CN108253039A - 一种行星齿轮超越离合器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种行星齿轮超越离合器，包括：超越离合器本体（10），其具有一行星齿轮输入级(40)和输出级(50)及一能改变输入级自由度的耦合组件（32；45）。行星齿轮输出级由两太阳轮构成，其分别与输入级的行星架和齿圈相连接，当行星齿轮输入级输入的转矩在耦合组件以非约束工作模式下工作时，将内齿圈产生的一反向阻力和行星架产生的主动转矩，传递给输出级（50）合成，由两太阳轮相啮合的行星轮作用在其齿圈上，导致输出级齿圈、行星轮和行星架相互锁止，其工作模式由二转为一自由度，主动转矩从其行星架轴伸端输出，反之亦然。分离接合过程中各齿轮均处于啮合状态，由此实现超越离合器分离无间隙，结合无摩擦传递转矩功能。

Description

一种行星齿轮超越离合器

技术领域

本发明涉及一种超越离合器，尤其涉及一种行星齿轮超越离合器，用于将机械传动中的从机速度超越主机速度的离合传动装置，所属机械传动技术领域。

背景技术

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术普通超越离合器存在如下问题，现有机械传动用于分离和结合从动机和主动机的超越离合器，多数采用主动和从动机驱动轴上所设置的相互摩擦部件传递转矩的技术方案。常见超越离合器就是靠设置在主动传动轴和被动传动部件上特殊契形构造用楔形部件在摩擦力的作用下，将主动和被动部件相互锁止而使离合器结合，向外输出转矩。这种技术方案当所需要传递的转矩越大，楔形部件所受到的压力越大，造成超越工作时主从机难以分离，由于楔形部件的特殊的契形角度结构，一旦磨损超过设计所要求的角度，会造成离合器结合困难甚至出现打滑现象，由此产生高热而烧蚀、磨损及损毁不可避免，给生产、使用及维护造成不利影响，这些原因都给靠契形摩擦部件传递转矩的超越离合器运用到大中型机械设备中形成技术障碍。鉴于此，克服以上现有技术所存在的缺陷是亟待解决的问题。

发明内容

本发明根据现有技术存在的缺陷提供了一种结构简单、成本低廉机加工制造及维护都极为简单的行星齿轮超越离合器，使之运用于大中型机械设备实现超越离合功能成为可能。

本发明的行星齿轮超越离合器技术方案由下述机械结构单元构成，包括：

一本体，本体具有：一行星齿轮机构组成的输入级及一NGW行星齿轮输出级。

所述本体：在本体内垂直于水平轴的方向上设有第二支撑部，该支撑部与本体一次成型，其几何中心水平轴线上设置有一内卡簧槽的轴承孔，在该支撑部两侧方向的本体两端部上设有均布的内螺纹孔，该本体两端部各设第一支撑部和第三支撑部，两支撑部近边缘处均各设有与本体端部的螺孔相适配的通孔用于螺锁在所述本体端部上； 两支撑部几何中心水平轴向各设一轴承孔，两轴承孔的轴心线与第二支撑部上轴承孔的轴心线重合。将所述第一支撑部和第二支撑部所形成的内区设为第一分区，将第二支撑部与第三支撑部所形成的内区设为第二分区，在所述第一分区内设一由行星齿轮机构组成的行星齿轮输入级、在第二分区内设一NGW行星齿轮输出级。行星齿轮输入、输出级回转中心同轴设置，其回转轴线与本体水平轴中心线重合。在所述本体外面表上还设有四个通孔的地脚，其四个地脚所在的平面平行于本体水平轴中心线。

所述的输入级，由一行星齿轮机构组成，包括：一内齿圈、一行星架、一4个行星齿轮及一太阳轮齿轴，一制动件和与其适配的耦合体。

所述的内齿圈两端部上分别螺锁连接一盘轴，该两盘轴均为盘与中空轴一体状，其两盘轴盘的的回转中心各设一轴承孔，靠近第一支撑部一端盘轴为第一盘轴，其轴端部内设一忖套，外设一轴承与该第一支撑部轴承孔装配连接；靠近第二支撑部一端的盘轴为第二盘轴，其上的盘轴轴颈部设一轴承与第二支撑部的轴承孔装配连接，在第二盘轴轴端部内筒设一忖套，在内齿圈齿端周边及第一或者第二盘轴的盘体上设置有耦合体或者制动件。

