CN103711844A - 一种多行星轮系传动装置 - Google Patents

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    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/46Systems consisting of a plurality of gear trains each with orbital gears, i.e. systems having three or more central gears

Abstract

多行星轮系传动装置,是两个或两个以上行星轮系构成的传动系统。根据行星轮既自转又公转,轮上各点是较为复杂的平面曲线运动轨迹,通过受力角的选择、转矩的改变、多轮系的联动,实现了系统内传动的省力,减少了输入能耗,提高传动效率。这种多行星轮系传动装置节能效果显著,结构简单明了,是继目前广泛使用的带传动、链条传动、齿轮传动、涡轮蜗杆传动等传统传动形式的全新传动形式,可广泛应用于各种动力机器(内燃机、蒸汽机、发电机等)、运输机器(汽车、起重机、输送机等)、加工机器(机床、纺织机、包装机、缝纫机等)的轮系传动中。

Description

一种多行星轮系传动装置
[0001] 技术领域:本发明涉及一种行星轮系传动装置,特别是一种提高传动效率的多行星轮系传动装置。
[0002] 背景技术:目前,公知的行星轮系传动,主要用来实现大传动比的减速传动,有的减速比较定轴轮系更大,还有能够实现结构紧凑的大功率传动,另外由于行星轮上各点的运动轨迹是许多形状和性质不同的摆线,因此可以满足一些机械的某些特殊要求,以及转向和分路传动、运动的合成与分解等,不能减少输入能量,提高输出效率。
[0003] 发明内容:为了改变技术现状,本发明提供一种由固定几何中心轴安装一个输入转臂轮系,两个或以上输出转臂轮系构成的多行星轮系传动装置。根据行星轮的特性,特别是轮上各点旋轮线、平面曲线复杂多样的运动轨迹的特性,科学选择输入轮系中的行星轮与输出转臂上的行星轮啮合点即力的传递点,在输入轮、输出轮转速相等的情况下增加了转动力臂,加大了传动转矩,提高了输出效率。该装置不仅能够改变传动比而且还有效减少输入能耗,提高了传动效率。
[0004] 本发明解决技术问题所采用的技术方案是:在固定的几何中心轴上装有A、B两个转臂,A转臂即行星架只有一个行星轮分别与动、定轴太阳轮外、内啮合,B转臂两端行星轮,一个与A转臂星轮外啮合(可无啮合),另一个分别与动、定轴太阳轮外、内啮合。A转臂动轴太阳轮为输入轮,方向逆针并与A转臂、A转臂的行星轮、定轴太阳轮构成输入轮系;B转臂动轴太阳轮为输出轮并与B转臂的两个行星轮、定轴太阳轮构成输出轮系,A转臂的输入轮系或称主动轮系和B转臂的输出轮系或成被动轮系构成一个基本的单元传动体系,单元传动体系可单独成一个完整的传动体系,根据工程实际需要多个单元传动体系可组成一个完整的传动系统。具体方案是:固定中心轴再安装与B转臂结构相同的C转臂输出轮系,B转臂上与定、动轴太阳轮啮合的行星轮不与作为输出轮的动轴太阳轮啮合,而是继续与C转臂上的行星轮啮合,C转臂上的另端的行星轮才与终端输出轮即动轴太阳轮啮合。根据实际工程需要确定多少个输出转臂轮系,而每增加一个,其传动效率就会增加一部分。
[0005] 本发明的有益效果是:根据行星轮特性,通过对力传递点的选择,转矩的改变,减少轮输入轮系的能耗,提高了传动效率,结构简单明了,实用性强,可广泛应用于各类机械的轮系传动中。
[0006] 附图说明:下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
[0007] 图1是本发明的平面图。
[0008] 图2是本发明的侧视图。
[0009] 图3是本发明的三个转臂轮系的平面图。
[0010] 图4是本发明三个转臂轮系的侧视图。
[0011] 图5是本发明受力角的示意图。
[0012] 图1中,1.固定几何中心轴,2.A转臂,3.行星轮,4.动轴太阳轮,5.定轴太阳轮,
6.B转臂,7.行星轮,8.行星轮,9.动轴太阳轮,10.行星轮3和7的啮合点,11.行星轮3与定轴太阳轮5的啮合点,12.轮3圆心,13.轮7圆心,14.定轴太阳轮。
