CN107659120B - 用于铁路机车的永磁双向变矩离合装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种用于铁路机车的永磁双向变矩离合装置，包括飞轮、主动永磁环、从动感应环Ⅰ、从动感应环Ⅱ、动力输出轴Ⅰ和动力输出轴Ⅱ，飞轮与发动机曲轴固连，主动永磁环与飞轮轴向可动式固定连接，动力输出轴Ⅱ转动支撑于主动永磁环轮毂内腔中，动力输出轴Ⅰ可转动的支撑于动力输出轴Ⅱ内腔中，从动感应环Ⅰ固定于动力输出轴Ⅰ上靠近曲轴的端部，从动感应环Ⅱ固定于动力输出轴Ⅱ上一端部，主动永磁环的轮毂外部转动连接有耦合控制组件。本发明通过伺服信号控制主动永磁环与从动感应环Ⅰ或从动感应环Ⅱ的套合深度及快慢实现离合装置变矩大小、快慢和动力输出的位置，提高传递效率，实现动力不间断换挡，降低了能量损失，消除了有害振动和磨损。
Description
技术领域
本发明属铁路机车离合器技术领域，具体涉及一种用于铁路机车的永磁双向变矩离合装置。
背景技术
铁路机车离合器通常安装在发动机与变速箱之间，主要起到保证平稳起步、实现平顺换挡、防止传动系过载和降低扭振冲击的作用。手动挡变速箱机车的离合器一般为干式多盘、柱状弹簧摩擦离合器，自动挡变速箱机车的离合器一般为液力变矩器(液力耦合器)。干式多盘、柱状弹簧摩擦离合器：摩擦离合器一般包括壳体、压盘、从动盘和分离组件四个部分，壳体、压盘随发动机飞轮一起旋转，从动盘随变速箱一轴一起旋转，未踩下离合踏板时，压盘在柱状弹簧的弹簧力作用下，将从动盘压到发动机飞轮上，利用飞轮表面、压盘表面与从动盘之间的摩擦力，将发动机动力传递给变速箱一轴；踩下离合器踏板时，分离组件带动压盘压缩柱状弹簧后移，使从动盘与发动机飞轮和压盘表面脱开，从而切断发动机的动力输出。摩擦离合器的优点是：操纵方便省力，离合形成短，分离、接合迅速，结构简单，制造容易，外形尺寸小，重量轻，惯性小。而摩擦离合器的缺点是：⑴踩下踏板换挡时，会短时出现动力中断、发动机空转、车辆惯性前行现象，浪费发动机动力，影响车辆加速性能；⑵从动盘易出现打滑现象，动力传递效率不高；⑶从动盘及压盘表面易磨损，需定期更换。液力变矩器(液力耦合器)：液力变矩器一般包括壳体、泵轮、涡轮和导轮(液力耦合器中无导轮)，壳体固定连接到发动机飞轮上，泵轮与壳体固定连接，涡轮通过内花键连接到变速箱一轴上，导轮通过其支撑件连接到变速箱壳体上，发动机通过飞轮带动泵轮旋转，泵轮驱动工作液体形成高速旋转液流，高速旋转液流推动导轮旋转，在一定速度条件下泵轮和导轮共同推动涡轮旋转，并产生扭矩放大效果(液力耦合器没有扭矩放大效果)，涡轮带动变速箱一轴旋转，从而实现动力传递。液力变矩器的优点：具有良好的自动适应能力，变矩输出符合机车理想牵引力特性曲线；有效隔离震动，提高了机器的使用寿命，简化了机车的操纵，提高了驾驶的舒适性。液力变矩器的缺点：⑴由于存在液力损失，使机器的传动效率有所降低，因而机器燃料经济性和牵引效率有所降低；⑵体积和质量均较大，占用空间大，增加了机车自身重量；⑶成本较高。因此有必要提出改进。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种用于铁路机车的永磁双向变矩离合装置，本发明中永磁场是将发动机动力传递给负载设备的基础，通过伺服信号控制主动永磁环2套入或退出从动感应环Ⅰ或从动感应环Ⅱ1上深度及快慢的不同实现永磁双向变矩离合装置变矩的大小、快慢和动力输出的位置，经过齿轮变速装置变速后就实现了机车速度和牵引力大小的调节，从而提高传递效率，实现动力不间断换挡，降低了能量损失，大大消除了有害振动和磨损，延长了变速装置的寿命，通过过载滑差保护避免了过载引起的危害，使用寿命长，解决了现有的自动变速箱铁路机车的液力变矩器传动效率低和手动变速箱铁路机车的离合器换挡时动力中断、传动效率低以及摩擦片更换频繁的问题。
