CN107989968A - 水下潜行器电机两挡自动变速器及换挡方法 - Google Patents

水下潜行器电机两挡自动变速器及换挡方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107989968A
CN107989968A CN201711215627.9A CN201711215627A CN107989968A CN 107989968 A CN107989968 A CN 107989968A CN 201711215627 A CN201711215627 A CN 201711215627A CN 107989968 A CN107989968 A CN 107989968A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gear
motor
input shaft
under water
connector sleeve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711215627.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107989968B (zh
Inventor
林毓培
郝允志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest University
Original Assignee
Southwest University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest University filed Critical Southwest University
Priority to CN201711215627.9A priority Critical patent/CN107989968B/zh
Publication of CN107989968A publication Critical patent/CN107989968A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107989968B publication Critical patent/CN107989968B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • F16H3/70—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
    • 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
    • F16H3/725—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 with means to change ratio in the mechanical gearing
    • 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
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • 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
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/304—Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by electrical or magnetic force
    • 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
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/17—Toothed wheels
    • F16H2055/176—Ring gears with inner teeth
    • 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
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H2057/02039—Gearboxes for particular applications

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于水下潜行器的电机两挡自动变速器及换挡方法，包括箱体以及均安装在该箱体内输入轴、传动机构、换挡操纵机构和输出轴，其中，所述输入轴和输出轴同轴设置；所述传动机构包括可转动地安装在输入轴上的内齿圈以及设置在输入轴一端的N级行星轮系，每级所述行星轮系均具有一个行星架、一个太阳轮和M个行星轮，其中，传动机构采用执行电机带动推动块。采用本发明提供的水下潜行器电机两挡自动变速器，结构新颖，易于实现，体积小巧、紧凑，具有大传动比(大于10)，实现两挡自动变速，能够避免换挡卡滞的问题，满足水下潜行器的使用和装配要求。

Description

水下潜行器电机两挡自动变速器及换挡方法
技术领域
本发明属于变速系统技术领域，具体涉及一种水下潜行器电机两挡自动变速器及换挡方法。
背景技术
水下潜行器多是用于地下水系、地上河流以及海洋等区域的科学研究，潜水器一般搭载很多现代高科技海洋仪器，承担地理、生物等多方面信息的数据收集工作。因此，水下潜行器留给自身动力系统的空间极其有限，并且，水下潜行器由于其需要适应于特殊的工作环境，要求自身的变速系统具有大传动比，通常要求传动比达到10以上。
现有的变速器难以同时满足体积小和大传动比(大于10)，并且，换挡过程容易发生卡滞，换挡可靠性差，严重阻碍了水下潜行器的发展，解决以上问题成为当务之急。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种水下潜行器电机两挡自动变速器及换挡方法，其体积小巧紧凑且具有大传动比(大于10)，能够避免换挡卡滞的问题。
为实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种水下潜行器电机两挡自动变速器，包括箱体，其要点在于：在所述箱体内设有输入轴、传动机构、换挡操纵机构和输出轴，其中，所述输入轴和输出轴同轴设置；所述传动机构包括可转动地安装在输入轴上的内齿圈以及设置在输入轴一端的N级行星轮系，每级行星轮系的行星架上均一体成型有与输入轴同轴的转动轴，第一级行星轮系的太阳轮固套在所述输入轴上，其余各个太阳轮分别固套在上一级行星架的转动轴上，最后一级行星架的转动轴与输出轴固定连接或一体设置，所述内齿圈的内壁具有N圈环形齿，每圈环形齿分别与对应一级行星轮系的全部行星轮啮合；所述换挡操纵机构包括花键套、结合套、连接套以及执行组件，其中，所述花键套固套在输入轴上，所述结合套固定在箱体的内壁上，所述连接套与内齿圈同步转动，并可沿内齿圈轴向滑动，所述执行组件包括推动环以及执行电机，所述执行电机固定在箱体上，其电机轴均穿过推动环，并与推动环螺纹配合，所述推动环和连接套之间安装有转动轴承，当推动环处于第一位置时，连接套与结合套结合，当推动环处于第二位置态时，连接套与花键套结合。
采用以上结构，其中N为正整数，通过将输入轴和输出轴设置在同一条直线上，相较于平行设置的输入轴和输出轴，不仅结构紧凑，大幅缩小了整体体积，而且配合内齿圈和行星轮系，能够实现大传动比(大于10)，另外，通过执行组件能够实现两挡自动变速，即高低传动比的自动切换；其中，执行电机的电机轴为丝杆结构，且推动环上具有与电机轴螺纹配合的内螺纹孔，实现丝杆螺母配合，使执行电机能够稳定可靠地控制推动环的行程，以精确控制连接套，使连接套与结合套或花键套结合，实现快速、准确地换挡，避免换挡卡滞，并且，通过转动轴承的设计，使连接套能够顺畅地相对推动环转动，大幅减小了摩擦。
作为优选：所述箱体包括同轴设置的前箱体和后箱体，其中，所述结合套固定于前箱体和后箱体之间，该结合套的外径与前箱体和后箱体的外径相等，N级所述行星轮系均位于后箱体的内部。采用以上结构，分体式的箱体设计以便于内部部件的装配，并且，前箱体和后箱体均通过螺钉与结合套连接，结构简单，稳定可靠，易于实现，成本低廉。
作为优选：所述结合套呈圆筒形，该结合套的后端具有沿径向向内凸出的结合凸起，各个相邻所述结合凸起之间分别形成结合槽，所述连接套的后端均匀分布有沿轴向向后凸出且与结合槽相适应的第一卡爪部，当连接套的各个第一卡爪部嵌入对应的结合槽后，各个第一卡爪部能够与对应的结合凸起抵接。采用以上结构，通过第一卡爪部、结合槽和结合凸起的配合具体实现了一挡的进挡，结构巧妙、小巧紧凑、可靠性高。
作为优选：所述电机轴的外端可转动地支承在对应结合凸起端面上的转动安装孔中。采用以上结构，防止电机轴在长时间使用后出现偏心问题，保证了电机轴与结合套连接的可靠性，有效延长了使用寿命。
