CN104864057A - 一种相位双向无级精确可调控制机构 - Google Patents

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邸立明
杜丹阳
孙皓奇
王亚强
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Yanshan University
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Yanshan University
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    • F16H—GEARING
    • F16H35/00—Gearings or mechanisms with other special functional features
    • F16H35/008—Gearings or mechanisms with other special functional features for variation of rotational phase relationship, e.g. angular relationship between input and output shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/724—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines

Abstract

一种相位双向无级精确可调控制机构，行星轮架设行星轮，行星轮A和行星轮B相互外啮合，每个行星轮A套在行星轮轴A上，每个行星轮B套在行星轮轴B上，行星轮架内部设太阳轮，行星轮A与太阳轮啮合，动力输入轴从太阳轮中心穿过，行星轮架外部设齿圈，行星轮B与齿圈啮合，齿圈与动力输出轴固连，连接轴固定在行星轮架上，行星轮架和涡轮同轴固接，涡轮与蜗杆相互啮合，蜗杆与驱动电机输出转轴相连，驱动电机、套筒联轴器和蜗杆组成蜗杆驱动电机，蜗杆驱动电机的输出转轴与电子控制单元ECU相连，电子控制单元ECU分别与角速度相位传感器A、B相连。本发明结构简单紧凑，工作稳定性和可靠性较高，具备动态连续调节输入输出相位的结构和功能。

Description

一种相位双向无级精确可调控制机构
技术领域
本发明为一种动力传动机构，具体涉及一种行星轮系传动机构。
背景技术
随着技术的进步，具备可变配气相位技术的内燃机大量出现，对配气机构的相位调节功能不断提出更高的要求，其它动力传递过程中对相位双向无级连续可调功能的需求也在不断增加，如汽车上的电控助力转向系统。目前，行星轮系动力传动机构在车辆变速器领域应用较广，主要解决车辆在行驶过程中不同档位的传动比改变，提高车辆的性能。利用行星轮系改变传动比或输入轴与输出轴相位的装置也有不少文献出现，主要应用在内燃机配气凸轮机构的驱动系统中，目前主要有单排或双排行星轮系的应用，一类为改变传动比为目的的机构，一类为调节相位的机构。它们的不足之处：(1)结构复杂，不紧凑(2)工作的稳定性较差，可靠性较低(3)不具备动态连续调节输入输出相位的结构和功能。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单紧凑，工作稳定性和可靠性较高，具备动态连续调节输入输出相位的结构和功能的相位双向无极精确可调控制机构。
一种相位双向无级精确可调控制机构，主要包括行星轮系、动力输入轴、动力输出轴、行星轮轴A、行星轮轴B、连接轴、涡轮、蜗杆、蜗杆驱动电机、电子控制单元ECU、角速度相位传感器A和角速度相位传感器B。其中，行星轮系主要包括太阳轮、齿圈、行星轮架和行星轮A和行星轮B，行星轮架上设有至少两组行星轮，每组行星轮包括行星轮A和行星轮B，行星轮A和行星轮B相互外啮合，每个行星轮A套在行星轮轴A上，每个行星轮B套在行星轮轴B上。在行星轮架的内部设有太阳轮，上述行星轮A与太阳轮啮合，动力输入轴从太阳轮的中心穿过。在该行星轮架的外部设有齿圈，上述行星轮B与齿圈啮合，齿圈与动力输出轴固定连接。行星轮架和涡轮同轴固接，涡轮与蜗杆相互啮合，该蜗杆与驱动电机的输出转轴通过套筒联轴器相连，驱动电机、套筒联轴器和蜗杆组成蜗杆驱动电机。蜗杆驱动电机的输出转轴与电子控制单元ECU相连，该电子控制单元ECU分别与角速度相位传感器A和角速度相位传感器B相连。
本发明在使用时，电子控制单元ECU控制的蜗杆驱动电机保持静止，涡轮、行星轮架、行星轮轴A和行星轮轴B同时保持静止，动力输入轴输入的动力通过行星轮系中的太阳轮，带动行星轮系中的行星轮A和行星轮B，驱动齿圈同方向旋转，行星轮系中的齿圈带动动力输出轴同方向旋转，实现某一固定传动比的动力传递。当此动力传动机构处于有动力输入输出的固定传动比工作情况下，角速度相位传感器A用于检测动力输入轴的转速和相位位置信号，角速度相位传感器B用于检测动力输出轴的转速和相位位置信号，电子控制单元ECU接收来自角速度相位传感器A和角速度相位传感器B的信号，并根据工况和使用要求进行运算后输出控制信号到蜗杆驱动电机正向或反向旋转，从而带动与之啮合的涡轮旋转，行星轮系中的行星轮架和涡轮固定连接同步旋转，使行星轮系中的太阳轮与齿圈之间发生相位变化，从而实现动力输入轮轴与动力输出轴之间的相位连续调节。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、利用双行星轮组，实现单排行星轮系太阳轮与齿圈之间的同向动力传递，结构紧凑，成本较低。
2、采用涡轮蜗杆机构实现输入输出相位的调节，便于逆向自锁保持静止，保证了相位调节机构工作的稳定性和可靠性。
3、采用输入轴、输出轴分别安装角速度相位传感器控制，相位调节的精度较高。
附图说明
图1为本发明具体实施的结构示意图。
具体实施方式
在图1所示的本发明的具体实施的结构示意图中，行星轮系主要包括太阳轮、齿圈、行星轮架1和行星轮A和行星轮B，行星轮架1上设有两组行星轮，每组行星轮包括行星轮A3和行星轮B5，行星轮A和行星轮B相互外啮合，每个行星轮A套在行星轮轴A2上，每个行星轮B套在行星轮轴B4上。在行星轮架的内部设有太阳轮6，上述行星轮A与太阳轮啮合，动力输入轴7从太阳轮的中心穿过。在该行星轮架的外部设有齿圈8，上述行星轮B与齿圈啮合，齿圈与动力输出轴9固定连接。行星轮架和涡轮10同轴固接，涡轮与蜗杆相互啮合，该蜗杆与驱动电机的输出转轴通过套筒联轴器相连，驱动电机、套筒联轴器和蜗杆组成蜗杆驱动电机11。蜗杆驱动电机的输出转轴与电子控制单元ECU12相连，该电子控制单元ECU分别与角速度相位传感器A13和角速度相位传感器B14相连。

Claims (1)

1.一种相位双向无级精确可调控制机构，主要包括行星轮系、动力输入轴、动力输出轴、行星轮轴A、行星轮轴B、连接轴、涡轮、蜗杆、蜗杆驱动电机、电子控制单元ECU、角速度相位传感器A和角速度相位传感器B，其特征在于：行星轮系主要包括太阳轮、齿圈、行星轮架和行星轮A和行星轮B，行星轮架上设有至少两组行星轮，每组行星轮包括行星轮A和行星轮B，行星轮A和行星轮B相互外啮合，每个行星轮A套在行星轮轴A上，每个行星轮B套在行星轮轴B上，在行星轮架的内部设有太阳轮，上述行星轮A与太阳轮啮合，动力输入轴从太阳轮的中心穿过，在该行星轮架的外部设有齿圈，上述行星轮B与齿圈啮合，齿圈与动力输出轴固定连接，行星轮架和涡轮10同轴固接，涡轮与蜗杆相互啮合，该蜗杆与驱动电机的输出转轴通过套筒联轴器相连，驱动电机、套筒联轴器和蜗杆组成蜗杆驱动电机，蜗杆驱动电机的输出转轴与电子控制单元ECU相连，该电子控制单元ECU分别与角速度相位传感器A和角速度相位传感器B相连。
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