本发明采用的技术方案：用于铁路机车的永磁双向变矩离合装置，包括飞轮、主动永磁环、从动感应环Ⅰ、从动感应环Ⅱ、动力输出轴Ⅰ和动力输出轴Ⅱ，所述飞轮为圆筒型结构，所述飞轮与发动机的曲轴固定连接，所述主动永磁环为带有轮毂的圆筒型结构，所述主动永磁环圆筒型外表面与飞轮圆筒型的内表面轴向可动式固定连接，所述动力输出轴Ⅱ可转动的支撑于主动永磁环的轮毂内腔中，所述动力输出轴Ⅱ一端与齿轮箱输入端连接且另一端伸出轮毂外并置于主动永磁环圆筒型结构内部，所述动力输出轴Ⅱ为空心结构，所述动力输出轴Ⅰ可转动的支撑于动力输出轴Ⅱ内腔中，所述动力输出轴Ⅰ一端与齿轮箱输入端连接且另一端伸出动力输出轴Ⅱ内腔外部并转动支撑于曲轴上，所述从动感应环Ⅰ固定套于动力输出轴Ⅰ上靠近曲轴的端部，所述从动感应环Ⅱ固定套于动力输出轴Ⅱ上置于主动永磁环圆筒型结构内部的端部，所述主动永磁环的轮毂外部转动连接有驱动主动永磁环沿着飞轮轴向左滑使主动永磁环与从动感应环Ⅰ套合产生磁力扭矩驱动动力输出轴Ⅰ转动或者驱动主动永磁环沿着飞轮轴向右滑使主动永磁环与从动感应环Ⅱ套合产生磁力扭矩驱动动力输出轴Ⅱ转动的耦合控制组件。
其中，所述主动永磁环圆筒型外表面通过花键副与飞轮圆筒型的内表面轴向可动连接，所述飞轮圆筒型结构内壁上设有内花键，所述主动永磁环圆筒型结构外壁上设有与飞轮的内花键适配构成花键副的外花键。
进一步地，所述飞轮的圆筒型结构一端设有底板，所述飞轮的底板通过螺栓与发动机的曲轴固定连接。
进一步地，所述主动永磁环采用包含有磁环的内侧磁环式结构，所述磁环安装在主动永磁环的圆筒型结构内壁内远离轮毂的一侧。
进一步地，所述从动感应环Ⅰ和从动感应环Ⅱ均为带轮毂的圆筒型结构，所述从动感应环Ⅰ的轮毂通过平键Ⅰ与动力输出轴Ⅰ固定连接，所述从动感应环Ⅱ的轮毂通过平键Ⅱ与动力输出轴Ⅱ固定连接；所述从动感应环Ⅰ和从动感应环Ⅱ上的感应环分别设于其对应的从动感应环Ⅰ和从动感应环Ⅱ的圆筒外壁上，所述从动感应环Ⅰ和从动感应环Ⅱ的感应环轴向宽度相等且等于主动永磁环上的磁环的轴向宽度；通过改变主动永磁环的磁环几何尺寸和磁体安装数量或者改变从动感应环Ⅰ和从动感应环Ⅱ的几何尺寸和材质来控制传递功率的大小。
进一步地，所述动力输出轴Ⅱ外壁上套有轴套，所述轴套内圆柱壁面与动力输出轴Ⅱ外圆柱壁面以微小间隙滑动套合，所述轴套外圆柱壁面通过轴承Ⅲ转动支撑于主动永磁环的轮毂内部；所述动力输出轴Ⅰ通过轴承Ⅱ转动支撑于动力输出轴Ⅱ的内腔中，所述动力输出轴Ⅰ靠近曲轴的一端穿过飞轮的底板并通过轴承Ⅰ转动支撑于曲轴上对应的曲轴孔内。
进一步地，所述耦合控制组件包括轴承Ⅳ、轴承座、齿条、齿轮、离合驱动轴、减速机和伺服电机，所述轴承Ⅳ的内圈通过圆螺母固定连接于主动永磁环的轮毂外圆柱避面上并随着主动永磁环同步旋转，所述轴承Ⅳ的外圈通过轴承压盖固定于轴承座内，所述齿条固定于轴承座外壁上；所述齿轮与齿条适配啮合，所述齿轮通过平键Ⅲ固定于离合驱动轴上，所述离合驱动轴通过联轴器与减速机输出端固定连接，所述减速机输入端与伺服电机输出端连接。