作为优选：所述花键套呈圆盘形，该花键套的外缘均匀分布有沿径向向外凸出的限位凸起，各个相邻所述限位凸起之间分别形成嵌入槽，所述连接套的前端均匀分布有沿轴向向前凸出且与嵌入槽相适应的第二卡爪部，当连接套的各个第二卡爪部嵌入对应的嵌入槽后，各个第二卡爪部能够与对应的限位凸起抵接。采用以上结构，通过第二卡爪部、嵌入槽和限位凸起的配合具体实现了二挡的进挡，结构巧妙、小巧紧凑、可靠性高。
作为优选：所述内齿圈包括依次连接且同轴设置的第一筒状部、圆盘过渡部和第二筒状部，其中，所述第一筒状部和第二筒状部分别位于圆盘过渡部的两侧端面，所述第一筒状部的内径等于圆盘过渡部的内径，并与圆盘过渡部一体成型，所述第二筒状部的外径等于圆盘过渡部的外径，并与圆盘过渡部固定连接；所述第一筒状部可转动地安装在输入轴上，并位于花键套的后部，在该第一筒状部的外壁上加工有外花键，所述连接套上具有与外花键相适应的内花键，并可沿第一筒状部的轴向滑动；所述第二筒状部套在N级行星轮系的外部，N圈所述环形齿沿第二筒状部的轴向并排成型于第二筒状部的内壁上。采用以上结构，通过内齿圈上的外花键限定了连接套的滑动方向，防止其发生转动，实现挡位的切换，又通过环形齿配合行星轮系，实现大传动比，还通过圆盘过渡部配合安装弹性部件；结构极为巧妙，大幅提高了传动机构的紧凑程度，减小了空间尺寸。
作为优选：在所述第二筒状部的后端设有沿径向向内延伸的支撑部，该支撑部和输出轴之间设置有支撑轴承。采用以上结构，不仅支撑部和输出轴之间设置有支撑轴承，而且第一筒状部和圆盘过渡部均与输入轴之间同样设置有支撑轴承，使内齿圈能够任意相对输入轴和输出轴转动，同时，保证了内齿圈安装的可靠性。
作为优选：所述连接套的中部具有台阶限位部，该台阶限位部的一侧与转动轴承抵接。采用以上结构，结构巧妙，简单可靠，该台阶限位部配合卡圈能够可靠地限定转动轴承的位置。
作为优选：第一级行星轮系的所述太阳轮与输入轴一体成型，其余各个太阳轮分别与上一级行星架一体成型。采用以上结构，结构更加可靠，提高了装配精度，同时减少了零部件的准备。
一种电机两挡自动变速器的换挡方法，其要点在于，按照以下步骤进行：
S1：电机控制输入轴减速，使输入轴的转速n1达到设定值no；
S2：电机断电，使输入轴的转速n1＞0，且转矩T＝0；
S3：当二挡换一挡时，执行电机通电，电机轴朝一个方向转动；当一挡换二挡时，执行电机通电，电机轴朝另一个方向转动；
S4：检测输入轴的转速n1和输出轴的转速n2：若n1＞0，n2＝0，则检测返回步骤S3的循环次数nx，若nx＜5，则返回步骤S3，若nx＝5，则立即报警；当二挡换一挡时，若n1/n2＝i1，则进入下一步骤；当一挡换二挡时，若n1/n2＝i2，则进入下一步骤；其中，i1为一挡的传动比，i2为二挡的传动比；
S5：电机启动。
采用以上方法，具体实现了两挡的自动变速，即高低传动比的切换，逻辑明确，且稳定、可靠。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
采用本发明提供的水下潜行器电机两挡自动变速器，结构新颖，易于实现，体积小巧、紧凑，具有大传动比(大于10)，实现两挡自动变速，能够避免换挡卡滞的问题，满足水下潜行器的使用和装配要求。
附图说明
图1为本发明的外部结构示意图；
图2为本发明处于一挡工况下的内部结构示意图；
图3为本发明处于二挡工况下的局部结构示意图；
图4为花键套的结构示意图；
图5为结合套的结构示意图；
图6为连接套的结构示意图；
图7为推动环的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
如图1～图6所示，一种水下潜行器电机两挡自动变速器，包括箱体1以及均安装在该箱体1内输入轴2、传动机构3、换挡操纵机构4和输出轴5。其中，所述箱体1呈圆筒形，使整体结构更加紧凑。所述输入轴2和输出轴5同轴设置，且均沿箱体1的轴线方向延伸。
请参见图1～图3，所述箱体1包括同轴设置的前箱体11和后箱体12，该前箱体11的后端后箱体12的前端之间固定连接有换挡操纵机构4的结合套42，其中，所述结合套42固定于前箱体11和后箱体12之间，具体地说，结合套42的前端套在前箱体11的后端并通过螺钉固定连接，结合套42的后端缩径形成环槽424，后箱体12的前端嵌入该环槽424中并通过螺钉固定连接，结构简单可靠，易于装配。该结合套42的外径与前箱体11和后箱体12的外径相等，N级所述行星轮系32均位于后箱体12的内部，需要指出的是，N为正整数。并且，所述输入轴2和输出轴5相互远离的一端分别穿出箱体1的前后两端，输入轴2与前箱体11之间以及输出轴5与后箱体12之间均设有油封，以提高箱体的密封性能，防止发生漏油。
