CN104455075B - 双向自适应三轴传动系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种双向自适应三轴传动系统，由主动轴和被动轴所组成，主动轴与被动轴之间设有自适应楔轴传动装置，其中楔轴传动装置由楔轴，楔轴中心轴，阻尼杆和楔轴阻尼架所构成，主动轴的外周呈等边六棱柱体结构，主动轴的六棱柱面上至少在呈间隔距离分布的三个柱面上设有供楔轴在其面上滑动的平面或至少在呈间隔距离分布的三个柱面中部纵向设有贯通该面的供楔轴在其内滑动的主楔槽。本发明具有被动轴转速自由超越主动轴的惯性转速，具有根据被动轴阻力自适应分配动力的能力，具有动力传输终端相对独立的特性，利用被动轴回收惯性能量的能动性；且结构简单，传动件少，反应迅速，运行噪音小，耐用性强，制造和维护成本低的优点。

Description

双向自适应三轴传动系统

技术领域

本发明属于一种双向自适应三轴传动系统。

背景技术

目前轴向动力传动装置大多采用钢性传动，钢性传动只允主动轴带动被动轴或被动轴带动反向主动轴同速运动，不允许两者产生差速，尤其不允许被动轴超越主动轴转速，被动轴不能超越主动轴转速使钢性传动耗费大量惯性能量，惯性能量不能得到有效利用，能耗利用率差。其次，在钢性传动中，当被动轴产生巨大冲量，冲力瞬间反作用于主动轴时，会造成所有传动机构均难以承受的冲击力，使动力源如发动机的等损毁。第三，钢性传动的差速器使用造成将车辆动力只能传递给摩擦力弱的半轴上，因此无法解决车轮打滑、轮阻问题，为此还必须设置复杂的自锁系统，但自锁系统结构复杂，传动件多，制作成本高，反应滞后，使用程序繁琐，安全系数低。

发明内容

本发明的目的是提供一种双向自适应三轴传动系统，具有被动轴转速自由超越主动轴的惯性转速，具有根据被动轴阻力自适应分配动力的能力，具有动力传输终端相对独立的特性，利用被动轴回收惯性能量的能动性；且结构简单，传动件少，反应迅速，运行噪音小，耐用性强，制造和维护成本低的优点。

为此，本发明一种双向自适应三轴传动装置，由主动轴和被动轴所组成，主动轴与被动轴之间设有自适应楔轴传动装置，或主动轴与被动轴套之间设有自适应楔轴传动装置。所述的自适应楔轴传动装置包括：

主动轴，主动轴的外周呈等边六棱柱体结构，其中部设有与动力源相接的花键轴孔或接盆齿的接盘，主动轴的六棱柱面上至少在呈间隔距离分布的三个柱面上设有供楔轴在其面上滑动的平面或至少在呈间隔距离分布的三个柱面中部纵向设有贯通该面的供楔轴在其内滑动的主楔槽；

被动轴，被动轴套设在主动轴外周上，被动轴呈圆环套型，被动轴的外周面上设有与传动轮相接的键槽，被动轴的内周面中部设有供楔轴在其内滑动的弧面或被楔槽，被动轴的内周面距主动轴的六棱柱面的顶点间距小于被动轴的内周面距主动轴的六棱柱面的每个柱面中点的距离；

楔轴传动装置，由楔轴，楔轴中心轴，阻尼杆和楔轴阻尼架所构成，楔轴呈圆珠形或圆柱形，楔轴上设有轴心孔，三个楔轴分别位于主动轴呈间隔距离分布的三个柱面的平面上或主楔槽内，呈环形的楔轴阻尼架位于楔轴的外端，楔轴中心轴的中部位于楔轴的轴心孔内，楔轴中心轴的端部固定在楔轴阻尼架上，阻尼杆的一端与楔轴阻尼架连接，阻尼杆的另一端与楔轴阻尼架的控制装置连接，楔轴的直径长度小于每条主楔槽的中部与对应的被楔槽之间的垂线高度或小于其所在的每个柱面的中点与对应的被动轴的内弧面之间的垂线高度，楔轴的直径长度大于每条主楔槽的两端部与对应的被楔槽之间的垂线高度或大于其所在的每个柱面的两端部与对应的被动轴的内弧面之间的垂线高度。

