本发明是一种能同时完成大速比减速和有级变速双重功能的机械变速装置。由多个不同速比的少齿差行星排同轴线地装在同一个输出机构和同一根输入轴上而构成。各行星排的齿形可以是渐开线齿。也可以是摆线针轮齿。各行星排中的内齿轮和行星轮都可以相对机架转动。止动不同行星排中的内齿轮。即可得到经过大速比减速的不同输出转速。 机械变速装置种类很多。一般认为最先进的是行星变速装置,现有的各种行星变速装置,其共同特点是:每个行星排采用的结构都是由内齿轮-行星轮-行星架-太阳轮组成的内啮合-外啮合传动。各排的内齿轮、行星架、太阳轮互相套装,各行星排之间功率流互相穿插,结构非常复杂,零件个数很多。
其主要缺点是:1.制造难度高,成本高。2.不能在有级变速的同时实现大速比减速,只能实现较小的减速比,一般速比小于9。
目前逐步得到广泛应用的少齿差类型减速器,主要有渐开线少齿差减速器和摆线针轮减速器二类,特点是速比大,体积小,单级速比9~87。其中的摆线针轮减速器还同时具有传动效率高,承载能力大,运转平稳无噪音,寿命长的特点。
但是,现有的少齿差类型的行星传动装置,不具备变速的功能,不能用于需要变速的工作场合。
本发明的目的,是设计出一种既具有少齿差行星传动速比大、体积小、效率高、承载能力大地特点。又同时具有有级变速功能的少齿差行星变速装置。
本发明的任务是这样完成的:
首先,去消少齿差减速器只有一个行星排的结构。采用多个行星排结构,並且,各个行星排中内齿轮与行星外齿轮的齿数比不同。
其次,将各个行星排同轴线地装在同一个输出机构上和同一根输入轴上。
再其次,去消少齿差减速器的内齿轮与行星轮这二者中只有一个可相对机架转动,另一个必须与机架固定的结构。采用各个内齿轮通过轴承支承在机架上,内齿轮与行星轮都可以相对机架转动的结构。
最后,在机架上配备一个内齿轮止动机构,可根据工作需要,止动任意一个内齿轮而其它内齿轮仍可相对机架转动。
为了适应某些变速比较频繁,或原动机不能频繁起制动的工作场合,本变速装置在输入轴前还装有一个联动的制动离合器,其工作特点是离合器接合时,制动器分离,离合器分离时,制动器接合制动,原动机的输出轴经制动离合器与本变速装置的输入轴相联。
当需要变速时,扳动制动离合器的操作手柄,离合器片分离,来自原动机的动力流切断,原动机空转。同时,制动器片接合,变速装置输入轴制动,亦就整体制动。此时,根据需要按下内齿轮止动器中的某一根止动杆。与之对应的一个内齿轮即被止动固定。再将制动离合器操作手柄复位。制动片即分离,离合片接合,动力流接通,变速装置即按照止动杆对应的行星排的少齿差传动比输出。
与制动离合器配合重复操作,按下不同的内齿轮止动杆,止动不同的行星排,即可得到经过大速比减速的不同的输出转速。
以下结合实施例附图,对本发明作详尽的描述。
图1是一个带制动离合器及电机的三速型少齿差行星变速器的外形图。
图2是其结构简图,其中内齿轮为针轮,行星外齿轮为摆线轮。
在图中,左半部分是少齿差行星变速器的主体部分,右半部分是制动离合器,二部分以法兰形式联结。
主体部分的工作原理如下:
图2中,8是一组柱销,沿圆周平行地固装在输出轴9右端的圆盘上,8与9组成变速器的输出机构。
1是输入轴,轴上装有偏心套。
6是二个相同的行星外齿轮,与内齿轮7内啮合,组成一个少齿差行星排。同样地,二个行星外齿轮4与内齿轮5组成第二个少齿差行星排。二个行星外齿轮2与内齿轮3组成第三个少齿差行星排。这三个行星排的少齿差传动比各不相同。在本实施例中,由6、7组成的第一排速比最大,成为低速级。由4、5组成的第二排及2、3组成的第三排速比依次减小,分别成为中速级和高速级。