[0013] 图3中,15.C转臂,16.行星轮,17.行星轮。[0014] 具体实施方式:在图1所示的实施例中,3与4外啮合,3与7外啮合,3与5内啮合,8与9、14分别内、外啮合。13-12-11的夹角45° (非固定的)。2与4(逆针输入力)与3、5构成输入轮系,6与7、8、14、9构成输出轮系。输入和输出轮系构成单兀传动体系,如果8继续做输入轮,不与9啮合,而是继续和再加装的转臂上的行星轮啮合,另端的行星轮才与9啮合,就是下个单元的输出轮,多个结构相同的单元传动体系就构成了一个完整的行星轮系传动系统,但是,初始输入轮和终端输出轮永远只有两个。如果工作力直接逆针作用于3的圆周,那么5可以去掉,但传动结构及效果有明显改变,对此本实施方式及说明书附图均未表述。根据行星轮系传动比原理,1^-¾/¾-]¾ =-Z3TiZ1,其中=Ii1输入轮转速,^转臂转速,n3定轴太阳轮转速,Z3和Z1分别是从动轮和主动轮齿数,负号为转向,-为逆时针。本说明书附图中,如果4的齿数是3的2倍=200齿,转速1000r/min,那么2与4的传动比为:n「nH/n0_nH = 400/200 = Ti1Znu = 1+400/200 = 3。2 的转速=-nt/3 = -333.33r/min。根据行星轮特性,6与2转速相同。如果8的齿数=3的齿数=100个,同理可得9的转速lOOOr/min。输入轮与输出轮转速相等。但是B转臂却不相等,主动力臂13到I的直线距离等于4的半径加3的直径,而被动力臂I到8圆心的直线距离等于4的直径加8的半径,而8等于3,因此6的力臂比为4:3.,就是说输入力在8圆心的作用力是1.333倍,方向与4输入力方向相同。
[0015] 在图2和图4图所示的实施例中,所有齿轮的轮齿模数一致。[0016] 在图3所示的实施例中,16与8外啮合,8不与9啮合而是驱动16,再由15驱动17,17再与9外哨合。由于B转臂输出轮系和C转臂输出轮系结构、规格相同,所以,哨合情况、受力情况与A转臂对B转臂的受力情况也相同,但是确增加一个转臂差的输入力。多增加一套转臂传动虽然增加了成本、增加了传动能耗,但是相比较所增加的输入力还是传动转臂益处大的多。
[0017] 在图5所示的具体实施例中:13-12-13的夹角称为受力角,受力角一要大于0°,小于90°,小于0° 7和3没有啮合,大于90°失去了多行星轮系传动传动意义,受力角越小力臂差越大,转矩差也就越大,反之越小。在行星轮3中,由于10为力的传递点,受力点的运动轨迹是平面曲线,因此受力角的大小和受力方向以及转臂差决定了整个系统的传动效率。3中的动力臂=行星轮3直径,阻力臂11-13的直线距离,由于10-11,11-12,12-10是等腰三角形,11-10是这个三角形的底边,如果受力角45°,那么10-11 = 0.38直径,就是说7受力点的受力是输入力的2.63倍,根据行星轮自转、公转和受力点平面曲线的运动轨迹,作用力方向自转与10-11垂直,公转与13-1垂直。根据斜三角形原理(13-1-12-13是斜三角形),如果6和16的齿数是3和8的1/5 (比例可再大),那么1-13-12的夹角约35°,13点并与之垂直的输出力是约57%。

Claims (3)

1.多行星轮系传动装置,是由两个以上行星轮系构成的多行星轮轮系传动系统,其特征是:通过固定中心轴(I)A转臂⑵的行星轮(3)分别与动、定轴太阳轮(4)、(5)夕卜、内啮合,B转臂(6)两端的行星轮(7)、(8),其中(7)与A转臂⑵的行星轮(3)外啮合,(8)分别与动、定轴太阳轮(9)、(14)外、内啮合,太阳轮(4)逆针输入轮,(9)输出轮,A转臂的(I)轮系输入轮系和B转臂的(6)输出轮系构成单元行星轮系传动体系。
2.根据权利要求书I所述的多行星轮系传动装置其特征是:单元行星轮系传动体系再安装与B转臂结构相同的输出转臂轮系,构成一个完整的多行星轮系传动系统,只有一个输入轮和一个输出轮。
3.根据权利要求书I所述的多行星轮系传动装置其特征是:行星轮3可以直接作为输入轮,减掉输入轮动轴太阳轮4。
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