CN114321296B - 一种双速比行星减速机结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双速比行星减速机结构，包括法兰盘组件(1)、离合器组件(2)、输入级行星架组件(3)和齿圈组件(4)，法兰盘组件(1)内设置有动力输入轴，法兰盘组件(1)外部设置有输出级行星轮系，离合器组件(2)内设置有左右运动的拨叉装置，拨叉装置左侧与动力输入轴连接，输入级行星架组件(3)包括输入级行星轮系，拨叉装置位于左右位置时，拨叉装置右侧分别与输入级行星轮系的输入轴和输出级行星轮系输入轴连接，齿圈组件(4)分别与输入级行星轮系和输出级行星轮系的输出部连接。本发明提供的一种双速比行星减速机结构，通过键齿式离合器装置控制减速机两种速比模式切换，可提高减速机的工作效率，同时可靠性更高。

Description

一种双速比行星减速机结构

技术领域

本发明涉及一种双速比行星减速机结构，属于工程机械技术领域。

背景技术

目前，工程机械中用到的行星减速机主要为单速比，即只有一种传动速比，在工作过程中，减速机自身不具备变速的功能。如起重机用卷扬减速机，在起重机作业空钩使用过程中，客户希望有较快的作业速度，以提高工作效率，在起重机吊重作业时，从安全方面考虑，减速机需低速运行。现有技术大都是通过控制马达流量进行速度调节，受到液压系统流量限制，速度调节范围较窄，无法满足客户高效率的作业需求。

针对市场需求，有部分企业相继研发了双速比减速机，利用摩擦片式离合器实现减速机的高低速档位切换。摩擦片式离合器结构的双速比减速机，虽然具有调速范围广、工作效率高的优点，但是由于摩擦片极易出现磨损烧结情况，并且承载能力弱，存在安全隐患，不满足工程机械领域高可靠性要求。另外，由于需要两套摩擦片式离合器配合使用，才能实现减速机两个速比切换的工作模式，因此也需要配置两套液压系统或者是同时控制两套离合器的一套液压系统，这样就对液压系统功能匹配、以及减速机结构布置和加工精度提出了更高的要求，一方面实施难度较大，另一方面也提高了生产制造成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种双速比行星减速机结构，通过键齿式离合器装置控制减速机两种速比模式切换，可提高减速机的工作效率，以满足用户作业需求，同时键齿式离合器变速相较于现有摩擦片式离合器变速，可靠性更高，且易于实施。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种双速比行星减速机结构，包括法兰盘组件、离合器组件、输入级行星架组件和齿圈组件；

所述法兰盘组件包括法兰盘，所述法兰盘内设置有联接盘，所述联接盘外侧上设置有第一油腔密封面，所述联接盘内设置有联接轴，所述联接轴左端内侧设置有与马达等动力源连接的内键齿，右端外侧设置有外键齿，所述法兰盘外部设置有轴承座，所述法兰盘右端设置有若干个周向设置的第一圆柱凸台，所述第一圆柱凸台上安装有输出级行星轮，所述输出级行星轮上设置有输出级行星轮外圆齿，所述法兰盘内设置有拨叉限位槽和若干个弹簧座腔，所述法兰盘内侧设置有第二油腔密封面，所述第一油腔密封面与所述第二油腔密封面之间形成密封腔，所述法兰盘上开设有与所述密封腔连通的油路。

所述离合器组件包括活塞，所述活塞在所述密封腔内滑动密封设置，所述活塞的内外圆面分别设置有第三油腔密封面和第四油腔密封面，所述第三油腔密封面与所述第一油腔密封面接触连接，所述第四油腔密封面与所述第二油腔密封面接触连接，所述活塞内设置有滑动齿套，所述滑动齿套外圈上转动设置有拨叉，所述滑动齿套通过第三轴用挡圈与所述拨叉接触连接，所述滑动齿套外圈设置有弹簧组，所述拨叉位于所述活塞与所述弹簧组中间，所述弹簧组周圈分布并安装在所述弹簧座腔中，所述弹簧组的左端与所述拨叉右端接触连接，所述拨叉外圆端设置有凸缘，所述凸缘安装在所述拨叉限位槽中，所述滑动齿套左右两端分别设置有左键齿和右键齿，所述左键齿与所述外键齿为常连接状态。

