CN101349337A - 行星轮式两级电磁变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种行星轮式两级电磁变速器，包括动力输入部分、电磁切换部分和弹簧复位部分。通过动摩擦片切换将输入轴的动力分别传递到一级行星架或一级太阳轮，来实现变速器输出的高、低转速两级调节。动摩擦片可沿输入轴上的导向键轴向滑动，其驱动力为电磁吸力和复位弹簧力，电磁线圈通电后，动摩擦片切换动力传递至一级行星架，动力输出轴为高转速级输出；电磁线圈断电后，复位弹簧驱动动摩擦片切换动力传递至太阳轮盘，动力输出轴为低转速级输出。本发明行星轮式两级电磁变速器具有体积小，结构紧凑，控制简单，运行可靠，安全实用等优点，本发明变速器可与多级减速机构结合，满足变速器不同转速输出的要求。

Description

行星轮式两级电磁变速器

所属技术领域

本发明涉及一种行星轮式两级电磁变速器，具体地说是一种基于行星轮减速器基础之上，通过电磁和弹簧复位机构实现输出高、低转速两级切换的变速器。属于机电传动装置领域。

背景技术

在各种机械装置中，电机配减速器的转速输出不能满足机器正常运行的实际需求，变速器是一种常用的机械装置；目前常用的行星轮变速器包括太阳轮、行星架、行星轮，通过机械的滑移齿轮达到变速的目的，这样操控比较复杂。在某些小型、尤其航空航天高精度机械设备中，机械自重会极大的增加机器的运行负载，这样的设备对机械零部件的尺寸及其重量有非常严格的控制要求，现有的变速器已不能满足这些需求；于是设计一种小型化、结构紧凑、自重小的变速器势在必行。

发明内容

本发明的目的是提供一种能克服现有变速器之不足且具有体积小，结构紧凑，控制简单、运行可靠等优点的行星轮式两级电磁变速器。

为了实现本发明的目的，提供一种行星轮式两级电磁变速器，包括动力输入部分、电磁切换部分和弹簧复位部分，动力输入部分有输入轴(1)和轴承(6)，输入轴上有导向键(19)，输入轴通过轴承支承在输入端外壳(2)内；电磁切换机构由输入端外壳、电磁线圈(3)、传动套(4)、动摩擦片(5)、一级行星轴(7)、一级行星齿轮(8)和一级行星架(9)组成，输入端外壳一端有螺纹，输入端外壳内有环形槽，电磁线圈安装在环形槽内，传动套安装在输入端外壳内，传动套一端支承在输入轴上的轴承上，另一端支承在太阳轮盘(18)上的轴承上，传动套内腔左侧壁外侧有电磁线圈，内侧有动摩擦片，传动套腔内右侧壁上有孔，一级行星架上固联有一级行星轴，一级行星轴穿过一级行星齿轮插入传动套的孔中，动摩擦片安装在传动套内，动摩擦片内孔有键槽，动摩擦片上有光孔；弹簧复位机构由限位卡簧(16)、一级太阳轮(17)、太阳轮盘(18)、弹簧导杆(20)、复位弹簧(21)和弹簧支撑架(22)组成，弹簧导杆固联在弹簧支撑架上，弹簧支撑架固定在输入轴上，弹簧导杆上安装有复位弹簧，太阳轮盘端部固联有一级太阳轮，限位卡簧安装在太阳轮盘顶部；动力输出轴固联在行星架上；输入端外壳与输出端外壳(12)通过螺纹连接构成变速器外壳。

本发明的行星轮式两级电磁变速器，所述的两级电磁变速器，是指动力输出轴能实现高转速级输出和低转速级输出。通过动摩擦片切换将输入轴的动力分别传递到一级行星架或一级太阳轮，实现变速器输出转速的高、低转速两级调节。

本发明的行星轮式两级电磁变速器，所述的输入轴(1)上有导向键(19)，输入轴通过轴承(6)支承在输入端外壳内(2)，弹簧支撑架(22)固定在输入轴上，所用的轴承(6)是滚动轴承或滑动轴承。