所述行星架为双壁整体结构，靠近第一盘轴行星架壁的回转中心设一轴承孔。行星架两壁上设有以圆周均布的行星齿轮轴孔和在一壁上设行星轮轴紧定螺孔，靠近第二盘轴一端的行星架壁向外延伸出一中空台阶短轴颈，该短轴颈上设轴承与第二盘轴承孔装配联接，行星架壁上设有制动件或者耦合体。

所述的行星齿轮，该行星齿轮至少两个，本实施例优选四个，行星齿轮中心设忖套，行星齿轮轴贯穿行星轮忖套，分别与行星架两壁上的行星齿轮轴孔装配连接，行星齿轮分别与所述的内齿圈内啮合与太阳轮齿外啮合。

所述输入级太阳齿轮，该太阳齿轮为齿轴一体状，轴一端部设一太阳齿轮，相邻太阳齿轮齿端的轴身上设相隔一定距离的两轴承，所述太阳齿轮齿轴，贯穿第一盘轴，两轴承分别与第一盘轴和行星架上的轴承孔装配连接，另一端伸出本体第一支撑部外呈输入轴伸端。

所述制动件和耦合体，所述制动件结构为与行星齿轮轴一体，该制动件在行星架壁端面的一行星轮轴轴伸端贯穿设置在第一盘轴或者第二盘轴盘体上与其相对的耦合体中，使行星架相对于内齿圈在周向上可做有一定角度范围内的相对转动，该制动件相对于行星架不能做轴向运动，适配制动件的耦合体横截面为弧形条状的通孔，制动件和耦合体至少一套在圆周上设置，本实施例优选两套在圆周上均布设置。

所述的制动件和耦合体设置位置及构造除以上所述方案外还有其他方案可选，其一，所述制动件一端为圆柱状另一端带螺纹螺锁在第一盘轴或者第二盘轴盘体上，带圆柱一端轴向贯穿与其相对的设置在行星架壁上的相适配的耦合体中，使行星架相对于内齿圈在周向上可做有一定角度范围内的相对转动，所述耦合体横截面为凹槽，该凹槽其横截面为矩形状。其二，在内齿圈齿端部的圆柱体上径向螺锁设置制动件，制动件结构如其一所述一样，径向插入设置在行星架壁上与其适配的耦合体中，使行星架相对于内齿圈在周向上可做有一定角度范围内的相对转动，其耦合体的结构是与制动件相对的行星架壁轮缘上的凹槽，该凹槽其横截面为矩形状。本实施例优选为轴向插入方案，故径向插入技术方案未做附图说明。

所述的NGW行星齿轮输出级，包括：一内齿圈、一两太阳轮；一行星架及一行星轮配忖套及轴、一内齿圈外套及止推轴承。

所述行星架为双壁笼形和轴整体结构，该行星架靠近第三支撑部的一壁回转中心内设忖套和在其壁轴上设相隔一定距离的两轴承，离该壁远端的一轴承外圈与第三支撑部轴承孔装配连接，所述行星架轴端伸出第三支撑部呈输出轴轴伸端，靠近第二支撑部的行星架壁端面向外延伸出一台阶中空短轴，其颈部和端部各设一轴承，端部轴承外圈装入第二支撑部的轴承孔内。该行星架两壁上设均布的行星齿轮轴孔。所述行星架如果双壁和轴整体结构加工困难的话，可采用轴和行星架分立结构方案，可设置一整体结构盘轴，再将盘轴螺锁连接在双壁整体的行星架上。

所述行星齿轮轴一端带台阶，另一端设卡簧槽以限制该轴在行星架上轴向移动。

所述内齿圈至少一个，本实施例优选为两个，两内齿圈模数、齿数及螺旋角度相等螺旋角旋向及几何结构相同，外圆柱面分布设置向外伸出有凸齿。

所述内齿圈外套，在其内圆柱面分布设置向内伸出凸齿，凸齿的两侧面与所述内齿圈外圆柱面凸齿的两侧面之间设弹性件在周向上相互约束，弹性件可选用金属弹性销或柱状的橡胶弹性体，其目的在于消除行星齿轮和内齿圈相啮合的几何误差、均衡载荷、减少运行噪音及提高可靠性。内齿圈外套两端部各设一轴盘与其螺锁连接，两轴盘回转中心设轴承孔与行星架两壁外端面轴颈上的轴承装配连接，其两轴盘内端面和相对的行星架端面之间各设止推轴承，两止推轴承相对于行星架两壁外端面滑动配合，其材质为轴承用材料。

所述两太阳齿轮采用相邻同轴置于行星架中，两太阳齿轮模数、齿数及螺旋角度相等螺旋角方向相同，一太阳齿轮与输入级行星齿轮机构内齿圈连接；另一太阳齿轮为齿轴一体，该齿轴轴端部设一轴承位与输出级行星架靠近第三支撑部的壁回转中心忖套孔装配连接，该齿轴贯穿第二盘轴与所述输入级行星齿轮机构的行星架壁上的台阶孔健连接，且两太阳齿轮分别和本输出级行星架上对应的行星齿轮相互外啮合。

所述行星齿轮其中心孔中设忖套，带忖套的行星齿轮及轴至少两套，一根轴装一个行星齿轮，本实施列优选为四套，该行星齿轮为带台阶的齿柱状，其台阶直径略小于齿根圆直径，且齿宽与台阶高度之和略小于行星架两内壁间距，两俩行星齿轮齿端面相反在行星架壁体圆周上的行星轮轴上均布装配，各个行星齿轮分别和对应的太阳轮外啮合且和对应的内齿圈内啮合。

所述行星齿轮超越离合器工作过程及原理

当所述行星齿轮超越离合器在结合过程中，在输入级太阳齿轮轴上输入转矩时，由于制动件可相对于耦合体在旋转方向周向上转动一定角度，此时行星齿轮机构在旋转方向上内齿圈与行星架无相对约束，呈二自由度工作模式。当太阳轮输入齿轴按工作旋向旋转时，行星架在周向上超前于内齿圈一定角度，其相对转差角大于零，连接在行星架壁轴和内齿圈上的输出级的两齿轮齿廓在周向上相互错开一角度，轴向上视同两个齿轮。

当所述行星齿轮离合器超越工作过程中，连接在输入级内齿圈和行星架上的输出级两齿轮受到相同方向的主动转矩，制动件和耦合体复位并相约束，行星架与齿圈无相对转动，输入级行星齿轮机构成一自由度工作模式，此时连接在行星架轴和内齿圈上的输出级两齿轮齿廓在周向上重合，转差角为零，轴向上视同一个齿轮。

当所述行星齿轮超越离合器在接合状态下，输入级输入转矩，制动件和耦合体呈松耦合状态，行星架超前齿圈转动一定角度，输入级呈二自由度工作模式，连接在其内齿圈和行星架上的NGW行星齿轮输出级的两齿轮，其与内齿圈相连的齿轮产生反向转矩和与行星架相连的齿轮连产生正向转矩，两齿轮作为NGW行星齿轮输出级的两太阳齿轮把正、反两方向的转矩传递给行星齿轮再由行星齿轮传递給两内齿圈，作用在NGW行星齿轮输出级两内齿圈上的正向和反向转矩共同通过弹性件传至内齿圈套上，内齿圈套受到正向扭矩和反向扭矩的共同作用，使输出级太阳齿轮、行星齿轮、内齿圈相互锁止无相对转动，形成一自由度工作模式，主动转矩从行星架轴对外输出。

当所述行星齿轮超越离合器在超越工作状态时，由输出级NGW行星齿轮行星架轴端输入转矩，也就是说输出端速度大于输入级行星齿轮机构速度时，可以看出，输出级两太阳齿轮上作用了一工作旋转方向上的主动转矩，由于太阳齿轮上阻力转矩变成了主动转矩，输入级行星齿轮机构内齿圈不再产生反向转矩，与其相连的输出级太阳轮反向转矩也随之消失，制动件端部轴向垂直于切线上的侧面与行星架壁上的耦合体轴向内侧面相约束，限制了输入级行星齿轮机构行星架和内齿圈在工作旋转方向上的相对转动，使输入级行星架和内齿圈在周向上的转差角复位使其转差角为零，使输出级两太阳齿轮齿廓在周向上重合，视同一个太阳齿轮，此时作用在输出级内齿圈上只有同一方向转矩，输出级NGW行星齿轮、内齿圈与行星架解锁，内齿圈及内齿圈外套相对于行星架转动，输出级呈二自由度工作模式，输出端转速可超越输入端速度而工作，而不对输入级行星齿轮机构反向传递转矩，实现超越离合器功能。

所述转差角的大小，依行星齿轮超越离合器输入、输出级的传动比、传递的转矩大小、机构刚度有关，也和齿轮的加工精度、装配精度等有关，在实践中以传动最大转矩时制动件和耦合体相互无约束为限，且留一定裕量以备以后由于机构的磨损带来的输出转矩下降的补偿。

所述行星齿轮超越离合器的输入、输出级的传动比无特别要求，根据实践结果选用行星齿轮齿数与太阳齿轮的齿数比大于一作为优选传动比。

附图说明

图1为表示本发明行星齿轮超越离合器工作原理的机构运动简图；

图2为表示本发明行星齿轮超越离合器装配结构内部剖视图主图；

图3为表示本发明行星齿轮超越离合器装配结构内部主剖视图的B—B、C—C及E—E局部剖视图；

图4为表示本发明行星齿轮超越离合器输入级行星机构制动件为行星齿轮轴一体时，端部贯穿耦合体，行星架与内齿圈无转角差局部剖视图；

图5为表示本发明行星齿轮超越离合器输入级行星机构制动件为行星齿轮轴一体时，端部贯穿耦合体松耦合时，行星架与内齿圈形成转角差局部剖视图；

图6为表示本发明行星齿轮超越离合器输入级行星机构制动件轴向螺锁在第一盘轴盘体上，端部贯穿耦合体，行星架与内齿圈无转角差局部剖视图；

图7为表示本发明行星齿轮超越离合器输入级行星机构制动件轴向螺锁在第一盘轴盘体上端部贯穿耦合体与耦合体松耦合，行星架与内齿圈形成转角差局部剖视图；

图8表示本发明行星齿轮超越离合器本体外形图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明具体实施方式做进一步具体说明，用以对本发明构思，所要解决的技术问题及提出的技术方案和带来的技术效果做一个全面了解和综述。但是需要指出的是，对此实施方式是示意性的，并不构成对本发明的具体限制。

由图1和图2可知本发明所涉及的技术方案利用行星齿轮机构具有三轴两自由度的工作模式的特性，通过设置一本体10，本体10具有：一行星齿轮机构组成的输入级40、一NGW行星齿轮输出级50而构成。

所述本体10：在本体10内腔垂直于水平轴的方向上设有第二支撑部12，该支撑部12与本体一次成型，其几何中心水平轴线轴向设置有一内卡簧槽的轴承孔，在该支撑部12两侧方向的本体10两端部上均布设有内螺纹孔，该本体10两端部各设第一支撑部11和第三支撑部13，两支撑部近边缘处均各设有与本体两端部对应的通孔用于螺锁在所述本体端部上； 两支撑部几何中心水平轴向各设一轴承孔，两轴承孔的轴心线与第二支撑部上轴承孔的轴心线重合。将所述第一支撑部11和第二支撑部12所形成的内区设为第一分区，将第二支撑部12与第三支撑部13所形成的内区设为第二分区，在所述第一分区上设一有行星齿轮机构组成的行星齿轮输入级40，在第二分区内设一NGW行星齿轮输出级50，输入、输出级回转中心同轴设置，其回转轴线与本体10水平轴中心线重合。在所述本体10外面表上设有四个通孔地脚14，其四个地脚所在的平面平行于本体水平轴中心线。

所述行星齿轮输入级40，由一行星齿轮机构组成，装设于本体10的第一分区，包括：一内齿圈b1、一行星架44、一4个行星齿轮c1、c2、c3、c4；一太阳轮齿轴a1，一制动件32；32＇和耦合体45；45＇。

所述的内齿圈b1两端部上分别螺锁连接一盘轴42、43；该两盘轴42、43均为盘与中空轴一体状，其两盘轴42、43的的回转中心各设一轴承孔，靠近第一支撑部11一端盘轴为第一盘轴42，其轴端部内设一忖套，外设一轴承与第一支撑部11轴承孔装配连接，靠近第二支撑部12一端的盘轴为第二盘轴43，其轴颈部设一轴承与第二支撑部12的轴承孔装配连接，在第二盘轴轴端部内筒设一忖套，外轴端设一齿轮a2。

所述行星架44为双壁整体笼形状结构，靠近第一盘轴42行星架44壁回转中心设一轴承孔，行星架44两壁上设有以圆周均布的行星齿轮轴孔，靠近第二盘轴43一端的行星架44壁上设与行星轮轴对应的紧定螺孔，该壁端面向外延伸出一中空台阶短轴颈，该短轴颈上设轴承与第二盘轴承孔装配连接，该短轴颈孔内设键槽与一齿轴a3连接。

所述的行星齿轮，该行星齿轮至少两个，本实施例优选四个为c1、c2、c3、c4；行星齿轮中心设忖套，行星齿轮轴贯穿行星齿轮忖套，分别与行星架44两壁上的轴孔装配连接，行星齿轮分别与所述的内齿圈b1内啮合与太阳齿轮a1外啮合。

所述输入级太阳齿轮a1，该太阳齿轮a1为齿轴一体状，轴一端部设太阳齿轮，相邻太阳轮齿端面处的轴身上设相隔一定距离两轴承，该轴贯穿第一盘轴42，两轴承分别与第一盘轴42和行星架44上的轴承孔装配连接，另一端部伸出本体10第一支撑部11外呈输入轴伸端。

所述制动件32和耦合体45，见图2、图4、图5，该制动件32结构为与行星齿轮轴一体，该制动件32在行星架壁端面的一行星轮轴轴伸端贯穿第一盘轴42盘体上与其相对的耦合体45中，使行星架44相对于内齿圈b1在周向上可做有一定角度范围内的相对转动，该制动件相对于行星架不能做轴向运动，适配制动件32的耦合体45横截面为弧形条状的通孔，制动件32和耦合体45至少一套在圆周上设置，本实施例优选两套在圆周上均布设置。

所述的制动件和耦合体设置位置及构造除以上所述方案外还有其他方案可选，见图6、图7；其一，所述制动件32＇一端为圆柱状另一端带螺纹螺锁在第一盘轴42盘面上，带圆柱一端轴向贯穿与其相对的行星架44壁上的相适配的耦合体45＇中，使行星架相对于第一盘轴42或者内齿圈b1在周向上可做有一定角度范围内的相对转动，所述耦合体45＇横截面为矩形的凹槽，其二，在内齿圈齿端部的内圆柱面上径向螺锁设置制动件，制动件结构如前所述其一的结构一样，径向插入设置在行星架壁上与其适配的耦合体中，其耦合体的结构是与制动件相对的行星架壁轮缘上的凹槽，该凹槽其横截面为矩形状。本实施例优选为轴向插入方案，故径向插入未做附图说明。

所述的NGW行星齿轮输出级50，见2，图3，包括：一两内齿圈b2、b3；一两太阳轮a2、a3；一行星架51及一四个行星齿轮c20、c21、c22、c23配忖套及轴、一内齿圈外套56、一与内齿圈外套端部连接的两轴盘59、60及两止推轴承61、62。

所述行星架51为双壁和轴整体结构，该行星架51靠近第三支撑部13的一壁回转中心内设忖套和在其壁外端面的轴颈和轴身上设相隔一定距离的两轴承，离壁远端的一轴承外圈与第三支撑部轴承孔装配连接，所述行星架51轴端伸出第三支撑部13呈输出轴轴伸端。靠近第二支撑部12的行星架51壁端面向外延伸出一台阶中空短轴颈，其轴端和轴颈各设一轴承，端部轴承外圈装入第二支撑部12的轴承孔内，该行星架51两壁圆周上设均布的行星轮轴孔。所述行星架如果双壁和轴整体结构加工困难的话，可采用轴和行星架分立结构方案，设置一整体结构盘轴，再将整体盘轴螺锁连接在双壁整体的行星架上。

所述行星齿轮轴一端带台阶，另一端设卡簧槽以限制该轴在行星架上轴向移动。

所述内齿圈至少一个，本实施例优选为两个，见图2、图3，两内齿圈b2、b3模数、齿数及螺旋角度相等螺旋角旋向相同且几何结构相同，外圆柱面分布设置向外伸出有凸齿54、55。

所述内齿圈外套56在其内圆柱面分布设置向内伸出凸齿57，凸齿的两侧面与所述内齿圈外圆柱面向外伸出的凸齿54、55的两侧面之间设弹性件58在周向上相互约束，弹性件可选用金属弹性销或柱状的橡胶弹性体，其目的在于消除行星轮和内齿圈相啮合的几何误差、均衡载荷、减少运行噪音及提高可靠性。内齿圈外套56上两端部各设一轴盘59、60与其螺锁连接，两轴盘59、60回转中心內各设轴承孔与行星架51两外壁轴颈上的轴承连接，其两轴盘59、60内端面与相对的行星架两外壁端面之间各设止推轴承61、62；两止推轴承相对于行星架两壁外端面滑动配合，其材质为轴承用材料。

见图2所述两太阳齿轮a2、a3同轴置于行星架51两壁内腔中，两太阳齿轮模数、齿数及螺旋角度相等螺旋角方向相同，太阳齿轮a2与输入级40行星齿轮机构内齿圈b1连接，太阳齿轮a3为齿轴一体，在该齿轴端部轴上设一轴承位与行星架51靠近第三支撑部13的壁回转中心忖套孔装配连接，该轴贯穿第二盘轴43与输入级40行星齿轮机构的行星架44壁上的台阶孔健连接。

所述星齿轮其中心孔中设忖套，带忖套的行星齿轮及轴至少两套，一根轴装一个行星齿轮，本实施列优选为四套，所述四个行星齿轮c20、c21、c22、c23其中两行星齿轮c20、c21分别与太阳轮a2外啮合与内齿圈b2 内啮合；另两行星齿轮c22、c23分别与太阳轮a3外啮合与齿圈b3内啮合；该四个行星齿轮均为带台阶的齿柱状，其台阶直径略小于齿根圆直径，且齿宽与台阶高度之和略小于行星架内壁间距。

所述行星齿轮超越离合器工作过程及原理

当所述行星齿轮超越离合器在结合过程中，在输入级40太阳轮a1轴上输入转矩时，输入级40将所输入的转矩分解为相反方向的两转矩，由于制动件32；32＇可相对于耦合体45；45＇在旋转方向周向上有一定范围的转动角度，此时行星齿轮机构输入级40在旋转方向上内齿圈b1与行星架44无相对约束，呈二自由度工作模式。当输入齿轴a1按工作旋向旋转时，行星架44在周向上超前于内齿圈b1一定角度，其相对转差角大于零，连接在行星架壁轴44和内齿圈b1上的输出级50的两齿轮a2；a3齿廓在周向上相互错开一角度，轴向上视同两个齿轮，见图5和图7。本实施例工作旋转方向从输入级40轴轴伸端看设为顺时针方向。

当所述行星齿轮超越离合器在超越工作过程中，由于输出级50转速大于输入级40转速，输入级不产生反向转矩，连接在输入级40内齿圈b1和行星架44上的输出级两齿轮a2；a3受到工作转向相同方向的转矩，制动件32；32＇和耦合体45；45＇复位并相约束，行星架44与齿圈b1无相对转动，转差角等于零，输入级行星齿轮机构40成一自由度工作模式，此时连接在行星架轴44和齿圈b1上的输出级50两齿轮a2；a3齿廓在周向上重合，转差角为零，轴向上视同一个齿轮，见图4和图6。

当所述行星齿轮超越离合器在接合状态下，输入级40输入转矩，制动件32；32＇和耦合体45；45＇呈松耦合，行星架44超前内齿圈b1转动一定角度，输入级40呈二自由度工作模式，连接在其内齿圈b1和行星架44上的输出级50的两齿轮a2；a3，其与内齿圈b1相啮合的齿轮a2产生反向转矩和与行星架44相啮合的齿轮a3连产生正向转矩，两齿轮a2；a3作为输出级50的两太阳轮把正、反两方向的转矩传递给输出级50的行星齿轮c20；c21；c22；c23再由行星齿轮c20；c21；c22；c23传递給两内齿圈b2；b3，作用在输出级50两内齿圈b2；b3上的正向和反向转矩共同通过弹性件传至内齿圈外套56上，内齿圈外套56受到正向扭矩和反向扭矩的共同作用，使输出级50太阳齿轮a2；a3、行星齿轮c20；c21；c22；c23、内齿圈b2；b3相互锁止无相对转动，形成一自由度工作模式，主动转矩从行星架51轴对外输出。

当所述行星齿轮超越离合器在超越工作状态时，由输出级NGW行星齿轮行星架51轴端输入转矩，也就是说输出端速度大于输入级40行星齿轮机构速度时，可以看出，输出级两太阳齿轮a2；a3上作用了一工作旋转方向上的主动转矩，由于太阳齿轮a3上阻力转矩变成了主动转矩，输入级行星齿轮机构内齿圈b1不再产生反向转矩，与其相连的太阳齿轮a2反向转矩也随之消失，制动件32；32＇端部轴向垂直于切线上的侧面与耦合体45；45＇轴向内侧面相约束，限制了输入级40行星机构行星架44和齿圈b1在工作旋转方向上的相对转动，使输入级40行星架44和内齿圈b1在周向上的转差角复位使其转差角为零，使输出级50两太阳齿轮a2；a3齿廓在周向上重合，视同一个太阳齿轮，此时作用在输出级50内齿圈b2；b3上只有同一方向转矩，输出级NGW行星齿轮c20；c21；c22；c23、内齿圈b2；b3与行星架51解锁，内齿圈b2；b3及内齿圈外套56相对于行星架51转动，输出级50呈二自由度工作模式，输出端转速可超越输入端速度而工作，而不对输入级行星机构反向传递转矩，实现超越离合器功能。

所述转差角的大小，依行星齿轮超越离合器输入级40、输出级50的传动比、传递的转矩大小、机构刚度有关，也和齿轮的加工精度、装配精度等有关，在实践中以传动最大转矩时制动件32；32＇和耦合体45；45＇相互无约束为限，且留一定裕量以备以后由于机构的磨损带来的输出转矩下降的补偿。

所述行星齿轮超越离合器的输入级40、输出级50及传动比无特别要求，根据实践结果选用行星齿轮齿数与太阳齿轮的齿数比大于一作为优选传动比。

以上结合附图对本发明的实施方式做出了详细的阐述，但本发明不局限于所描述的实施方式也不构成对本发明的限制，对于本领域里的技术人员而言，受到以上所述技术方案的机械原理和结构上的技术启示，在不脱离本发明的原理和精神背景下对以上所述实施方式进行任何等同的修改，替换、变形仍落入在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种行星齿轮超越离合器的行星齿轮机构，包括：

一内齿圈（b1）和在其两端连接的第一盘轴( 42 )和第二盘轴（43）与两盘轴(42 ；43)回转中心连接的一双壁整体行星架（44）、一与所述内齿圈（b1）内啮合的四个行星轮（c1；c2；c3；c4）与该四个行星轮（c1；c2；c3；c4）外啮合的 ( a1 )太阳轮输入齿轴；

其特征在于：所述行星齿轮机构还包括：在内齿圈（b1）齿端周边与其相对的行星架（44）壁之间及行星架（44）壁上设置制动件（32 ；32＇）和与制动件（32；32＇）相适配的耦合体（45 ；45＇），该制动件（32 ；32＇）和耦合体（45 ；45＇）使内齿圈（b1）和行星架（44）在周向上以相互约束或非约束的工作模式，可使所述的行星齿轮机构能以一自由度或二自由度的模式工作，该制动件（32 ；32＇）和耦合体（45 ；45＇）至少要设置一套。

2.如权利要求1所述的行星齿轮超越离合器的行星齿轮机构，其特征在于：所述制动件（32）与行星齿轮轴为一体，该制动件（32）在行星架（44）壁端面的一行星齿轮轴轴伸端贯穿第一盘轴（42）盘体上与其相对的耦合体（45）中，使行星架（44）相对于内齿圈（b1）在周向上可做有一定角度范围内的相对转动，该制动件（32）相对于行星架（44）不能做轴向运动，适配制动件（32）的耦合体（45）横截面为弧形条状的通孔。

3.如权利要求1所述的行星齿轮超越离合器的行星齿轮机构，其特征在于：所述制动件（32＇）一端为圆柱状另一端带螺纹螺锁在第一盘轴（42）盘体上，带圆柱一端插入与其相对的行星架（44）壁上的相适配的耦合体(45＇)中，使行星架（44）相对于内齿圈（b1）在周向上可做有一定角度范围内的相对转动，所述耦合体(45＇)横截面为矩形的凹槽。

4.一种行星齿轮超越离合器，包括：

本体（10）、本体（10）具有：一第二支撑部（12）、一与本体（10）一端部连接的第一支撑部（11）和与其另一端部连接第三支撑部（13）；设置在第一支撑部（11）和第二支撑部（12）之间中轴线上的行星齿轮输入级（40）及第二支撑部（12）与第三支撑部（13）之间中轴线上的NGW行星齿轮输出级（50）及四个地脚（14）；

所述的行星齿轮输入级（40）由如权利1所述的行星齿轮机构所构成，包括：

一内齿圈（b1）和在其两端连接的第一盘轴( 42 )和第二盘轴（43）与两盘轴(42 ；43)回转中心连接的一双壁整体行星架（44）、一与所述内齿圈（b1）内啮合的四个行星齿轮（c1；c2；c3；c4）与该四个行星齿轮（c1；c2；c3；c4）外啮合的一太阳轮( a1 )输入齿轴；在内齿圈（b1）齿端周边与其相对的行星架（44）之间及行星架壁上设置制动件（32 ；32＇）和与制动件（32；32＇）相对的适配的耦合体（45 ；45＇），该制动件（32 ；32＇）与其相对的相适配的耦合体（45 ；45＇）使行星架（44）相对内齿圈（b1）在周向可做有一定角度范围内的相对转动，并以相互约束或非约束的工作模式，使所述的行星齿轮机构能以一自由度或二自由度的模式工作；

所述NGW行星齿轮输出级（50）包括：

一两个太阳齿轮（a2 ；a3）、一双壁整体行星架 (51) 轴、一四个行星齿轮（c20；c21；c22；c23）、一两个内齿圈（b2 ；b3）、一内齿圈外套（56）、一与内齿圈（b1）外套（56）两端部连接的两轴盘（59 ； 60）及两轴盘（59；60）与所述行星架（51）两壁外端面之间的止推轴承（61；62），所述四个行星齿轮（c20；c21；c22；c23）其中两行星齿轮（c20 ； c21）分别与太阳齿轮(a2)外啮合与内齿圈(b2 )内啮合；另两行星齿轮（c22 ；c23）分别与太阳齿轮（a3）外啮合与内齿圈（b3）内啮合；

其特征在于：所述NGW行星齿轮输出级（50）的太阳齿轮（a2 ）与输入级(40)的行星齿轮机构的内齿圈（b1）连接；所述NGW行星齿轮输出级（50）的太阳齿轮 ( a3 )轴与行星齿轮输入级（40）的行星齿轮机构的行星架（44）连接。

5.如权利要求 4所述的行星齿轮超越离合器，其特征在于：所述NGW行星齿轮输出级（50）的两内齿圈（b2 ；b3）其外圆柱面分布设置向外伸出的外凸齿（54 ；55）；内齿圈外套（56）内圆柱面分布设置向内伸出的内凸齿（57），所述两内齿圈（b2；b3）外凸齿（54 ；55）与内齿圈外套（56）内凸齿（57）齿侧之间设弹性件（58）连接，所述两内齿圈（b2 ；b3）为齿数、模数及螺旋角相等且几何结构相同的斜齿内齿圈。

6.如权利要求5所述的行星齿轮超越离合器，其特征在于：所述两内齿圈（b2 ；b3）外凸齿（54 ；55）与内齿圈外套（ 56 ）内凸齿（57）齿侧之间的弹性件（ 58 ）为聚氨酯弹性材料。

7.如权利要求 4所述的行星齿轮超越离合器，其特征在于：所述的NGW行星齿轮输出级（50）的两太阳齿轮（a2 ；a3）模数、齿数相等。

8.如权利要求 4所述的行星齿轮超越离合器，其特征在于：所述的行星齿轮（C20；C21；C22；C23）为带台阶的齿轮，台阶直径略小于齿根圆直径，其齿宽度与台阶高度尺寸之和略小于行星架（51）两内壁间距。