所述输入级行星架组件包括输入级行星架，所述输入级行星架上从左往右依次设置有第一键齿、第一外圆齿、输入行星架外圆面和第二圆柱凸台，所述第一键齿与所述右键齿切换连接，所述第一外圆齿与所述输出级行星轮外圆齿啮合连接，所述第二圆柱凸台外圈套设有输入级行星轮，所述输入级行星轮圆周方向设置有输入级行星轮外圆齿；

所述输入级行星架内部设置有输入级太阳轮，所述输入级太阳轮左端通过平键联接固定安装有键齿套，所述键齿套外圆面设置有第二键齿，所述右键齿与第一键齿和第二键齿切换连接；

所述齿圈组件包括齿圈，所述齿圈内圆面左右方向分别设置有第一内圆齿和第二内圆齿，所述第一内圆齿与所述输出级行星轮外圆齿啮合连接，所述第二内圆齿与输入级行星轮外圆齿啮合连接，所述齿圈的右端设置有后盖。

所述联接盘与所述联接轴之间通过第一轴承连接，所述第一轴承外侧通过第一轴用挡圈固定并设置有第一孔用挡圈。

所述轴承座外圆端面螺栓孔中设置有第二螺栓组，所述法兰盘与所述轴承座之间设置有第二轴承和第三轴承，所述法兰盘外部设置有用于固定第三轴承的第一锁紧螺母，所述轴承座与所述法兰盘之间设置有油封。

所述第三油腔密封面中间安装有第一密封圈，所述第四油腔密封面中间安装有第二密封圈。

所述第二圆柱凸台外圈从左往右依次套设有第五轴承、隔套和压板，所述第二圆柱凸台右端设置有用于将所述第五轴承、隔套和压板固定在所述第二圆柱凸台上的第四轴用挡圈，所述压板上设置有压板内圆孔，所述输入级行星轮与所述第五轴承之间通过第二孔用挡圈连接。

所述输入级行星架与所述输入级太阳轮之间左右方向分别通过第六轴承和第七轴承连接，所述键齿套右端与所述第六轴承左端接触连接。

所述输入级太阳轮左端螺纹连接有第二锁紧螺母，所述第二锁紧螺母右端与所述键齿套接触连接。

所述齿圈通过所述第二螺栓组固定安装在所述轴承座上。

所述后盖与所述齿圈之间通过第三螺栓组连接，所述后盖左侧中间位置设置有第三圆柱凸台，所述第三圆柱凸台上套装有第八轴承内，所述第八轴承外圆面与所述压板内圆孔接触连接，

所述齿圈的内圆孔中套装有第九轴承，所述第九轴承内圆面与输入行星架外圆面接触连接。

本发明的有益效果：本发明提供的一种双速比行星减速机结构，包括法兰盘组件、离合器组件、输入级行星架组件和齿圈组件，通过键齿式离合器装置控制减速机两种速比模式切换，有高低档位两个速比，重载时可设置为低速档，轻载时可设置为高速挡，与现有技术依靠减速机外部系统进行调速相比，本发明速度调节范围更广，效率更高，同时降低了外部系统因速度调节造成的能量损失；采用键齿式离合器调速结构，即利用键齿联接进行高低速档位切换，相较于摩擦片式离合器调速，键齿式离合器联接牢固、承载能力更强、可靠性更高；本发明双速比减速机为单离合器操控结构，相较于摩擦片式双离合器结构，操控性更好，易于实施，同时降低了生产制造成本。

