CN1067864A - 一种差动减速电动卷扬机 - Google Patents

Abstract

一种差动减速电动卷扬机，适于做各种吊车、行 车及矿井和建筑工地的升降机绞车。它有输出轮鼓、 输出齿圈、固定齿圈、行星齿轮、输入齿轮、电动机定 子、转子和支承芯轴，其特征在于：输出齿圈与固定齿 圈的齿数相差1齿，转子与支承芯轴固接固定不动， 定子带动输入齿轮转动。输出齿圈、固定齿圈和行星 齿轮构成一差动机构，得到很大的减速比。同时，由 定子、转子和支承芯轴构成的定子旋转电动机放入减 速器中，使该卷扬机结构紧凑。

Description

一种差动减速电动卷扬机，它属于起重运输机械，适用于各种吊车、行车卷扬机等，也适于做矿井、建筑工地的升降机绞车。

现在的各种起重设备、行车以及矿井、建筑工地的升降机绞车，都是通过收放缆绳来实现提升、下降运动的。而收放缆绳是使用电动机做动力源，通过减速器减速，带动缆绳收放轮转动而实现的。由于收放缆绳要求的扭矩大，速度慢，因此需要用大速比、大功率的减速器，减速器的体积十分庞大。此外，电动机和减速器是分开的，通过连轴器或皮带连接，这也需要占用不少空间。

本发明的目的是发明一种差动减速电动卷扬机，它的电动机与减速器合为一体，有大的减速速比和输出扭矩，结构紧凑，安装方便。

本发明如附图1所示。它有输出轮鼓1，输出齿圈2，固定齿圈3，行星齿轮4，输入齿轮5，行星齿轮保持架6，保持架固定块7，电动机定子8，转子9，支承芯轴10，其特征在于：定子8与输入齿轮5固接，并可以绕转子9转动，转子固定于支承芯轴10之上，行星齿轮4由上下两齿轮面构成，输出齿圈2固接在输出轮鼓1上，行星齿轮4的两个齿轮面分别与固定齿圈3和输出齿圈2啮合，行星齿轮4的其中一个齿轮面与输入齿轮5啮合，固定齿圈3与支承芯轴10固接，固定齿圈3有Z1个齿，输出齿圈2有Z2个齿，Z1和Z2差1齿，行星齿轮4有两个或两个以上。

本发明的工作原理如下：定子8、转子9和支承芯轴10组成了一个无壳电动机，该电动机与普通电动机的工作原理一样，只是转子9相对不动，由定子8输出转动扭矩。定子8带动输入齿轮5转动。输入齿轮5在转动时，由于固定齿圈3固定不动，因而使得行星齿轮4既自身旋转，也在固定齿圈3内公转。由于固齿圈3的齿数为Z1，输出齿圈2的齿数为Z2，两者相差1齿，因而在行星齿轮4公转一周时，输出齿圈2与固定齿圈3相对差动1齿。又因固定齿圈3与支承芯轴10固接，故输出齿圈2带动输出轮鼓1转动了1齿。

本发明的速比关系计算如下。

假定行星齿轮4的齿数为Z3，输入齿轮5的齿数为Z4，输入齿轮5的转速为n4，行星齿轮4的公转转速为n3，输出齿圈2的转速为n2，有下面的关系式：

n3＝n4＊Z4/（Z4+Z2）

由Z1和Z2的差动关系得：

n2＝n3/Z2

所以有：

n2＝n4＊Z4/Z2＊（Z4+Z2）

在一般情况下，可以设计使得Z2＝100，从而使减速比也大于100（因为Z4+Z2＞Z4，所以减速比＞Z2）。

本发明使用了差动原理，在行星齿轮公转时，因固定齿圈3与输出齿圈2差1齿，所以每公转一周后，这两者之间将相对转过1齿的角度。同时在工作中没有使用柔性齿技术，全部采用刚性齿轮，有很高的强度。在传动时，行星齿轮4的公转只是作为中间过渡，因此也不存在行星轮传动效率低的问题。作为动力源的电动机放在减速器中间，简化了它们之间的连接，而且也大大缩小了整个卷扬机的轴向尺寸，这使得本发明的结构紧凑，机构简单。为增大传递功率，可以使用三个、四个或四个以上的行星轮。