三个行星排中,各行星轮的轮心位置上,都开有中心轴孔,行星轮的中心轴孔通过轴承和偏心套串装在输入轴1上。
每个行星轮的轮辐上,都开有柱销孔。三个行星排中的行星轮,都通过柱销孔串装在输出机构的柱销上。
每个行星排都直接从输入轴输入转速及功率流,在减速后直接从输出机构输出,各行星排之间没有功率的传递。
三个内齿轮7、5、3的外圆周和机架10之间,都装有滚动体,内齿轮可相对机架转动。
在机架10的上部,配备有一个联动的内齿轮止动机构,由联动挡杆11,低速止动杆12,中速止动杆13,高速止动杆14及图2中的4根弹簧组成。
联动挡杆11上开有三个通孔,三根止动杆通过这三个孔分别指向三个内齿轮的外圆周。三根止动杆在与通孔接触的部分,都加工有斜面,斜面的上部有挡肩。
当按下低速止动杆12时,杆上斜面通过通孔,並被锁在压下的位置上。
每个内齿轮外圆周的中部,都加工有齿,止动杆在压下位置时,头部正好嵌入外圆周的齿间内。内齿轮7被止动固定。
这时,其它二个内齿轮仍可相对机架转动,本变速器以低速级传动比输出。
当按下中速止动杆13时,止动杆13将被锁在压下的位置上,同时低速止动杆12自动复位。这时,内齿轮5被止动,其它二个内齿轮仍可转动变速器以中速级传动比输出。
同理,按下高速级止动杆14时,以高速级传动比输出。
制动离合器的工作原理如下:
轴套22套装在电机轴上,联结为一体,轴套的外圆周上开有凹槽,离合器主动摩擦片23套装在轴套上,並可作轴向移动。
连接轮25与输入轴1用键联结为一个整体,连接轮25的内圆周上开有凹槽,离合器从动摩擦片24套装在该圆周内。同时,连接轮25的外圆周上也开有凹槽,制动器动摩擦片27套装在该外圆周上。
爪轮26固定在机架10上,制动器静摩擦片28套装在爪轮26的内圆周上。
球穴压盘16,主动球穴环17及从动球穴盘19都套装在爪轮上。操作手柄18与主动球穴环17联结为一个整体。
在本变速器中,这种制动器布置在离合器外圆周上,连接轮为二者共用的结构型式尺寸紧凑,可使制动离合器的外形尺寸最小,並与左侧变速器主体部分的形状尺寸互相协调一致。
本变速器在传递动力时,手柄18处于原位。在弹簧21的作用下压盘20向左移动,将离合器主动摩擦片23与从动摩擦片24压紧,来自电机的动力经由轴套22,主动从动摩擦片23、24,连接盘25,带动主动轴1转动。这时,由于弹簧15的作用,制动器的球穴压盘16紧靠于右侧位置,制动器的动、静摩擦片27、28处于分离状态,制动器不起作用。
当需要变速换挡时,扳动手柄18、主动球穴环作周向转动(见图2中K-K剖视),在钢球的推动下,从动球穴环19向右移动,並通过推力轴承带动压盘20向右移动。离合器的主动、从动摩擦片23、24分离,输入动力被切断。
与此同时,在钢球的推动下,球穴压盘16向左移动,压紧制动器的动、静摩擦片27、28,使连接轮25制动,变速器也就整体制动。此时即可按下内齿轮止动杆,进行变速换挡。
换挡后,将手柄推回原位,在弹簧21的作用下,离合器片接合。同时,在弹簧15的作用下,制动器片分离。原动机的动力流又通入输入轴1,变速器以新的传动比工作。
在某些换挡变速不太频繁的场合,少齿差行星变速装置也可以不配备制动离合器,动力直接从输入轴输入。
另外,也可根据工作中的需要,增加或减少行星排,做成二速型,四速型等各种多速型。
本实施例中的内齿轮止动机构及制动离合器都是手动方式直接操纵的,在实际使用中,也可根据工作需要改为电气,液压或气动等方式控制操纵。
本发明与现有的各种有级变速装置相比,其优点是速比大、体积小、传动效率高、承载能力大,並且结构简单、紧凑,便于制造,成本低。