CN105822753A - 动力传动系统用转速耦合型行星齿轮箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及复合或混合传动技术领域，具体地说是一种动力传动系统用转速耦合型行星齿轮箱，其特征在于设有行星齿轮机构和外齿圈输入啮合齿轮，所述行星齿轮机构中设有两个以上的行星轮、太阳轮、行星架以及外齿圈，其中行星架连接动力输入轴/动力输出轴，外齿圈的外圆面设置外啮合齿与外齿圈输入啮合齿轮啮合，行星齿轮机构中的太阳轮连接动力输出轴/输入轴，外齿圈输入啮合齿轮连接动力输入轴/输出轴，本发明与现有技术相比，能够将2个动力源输出的功率通过转速耦合，使得动力能够在转矩比例传递的情况下，将2个动力源的转速进行耦合输出，进而实现扩展转速输出的范围、并为更大范围的调速控制提供了可能。

Description

动力传动系统用转速耦合型行星齿轮箱

技术领域

本发明涉及复合或混合传动技术领域，具体地说是一种特别适用于混合动力汽车或船舶或双动力驱动的机电设备的动力传动系统用转速耦合型行星齿轮箱。

背景技术

面对环境问题和能源危机的双重压力，越来越多的人开始关注采用多个能源驱动传动的各类负载，例如汽车工业开始大力发展电机和发动机共同驱动的混合动力汽车，船舶也在大力推进电驱动和混合驱动技术。目前工业驱动领域广泛使用的动力源有内燃发动机、电动机、液压马达等，每一种动力源的工作特点和最佳负荷点都各不相同，当所驱动的负荷在大范围内变化时，单个动力源往往为了适应负荷的变化而不得不工作在低效率的工作区。多动力源混合驱动的优点在于可以通过功率分流和耦合技术灵活的调整多个动力源工作的载荷分配状况，从而使每个动力源都工作在最佳的工作负荷点附近。同时，当负载负载转速变化范围较大，单一动力源无法满足转速驱动范围时，通过将两个动力源的转速耦合叠加，可实现更宽范围的转速输出，为了实现该目的，需要一种结构合理、工作可靠的转速耦合装置。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种能够将2个动力源输出的功率通过转速耦合，使得动力能够在转矩比例传递的情况下，将2个动力源的转速进行耦合输出，进而实现扩展转速输出的范围、并为更大范围的调速控制提供了可能的动力传动系统用转速耦合型行星齿轮箱。

本发明可以通过以下措施达到：

一种动力传动系统用转速耦合型行星齿轮箱，其特征在于设有行星齿轮机构和外齿圈输入啮合齿轮，所述行星齿轮机构中设有太阳轮、行星架、外齿圈，以及两个以上的行星轮，其中行星架连接动力输入轴/动力输出轴，外齿圈的外圆面设置外啮合齿与外齿圈输入啮合齿轮啮合，行星齿轮机构中的太阳轮连接动力输出轴/输入轴，外齿圈输入啮合齿轮连接动力输入轴/输出轴。

本发明所述行星齿轮机构中可以设有三个或四个行星轮。

本发明动力输入轴或输出轴可以采用如下方式布置：行星架连接一路动力输入轴，太阳轮连接动力输出轴，外齿圈输入啮合齿轮连接另一路动力输入轴。

本发明还提出了一种船舶恒频发电系统用转速耦合装置，其中转速耦合型行星齿轮箱的两个输入分别连接船舶主发动机和液压马达，两个动力源的转速经过齿轮箱耦合后驱动同步发电机。

本发明还提出了一种混合动力电动汽车驱动系统用转速耦合装置，其中转速耦合型行星齿轮箱的两个输入轴分别连接电动机和内燃机，动力输出轴输出的转速驱动汽车车轮。

本发明与现有技术相比，能够将2个动力源输出的功率通过转速耦合，使得动力能够在转矩比例传递的情况下，将2个动力源的转速进行耦合输出，进而实现扩展转速输出的范围、并为更大范围的调速控制提供了可能，此外分离了外齿圈动力输入轴的空间位置，使得齿轮箱系统布置起来更加方便。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是本发明在船舶恒频发电系统中的应用示意图。

附图3是本发明在混合动力汽车中的应用示意图。

附图4是本发明的机械结构示意图。

附图标记：外齿圈输入啮合齿轮1、外齿圈2、行星轮3、太阳轮4、输入轴一5、输入轴二6、行星架7、输出轴8、转速耦合型行星齿轮箱9、同步发电机10、船舶主发动机11、电动机12、内燃机13、车轮14、驱动桥15。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