进一步地，所述发动机的曲轴和齿轮箱之间设有离合器壳体，所述离合器壳体一端通过螺钉与设于曲轴上的飞轮壳体固定连接，所述齿轮箱一端与离合器壳体另一端通过螺钉固定连接，所述齿轮箱另一端设有输出齿轮。
本发明与现有技术相比的优点：
1、本方案中主动永磁环在耦合控制组件的驱动下向沿着飞轮轴向左右滑动，主动永磁环与从动感应环Ⅰ相套后通过产生的磁力扭矩驱动从动感应环Ⅰ旋转，进而驱动动力输出轴Ⅰ旋转，此时发动机动力由动力输出轴Ⅰ输出；主动永磁环与从动感应环Ⅱ相套后通过产生的磁力扭矩驱动从动感应环Ⅱ旋转，进而驱动动力输出轴Ⅱ旋转，此时发动机动力通过动力输出轴Ⅱ输出；本发明中永磁场是将发动机动力传递给负载设备的基础，通过伺服信号控制主动永磁环2套入或退出从动感应环Ⅰ或从动感应环Ⅱ1上深度及快慢的不同实现永磁双向变矩离合装置变矩的大小、快慢和动力输出的位置，经过齿轮变速装置变速后就实现了机车速度和牵引力大小的调节，从而提高传递效率，实现动力不间断换挡，降低了能量损失，大大消除了有害振动和磨损，延长了变速装置的寿命，通过过载滑差保护避免了过载引起的危害，使用寿命长，解决了现有的自动变速箱铁路机车的液力变矩器传动效率低和手动变速箱铁路机车的离合器换挡时动力中断、传动效率低以及摩擦片更换频繁的问题；
2、本方案通过改变主动永磁环的磁环几何尺寸和磁体安装数量或者改变从动感应环Ⅰ和从动感应环Ⅱ的几何尺寸和材质来控制传递功率的大小，从而可设计出不同规格的铁路机车专用永磁双向变矩离合装置，提高适用性。
附图说明
图1为本发明的外部结构示意图；
图2为图1的A-A向结构剖视图。
具体实施方式
下面结合附图1-2描述本发明的实施例。
用于铁路机车的永磁双向变矩离合装置，如图2所示，包括飞轮1、主动永磁环2、从动感应环Ⅰ3、从动感应环Ⅱ12、动力输出轴Ⅰ5和动力输出轴Ⅱ10。
所述飞轮1为圆筒型结构，所述飞轮1的圆筒型结构一端设有底板101，底板101上加工有螺栓孔，所述飞轮1的底板101通过螺栓与发动机的曲轴6固定连接。所述主动永磁环2为带有轮毂201的圆筒型结构，所述主动永磁环2采用包含有磁环203的内侧磁环式结构，所述磁环203安装在主动永磁环2的圆筒型结构内壁内远离轮毂201的一侧。所述主动永磁环2圆筒型外表面与飞轮1圆筒型的内表面轴向可动式固定连接，所述主动永磁环2圆筒型外表面通过花键副与飞轮1圆筒型的内表面轴向可动连接，所述飞轮1圆筒型结构内壁上设有内花键102，所述主动永磁环2圆筒型结构外壁上设有与飞轮1的内花键102适配构成花键副的外花键202。
所述动力输出轴Ⅱ10可转动的支撑于主动永磁环2的轮毂201内腔中，所述动力输出轴Ⅱ10外壁上套有轴套14，所述轴套14内圆柱壁面与动力输出轴Ⅱ10外圆柱壁面以微小间隙套合，构成滑动配合，所述轴套14外圆柱壁面通过轴承Ⅲ13转动支撑于主动永磁环2的轮毂201内部，所述动力输出轴Ⅱ10一端与齿轮箱24输入端连接且另一端伸出轮毂201外并置于主动永磁环2圆筒型结构内部；所述动力输出轴Ⅱ10为空心结构，所述动力输出轴Ⅰ5可转动的支撑于动力输出轴Ⅱ10内腔中，所述动力输出轴Ⅰ5通过轴承Ⅱ9转动支撑于动力输出轴Ⅱ10的内腔中，所述动力输出轴Ⅰ5一端与齿轮箱24输入端连接且另一端伸出动力输出轴Ⅱ10内腔外部并转动支撑于曲轴6上，所述动力输出轴Ⅰ5靠近曲轴6的一端穿过飞轮1的底板101并通过轴承Ⅰ7转动支撑于曲轴6上对应的曲轴孔601内。