本发明的行星轮式两级电磁变速器，所述的输入端外壳(2)和输出端外壳(12)选择导磁体制作，外壳也是变速器磁路介质。

本发明的行星轮式两级电磁变速器，所述的电磁切换机构由输入端外壳(2)和安装在输入端外壳内的电磁线圈(3)、传动套(4)、动摩擦片(5)、一级行星轴(7)、一级行星齿轮(8)和一级行星架(9)组成。

所述的传动套(4)安装在输入端外壳内，左侧壁外侧有电磁线圈，内侧有动摩擦片，传动套内右侧壁上有孔，传动套通过一级行星轴带动一级行星架转动，动摩擦片和太阳轮盘(18)安装在传动套内。

所述的动摩擦片(5)是可活动的摩擦片，动摩擦片内孔有键槽，动摩擦片上还有光孔，弹簧支撑架(22)上固联有弹簧导杆(20)，弹簧导杆插在动摩擦片的光孔中，输入轴上的导向键插在动摩擦片内孔的键槽中，动摩擦片受输入轴上导向键的周向限位随输入轴同步旋转，同时在电磁力或弹簧复位力的作用下沿输入轴轴向滑移。

本发明的行星轮式两级电磁变速器，所述的弹簧复位机构由限位卡簧(16)、一级太阳轮(17)、太阳轮盘(18)、弹簧导杆(20)、复位弹簧(21)和弹簧支撑架(22)组成，弹簧导杆固联在弹簧支撑架上，弹簧支撑架固定在输入轴上，弹簧导杆上安装有复位弹簧，太阳轮盘端部固联有一级太阳轮，限位卡簧安装在太阳轮盘顶部。

本发明的行星轮式两级电磁变速器，所述的电磁切换机构中的一级行星轴(7)、一级行星齿轮(8)、一级行星架(9)和弹簧复位机构中的一级太阳轮(17)在变速器中起一级减速机构的作用，也可称为一级减速机构。

上述电磁切换机构和弹簧复位机构在运行阶段互相交错，通过动摩擦片切换将输入轴的动力分别传递到一级行星架或一级太阳轮，来实现变速器输出的高、低转速两级调节。动摩擦片可在导向键(19)周向限位下沿输入轴的轴向滑动，其驱动力为电磁吸力和复位弹簧力，当电磁线圈通电后，动摩擦片被吸合于传动套(4)内腔左侧，传动套受压与动摩擦片紧接触，在摩擦力的作用下，电机动力经输入轴(1)、动摩擦片(5)、传动套(4)、一级行星架(9)，由动力输出轴(13)高转速输出；当电磁线圈断电后，弹簧复位机构推动动摩擦片弹回与太阳轮盘(18)内侧受压紧接触，在摩擦力的作用下，电机动力经输入轴(1)、动摩擦片(5)、太阳轮盘(18)、一级太阳轮(17)、一级行星齿轮(8)、一级行星轴(7)、一级行星架(9)，由动力输出轴(13)低转速输出。为此实现了变速器输出高、低转速切换。

本发明的行星轮式两级电磁变速器可以通过与多级行星减速机构结合，获得不同的两级转速输出，同时使本发明的变速器具有多种型号和规格。本发明的变速器与多级行星减速机构结合时，新增加的减速机构安装在一级行星架与动力输出轴之间，并将最后一级减速机构称为末级减速机构，在一级行星架与末级减速机构之间的减速机构称为中间级减速机构，且动力输出轴(13)总是与末级减速机构的行星架联为一体。

本发明的行星轮式两级电磁变速器工作过程为：电机动力通过输入轴(1)输入，当动力输出轴(13)需要高转速级输出时，电磁线圈通电，动摩擦片(5)被吸合于传动套(4)内左侧，传动套内侧受压与动摩擦片紧接触，在摩擦力的作用下，电机动力沿输入轴(1)--动摩擦片(5)--传动套(4)--一级行星架(9)，经动力输出轴(13)高转速级输出；当动力输出轴需要低转速级输出时，电磁线圈断电，动摩擦片在弹簧复位力的作用下被弹回与太阳轮盘(18)内侧受压紧接触，在摩擦力的作用下，电机动力沿输入轴(1)--动摩擦片(5)--太阳轮盘(18)--一级太阳轮7)--一级行星轮(8)--一级行星轴(7)--一级行星架(9)--中间级减速机构，再经末级行星减速机构后由动力输出轴(13)低转速级输出。