请参见图2和图3，所述传动机构3包括可转动地安装在输入轴2上的内齿圈31以及设置在输入轴2一端的N级行星轮系32。
每级所述行星轮系32均具有一个行星架321、一个太阳轮322和M个行星轮323，其中，M为正整数。每个所述行星架321上均具有与输入轴2同轴的转动轴321a，第一级行星轮系32的太阳轮322固套在所述输入轴2上，其余各个太阳轮322分别固套在上一级行星架321的转动轴321a上，最后一级行星架321的转动轴321a与输出轴5固定连接或一体设置，本实施例中优选采用最后一级行星架321的转动轴321a与输出轴5一体成型的设计，不仅便于装配，提高整体安装精度，而且自身强度更高，有效提高了使用寿命。所述内齿圈31的内壁具有N圈环形齿314，其中，N为正整数，每圈环形齿314分别与对应一级行星轮系32的全部行星轮323啮合。并且，第一级行星轮系32的所述太阳轮322与输入轴2一体成型，其余各个太阳轮322分别与上一级行星架321一体成型，结构更加可靠，提高了装配精度，同时减少了零部件的准备。
具体地说，所述内齿圈31包括依次连接且同轴设置的第一筒状部311、圆盘过渡部312、第二筒状部313和支撑部315。其中，所述第一筒状部311和第二筒状部313分别位于圆盘过渡部312的两侧端面，所述第一筒状部311的内径等于圆盘过渡部312的内径，并与圆盘过渡部312一体成型，所述第二筒状部313的外径等于圆盘过渡部312的外径，并与圆盘过渡部312固定连接，第二筒状部313的两端分别通过螺钉与圆盘过渡部312和支撑部315固定连接，结构稳定可靠，易于装配。所述第一筒状部311可转动地安装在输入轴2上，并位于花键套41的后部，在该第一筒状部311的外壁上加工有外花键，所述连接套43上具有与外花键相适应的内花键，并可沿第一筒状部311的轴向滑动；所述第二筒状部313套在N级行星轮系32的外部，N为正整数，N圈所述环形齿314沿第二筒状部313的轴向并排成型于第二筒状部313的内壁上。在所述第二筒状部313的后端设有沿径向向内延伸的支撑部315，该支撑部315和输出轴5之间设置有支撑轴承6，并且，支撑部315和后箱体12之间也同样设置有滚珠轴承8，使内齿圈能够任意相对输入轴和输出轴转动，同时，保证了内齿圈安装的可靠性。
需要指出的是，本实施例采用两级行星轮系32，通过两级行星轮系32的减速，能够使输入轴2与输出轴5的传动比i1达到10.2，满足水下潜行器大传动比的要求，以适用于特殊的环境和特殊的任务。
请参见图2～图6，所述换挡操纵机构4包括花键套41、结合套42、连接套43以及执行组件44，其中，所述花键套41固套在输入轴2上，所述结合套42固定在箱体1的内壁上，所述连接套43与内齿圈31同步转动，并可沿内齿圈31轴向滑动。
请参见图2、图3、图5和图6，所述结合套42呈圆筒形，该结合套42的后端具有沿径向向内凸出的结合凸起421，各个相邻所述结合凸起421之间分别形成结合槽422，所述连接套43的后端均匀分布有沿轴向向后凸出且与结合槽422相适应的第一卡爪部431，当连接套43的各个第一卡爪部431嵌入对应的结合槽422后，各个第一卡爪部431能够与对应的结合凸起421抵接。需要指出的是，结合槽422的宽度大于第一卡爪部431的宽度，以便于第一卡爪部431嵌入结合槽422中。作为优选，第一卡爪部431的数量与结合槽422的数量相同。当连接套43的各个第一卡爪部431嵌入对应的结合槽422后，各个第一卡爪部431能够与对应的结合凸起421抵接；当第一卡爪部431与结合凸起421抵接时，内齿圈31、连接套43和结合套42结合，三者与箱体1固定为一体，不会发生转动，完成一挡的挂挡。
请参见图2、图3、图4和图6，所述花键套41呈圆盘形，花键套41与输入轴2键连接，即花键套41的内圈上加工有内花键，该花键套内花键与输入轴2上的外花键相适应，并且，花键套41的两端分别通过轴承进行轴向限位，结构稳定可靠，便于装配。该花键套41的外缘均匀分布有沿径向向外凸出的限位凸起411，各个相邻所述限位凸起411之间分别形成嵌入槽412，所述连接套43的前端均匀分布有沿轴向向前凸出且与嵌入槽412相适应的第二卡爪部432。需要指出的是，嵌入槽412的宽度大于第二卡爪部432的宽度，以便于第二卡爪部432嵌入嵌入槽412中。作为优选，第二卡爪部432的数量与嵌入槽412的数量相同。当连接套43的各个第二卡爪部432嵌入对应的嵌入槽412后，各个第二卡爪部432能够与对应的限位凸起411抵接；当第二卡爪部432与限位凸起411抵接时，花键套41、连接套43和内齿圈31结合，并且，花键套41与输入轴2键连接，因此，三者能够在输入轴2的带动下同步转动。