本发明中，转子9和定子8组成的电动机结构，可以是普通鼠笼式异步电机结构，在定子中镶入感应导电条，在转子9中镶入线圈绕组，并通过支承芯轴10供电。也可以是绕线励磁电动机结构，在转子9和定子8中都镶入线圈绕组，定子8中的线圈供电通过支承芯轴10和定子8间的配电环接触供电。还可以是直流电动机结构，只要将原定子和转子的作用反过来即可。

本发明中，输出齿圈2齿数Z2可以比固定齿圈3齿数Z1多1齿或少1齿。在少1齿时，输入旋转方向与输出方向相同，多1齿时，输入旋转方向与输出方向相反。由于输出齿圈2和固定齿圈3的齿数不相等，两者同轴安装，为保持两者与行星齿轮4都有相同的中心距，可使用变位齿轮技术。可以让输出齿圈2、固定齿圈3、行星齿轮4上下齿面和输入齿轮5都变位，这样，每一个齿轮的变位系数都不大，以保持运动的平稳性。也可以只对输出齿圈2和行星齿轮4与之啮合的齿面变位，进行中心距修正，使加工和装配方便。保持输出齿圈2与行星齿轮4之间的中心距及固定齿输圈3与行星齿轮4之间的中心距相等也可以采用斜齿轮螺旋角大小不同的方法加以调整，输出齿圈2和行星齿轮4上与之相啮合的齿面使用斜齿轮。中心距的调整还可以用非标准模数的方法进行调整。

本发明中行星齿轮保持架6使用保持架固定块7使上下两层固定，可以用紧固件如螺钉、螺栓等，也可以铆接。要求固定牢固，上下两保持架片不能有相对转动现象。本发明中，所有的轴承，如定子8轴承、输出轮鼓1轴承、输出齿圈2与固定齿圈3间的轴承和行星齿轮4轴承，都可以使用滚动轴承或滑动轴承。可以使用脂润滑，也可以作用油润滑。在保持架6与支承芯轴10之间可以加支持轴承，以保持行星齿轮4的一定轴向位置，特别是在斜齿轮传动时，用以承受行星齿轮4的轴向力。在固定齿圈3和输出齿圈2之间采用附图1所示的悬臂结构，支承芯轴10与固定齿圈3之间可以通过壳体连接，应有较大的连接强度和刚度。固定齿圈3与输出齿圈2之间的轴承可以用滑动轴承，也可以是滚动轴承或其它轴承，以减小径向尺寸为好。

本发明为增加行星齿轮4的刚度，解决行星齿轮4的悬臂结构，可以采用如附图2的形式，行星齿轮保持架6支承于行星齿轮4的两端。

Claims (1)

1、一种差动减速电动卷扬机，它有输出轮鼓1，输出齿圈2，固定齿圈3，行星齿轮4，输入齿轮5，行星齿轮保持架6，保持架固定块7，电动机定子8，转子9，支承芯轴10，其特征在于：定子8与输入齿轮5固接，并可以绕转子9转动，转子固定于支承芯轴10之上，行星齿轮4由上下两齿轮面构成，输出齿圈2固接在输出轮鼓1上，行星齿轮4的两个齿轮面分别与固定齿圈3和输出齿圈2啮合；行星齿轮4的其中一个齿轮面与输入齿轮5啮合固定齿圈3与支承芯轴10固接，固定齿圈3有Z1个齿，输出齿圈2有Z2个齿，Z1和Z2差1齿，行星齿轮4有两个或两个以上。

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