本发明的行星轮式两级电磁变速器具有如下优点：

1、本发明是基于行星轮式的电磁变速器，其结构紧凑、体积相对较小，能克服已有技术弊病，满足了一些小型、高精度机械设备对机械零部件的尺寸及其重量严格控制的要求。

2、本发明行星轮式两级电磁变速器，控制简单、运行可靠、安全实用。

附图说明

本发明的行星轮式两级电磁变速器用附图作进一步说明：

图1为本发明的行星轮式两级电磁变速器的结构示意图。

图中：(1)输入轴、(2)输入端外壳、(3)电磁线圈、(4)传动套、(5)动摩擦片、(6)轴承、(7)一级行星轴、(8)一级行星齿轮、(9)一级行星架、(12)输出端外壳、(13)动力输出轴、(16)限位卡簧、(17)一级太阳轮、(18)太阳轮盘、(19)导向键、(20)弹簧导杆、(21)复位弹簧、(22)弹簧支撑架。

图2为本发明具有两级行星减速机构的行星轮式两级电磁变速器的结构示意图。

图中：(10)末级行星轮、(11)末级行星轴、(14)末级行星架、(15)末级太阳轮。

具体实施方式

实施例1：装配本发明的行星轮式两级电磁变速器，结构如图1所示，包括输入轴(1)，输入端外壳(2)，电磁线圈(3)，传动套(4)，动摩擦片(5)，轴承(6)，一级行星轴(7)，一级行星齿轮(8)，一级行星架(9)，输出端外壳(12)，动力输出轴(13)，限位卡簧(16)，一级太阳轮(17)，太阳轮盘(18)，弹簧导杆(20)，复位弹簧(21)，弹簧支撑架(22)等部件。安装过程如下：

①、先将动摩擦片(5)和太阳轮盘(18)安装到输入轴上，把导向键(19)插在动摩擦片(5)内孔的键槽里；

②、把弹簧导杆(20)固联在弹簧支撑架上，在弹簧导杆上分别安装复位弹簧(21)，把弹簧导杆装入动摩擦片的光孔中，把弹簧支撑架(22)固定在输入轴上(1)；

③、把动摩擦片和太阳轮盘安装到传动套(4)内，在输入轴和太阳轮盘上安装轴承(6)，将传动套一端支承在动力输入轴的轴承(6)上，另一端支承在太阳轮盘(18)的轴承(6)上；

④、在太阳轮盘端部固联一级太阳轮(17)，并把限位卡簧安装在太阳轮盘顶部；

⑤、将电磁线圈(3)固联到输入端外壳内的环形槽里；将轴承固定到导磁体制作的输入端外壳内，将输入轴(1)支承在轴承上；

⑥、将一级行星轴(7)固联到一级行星架(9)上，并穿过一级行星齿轮(8)插入传动套(4)右侧壁上的孔中，注意安装时输入轴、输入端外壳、传动套、太阳轮盘均应保持相对转动；

⑦、将动力输出轴(13)固联在一级行星架(9)上；由外壳上的螺纹把输入端、输出端外壳固定好；本发明行星轮式两级电磁变速器就装配好了。装配好的行星轮式两级电磁变速器的输入轴(1)、输入端外壳(2)、传动套(4)、动摩擦片(5)与太阳轮盘(18)均能相对转动；弹簧支撑架(22)上的弹簧导杆(20)插在动摩擦片的光孔中，使得动摩擦片(5)可以随弹簧支撑架与输入轴同步旋转，并可以沿输入轴轴向滑移。