请参见图2、图3和图6，所述连接套43与内齿圈31键连接，并可沿内齿圈31的轴向滑动，通过连接套43的轴向滑动即可实现一挡和二挡的切换，即高低传动比的切换。并且，所述连接套43的中部具有台阶限位部433，该台阶限位部433的一侧与转动轴承45抵接，通过转动轴承45的设计，使连接套能够顺畅地相对推动环转动，大幅减小了摩擦。同时，在连接套43上安装有卡圈46，该台阶限位部433配合卡圈46能够可靠地限定转动轴承45的位置。
请参见图2、图3、图5和图7，所述执行组件44包括推动环442以及执行电机441，所述执行电机441固定在箱体1上，其电机轴441a穿过推动环442，并与推动环442螺纹配合，所述推动环442的外表面上具有沿其径向向外凸出的滑块部442b(该推动环442与电机轴441a螺纹配合的螺纹孔442c位于滑块部442b上)，所述结合套42的内壁上具有与该滑块部442b滑动配合的滑槽423，该滑槽423沿结合套42的轴向延伸。执行电机441的电机轴441a转动，能够带动推动环442沿结合套42轴向滑动。需要特别指出的是，在滑块部442b上安装有磁铁92，在前箱体11的后端设置有与磁铁92对应的霍尔传感器91，当连接套43在推动环442的带动下与花键套41结合时，此时推动环442处于第二位置，霍尔传感器91能够感应到磁铁92并发出信号，即霍尔传感器91和磁铁92作用是检测推动环442是否处于第二位置(连接套43是否与花键套41结合)。
进一步地，所述电机轴441a的外端可转动地支承在对应结合凸起421端面上的转动安装孔425中，防止电机轴441a在长时间使用后出现偏心问题，保证了电机轴441a与结合套42连接的可靠性，有效延长了使用寿命。所述推动环442的远离执行电机441的一端具有台阶部442a，并在推动环442上安装有卡环47，该台阶部442a配合卡环47能够可靠地限定转动轴承45的位置。因此，利用台阶限位部433和卡圈46设计，推动环442沿结合套42轴向滑动时，能够通过转动轴承45带动连接套43沿内齿圈31的第一筒状部311轴向滑动。
当执行组件44处于第一工作状态时，执行电机441启动，通过电机轴441a的转动带动推动环442沿结合套42滑动，推动环442驱使连接套43与花键套41分离，并与结合套42结合，完成一挡的挂挡。本实施例中，输入轴2带动第一级行星轮系32的太阳轮322转动，该太阳轮322带动第一级行星轮系32的行星轮323转动，同时，第一级行星轮系32的行星架321转动，第二级行星轮系32的太阳轮322在第一级行星轮系32的行星架321的带动下转动，该太阳轮322带动第二级行星轮系32的行星轮323转动，同时，第二级行星轮系32的行星架321转动，最终实现输出轴5(第二级行星架321的转动轴321a)转动，此时输入轴2与输出轴5的传动比i1＝10.2。
当执行组件44处于第二工作状态时，执行电机441启动，通过电机轴441a的朝另一个方向转动带动推动环442沿结合套4反向滑动，连接套43与结合套42分离，并与花键套41结合，完成二挡的挂挡。本实施例中，输入轴2与内齿圈31以及各级行星轮系32同步转动，即输出轴5(第二级行星架321的转动轴321a)与输入轴2同步转动，此时输入轴2与输出轴5的传动比i2＝1。
一种电机两挡自动变速器的换挡方法，按照以下步骤进行：
S1：电机7控制输入轴2减速，使输入轴2的转速n1达到设定值no；
S2：电机7断电，使输入轴2的转速n1＞0，且转矩T＝0；
S3：当二挡换一挡时，执行电机441通电，电机轴442朝一个方向转动；当一挡换二挡时，执行电机441通电，电机轴442朝另一个方向转动；
S4：检测输入轴2的转速n1和输出轴5的转速n2：若n1＞0，n2＝0，则检测返回步骤S3的循环次数nx，若nx＜5，则返回步骤S3，若nx＝5，则立即报警；当二挡换一挡时，若n1/n2＝i1，则进入下一步骤；当一挡换二挡时，若n1/n2＝i2，则进入下一步骤；其中，i1为一挡的传动比，i2为二挡的传动比；
S5：电机7启动。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水下潜行器电机两挡自动变速器，包括箱体(1)，其特征在于：在所述箱体(1)内设有输入轴(2)、传动机构(3)、换挡操纵机构(4)和输出轴(5)，其中，所述输入轴(2)和输出轴(5)同轴设置；