所述从动感应环Ⅰ3和从动感应环Ⅱ12均为带轮毂的圆筒型结构，所述从动感应环Ⅰ3固定套于动力输出轴Ⅰ5上靠近曲轴6的端部，所述从动感应环Ⅰ3的轮毂通过平键Ⅰ4与动力输出轴Ⅰ5固定连接，并通过轴肩和轴用挡圈进行轴向定位，所述从动感应环Ⅱ12固定套于动力输出轴Ⅱ10上置于主动永磁环2圆筒型结构内部的端部，所述从动感应环Ⅱ12的轮毂通过平键Ⅱ11与动力输出轴Ⅱ10固定连接，并通过轴肩和轴用挡圈进行轴向定位；所述从动感应环Ⅰ3和从动感应环Ⅱ12上的感应环分别设于其对应的从动感应环Ⅰ3和从动感应环Ⅱ12的圆筒外壁上，所述从动感应环Ⅰ3和从动感应环Ⅱ12的感应环轴向宽度相等且等于主动永磁环2上的磁环203的轴向宽度。所述从动感应环Ⅰ3和从动感应环Ⅱ12均为外感应环结构的从动旋转体，提供系统旋转的外感应磁场，通过改变主动永磁环2的磁环几何尺寸和磁体安装数量或者改变从动感应环Ⅰ3和从动感应环Ⅱ12的几何尺寸和材质来控制传递功率的大小。
所述主动永磁环2的轮毂201外部转动连接有驱动主动永磁环2沿着飞轮1轴向左滑使主动永磁环2与从动感应环Ⅰ3套合产生磁力扭矩驱动动力输出轴Ⅰ5转动或者驱动主动永磁环2沿着飞轮1轴向右滑使主动永磁环2与从动感应环Ⅱ12套合产生磁力扭矩驱动动力输出轴Ⅱ10转动的耦合控制组件29。通过这种结构使主动永磁环2在随发动机上的飞轮1一起旋转的同时，还可在耦合控制组件29的驱动下沿飞轮1旋转轴线方向往复移动。具体的，所述耦合控制组件29包括轴承Ⅳ15、轴承座16、齿条17、齿轮18、离合驱动轴19、减速机27和伺服电机28，所述轴承Ⅳ15的内圈通过圆螺母22固定连接于主动永磁环2的轮毂201外圆柱避面上并随着主动永磁环2同步旋转，所述轴承Ⅳ15的外圈通过轴承压盖21并结合螺钉固定于轴承座16内，轴承Ⅳ15的内圈与内转子一起转动，外圈与轴承座16不旋转；所述齿条17通过沉头螺钉固定于轴承座16外壁上，所述齿轮18与齿条17适配啮合，所述齿轮18通过平键Ⅲ20固定于离合驱动轴19上，如图1所示，所述离合驱动轴19通过联轴器26与减速机27输出端固定连接，所述减速机27输入端与伺服电机28输出端连接，减速机27起降低伺服电机28的输出转速的作用。伺服电机28驱动减速机27转动，减速机27通过联轴器26驱动离合驱动轴19转动，离合驱动轴19的旋转带动齿轮18旋转，齿轮18的旋转通过与齿条17的齿轮齿条配合，带动不旋转的轴承座16和旋转的主动永磁环2轴向往复移动。
所述发动机的曲轴6和齿轮箱24之间设有离合器壳体23，离合器壳体23为永磁双向变矩离合装置和齿轮变速装置提供防护和支撑。所述离合器壳体23一端通过螺钉与设于曲轴6上的飞轮壳体8固定连接，所述齿轮箱24一端与离合器壳体23另一端通过螺钉固定连接，所述齿轮箱24另一端设有输出齿轮25。
工作时：在伺服信号的控制下，当伺服电机28顺时针旋转时，主动永磁环2沿飞轮1旋转轴向左滑动，套入从从动感应环Ⅰ3上，旋转的主动永磁环2的永磁场与从动感应环Ⅰ3的感应磁场相互作用磁扭矩驱动从动感应环Ⅰ3旋转。随着套入深度的增大，主动永磁环2与从动感应环Ⅰ3之间的磁扭矩也相应增大，进而增大了从动感应环Ⅰ3和动力输出轴Ⅰ5的转速。当伺服电机28在信号控制下，顺时针旋转到极限位置时，主动永磁环2与从动感应环Ⅰ3之间的耦合面积达到最大，他们之间的磁扭矩达到最大，此时主动永磁环2与从动感应环Ⅰ3转速相同，达到最大，进而动力输出轴Ⅰ5扭矩达到最大，动力经动力输出轴Ⅰ5完全输出。