附图说明

图1为本发明中一种双速比行星减速机结构的总体结构示意图；

图2为本发明中法兰盘组件的结构示意图；

图3为图2中A-A处的截面结构示意图；

图4为本发明中离合器组件的结构示意图；

图5为图4中拨叉的结构示意图；

图6为本发明中输入级行星架组件的结构示意图；

图7为本发明中齿圈组件的结构示意图；

图8为本发明的工作原理结构简图。

图中附图标记如下：1-法兰盘组件；101-第一锁紧螺母；102-轴承座；103-第二螺栓组；104-油封；105-法兰盘；106-第一螺栓组；107-第一孔用挡圈；108-第一轴承；109-联接轴；110-第一轴用挡圈；111-联接盘；112-第二轴承；113-第三轴承；114-第四轴承；115-输出级行星轮；116-第二轴用挡圈；117-密封腔；1051-第一圆柱凸台；1052-拨叉限位槽；1053-弹簧座腔；1054-第二油腔密封面；1055-油路；1091-内键齿；1092-外键齿；1111-第一油腔密封面；1151-输出级行星轮外圆齿；2-离合器组件；21-第一密封圈；22-第二密封圈；23-活塞；24-第三轴用挡圈；25-拨叉；26-弹簧组；27-滑动齿套；231-第三油腔密封面；232-第四油腔密封面；251-凸缘；271-左键齿；272-右键齿；3-输入级行星架组件；301-第二锁紧螺母；302-输入级太阳轮；303-平键；304-键齿套；305-第六轴承；306-输入级行星架；307-第七轴承；308-第五轴承；309-第二孔用挡圈；310-第四轴用挡圈；311-隔套；312-压板；313-输入级行星轮；3041-第二键齿；3061-第一键齿；3062-第一外圆齿；3063-输入行星架外圆面；3064-第二圆柱凸台；3121-压板内圆孔；3131-输入级行星轮外圆齿；4-齿圈组件；401-第三螺栓组；402-齿圈；403-第九轴承；404-第八轴承；405-后盖；4021-第一内圆齿；4022-第二内圆齿；4051-第三圆柱凸台。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明提供一种双速比行星减速机结构，包括法兰盘组件1、离合器组件2、输入级行星架组件3和齿圈组件4，法兰盘组件1主要负责减速机内外部零部件的支撑固定，同时兼具输出级行星轮系的减速增扭功能；离合器组件2主要负责减速机高低速比切换；输入级行星架组件3主要负责减速机输入级的减速增扭；齿圈组件4主要负责减速机动力向外部输出传递。本发明的主要工作原理图如图8所示，包括动力输入轴、离合器、输出级行星轮系、输入级行星轮系和齿圈等。其中离合器置于减速机内部，靠近动力输入轴，离合器包括密封腔、活塞、拨叉装置、弹簧组等，拨叉装置左侧与动力输入轴为常联接状态，当密封腔中通入压力油或气体时，产生介质压力F1，推动活塞向右移动，并推动拨叉装置向右移动，使得拨叉装置右侧与输出级行星轮系输入轴联接，此时只有输出级行星轮系参与动力传递，齿圈与输出级行星轮系通过齿啮合将动力传递出去，属于高速传动模式；当密封腔中卸荷无压力时，在弹簧组弹力F2作用下，拨叉装置及活塞向左移动，此时，拨叉装置右侧与输入级行星轮系输入轴联接，输出级行星轮系与输入级行星轮系均参与动力传递，动力通过齿圈传递出去，属于低速传动模式。本发明整个双速比行星减速机结构的具体结构见图2到图7。

如图2和图3所示，法兰盘组件1包括法兰盘105，法兰盘105内设置有联接盘111，联接盘111与法兰盘105之间通过第一螺栓组106固定。联接盘111外侧上设置有第一油腔密封面1111，联接盘111内设置有联接轴109，联接轴109左端内侧设置有与马达等动力源连接的内键齿1091，右端外侧设置有外键齿1092，联接盘111与联接轴109之间通过第一轴承108连接，第一轴承108外侧通过第一轴用挡圈110固定并设置有第一孔用挡圈107，法兰盘105外部设置有轴承座102，轴承座102外圆端面螺栓孔中设置有第二螺栓组103，法兰盘105与轴承座102之间设置有第二轴承112和第三轴承113，法兰盘105外部设置有用于固定第三轴承113的第一锁紧螺母101，轴承座102与法兰盘105之间设置有油封104，法兰盘105右端设置有若干个周向设置的第一圆柱凸台1051，第一圆柱凸台1051上通过第四轴承114和第二轴用挡圈116安装有输出级行星轮115，输出级行星轮115上设置有输出级行星轮外圆齿1151，法兰盘105内设置有拨叉限位槽1052和若干个弹簧座腔1053，法兰盘105内侧设置有第二油腔密封面1054，第一油腔密封面1111与第二油腔密封面1054之间形成密封腔117，法兰盘105上开设有与密封腔117连通的油路1055。