本发明提出了一种动力传动系统用转速耦合型行星齿轮箱，其特征在于设有行星齿轮机构和外齿圈输入啮合齿轮1，所述行星齿轮机构中设有太阳轮4、行星架7、外齿圈2，以及两个以上的行星轮3，其中行星架7连接动力输入轴/动力输出轴，外齿圈2的外圆面设置外啮合齿与外齿圈输入啮合齿轮1啮合，行星齿轮机构中的太阳轮4连接动力输出轴/输入轴，外齿圈输入啮合齿轮1连接动力输入轴/输出轴。

本发明所述行星齿轮机构中可以设有三个或四个行星轮。

如附图1所示，本发明动力输入轴或输出轴可以采用如下方式布置：行星架连接一路动力输入轴，太阳轮连接动力输出轴，外齿圈输入啮合齿轮连接另一路动力输入轴；

需要指出的是，图1中给出的仅仅是本发明的一种输入输出配置方式，事实上，3个轴中的每一个都可以设置为输入轴或者是输出轴。

图2是本发明的转速耦合器在船舶恒频发电系统中应用的具体形式。转速耦合型行星齿轮箱的两个输入分别连接船舶主发动机和液压马达，两个动力源的转速经过齿轮箱耦合后驱动同步发电机。由于同步发电机的转速是两个动力源的转速耦合形成的，因此当船舶主发动机的转速发生变化时，通过有效的调整液压马达转速就可以实现同步发电机的转速恒定不变，实现船舶行进过程中的恒频发电。

图3是转速耦合型行星齿轮箱在混合动力电动汽车驱动系统中应用的具体形式。转速耦合型行星齿轮箱的两个输入轴分别连接电动机和内燃机，合成后的转速驱动汽车车轮。这样可以实现在低速下发动机停止运转，进采用电机驱动使汽车起步，高速下发动机转速与电机转速叠加后驱动车轮，实现车辆的告诉行驶。因此耦合后的混合动力系统可以部分或全部的替代变速器的功能。同时通过合理的控制可以将发动机的工作点始终控制在较高的效率区，提高汽车的燃油经济性。

图4是本发明转速耦合型行星齿轮箱的具体机械结构形式方案。图4中外齿圈的外齿轮与顶端小齿轮啮合后作为一个输入轴，行星架通过轴承安装在齿轮壳体上，外齿圈通过轴承安装在行星架上，太阳轮也通过轴承支承在行星架上。行星架和太阳轮分别设置传动轴进行动力的输入与输出。

本发明与现有技术相比，能够将2个动力源输出的功率通过转速耦合，使得动力能够在转矩比例传递的情况下，将2个动力源的转速进行耦合输出，进而实现扩展转速输出的范围、并为更大范围的调速控制提供了可能，此外分离了外齿圈动力输入轴的空间位置，使得齿轮箱系统布置起来更加方便。

Claims (5)

1.一种动力传动系统用转速耦合型行星齿轮箱，其特征在于设有行星齿轮机构和外齿圈输入啮合齿轮，所述行星齿轮机构中设有太阳轮、行星架、外齿圈，以及两个以上的行星轮，其中行星架连接动力输入轴/动力输出轴，外齿圈的外圆面设置外啮合齿与外齿圈输入啮合齿轮啮合，行星齿轮机构中的太阳轮连接动力输出轴/输入轴，外齿圈输入啮合齿轮连接动力输入轴/输出轴。

2.根据权利要求1所述的一种动力传动系统用转速耦合型行星齿轮箱，其特征在于所述行星齿轮机构中设有三个或四个行星轮。

3.根据权利要求1所述的一种动力传动系统用转速耦合型行星齿轮箱，其特征在于动力输入轴或输出轴采用如下方式布置：行星架连接一路动力输入轴，太阳轮连接动力输出轴，外齿圈输入啮合齿轮连接另一路动力输入轴。

4.一种采用如权利要求1-3中任意一项所述的动力传动系统用转速耦合型行星齿轮箱的船舶恒频发电系统用转速耦合装置，其特征在于其中转速耦合型行星齿轮箱的两个输入分别连接船舶主发动机和液压马达，两个动力源的转速经过齿轮箱耦合后驱动同步发电机。

5.一种采用如权利要求1-3中任意一项所述的动力传动系统用转速耦合型行星齿轮箱的混合动力电动汽车驱动系统用转速耦合装置，其特征在于转速耦合型行星齿轮箱的两个输入轴分别连接电动机和内燃机，动力输出轴输出的转速驱动汽车车轮。