在伺服信号的控制下，当伺服电机28逆时针旋转时，主动永磁环2沿飞轮1旋转轴向右滑动，主动永磁环2与从动感应环Ⅰ3之间的磁耦合面积和磁扭矩相应减小，进而减小了从动感应环Ⅰ3和动力输出轴Ⅰ5的转速。当主动永磁环2向右滑动到其上永磁环位于从动感应环Ⅰ3和从动感应环Ⅱ12之间时，主动永磁环2与从动感应环Ⅰ3之间的磁耦合面积和磁扭矩为零，此时从动感应环Ⅰ3惯性转动或转速为零，进而动力输出轴Ⅰ5惯性转动或转速为零，没有动力输出。
在伺服信号的控制下，当伺服电机28继续逆时针旋转时，主动永磁环2继续向右滑动，逐步开始套入从动感应环Ⅱ12上，旋转的主动永磁环2的永磁场与从动感应环Ⅱ12的感应磁场相互作用磁扭矩驱动从动感应环Ⅱ12和动力输出轴Ⅱ10旋转。随着套入深度的增大，主动永磁环2与从动感应环Ⅱ12之间的磁扭矩也相应增大，进而增大了从动感应环Ⅱ12和动力输出轴Ⅱ10的转速。当伺服电机在信号控制下逆时针旋转到极限位置时，主动永磁环2与从动感应环Ⅱ12之间的耦合面积达到最大，他们之间的磁扭矩达到最大，此时主动永磁环2与从动感应环Ⅱ12转速相同，达到最大，进而动力输出轴Ⅱ10扭矩达到最大，动力经动力输出轴Ⅱ10完全输出。
在伺服信号的控制下，当伺服电机28顺时针旋转时，主动永磁环2沿飞轮1旋转轴向左滑动，主动永磁环2与从动感应环Ⅱ12之间的磁耦合面积和磁扭矩相应减小，进而减小了从动感应环Ⅱ12和动力输出轴Ⅱ10的转速。当主动永磁环2向左滑动到其上永磁环位于从动感应环Ⅰ3和从动感应环Ⅱ12之间时，主动永磁环2与从动感应环Ⅱ12之间的磁耦合面积和磁扭矩为零，此时从动感应环Ⅱ12惯性转动或转速为零，进而动力输出轴Ⅱ10惯性转动或转速为零，没有动力输出。
本离合变矩装置中，永磁场是将发动机动力传递给负载设备的基础。通过伺服信号控制主动永磁环2套入或退出从动感应环Ⅰ3或从动感应环Ⅱ12上深度及快慢的不同实现永磁双向变矩离合装置变矩的大小、快慢和动力输出的位置，经过齿轮变速装置变速后就实现了机车速度和牵引力大小的调节。从而提高传递效率，实现动力不间断换挡，降低了能量损失，大大消除了有害振动和磨损，延长了变速装置的寿命，通过过载滑差保护避免了过载引起的危害，使用寿命长，解决了现有的自动变速箱铁路机车的液力变矩器传动效率低和手动变速箱铁路机车的离合器换挡时动力中断、传动效率低以及摩擦片更换频繁的问题。
本发明中齿轮箱24和输出齿轮25组成齿轮变速装置。齿轮箱24通过螺钉安装在离合器壳体23上，通过动力输出轴Ⅰ5和动力输出轴Ⅱ10接收永磁双向变矩离合装置的输出扭矩。输出齿轮25通过差速器将发动机动力最终传递到车轮。齿轮箱24也是实现本发明动力不间断换挡的一个重要部件。一般动力输出轴Ⅰ5的输出扭矩通过齿轮箱24中1、3、5档齿轮输出到输出齿轮25，动力输出轴Ⅱ10的输出扭矩通过齿轮箱24中2、4、6和R档齿轮输出到输出齿轮25。
本发明的动力不间断换挡是通过以下方式实现的：机车以3挡加速行驶时，当车速传感器探测机车行驶速度达到4档的设定速度时，车速传感器给中央控制电脑发送信号，中央控制电脑随即控制换挡执行机构将4档同步器与4档齿轮结合，然后中央控制电脑给永磁双向变矩离合装置的伺服电机28发送伺服信号，在伺服信号的控制之下，伺服电机28逆时针快速转动，驱动主动永磁环2快速向右滑动，实现与从动感应环Ⅰ3快速脱开，并与从动感应环Ⅱ12快速结合，从而使发动机动力迅速由动力输出轴Ⅰ5输出切换到由动力输出轴Ⅱ10输出，从而实现发动机动力不间断换挡。