如图4和图5所示，离合器组件2包括活塞23，活塞23在密封腔117内滑动密封设置，活塞23的内外圆面分别设置有第三油腔密封面231和第四油腔密封面232，第三油腔密封面231与第一油腔密封面1111接触连接，第三油腔密封面231中间安装有第一密封圈21，第四油腔密封面232与第二油腔密封面1054接触连接，第四油腔密封面232中间安装有第二密封圈22，活塞23内设置有滑动齿套27，滑动齿套27外圈上转动设置有拨叉25，滑动齿套27通过第三轴用挡圈24与拨叉25接触连接，滑动齿套27外圈设置有弹簧组26，拨叉25位于活塞23与弹簧组26中间，弹簧组26周圈分布并安装在弹簧座腔1053中，弹簧组26的左端与拨叉25右端接触连接，拨叉25外圆端设置有凸缘251，凸缘251安装在拨叉限位槽1052中，滑动齿套27左右两端分别设置有左键齿271和右键齿272，左键齿271与外键齿1092为常连接状态。

如图6所示，输入级行星架组件3包括输入级行星架306，输入级行星架306上从左往右依次设置有第一键齿3061、第一外圆齿3062、输入行星架外圆面3063和第二圆柱凸台3064，第一键齿3061与右键齿272切换连接，第一外圆齿3062与输出级行星轮外圆齿1151啮合连接，第二圆柱凸台3064外圈从左往右依次套设有第五轴承308、隔套311和压板312，第二圆柱凸台3064右端设置有用于将第五轴承308、隔套311和压板312固定在第二圆柱凸台3064上的第四轴用挡圈310。压板312上设置有压板内圆孔3121，第五轴承308外圈套设有输入级行星轮313，输入级行星轮313与第五轴承308之间通过第二孔用挡圈309连接，输入级行星轮313圆周方向设置有输入级行星轮外圆齿3131；输入级行星架306内部设置有输入级太阳轮302，输入级行星架306与输入级太阳轮302之间左右方向分别通过第六轴承305和第七轴承307连接，输入级太阳轮302左端通过平键303固定安装有键齿套304，键齿套304右端与第六轴承305左端接触连接，键齿套304外圆面设置有第二键齿3041，右键齿272在液压力F1与弹力F2共同作用下与第一键齿3061和第二键齿3041切换连接，输入级太阳轮302左端螺纹连接有第二锁紧螺母301，第二锁紧螺母301右端与键齿套304接触连接，通过第二锁紧螺母301将输入级太阳轮302、键齿套304、第六轴承305、第七轴承307、输入级行星架306轴向固定连接。

如图7所示，齿圈组件4包括齿圈402，齿圈402通过第二螺栓组103固定安装在轴承座102上，齿圈402内圆面左右方向分别设置有第一内圆齿4021和第二内圆齿4022，第一内圆齿4021与输出级行星轮外圆齿1151啮合连接，第二内圆齿4022与输入级行星轮外圆齿3131啮合连接；齿圈402的右端设置有后盖405，后盖405与齿圈402之间通过第三螺栓组401连接，后盖405左侧中间位置设置有第三圆柱凸台4051，第三圆柱凸台4051上套装有第八轴承404内，第八轴承404外圆面与压板内圆孔3121接触连接，齿圈402的内圆孔中套装有第九轴承403，第九轴承403内圆面与输入行星架外圆面3063接触连接，通过第九轴承403、第八轴承404将输入级行星架组件3轴向、径向定位在齿圈内部。