所述传动机构(3)包括可转动地安装在输入轴(2)上的内齿圈(31)以及设置在输入轴(2)一端的N级行星轮系(32)，每级行星轮系(32)的行星架(321)上均一体成型有与输入轴(2)同轴的转动轴(321a)，第一级行星轮系(32)的太阳轮(322)固套在所述输入轴(2)上，其余各个太阳轮(322)分别固套在上一级行星架(321)的转动轴(321a)上，最后一级行星架(321)的转动轴(321a)与输出轴(5)固定连接或一体设置，所述内齿圈(31)的内壁具有N圈环形齿(314)，每圈环形齿(314)分别与对应一级行星轮系(32)的全部行星轮(323)啮合；
所述换挡操纵机构(4)包括花键套(41)、结合套(42)、连接套(43)以及执行组件(44)，其中，所述花键套(41)固套在输入轴(2)上，所述结合套(42)固定在箱体(1)的内壁上，所述连接套(43)与内齿圈(31)同步转动，并可沿内齿圈(31)轴向滑动，所述执行组件(44)包括推动环(442)以及执行电机(441)，所述执行电机(441)固定在箱体(1)上，其电机轴(441a)穿过推动环(442)，并与推动环(442)螺纹配合，所述推动环(442)和结合套(42)滑动配合，并与连接套(43)之间安装有转动轴承(45)，当推动环(442)处于第一位置时，连接套(43)与结合套(42)结合，当推动环(442)处于第二位置态时，连接套(43)与花键套(41)结合。
2.根据权利要求1所述的水下潜行器电机两挡自动变速器，其特征在于：所述箱体(1)包括同轴设置的前箱体(11)和后箱体(12)，其中，所述结合套(42)固定于前箱体(11)和后箱体(12)之间，该结合套(42)的外径与前箱体(11)和后箱体(12)的外径相等，N级所述行星轮系(32)均位于后箱体(12)的内部，需要指出的是，N为正整数。
3.根据权利要求2所述的水下潜行器电机两挡自动变速器，其特征在于：所述结合套(42)呈圆筒形，该结合套(42)的后端具有沿径向向内凸出的结合凸起(421)，各个相邻所述结合凸起(421)之间分别形成结合槽(422)，所述连接套(43)的后端均匀分布有沿轴向向后凸出且与结合槽(422)相适应的第一卡爪部(431)，当连接套(43)的各个第一卡爪部(431)嵌入对应的结合槽(422)后，各个第一卡爪部(431)能够与对应的结合凸起(421)抵接。
4.根据权利要求3所述的水下潜行器电机两挡自动变速器，其特征在于：所述电机轴(441a)的外端可转动地支承在对应结合凸起(421)端面上的转动安装孔(425)中。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的水下潜行器电机两挡自动变速器，其特征在于：所述花键套(41)呈圆盘形，该花键套(41)的外缘均匀分布有沿径向向外凸出的限位凸起(411)，各个相邻所述限位凸起(411)之间分别形成嵌入槽(412)，所述连接套(43)的前端均匀分布有沿轴向向前凸出且与嵌入槽(412)相适应的第二卡爪部(432)，当连接套(43)的各个第二卡爪部(432)嵌入对应的嵌入槽(412)后，各个第二卡爪部(432)能够与对应的限位凸起(411)抵接。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的水下潜行器电机两挡自动变速器，其特征在于：所述内齿圈(31)包括依次连接且同轴设置的第一筒状部(311)、圆盘过渡部(312)和第二筒状部(313)，其中，所述第一筒状部(311)和第二筒状部(313)分别位于圆盘过渡部(312)的两侧端面，所述第一筒状部(311)的内径等于圆盘过渡部(312)的内径，并与圆盘过渡部(312)一体成型，所述第二筒状部(313)的外径等于圆盘过渡部(312)的外径，并与圆盘过渡部(312)固定连接；
所述第一筒状部(311)可转动地安装在输入轴(2)上，并位于花键套(41)的后部，在该第一筒状部(311)的外壁上加工有外花键，所述连接套(43)上具有与外花键相适应的内花键，并可沿第一筒状部(311)的轴向滑动；
所述第二筒状部(313)套在N级行星轮系(32)的外部，N圈所述环形齿(314)沿第二筒状部(313)的轴向并排成型于第二筒状部(313)的内壁上。
7.根据权利要求6所述的水下潜行器电机两挡自动变速器，其特征在于：在所述第二筒状部(313)的后端设有沿径向向内延伸的支撑部(315)，该支撑部(315)和输出轴(5)之间设置有支撑轴承(6)。