上述的铁路机车专用永磁双向变矩离合装置实施例是以主动永磁环为内磁环、从动感应环为外感应环结构进行说明的。很显然，根据结构需要，本发明的主动永磁环和从动感应环也可以布置成主动感应环和从动永磁环结构，可以达到同样的调速效果。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。
Claims (7)
1.用于铁路机车的永磁双向变矩离合装置，其特征在于：包括飞轮(1)、主动永磁环(2)、从动感应环Ⅰ(3)、从动感应环Ⅱ(12)、动力输出轴Ⅰ(5)和动力输出轴Ⅱ(10)，所述飞轮(1)为圆筒型结构，所述飞轮(1)与发动机的曲轴(6)固定连接，所述主动永磁环(2)为带有轮毂(201)的圆筒型结构，所述主动永磁环(2)圆筒型外表面与飞轮(1)圆筒型的内表面轴向可动式固定连接，所述动力输出轴Ⅱ(10)转动支撑于主动永磁环(2)的轮毂(201)内腔中，所述动力输出轴Ⅱ(10)一端与齿轮箱(24)输入端连接且另一端伸出轮毂(201)外并置于主动永磁环(2)圆筒型结构内部，所述动力输出轴Ⅱ(10)为空心结构，所述动力输出轴Ⅰ(5)转动支撑于动力输出轴Ⅱ(10)内腔中，所述动力输出轴Ⅰ(5)一端与齿轮箱(24)输入端连接且另一端伸出动力输出轴Ⅱ(10)内腔外部并转动支撑于曲轴(6)上，所述从动感应环Ⅰ(3)固定套于动力输出轴Ⅰ(5)上靠近曲轴(6)的端部，所述从动感应环Ⅱ(12)固定套于动力输出轴Ⅱ(10)上置于主动永磁环(2)圆筒型结构内部的端部，所述主动永磁环(2)的轮毂(201)外部转动连接有驱动主动永磁环(2)沿着飞轮(1)轴向左滑使主动永磁环(2)与从动感应环Ⅰ(3)套合产生磁力扭矩驱动动力输出轴Ⅰ(5)转动或者驱动主动永磁环(2)沿着飞轮(1)轴向右滑使主动永磁环(2)与从动感应环Ⅱ(12)套合产生磁力扭矩驱动动力输出轴Ⅱ(10)转动的耦合控制组件(29)；所述耦合控制组件(29)包括轴承Ⅳ(15)、轴承座(16)、齿条(17)、齿轮(18)、离合驱动轴(19)、减速机(27)和伺服电机(28)，所述轴承Ⅳ(15)的内圈通过圆螺母(22)固定连接于主动永磁环(2)的轮毂(201)外圆柱避面上并随着主动永磁环(2)同步旋转，所述轴承Ⅳ(15)的外圈通过轴承压盖(21)固定于轴承座(16)内，所述齿条(17)固定于轴承座(16)外壁上，所述齿轮(18)与齿条(17)适配啮合；所述齿轮(18)通过平键Ⅲ(20)固定于离合驱动轴(19)上，所述离合驱动轴(19)通过联轴器(26)与减速机(27)输出端固定连接，所述减速机(27)输入端与伺服电机(28)输出端连接。
2.根据权利要求1所述的用于铁路机车的永磁双向变矩离合装置，其特征在于：所述主动永磁环(2)圆筒型外表面通过花键副与飞轮(1)圆筒型的内表面轴向可动连接，所述飞轮(1)圆筒型结构内壁上设有内花键(102)，所述主动永磁环(2)圆筒型结构外壁上设有与飞轮(1)的内花键(102)适配构成花键副的外花键(202)。
3.根据权利要求2所述的用于铁路机车的永磁双向变矩离合装置，其特征在于：所述飞轮(1)圆筒型结构一端设有底板(101)，所述飞轮(1)的底板(101)通过螺栓与发动机的曲轴(6)固定连接。
4.根据权利要求2所述的用于铁路机车的永磁双向变矩离合装置，其特征在于：所述主动永磁环(2)采用包含有磁环(203)的内侧磁环式结构，所述磁环(203)安装在主动永磁环(2)的圆筒型结构内壁内远离轮毂(201)的一侧。