本申请的工作原理为：双速比行星减速机常态为低速档位，如图8所示状态，法兰盘105、联接盘111、活塞23及密封圈形成密封腔117，当减速机需要从低速档位切换为高速档位时，高压油路1055通入压力油，压力油进入密封腔117后推动活塞23、拨叉25和滑动齿套27同步右移，使得滑动齿套27的右键齿272与键齿套304的第二键齿3041脱离，并与第一键齿3061联接，此时功率流只经过输出级行星轮系输出，减速比较小，即减速机处于高速档位工作。

当减速机需要从高速档位切换为低速档位时，切断油路1055中压力油，活塞23、拨叉25和滑动齿套27在弹簧组26弹力作用下同步左移，使得右键齿272与第一键齿3061脱离，并与第二键齿3041连接，此时功率流经过输入级和输出级两级齿轮行星系输出，减速比较大，即减速机处于低速档位工作。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种双速比行星减速机结构，其特征在于：包括法兰盘组件（1）、离合器组件（2）、输入级行星架组件（3）和齿圈组件（4），所述法兰盘组件（1）内设置有动力输入轴，所述法兰盘组件（1）外部设置有输出级行星轮系，所述离合器组件（2）内设置有左右运动的拨叉装置，所述拨叉装置左侧与所述动力输入轴连接，所述输入级行星架组件（3）包括输入级行星轮系，所述齿圈组件（4）与所述输入级行星轮系和输出级行星轮系的输出部连接，所述拨叉装置位于左位置时，所述拨叉装置右侧与所述输入级行星轮系输入轴连接，所述拨叉装置位于右位置时，所述拨叉装置右侧与所述输出级行星轮系输入轴连接；

所述法兰盘组件（1）包括法兰盘（105），所述法兰盘（105）内设置有联接盘（111），所述联接盘（111）外侧上设置有第一油腔密封面（1111），所述联接盘（111）内设置有联接轴（109），所述联接轴（109）左端内侧设置有内键齿（1091），右端外侧设置有外键齿（1092），所述法兰盘（105）外部设置有轴承座（102），所述法兰盘（105）右端设置有若干个周向设置的第一圆柱凸台（1051），所述第一圆柱凸台（1051）上安装有输出级行星轮（115），所述输出级行星轮（115）上设置有输出级行星轮外圆齿（1151），所述法兰盘（105）内设置有拨叉限位槽（1052）和若干个弹簧座腔（1053），所述法兰盘（105）内侧设置有第二油腔密封面（1054），所述第一油腔密封面（1111）与所述第二油腔密封面（1054）之间形成密封腔（117），所述法兰盘（105）上开设有与所述密封腔（117）连通的油路（1055）；

所述离合器组件（2）包括活塞（23），所述活塞（23）在所述密封腔（117）内滑动密封设置，所述活塞（23）的内外圆面分别设置有第三油腔密封面（231）和第四油腔密封面（232），所述第三油腔密封面（231）与所述第一油腔密封面（1111）接触连接，所述第四油腔密封面（232）与所述第二油腔密封面（1054）接触连接，所述活塞（23）内设置有滑动齿套（27），所述滑动齿套（27）外圈上转动设置有拨叉（25），所述滑动齿套（27）通过第三轴用挡圈（24）与所述拨叉（25）接触连接，所述滑动齿套（27）外圈设置有弹簧组（26），所述拨叉（25）位于所述活塞（23）与所述弹簧组（26）中间，所述弹簧组（26）周圈分布并安装在所述弹簧座腔（1053）中，所述弹簧组（26）的左端与所述拨叉（25）右端接触连接，所述拨叉（25）外圆端设置有凸缘（251），所述凸缘（251）安装在所述拨叉限位槽（1052）中，所述滑动齿套（27）左右两端分别设置有左键齿（271）和右键齿（272），所述左键齿（271）与所述外键齿（1092）为常连接状态；