所述的各楔轴的中心连线夹角互成60度角。所述的各楔轴之间的楔轴阻尼架上呈间隔距离设有滚轮。上述结构达到了本发明的目的。

本发明具有被动轴转速自由超越主动轴的惯性转速，具有根据被动轴阻力自适应分配动力的能力，具有动力传输终端相对独立的特性，利用被动轴回收惯性能量的能动性；且结构简单，传动件少，反应迅速，运行噪音小，耐用性强，制造和维护成本低的优点。可广泛应用于汽车、混合动力、电力机车、电能动能回收设备、航空、风能利用、太阳能利用等领域中。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的立体结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种双向自适应三轴传动系统，由主动轴1和被动轴2所组成。主动轴与被动轴之间设有自适应楔轴传动装置，或主动轴与被动轴套之间设有自适应楔轴传动装置。所述的自适应楔轴传动装置包括：

主动轴1，主动轴的外周呈等边六棱柱体结构。其中部设有与动力源相接的花键轴孔7或接盆齿的接盘。主动轴的六棱柱面上至少在呈间隔距离分布的三个柱面上设有供楔轴3在其面上滑动的平面或至少在呈间隔距离分布的三个柱面中部纵向设有贯通该面的供楔轴在其内滑动的主楔槽8。

被动轴2，被动轴套设在主动轴外周上。被动轴呈圆环套型。被动轴的外周面上设有与传动轮相接的键槽，或被动轴的外周面上设有与轮体相接的连接装置。被动轴的内周面中部设有供楔轴在其内滑动的弧面或被楔槽9。被动轴的内周面距主动轴的六棱柱面的顶点间距小于被动轴的内周面距主动轴的六棱柱面的每个柱面中点的距离。

楔轴传动装置，由楔轴3，楔轴中心轴5，阻尼杆6和楔轴阻尼架4所构成。楔轴呈圆珠形或圆柱形，即当楔轴呈圆珠形时，主楔槽和被楔槽的结构与其对应；当楔轴呈圆柱形时，则六棱柱面上至少在呈间隔距离分布的三个柱面上设有供圆柱形的楔轴在其面上滑动的平面和被动轴的外周面上对应弧面。

楔轴上设有轴心孔，三个楔轴分别位于主动轴呈间隔距离分布的三个柱面的平面上或主楔槽内。呈环形的楔轴阻尼架位于楔轴的外端，楔轴中心轴的中部位于楔轴的轴心孔内。

楔轴中心轴的端部固定在楔轴阻尼架上，亦可楔轴中心轴的两端部固定在位于楔轴的两侧外端的两楔轴阻尼架上；显然，一侧亦可。

阻尼杆的一端与楔轴阻尼架连接，阻尼杆的另一端与楔轴阻尼架的控制装置连接。楔轴的直径长度小于每条主楔槽的中部与对应的被楔槽之间的垂线高度或小于其所在的每个柱面的中点与对应的被动轴的内弧面之间的垂线高度，楔轴的直径长度大于每条主楔槽的两端部与对应的被楔槽之间的垂线高度或大于其所在的每个柱面的两端部与对应的被动轴的内弧面之间的垂线高度。

所述的各楔轴的中心连线夹角互成60度角。所述的各楔轴之间的楔轴阻尼架上呈间隔距离设有滚轮10。滚轮作用是方便楔轴阻尼架与所接的装置完成轴接。

楔轴阻尼架的控制装置(图中未标)为可制动楔轴阻尼架运行的刹停结构或为与主动轴转动方向反向作用力的控制机构；也包括一个正、反向移动的该控制装置以带动楔轴阻尼架正、反向移动，使阻尼杆带动各楔轴向右、左滚动。可以包括现有的各种手动、电动、摇控和自动刹停结构或为与主动轴转动方向反向作用力控制机构，或常用的控制装置。为传统技术故不再累述。本发明中，楔轴阻尼架通过三根阻尼杆固定支撑控制各楔轴，在主动轴与被动轴之间的运动，楔轴阻尼架接受外部的该控制装置的阻尼作用使之保持静止趋势，造成各楔轴受楔轴阻尼架的控制产生一个永远与主动轴运动方向相反的运动趋势。这个趋势对主动轴的各运动方向均能够自适应形成楔轴楔紧主动轴与被动轴的一体化运动作用，完成自适应动力传输过程。

