CN1023872C - 机械自动变速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械自动变速器，在其动力输入轴上装有偏心圆激波器，激波器外侧装有活齿齿轮，在与动力输入轴轴线重合的支承轴上装有针齿齿轮，它还包括活齿架旋转方向限制机构，在动力输入轴上还安装有定扭离合器。本发明可依据外负荷变化，自动改变转速和扭矩，适用于转速及扭矩要求范围变化大、长时间在高速小扭矩工况下工作、仅短时间在低速大扭矩工况下工作的机械设备，可充分利用动力机功率，节省能源，缩小体积，便于操作。

Description

本发明涉及机械传动装置技术领域。

目前通用的机械变速装置，大都采用改变不同齿数的齿轮相啮合的方式，要获得两种工况至少要有两对齿轮，一个滑动齿轮或滑动套及一套换档操纵机构，其结构体积大。要实现大的变化比，空间结构更大。对于转速及扭矩要求变化范围大，长时间在高速小扭矩工况下工作，仅短时间在低速大扭矩工况下工作的机构设备，上述变速装置往往仅能满足执行机构个别工作点的需要，而使动力机械偏离自己的工作点甚远，功率得不到充分利用。专利号为“85200606”的“活齿针轮减速机”，采用活齿波动的原理，具有传动比大、效率高、体积小的优点，但它仅具有减速增扭功能，只有一个固定传动比，适合一种速度工况。

本发明的目的在于为转速及扭矩要求变化范围大、长时间在高速小扭矩工况下工作、仅短时间在低速大扭矩工况下工作的机械设备，提供一种能自动变速变矩的传动装置，从而充分利用动力机功率，节约能源，缩小体积，简化操作。

为实现上述目的，在本发明的动力输入轴上安装有偏心圆激波器，在偏心圆激波器的外侧安装有活齿齿轮，在与动力输入轴轴线重合的支承轴上安装有与活齿齿轮配合的针齿齿轮，上述的活齿齿轮和针齿齿轮均不与外壳固定连接。本发明还具有控制活齿架旋转方向的活齿架旋转方向限制机构，在动力输入轴上还安装有可驱动针齿齿轮运转的定扭离合器。

本发明可以依据外负荷的变化，自动地由一个较高转速较小扭矩的工作状态切换到一个特低转速特大扭矩的工作状态，适用于转速及扭矩要求变化范围大、（单级变速比20-60）长时间在高速小扭矩仅短时间需低速大扭矩传动工况的机械设备，使其动力机的功率得到充分利用，从而节约能源。本发明还具有结构紧凑、节约原材料和便于操作的优点。例如目前通用的油田修井用动力钳，采用本发明后，动力机可由4.5kw取代原来的22kw，节省能源近80%，并大大减轻了工人操作时的紧张程度。

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的中纵剖视图;

图2为图1中的A-A剖面图;

图3为图1中的B-B剖面图;

图4、图5、图6均为图1中活齿架旋转方向限制机构的结构原理简图。

在附图给出的实施例中，本发明为立式结构，在其动力输入轴5上，安装有双排偏心圆盘6，圆盘上装有滚动轴承4，构成活齿波动传动的偏心圆激波器。在下一偏心圆盘6的下面有安装在动力输入轴5上的驱动盘12，其上带有径向的长槽孔，孔内装有弹簧13和可伸缩的具有楔形平面端部的驱动销11，共同组成定扭齿销离合器。在双排偏心圆盘6的外侧有安装在驱动盘12上面的活齿架2，其上的双排横孔中装有与偏心圆激波器对应的活齿销3，构成活齿波动传动的活齿齿轮。在与动力输入轴5轴线重合的支承轴14上安装有从动齿轮10，其上装有一组带有针齿套9的针齿销8，构成活齿波动传动的针齿齿轮。支承轴14通过轴承17、轴承套15及轴承盖16安装在外壳18上，外壳18的上面安装有顶盖7。在活齿架2的上部周边带有凹槽，它与安装在盖7上的方向控制销1构成活齿架旋转方向限制机构，此处的方向控制销1相当于一棘爪，而活齿架2则相当于一个棘轮。

本发明的工作原理是：动力输入轴5将旋转运动传递给偏心圆盘6及驱动盘12，当作用在从动齿轮10上的外负荷扭矩小于定扭齿销离合器的打 发滑扭矩时，驱动盘12通过驱动销11带动从动齿轮10同步旋转，此时活齿架2亦随之同步运转，传动比为1∶1，传动效率接近100%。当作用在从动齿轮10上的外负荷扭矩大于定扭齿销离合器的打滑扭矩时，驱动销11压缩弹簧13缩人驱动盘12上的槽孔内，即此时驱动盘12已不能带动从动齿轮10同步运转，活齿波动传动部位开始工作。利用活齿架旋转方向限制机构限制活齿架2反向旋转，从动齿轮10便通过活齿波动传动自动地降低转速，增大输出扭矩。根据需要，从动齿轮10也可为皮带轮、链轮等其它结构形式，或者从支承轴14输出转速和扭矩。本发明的输出旋转方向与输入同向，当输入为顺时针时，方向控制销1位置如图4所示，以限制活齿架2逆时针转动;当输入为逆时针时，方向控制销1如图5所示，以限制活齿架2顺时针转动;当负荷扭矩长时间小于离合器的打滑扭矩时，可将控制销1转到图6所示状态，在需要低速大扭矩之前，再转到需要的工作位置。

本发明也可为卧式结构。

Claims (3)

1、一种机械自动变速器，在其动力输出轴(5)上装有偏心圆激波器，在偏心圆激波器外侧安装有活齿齿轮，在与动力输入轴轴线重合的支承轴(14)上安装有针齿齿轮，本发明的特征在于，它还包括活齿架旋转方向限制机构，在动力输入轴(5)上还安装有定扭离合器。

2、根据权利要求1所述的机械自动变速器，其特征在于所说的定扭离合器为定扭齿销离合器，它包括安装在动力输入轴（5）上的驱动盘（12），驱动盘上带有径向的长槽孔，孔内装有弹簧（13）和可伸缩的驱动销（11）。

3、根据权利要求1所述的机械自动变速器，其特征在于所说的活齿架旋转方向限制机构可由活齿架（2）周边带有的凹槽和安装在端盖（7）上的方向控制销（1）构成。

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