5.根据权利要求4所述的用于铁路机车的永磁双向变矩离合装置，其特征在于：所述从动感应环Ⅰ(3)和从动感应环Ⅱ(12)均为带轮毂的圆筒型结构，所述从动感应环Ⅰ(3)的轮毂通过平键Ⅰ(4)与动力输出轴Ⅰ(5)固定连接，所述从动感应环Ⅱ(12)的轮毂通过平键Ⅱ(11)与动力输出轴Ⅱ(10)固定连接；所述从动感应环Ⅰ(3)和从动感应环Ⅱ(12)上的感应环分别设于其对应的从动感应环Ⅰ(3)和从动感应环Ⅱ(12)的圆筒外壁上，所述从动感应环Ⅰ(3)和从动感应环Ⅱ(12)的感应环轴向宽度相等且等于主动永磁环(2)上的磁环(203)的轴向宽度；通过改变主动永磁环(2)的磁环几何尺寸和磁体安装数量或者改变从动感应环Ⅰ(3)和从动感应环Ⅱ(12)的几何尺寸和材质来控制传递功率的大小。
6.根据权利要求3、4或5所述的用于铁路机车的永磁双向变矩离合装置，其特征在于：所述动力输出轴Ⅱ(10)外壁上套有轴套(14)，所述轴套(14)内圆柱壁面与动力输出轴Ⅱ(10)外圆柱壁面以微小间隙滑动套合，所述轴套(14)外圆柱壁面通过轴承Ⅲ(13)转动支撑于主动永磁环(2)的轮毂(201)内部；所述动力输出轴Ⅰ(5)通过轴承Ⅱ(9)转动支撑于动力输出轴Ⅱ(10)的内腔中，所述动力输出轴Ⅰ(5)靠近曲轴(6)的一端穿过飞轮(1)的底板(101)并通过轴承Ⅰ(7)转动支撑于曲轴(6)上对应的曲轴孔(601)内。
7.根据权利要求1所述的用于铁路机车的永磁双向变矩离合装置，其特征在于：所述发动机的曲轴(6)和齿轮箱(24)之间设有离合器壳体(23)，所述离合器壳体(23)一端通过螺钉与设于曲轴(6)上的飞轮壳体(8)固定连接，所述齿轮箱(24)一端与离合器壳体(23)另一端通过螺钉固定连接，所述齿轮箱(24)另一端设有输出齿轮(25)。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1310787A (en) * | 1971-10-21 | 1973-03-21 | Subem Sa | Change-speed drive transmitting means |
| SU1653087A1 (ru) * | 1989-06-05 | 1991-05-30 | Предприятие П/Я Р-6273 | Магнитна муфта |
| DE102005057771A1 (de) * | 2005-12-02 | 2007-06-06 | Webasto Bus Gmbh | Antriebseiheit für einen Verdichter, Verdichter und Verfahren zum Antreiben eines Verdichters |
| CN201430523Y (zh) * | 2009-06-17 | 2010-03-24 | 蔡学功 | 磁屏蔽永磁汽车离合器 |
| CN105207448A (zh) * | 2015-09-15 | 2015-12-30 | 南京艾凌节能技术有限公司 | 应用于空气预热系统的永磁减速离合器及该空气预热系统 |
| CN105703603A (zh) * | 2016-04-13 | 2016-06-22 | 李新勇 | 一种轴向啮合面积调整式永磁耦合调速装置 |