8.根据权利要求1～4中任一项所述的水下潜行器电机两挡自动变速器，其特征在于：所述连接套(43)的中部具有台阶限位部(433)，该台阶限位部(433)的一侧与转动轴承(45)抵接。
9.根据权利要求1～4中任一项所述的水下潜行器电机两挡自动变速器，其特征在于：第一级行星轮系(32)的所述太阳轮(322)与输入轴(2)一体成型，其余各个太阳轮(322)分别与上一级行星架(321)一体成型。
10.一种电机两挡自动变速器的换挡方法，其特征在于，按照以下步骤进行：
S1：电机(7)控制输入轴(2)减速，使输入轴(2)的转速n1达到设定值no；
S2：电机(7)断电，使输入轴(2)的转速n1＞0，且转矩T＝0；
S3：当二挡换一挡时，执行电机(441)通电，电机轴(442)朝一个方向转动；当一挡换二挡时，执行电机(441)通电，电机轴(442)朝另一个方向转动；
S4：检测输入轴(2)的转速n1和输出轴(5)的转速n2：若n1＞0，n2＝0，则检测返回步骤S3的循环次数nx，若nx＜5，则返回步骤S3，若nx＝5，则立即报警；当二挡换一挡时，若n1/n2＝i1，则进入下一步骤；当一挡换二挡时，若n1/n2＝i2，则进入下一步骤；其中，i1为一挡的传动比，i2为二挡的传动比；
S5：电机(7)启动。
CN201711215627.9A 2017-11-28 2017-11-28 水下潜行器电机两挡自动变速器及换挡方法 Active CN107989968B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711215627.9A CN107989968B (zh) 2017-11-28 2017-11-28 水下潜行器电机两挡自动变速器及换挡方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711215627.9A CN107989968B (zh) 2017-11-28 2017-11-28 水下潜行器电机两挡自动变速器及换挡方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107989968A true CN107989968A (zh) 2018-05-04
CN107989968B CN107989968B (zh) 2020-01-14

Family

ID=62033696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711215627.9A Active CN107989968B (zh) 2017-11-28 2017-11-28 水下潜行器电机两挡自动变速器及换挡方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107989968B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108895121A (zh) * 2018-09-07 2018-11-27 浙江森凯汽车科技有限公司 蜗轮蜗杆减速器及减速电机

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3901104A (en) * 1973-06-07 1975-08-26 Royal W Sims Transmission for concrete mixers
CN1773142A (zh) * 2005-04-01 2006-05-17 杨国辉 速度反馈无级变速器
US20080167158A1 (en) * 2007-01-04 2008-07-10 Ting Kuang Chen Impact power tool
CN201934597U (zh) * 2011-02-22 2011-08-17 陈敏道 行星齿轮无级自动变速箱
DE102011080759A1 (de) * 2011-08-10 2013-02-14 Zf Friedrichshafen Ag Getriebevorrichtung mit wenigstens zwei miteinander in Wirkverbindung bringbaren Teilgetrieben und mit einer Planetengetriebeeinrichtung
CN105065662A (zh) * 2015-07-15 2015-11-18 徐州南普机电科技有限公司 一种电动车两挡变速器的换挡装置