本发明的原理是：楔轴阻尼架的控制装置对楔轴阻尼架起到阻尼静止作用，造成楔轴阻尼架产生一个主动轴运动方向相反的运动趋势，这个运动趋势控制各楔轴在主动轴与被动轴产生楔止作用，楔止作用使主动轴与被动轴进行一体化运动，完成动力传输。或解释为：当楔轴在主动轴带动下通过其所在的主动轴的各外周切面与被动轴内径端面同时咬合紧固后，主动轴与被动轴成为一体化运动，将主动轴动力传递给被动轴；若在同一运动方向上，被动轴转速高于主动轴时，则各楔轴无法产生楔止作用，此时被动轴为自由轴。这个楔止作用产生运动方向和运动速度决定的，因此，是一种自适应传动装置。

被动轴超越主动轴转速，即被动轴能超越主动轴转速可利用大量惯性能量(甚至切断主动轴主动传动力)，惯性能量能得到有效利用，例如用这种惯性能量带动发电机发电等进行惯性能量回收利用，能耗利用率高。若使用在汽车上则上述描述为一侧半轴描述，另一侧半轴对称设置；若使用在其它单轴传动机械上则为全部。

总之，本发明具有被动轴转速自由超越主动轴的惯性转速，具有根据被动轴阻力自适应分配动力的能力，具有动力传输终端相对独立的特性，利用被动轴回收惯性能量的能动性；且结构简单，传动件少，反应迅速，运行噪音小，耐用性强，制造和维护成本低的优点，可广泛应用于汽车、混合动力、电力机车、电能动能回收设备、航空、风能利用、太阳能利用等领域中。

Claims (3)

1.一种双向自适应三轴传动装置，由主动轴和被动轴所组成，其特征在于：主动轴与被动轴之间设有自适应楔轴传动装置，所述的自适应楔轴传动装置包括：

主动轴，主动轴的外周呈等边六棱柱体结构，其中部设有与动力源相接的花键轴孔或接盆齿的接盘，主动轴的六棱柱面上至少在呈间隔距离分布的三个柱面上设有供楔轴在其面上滑动的平面或至少在呈间隔距离分布的三个柱面中部纵向设有贯通该面的供楔轴在其内滑动的主楔槽；

被动轴，被动轴套设在主动轴外周上，被动轴呈圆环套型，被动轴的外周面上设有与传动轮相接的键槽，被动轴的内周面中部设有供楔轴在其内滑动的弧面或被楔槽，被动轴的内周面距主动轴的六棱柱面的顶点间距小于被动轴的内周面距主动轴的六棱柱面的每个柱面中点的距离；

楔轴传动装置，由楔轴，楔轴中心轴，阻尼杆和楔轴阻尼架所构成，楔轴呈圆珠形或圆柱形，楔轴上设有轴心孔，三个楔轴分别位于主动轴呈间隔距离分布的三个柱面的平面上或主楔槽内，呈环形的楔轴阻尼架位于楔轴的外端，楔轴中心轴的中部位于楔轴的轴心孔内，楔轴中心轴的端部固定在楔轴阻尼架上，阻尼杆的一端与楔轴阻尼架连接，阻尼杆的另一端与楔轴阻尼架的控制装置连接，楔轴的直径长度小于每条主楔槽的中部与对应的被楔槽之间的垂线高度或小于其所在的每个柱面的中点与对应的被动轴的内弧面之间的垂线高度，楔轴的直径长度大于每条主楔槽的两端部与对应的被楔槽之间的垂线高度或大于其所在的每个柱面的两端部与对应的被动轴的内弧面之间的垂线高度。

2.根据权利要求1的所述的双向自适应三轴传动装置，其特征在于：所述的各楔轴的中心连线夹角互成60度角。

3.根据权利要求1的所述的双向自适应三轴传动装置，其特征在于：所述的各楔轴之间的楔轴阻尼架上呈间隔距离设有滚轮。