所述输入级行星架组件（3）包括输入级行星架（306），所述输入级行星架（306）上从左往右依次设置有第一键齿（3061）、第一外圆齿（3062）、输入行星架外圆面（3063）和第二圆柱凸台（3064），所述第一键齿（3061）与所述右键齿（272）切换连接，所述第一外圆齿（3062）与所述输出级行星轮外圆齿（1151）啮合连接，所述第二圆柱凸台（3064）外圈套设有输入级行星轮（313），所述输入级行星轮（313）圆周方向设置有输入级行星轮外圆齿（3131），所述输入级行星架（306）内部设置有输入级太阳轮（302），所述输入级太阳轮（302）左端通过平键（303）固定安装有键齿套（304），所述键齿套（304）外圆面设置有第二键齿（3041），所述右键齿（272）与第一键齿（3061）和第二键齿（3041）切换连接，

所述齿圈组件（4）包括齿圈（402），所述齿圈（402）内圆面左右方向分别设置有第一内圆齿（4021）和第二内圆齿（4022），所述第一内圆齿（4021）与所述输出级行星轮外圆齿（1151）啮合连接，所述第二内圆齿（4022）与输入级行星轮外圆齿（3131）啮合连接，所述齿圈（402）的右端设置有后盖（405）。

2.根据权利要求1所述的一种双速比行星减速机结构，其特征在于：所述联接盘（111）与所述联接轴（109）之间通过第一轴承（108）连接，所述第一轴承（108）外侧通过第一轴用挡圈（110）固定并设置有第一孔用挡圈（107）。

3.根据权利要求1所述的一种双速比行星减速机结构，其特征在于：所述轴承座（102）外圆端面螺栓孔中设置有第二螺栓组（103），所述法兰盘（105）与所述轴承座（102）之间设置有第二轴承（112）和第三轴承（113），所述法兰盘（105）外部设置有用于固定第三轴承（113）的第一锁紧螺母（101），所述轴承座（102）与所述法兰盘（105）之间设置有油封（104）。

4.根据权利要求1所述的一种双速比行星减速机结构，其特征在于：所述第三油腔密封面（231）中间安装有第一密封圈（21），所述第四油腔密封面（232）中间安装有第二密封圈（22）。

5.根据权利要求1所述的一种双速比行星减速机结构，其特征在于：所述第二圆柱凸台（3064）外圈从左往右依次套设有第五轴承（308）、隔套（311）和压板（312），所述第二圆柱凸台（3064）右端设置有用于将所述第五轴承（308）、隔套（311）和压板（312）固定在所述第二圆柱凸台（3064）上的第四轴用挡圈（310），所述压板（312）上设置有压板内圆孔（3121），所述输入级行星轮（313）与所述第五轴承（308）之间通过第二孔用挡圈（309）连接。

6.根据权利要求1所述的一种双速比行星减速机结构，其特征在于：所述输入级行星架（306）与所述输入级太阳轮（302）之间左右方向分别通过第六轴承（305）和第七轴承（307）连接，所述键齿套（304）右端与所述第六轴承（305）左端接触连接；所述输入级太阳轮（302）左端螺纹连接有第二锁紧螺母（301），所述第二锁紧螺母（301）右端与所述键齿套（304）接触连接。

7.根据权利要求3所述的一种双速比行星减速机结构，其特征在于：所述齿圈（402）通过所述第二螺栓组（103）固定安装在所述轴承座（102）上。

8.根据权利要求5所述的一种双速比行星减速机结构，其特征在于：所述后盖（405）与所述齿圈（402）之间通过第三螺栓组（401）连接，所述后盖（405）左侧中间位置设置有第三圆柱凸台（4051），所述第三圆柱凸台（4051）上套装有第八轴承（404），所述第八轴承（404）外圆面与所述压板内圆孔（3121）接触连接。

9.根据权利要求1所述的一种双速比行星减速机结构，其特征在于：所述齿圈（402）的内圆孔中套装有第九轴承（403），所述第九轴承（403）内圆面与输入行星架外圆面（3063）接触连接。