CN205446566U (zh) * 2015-12-28 2016-08-10 南京高速齿轮制造有限公司 由内嵌式齿圈构建的行星轮系总成

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3901104A (en) * 1973-06-07 1975-08-26 Royal W Sims Transmission for concrete mixers
CN1773142A (zh) * 2005-04-01 2006-05-17 杨国辉 速度反馈无级变速器
US20080167158A1 (en) * 2007-01-04 2008-07-10 Ting Kuang Chen Impact power tool
CN201934597U (zh) * 2011-02-22 2011-08-17 陈敏道 行星齿轮无级自动变速箱
DE102011080759A1 (de) * 2011-08-10 2013-02-14 Zf Friedrichshafen Ag Getriebevorrichtung mit wenigstens zwei miteinander in Wirkverbindung bringbaren Teilgetrieben und mit einer Planetengetriebeeinrichtung
CN105065662A (zh) * 2015-07-15 2015-11-18 徐州南普机电科技有限公司 一种电动车两挡变速器的换挡装置
CN205446566U (zh) * 2015-12-28 2016-08-10 南京高速齿轮制造有限公司 由内嵌式齿圈构建的行星轮系总成

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108895121A (zh) * 2018-09-07 2018-11-27 浙江森凯汽车科技有限公司 蜗轮蜗杆减速器及减速电机
CN108895121B (zh) * 2018-09-07 2024-05-03 莱科(衢州市)科技有限公司 蜗轮蜗杆减速器及减速电机

Also Published As

Publication number Publication date
CN107989968B (zh) 2020-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103223858B (zh) 混合动力传动系和其控制方法
CN105526318B (zh) 一种基于两挡变速器的电驱动系统
CN105240520A (zh) 多速电动车变速器换挡系统
CN203641475U (zh) 旋转式自动变速器换挡控制阀
CN102182801A (zh) 一种行星轮式电动汽车的两挡自动变速器
CN107989968A (zh) 水下潜行器电机两挡自动变速器及换挡方法
CN205136572U (zh) 多速电动车变速器换挡系统
CN204760252U (zh) 自动离合的断路器电动操作机构
CN205605800U (zh) 一种电动车两档amt电驱动换挡操纵机构
CN201339686Y (zh) 带主副箱的轻型汽车变速器
CN214949965U (zh) 一种高效制冰系统
CN107975570A (zh) 用于水下潜行器的电机两挡自动变速器及换挡方法
CN202056257U (zh) 一种行星轮式电动汽车的两挡自动变速器
CN201830080U (zh) 步进电机执行器
CN103944310B (zh) 一种双速电机
CN209587113U (zh) 一种外置型高压变档推动器
CN209909134U (zh) 单电机盘式换挡操纵机构
CN208534624U (zh) 一种中置发动机及车辆
CN207156917U (zh) 一体式轴置动力总成
CN102674190B (zh) 便携式内燃动力牵引机
CN2878801Y (zh) 中重型汽车用变速器
CN201737131U (zh) 一种无链自行车二级变速动力传输装置
CN203827117U (zh) 一种双速电机
CN204419913U (zh) 摩托车超越式离合装置
CN108757924A (zh) 一种一体桥式电动车用自动换挡驱动器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant