CN113719590B - 手电两驱式变速箱 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及变速箱领域，具体公开了一种手电两驱式变速箱，变速箱箱体内部的传动由四套传动副构成，从输入端到输出端分别为一级行星齿轮副、二级行星齿轮副、蜗轮蜗杆副、手摇输入组件。在变速箱两侧设计有手摇输入端口，手摇输入端口设置手摇杆，形成手摇驱动传动链；或手摇输入端口配置一台小功率大转速的电机，形成电驱动传动链；两路传动链经不同的传动路线分别将动力传到出力轴，各自独立，互为冗余。本发明结构形式紧凑、适用于需提供手摇驱动的设备使用，所需手摇输入扭矩小，可以实现手摇驱动在输出端的转速与电机驱动时基本相当，手摇功能操作灵活，不需要反复解锁或开合连接处，效率高。

Description

手电两驱式变速箱
技术领域
本发明属于机械设计技术领域，具体涉及一种变速箱。
背景技术
目前，许多电控传动机械设备除了具备电动控制的功能外，还需要增加手动控制功能，以便在电控装置出现故障时，设备仍能正常工作，提供设备的可靠性。如车载扩展方舱的推出与回收，在电动传动装置不能正常工作时，可以通过手摇回收；升降装置在无电的情况下可以通过手摇进行应急升降；以及具有手摇驱动的起竖装置等。手摇功能的实现克服了很多现有产品中只能以电力为动力源的缺点，提供了一种应急状态下正常工作的手段，然而现在绝大部分手摇功能操作不够灵活，需要反复解锁或开合连接处，造成效率低下或故障频繁。
发明内容
本发明提供一种手电两驱式变速箱，结构形式紧凑、适用于需提供手摇驱动的设备使用，所需手摇输入扭矩小，可以实现手摇驱动在输出端的转速与电机驱动时基本相当，手摇功能操作灵活，不需要反复解锁或开合连接处，效率高。
本发明的技术方案是，一种手电两驱式变速箱，包括前箱体、后箱体、出力轴、手摇输入端口，其特征是，变速箱箱体内部的传动由四套传动副构成，从输入端到输出端分别为一级行星齿轮副、二级行星齿轮副、蜗轮蜗杆副、手摇输入组件；
其中一级行星齿轮副由一级行星齿轮副太阳轮、一级行星齿轮副齿圈、一级行星齿轮副行星轮、一级行星齿轮副行星架组成；
二级行星齿轮副由二级行星齿轮副齿圈、二级行星齿轮副行星轮、二级行星齿轮副太阳轮、二级行星齿轮副行星架组成；
蜗轮蜗杆副由蜗杆轴、蜗轮组成；
手摇输入组件由轴承座、手摇输入端盖、手摇输入轴、压盖组成；
其中一级行星齿轮副太阳轮采用一体化设计，一侧具有直接与电机输出轴相连的轴孔，一级行星齿轮副太阳轮通过该轴孔与电机轴相连接并相对固定；一级行星齿轮副行星架与二级行星齿轮副齿圈通过螺栓或花键相连接保持相对固定，保证转速一致；二级行星齿轮副行星架与蜗轮设计为一个整体，并保持相对固定，保持转速一致；
二级行星齿轮副太阳轮与出力轴设计为一整体，构成装置的扭矩输出部件。
进一步地，蜗轮蜗杆副具有自锁功能，蜗杆通过一对直齿轮副从动轮、直齿轮副主动轮与手摇端口连接，调整手摇转速和保证结构尺寸。
进一步地，手电两驱式变速箱输入端直接连接电机，不经过一级行星齿轮副，此时调整一级行星齿轮副的减速比，从而获得满足需求的扭矩和速度。
进一步地，手摇输入端口设置手摇杆，形成手摇驱动传动链；或手摇输入端口配置一台小功率大转速的电机来满足作业要求，形成电驱动传动链；两路传动链经不同的传动路线分别将动力传到出力轴，各自独立，互为冗余。
本发明具有以下有益效果：
1、结构形式紧凑、适用于需提供手摇驱动的设备使用，所需手摇输入扭矩小，可以实现手摇驱动在输出端的转速与电机驱动时基本相当；
2、适用范围广，可配置不同参数型号的电机，满足不同需求。
3、工作可靠，手摇接口可根据不同需求改变形式。
4、变速箱两侧设计有手摇输入接口，适应不同的安装环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是手电两驱式变速箱结构图；
图2是手电两驱式变速箱传动原理图；
图3是本发明与电机减速器装配外形图；
图4是蜗轮与二级行星齿轮副行星架一体化结构图；
图5是手摇输入增速直齿轮安装结构图；
图6是本发明与电机直连的手电两驱式变速箱外形图；
图中各部件名称为：输入端法兰端盖1、前箱体2、一级行星齿轮副3、二级行星齿轮副4、蜗轮蜗杆副5、手摇输入组件6、后箱体7、输出端法兰端盖8、出力轴9、一级行星齿轮副太阳轮3.1、一级行星齿轮副齿圈3.2、一级行星齿轮副行星轮3.3、一级行星齿轮副行星架3.4、二级行星齿轮副齿圈4.1、二级行星齿轮副行星轮4.2、二级行星齿轮副太阳轮4.3、二级行星齿轮副行星架4.4，直齿轮副从动轮5.1、蜗杆轴5.2、蜗轮5.3、轴承座6.1、手摇输入端盖6.2、手摇输入轴6.3、压盖6.4、直齿轮副主动轮6.5、电机10、行星减速器11、手电两驱式变速箱12。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所得到的所有其他实施方式，都属于本发明所保护的范围。
如图1所示，一种手电两驱式变速箱，包括前箱体2、后箱体7、出力轴9、手摇输入端口，其特征是，变速箱箱体内部的传动由四套传动副构成，从输入端到输出端分别为一级行星齿轮副3、二级行星齿轮副4、蜗轮蜗杆副5、手摇输入组件6；
其中一级行星齿轮副3由一级行星齿轮副太阳轮3.1、一级行星齿轮副齿圈3.2、一级行星齿轮副行星轮3.3、一级行星齿轮副行星架3.4组成；
二级行星齿轮副4由二级行星齿轮副齿圈4.1、二级行星齿轮副行星轮4.2、二级行星齿轮副太阳轮4.3、二级行星齿轮副行星架4.4组成；
蜗轮蜗杆副5由蜗杆轴5.2、蜗轮5.3组成；
手摇输入组件6由轴承座6.1、手摇输入端盖6.2、手摇输入轴6.3、压盖6.4组成；
其中一级行星齿轮副太阳轮3.1采用一体化设计，一侧具有直接与电机输出轴相连的轴孔，一级行星齿轮副太阳轮3.1通过该轴孔与电机轴相连接并相对固定；一级行星齿轮副行星架3.4与二级行星齿轮副齿圈4.1通过螺栓或花键连接保持相对固定，保证转速一致。
二级行星齿轮副行星架4.4与蜗轮5.3设计为一个整体，相对固定，保持转速一致；二级行星齿轮副太阳轮4.3与出力轴9设计为一整体，构成装置的扭矩输出部件。
如图2所示，电驱动和手摇驱动，经不同的传动路线分别将动力传到出力轴，各自独立，互为冗余。途中箭头表示的是动力传递路线。
本发明提供的实施例有两种实施方式
第一种、手电两驱式变速箱+伺服电机+行星减速器配置形式
图3是本发明一个实施例手电两驱式变速箱12与行星减速器11装配外形图；手电两驱式变速箱12内部结构分为三部分，动力输入端经过两套2K-H-NGW型圆柱齿轮行星传动机构和一套蜗轮蜗杆副后将动力传递至输出轴。一级行星传动机构为减速机构，太阳轮输入，行星架输出，齿圈固定；二级行星传动机构为增速机构，齿圈输入，太阳轮输出，齿圈与第一套行星传动机构的行星架相固定；蜗轮蜗杆副具有自锁特性，蜗杆作为手动驱动的输入端，且手动杆先经过一组增速直齿轮副后与蜗杆相连，蜗轮与第二套行星传动机构的行星架相固定。手动输入端口，分别在行星减速器11的左右侧面。手电两驱式变速箱12顶部设计有安装接口。
图4是蜗轮与二级行星齿轮副行星架一体化结构图；图5是手摇输入增速直齿轮安装结构图，包括轴承座6.1、手摇输入端盖6.2、手摇输入轴6.3、压盖6.4、直齿轮副主动轮6.5、直齿轮副从动轮5.1、蜗杆轴5.2。其中增速直齿轮副包括直齿轮副主动轮6.5和直齿轮副从动轮5.1，作用是调整手摇转速和保证结构尺寸。
定义行星减速器的减速比为i1；一级行星齿轮副，太阳轮输入，行星架输出，齿圈固定时速比为i2；二级行星齿轮副，齿圈输入，太阳轮输出，行星架固定时速比为i3；二级行星齿轮副，行星架输入，太阳轮输出，齿圈固定时速比为i4；蜗轮蜗杆速比为i5；增速直齿轮副速比为i6。则电机输入时减速比i电＝i1×i2×i3、手摇输入时减速比i手＝i6×i5×i4，根据行星齿轮传动原理可以知道i3与i4的关系为1/i3+1＝1/i4。
第二种、手电两驱式变速箱+电机配置形式
手电两驱式变速箱12输入端可以直接连接电机10，此时由于电机输入端转速高，扭矩小，没有经过一级减速机构，因此根据需要设计调整手电两驱式变速箱中的一级行星齿轮副的减速比，从而获得满足需求的扭矩和速度。而手摇输入端口可以设置手摇杆，也可以配置一台小功率大转速的电机来满足作业要求。如图6所示为该种形式配置下的手电两驱式变速箱外形图。
以上所述，仅仅是本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种手电两驱式变速箱，包括前箱体（2）、后箱体（7）、出力轴（9）、手摇输入端口，其特征是，在变速箱两侧设计有手摇输入端口；变速箱箱体内部的传动由四套传动副构成，从输入端到输出端分别为一级行星齿轮副（3）、二级行星齿轮副（4）、蜗轮蜗杆副（5）、手摇输入组件（6）；
其中一级行星齿轮副（3）由一级行星齿轮副太阳轮（3.1）、一级行星齿轮副齿圈（3.2）、一级行星齿轮副行星轮（3.3）、一级行星齿轮副行星架（3.4）组成；
二级行星齿轮副（4）由二级行星齿轮副齿圈（4.1）、二级行星齿轮副行星轮（4.2）、二级行星齿轮副太阳轮（4.3）、二级行星齿轮副行星架（4.4）组成；
其中一级行星齿轮副（3）为减速机构，太阳轮输入，行星架输出，齿圈固定；二级行星齿轮副（4）为增速机构，齿圈输入，太阳轮输出，齿圈与一级行星齿轮副（3）的行星架相固定；
蜗轮蜗杆副（5）由蜗杆轴（5.2）、蜗轮（5.3）组成；
手摇输入组件（6）由轴承座（6.1）、手摇输入端盖（6.2）、手摇输入轴（6.3）、压盖（6.4）组成；
其中一级行星齿轮副太阳轮（3.1）采用一体化设计，一侧具有直接与电机输出轴相连的轴孔，一级行星齿轮副太阳轮（3.1）通过该轴孔与电机轴相连接并保持相对固定；一级行星齿轮副行星架（3.4）与二级行星齿轮副齿圈（4.1）通过螺栓或花键相连接并保持相对固定，保证转速一致；二级行星齿轮副行星架（4.4）与蜗轮（5.3）设计为一个整体，并保持相对固定，保持转速一致；
二级行星齿轮副太阳轮（4.3）与出力轴（9）设计为一整体，构成装置的扭矩输出部件；
定义行星减速器的减速比为i1，一级行星齿轮副，太阳轮输入，行星架输出，齿圈固定时速比为i2；电机输入二级行星齿轮副，齿圈输入，太阳轮输出，行星架固定时速比为i3；手摇输入二级行星齿轮副，行星架输入，太阳轮输出，齿圈固定时速比为i4，蜗轮蜗杆速比为i5，增速直齿轮副速比为i6；则电机输入时减速比i电=i1×i2×i3、手摇输入时减速比i手=i6×i5×i4，根据行星齿轮传动原理可以知道i3与i4的关系为1/i3+1=1/i4。
2.如权利要求1所述的一种手电两驱式变速箱，其特征是，蜗轮蜗杆副（5）具有自锁功能，蜗杆通过一对直齿轮副从动轮（5.1）和直齿轮副主动轮（6.5）与手摇端口连接，能够调整手摇转速和保证结构尺寸。
3.如权利要求1所述的一种手电两驱式变速箱，其特征是，手电两驱式变速箱输入端直接连接电机，不经过一级行星齿轮副（3），此时调整一级行星齿轮副（3）的减速比，从而获得满足需求的扭矩和速度。
4.如权利要求1所述的一种手电两驱式变速箱，其特征是，手摇输入端口设置手摇杆，形成手摇驱动传动链；或手摇输入端口配置一台小功率大转速的电机，形成电驱动传动链；两路传动链经不同的传动路线分别将动力传到出力轴（9），各自独立，互为冗余。
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