| DE102015121406A1 (de) * | 2015-01-30 | 2016-08-04 | Suzuki Motor Corporation | Variabler Feldmagnetmotor vom Außenrotortyp |
| CN206164338U (zh) * | 2016-11-23 | 2017-05-10 | 赵克中 | 磁环式无级变速装置 |
| CN207442677U (zh) * | 2017-10-23 | 2018-06-01 | 宝鸡泰华磁机电技术研究所有限公司 | 用于铁路机车的永磁双向变矩离合装置 |
-
2017
- 2017-10-23 CN CN201710993471.0A patent/CN107659120B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1310787A (en) * | 1971-10-21 | 1973-03-21 | Subem Sa | Change-speed drive transmitting means |
| SU1653087A1 (ru) * | 1989-06-05 | 1991-05-30 | Предприятие П/Я Р-6273 | Магнитна муфта |
| DE102005057771A1 (de) * | 2005-12-02 | 2007-06-06 | Webasto Bus Gmbh | Antriebseiheit für einen Verdichter, Verdichter und Verfahren zum Antreiben eines Verdichters |
| CN201430523Y (zh) * | 2009-06-17 | 2010-03-24 | 蔡学功 | 磁屏蔽永磁汽车离合器 |
| DE102015121406A1 (de) * | 2015-01-30 | 2016-08-04 | Suzuki Motor Corporation | Variabler Feldmagnetmotor vom Außenrotortyp |
| CN105207448A (zh) * | 2015-09-15 | 2015-12-30 | 南京艾凌节能技术有限公司 | 应用于空气预热系统的永磁减速离合器及该空气预热系统 |
| CN105703603A (zh) * | 2016-04-13 | 2016-06-22 | 李新勇 | 一种轴向啮合面积调整式永磁耦合调速装置 |
| CN206164338U (zh) * | 2016-11-23 | 2017-05-10 | 赵克中 | 磁环式无级变速装置 |
| CN207442677U (zh) * | 2017-10-23 | 2018-06-01 | 宝鸡泰华磁机电技术研究所有限公司 | 用于铁路机车的永磁双向变矩离合装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘雪洪 ; 刘梁 ; 常思勤 ; .基于磁力传动的永磁离合器设计与试验.农业机械学报.(第05期), * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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