機構及其應用，屬于機械傳動技術領域。

背景技術

所謂行星式變速機構，是指用行星式傳動機構實現增速。現有的行星式變速機構均為行星圓柱齒輪式結構，它的中央是太陽輪，太陽輪的周圍有幾個圍繞它旋轉的行星圓柱齒輪，行星圓柱齒輪之間有一個共用的行星架，行星圓柱齒輪的外面有一個大齒圈，行星圓柱齒輪內側均與太陽輪相嚙合，行星圓柱齒輪外側與固定的外齒圈相配合，因類似于太陽系而得名。

由于行星圓柱齒輪式變速機構的變速比為(1+Z1/Z2)：1，其中的Z1是外齒圈的齒數，Z2是太陽輪的齒數，是通過改變外齒圈與太陽輪的齒數比實現所需的變速比；當變速比值大于1時，為增速作用；當變速比值小于1時，為減速作用。因現有的行星圓柱齒輪式變速機構中的外齒圈與太陽輪之間設有多個行星圓柱齒輪，以致外齒圈的直徑遠遠大于太陽輪的直徑，因此要實現太陽輪的齒數與外齒圈的齒數相等或相接近，將很難加工和實現，因此目前的行星圓柱齒輪式變速機構只能實現3：1以上的變速比(也就是說，Z1/Z2＞2)，以致不能滿足變速比低于3:1(也就是說，Z1/Z2≤2)的變速應用要求，例如：目前消防泵用柴油機的最高轉速在1500轉/分，而實現高揚程的單級消防泵的轉速都在3000轉/分，要實現現有柴油機滿足高揚程單級消防泵的轉速需求，需要在柴油機與高揚程單級消防泵之間增設變速比為2：1(也就是說，Z1/Z2＝1)的變速機構，而現有的行星圓柱齒輪式變速機構將無法實現此應用要求。雖然現有技術中已有多級齒輪式傳動變速機構，但因兩級齒輪式變速機構需要改變以柴油機為動力源的消防泵的轉向與所需轉向相反，然而柴油機的轉向是不能逆轉的，因此兩級齒輪式變速機構與常規的正轉柴油機消防泵在結構上無法匹配，因而需要使用三級或三級以上的齒輪式變速機構來滿足柴油機與高揚程單級消防泵之間的轉速適配性，而三級或三級以上的齒輪式變速機構存在能量損失嚴重、傳動效率低、占用體積大、噪聲大、制造成本高等問題，因此，本領域啓需研發一種可實現任意變速比要求，且噪音小、占用體積小、傳動效率高、使用壽命長、易于加工的行星式變速機構。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題和需求，本發明的目的是提供一種可實現任意變速比要求，且噪音小、占用體積小、傳動效率高、使用壽命長、易于加工的行星式變速機構及其應用，尤其實現高揚程柴油機單級消防泵用柴油機所需的變速比為2：1的增速應用要求。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種可實現任意變速比的行星式變速機構，包括輸入軸、輸出軸和行星架，其特征在于：還包括輸入傘齒輪和輸出傘齒輪，所述輸入軸的內端穿過輸入傘齒輪的中心孔與行星架緊配連接，所述輸出軸的內端與輸出傘齒輪緊配連接；并且，在所述行星架上對稱設有多個(以2的倍數為較佳)行星傘齒輪組，所述輸入傘齒輪的齒面與每個行星傘齒輪組位于行星架輸入側的齒面均相嚙合，所述輸出傘齒輪的齒面與每個行星傘齒輪組位于行星架輸出側的齒面均相嚙合。

一種優選方案，所述行星傘齒輪組均由行星軸、套設在行星軸上的行星傘齒輪和套設在行星軸上且位于行星傘齒輪上下端側的行星軸承及用于行星傘齒輪組固定安裝的行星軸承固定螺塞組成。

一種優選方案，所述行星架為圓柱環結構，包括外圓柱和內圓柱，在外圓柱上對稱開設有與所述行星傘齒輪組相適配個數的行星軸承孔，在內圓柱上對稱開設有與所述行星傘齒輪組相適配個數的行星軸孔，在外圓柱與內圓柱之間對稱開設有與所述行星傘齒輪組相適配個數的行星傘齒輪容納空間和行星軸承安裝槽，且一個行星軸承孔與一個行星傘齒輪容納空間、一個行星軸承安裝槽及一個行星軸孔形成同軸對應關系。

一種優選方案，所述輸入軸的內端固設在所述行星架的中心孔內。

進一步優選方案，在所述行星架的中心孔內壁設有平鍵安裝槽，在所述輸入軸的內端側固設有與所述平鍵安裝槽相適配的平鍵，通過所述平鍵與所述平鍵安裝槽的裝配實現輸入軸與行星架的緊配連接，從而實現將輸入軸的扭矩穩定傳送到行星架上。

一種優選方案，在所述輸出傘齒輪的中心孔內壁設有平鍵安裝槽，在所述輸出軸的內端側固設有與所述平鍵安裝槽相適配的平鍵，通過所述平鍵與所述平鍵安裝槽的裝配實現輸出傘齒輪與輸出軸的緊配連接，從而實現將輸出傘齒輪的扭矩全部傳送到輸出軸上。

一種優選方案，所述的行星式變速機構還包括箱體，所述箱體內設有輸出軸軸承座、輸入軸軸承座和輸入傘齒輪固定座。