实施例2：本发明与新增加的一级减速机构结合构成具有两级减速机构的行星轮式两级电磁变速器，结构如图2所示，是在实施例1变速器的基础上增加了由末级行星轮(10)、末级行星轴(11)、末级行星架(14)和末级太阳轮(15)组成的末级减速机构；新增加的减速机构安装在一级行星架与动力输出轴之间，动力输出轴固联在末级行星架上。

实施例3：将实施例2的行星轮式两级电磁变速器用于实际生产：当动力输出轴(13)需要高转速输出时，电磁线圈通电，在电磁力作用下，动摩擦片(5)被吸合于传动套内腔左侧，与传动套内侧接触，通过摩擦力传递动力，电机动力经输入轴(1)、动摩擦片(5)、传动套(4)的同步转动，通过传动套拨动插在其孔壁上的一级行星架旋转实现转速高速级输出；当动力输出轴需要低转速输出时，电磁线圈断电，动摩擦片在弹簧复位力的作用下被弹回，与太阳轮盘(18)一侧受压紧接触，在摩擦力的作用下，电机动力沿输入轴(1)、动摩擦片(5)、太阳轮盘(18)传动，经一级行星轮(8)、一级行星轮架(9)、后通过末级太阳轮(15)、末级行星轮(10)，经末级行星架(14)由动力输出轴(13)实现低转速输出。

本发明的行星轮式两级电磁变速器体积小，结构紧凑，运行可靠，控制简单，可实现变速器输出转速的两级切换，本发明的行星轮式两级电磁变速器可与多级行星减速机构结合，满足变速器不同转速输出的要求。

Claims (7)

1、一种行星轮式两级电磁变速器，包括动力输入部分、电磁切换部分和弹簧复位部分，其特征在于：动力输入部分有输入轴和轴承，输入轴上有导向键，输入轴通过轴承支承在输入端外壳内；电磁切换机构由输入端外壳、电磁线圈、传动套、动摩擦片、一级行星轴、一级行星齿轮和一级行星架组成，输入端外壳一端有螺纹，输入端外壳内有环形槽，电磁线圈安装在环形槽内，传动套安装在输入端外壳内，传动套一端支承在输入轴上的轴承上，另一端支承在太阳轮盘上的轴承上，传动套内腔左侧壁外侧有电磁线圈，内侧有动摩擦片，传动套腔内右侧壁上有孔，一级行星架上固联有一级行星轴，一级行星轴穿过一级行星齿轮插入传动套的孔中，动摩擦片安装在传动套内，动摩擦片内孔有键槽，动摩擦片上有光孔；弹簧复位机构由限位卡簧、一级太阳轮、太阳轮盘、弹簧导杆、复位弹簧和弹簧支撑架组成，弹簧导杆固联在弹簧支撑架上，弹簧支撑架固定在输入轴上，弹簧导杆上安装有复位弹簧，太阳轮盘端部固联有一级太阳轮，限位卡簧安装在太阳轮盘顶部；动力输出轴固联在行星架上；输入端外壳与输出端外壳通过螺纹连接构成变速器外壳。

2、根据权利要求1所述的行星轮式两级电磁变速器，其特征在于：所用的轴承是滚动轴承或滑动轴承。

3、根据权利要求1所述的行星轮式两级电磁变速器，其特征在于：输入端外壳和输出端外壳选择导磁体制作，外壳也是变速器磁路介质。

4、根据权利要求1所述的行星轮式两级电磁变速器，其特征在于：输入轴上的导向键插在动摩擦片内孔的键槽中，动摩擦片受输入轴上导向键的周向限位随输入轴同步旋转，同时在电磁力或弹簧复位力的作用下沿输入轴轴向滑移。

5、根据权利要求1所述的行星轮式两级电磁变速器，其特征在于：输入轴、输入端外壳、传动套、太阳轮盘均能相对转动。

6、根据权利要求1所述的行星轮式两级电磁变速器，其特征在于：通过与多级行星减速机构结合，获得不同的两级转速输出。

7、根据权利要求1所述的行星轮式两级电磁变速器，其特征在于：与多级行星减速机构结合时，新增加的减速机构安装在一级行星架与动力输出轴之间，动力输出轴固联在末级行星架上。

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