CN1858464A - 可控蜗轮蜗杆行星无级变速传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可控蜗轮蜗杆行星无级变速传动装置，主要由固定安装在输入轴上的中心轮蜗杆、行星架、行星蜗轮、内齿圈、与行星架固置在一起的输出轴、伺服驱动装置、与内齿圈安装在一起的调速齿轮和与伺服电机转轴相联接的调速齿轮构成，安装在行星架上的行星蜗轮分别与中心轮蜗杆和内齿圈啮合，与内齿圈固定安装在一起的调速齿轮和与伺服电机转轴相联接的调速齿轮啮合构成调速齿轮传动副。本实用新型通过控制伺服电机的转速，可实现输出轴与输入轴之间不同的传动比，从而实现无级调速。本实用新型具有传递功率大、承载能力高、结构紧凑、重量轻、传动比变化范围大、传动效率高、传动平稳、寿命长、工作可靠、抗冲击和抗振动的能力强等优点。

Description

可控蜗轮蜗杆行星无级变速传动装置

技术领域

本发明属于无级变速传动技术领域，更具体地说是属于机械式无级变速传动

技术领域。

背景技术

无级变速传动可以使动力驱动装置与外界负荷达到最佳匹配，能更好地适应不同机械的工况要求，具有节能、振动小、噪声低等优点，如无级变速器与汽车的内燃机联接时，它可以显著地提高汽车的经济性，改善汽车的动力性，减小行驶冲击和减轻驾驶疲劳，从而提高汽车行驶的平顺性和安全性。因此无级变速传动在很多领域都得到了极为广泛的应用。

传统的机械式无级变速器主要有四类：摩擦式无级变速器、链式无级变速器，带式无级变速器，以及脉动式无级变速器，其中摩擦式无级变速器、链式无级变速器和带式无级变速器都是依靠摩擦力工作的，存在着摩擦损失大、效率较低，在工作时有弹性滑动和几何滑动，相关零件容易产生磨损、工作寿命低、传递功率不大等问题，此外这些无级变速器均需要加压装置，使结构复杂。与前三类无级变速器不同，脉动式无级变速器是采用低副连杆机构工作的，因此具有工作可靠、承载能力强、变速性能稳定等特点，但脉动式无级变速器在连杆运动时，其惯性力不能得到平衡，将引起振动和附加的动载荷，在高速时振动将显著增加，使效率降低，此外其输出速度有脉动，输出机构中的超越离合器，其抗冲击能力和承载能力都较低，限制了脉动式无级变速器传递功率的能力。

发明内容

针对现有技术的机械式无级变速装置存在的不足，本发明的目的旨在提供一种具有结构紧凑、承载能力高、重量轻、传动比变化范围大、传动效率高、传动平稳、寿命长、工作可靠的可控蜗轮蜗杆行星无级变速传动装置。

本发明的上述发明目的可通过具有以下技术方案的可控蜗轮蜗杆行星无级变速传动装置来实现。

可控蜗轮蜗杆行星无级变速传动装置，主要由箱体、安装在输入轴上的中心轮蜗杆、行星架、行星蜗轮、内齿圈、与行星架固置在一起的输出轴、伺服驱动装置、与内齿圈固定安装在一起的调速齿轮和由伺服驱动装置驱动的调速齿轮构成，安装在行星架上的行星蜗轮分别与中心轮蜗杆和内齿圈啮合，与内齿圈固定安装在一起的调速齿轮和由伺服驱动装置驱动的调速齿轮啮合构成调速齿轮传动副，输入轴与输出轴安装在箱体上，通过伺服驱动装置的转速改变实现输出轴与输入轴之间的传动比改变。

在上述所述方案中，行星蜗轮的啮合齿体可为整体结构、也可为镶嵌式结构，即啮合齿体与蜗轮本体可整体成型，啮合齿体也可为滚动齿体，通过镶嵌的方式安置蜗轮本体上。镶嵌在蜗轮本体上的滚动啮合齿体可为球体、圆柱体与圆锥体中的一种。

在上述所述方案中，所说的伺服驱动装置可为伺服电机或液压伺服马达或步进电机中的一种。

在上述所述方案中，与内齿圈固定安装在一起的调速齿轮和由伺服驱动装置驱动的调速齿轮构成的调速齿轮传动副，可为圆柱齿轮传动副、圆锥齿轮传动副、蜗轮蜗杆传动副与螺旋齿轮传动副中的一种。当调速齿轮传动副为圆柱齿轮调速齿轮传动副时，又可为内啮合齿轮传动副或外啮合齿轮传动副。构成调速齿轮传动副的两个齿轮，其中与内齿圈固定安装在一起的调速齿轮，可通过定位销轴与固定螺栓固定安装在内齿圈上，由伺服驱动装置驱动的调速齿轮通过联轴器与伺服驱动装置的转轴联接。

在上述所述方案中，所说的内齿圈可为剖分式结构或整体式结构，当内齿圈为剖分式结构时，又可为垂直式剖分结构或包含轴线的水平剖分式结构。

本发明还采取了其他一些技术措施。

本发明的基本思想是通过伺服驱动装置改变内齿圈的转速，进而改变与行星架相联接的输出轴的转速，从而改变输入轴与输出轴之间的转速比，实现无级变速传动。

本发明揭示的可控蜗轮蜗杆行星无级变速传动装置的工作原理如下：

伺服驱动装置通过调速齿轮传动副使内齿圈实现回转运动，动力装置通过输入轴驱动中心轮蜗杆回转运动，安装在行星架上的行星蜗轮分别与中心轮蜗杆和内齿圈啮合，由于行星蜗轮与内齿圈的啮合运动和行星蜗轮与中心轮蜗杆的啮合运动不一致，从而导致安装有行星蜗轮的行星架回转运动，进而使与行星架固置在一起的输出轴随行星架作回转运动，即输出轴以不同于输入轴转速的速度运动。改变伺服驱动装置转速，传动装置输出轴相对于输入轴的传动比也就相应地改变。即本发明通过控制伺服驱动装置的转速，可实现输出轴相对于输入轴以不同的传动比回转运动，实现无级变速传动。

本发明揭示的可控蜗轮蜗杆行星无级变速传动装置，除了具有无级变速传动所具有的可以使动力驱动装置与外界负荷达到最佳匹配，能更好地适应不同机械的工况要求，振动与噪声低，节能等优点外，还具有蜗轮蜗杆行星传动机构所特有的优点，即本发明还具有传递功率大、承载能力高、结构紧凑、重量轻、传动比变化范围大、传动效率高、传动平稳、寿命长、工作可靠、抗冲击和抗振动的能力强等优点，可用作结构要求紧凑、承载能力要求高、传动比变化范围要求大和传动功率大的各类机械的无级变速传动装置。

本发明的公开，提供了一种新类型的机械式无级变装置，开辟了一种新的无级变速传动方式。

附图说明

附图1为本发明的结构原理示意图。

附图2为本发明的总体结构示意图。

附图3为本发明的外观总体结构示意图。

上述附图中的图标号含义如下：

1输入轴；2环面蜗杆；3行星蜗轮；4内齿圈；5行星架；6输出轴；7调速齿轮；8调速齿轮；9伺服电机；10箱体。

具体实施方式

实施例1

可控蜗轮蜗杆行星无级变速传动装置，其结构如附图1、附图2和附图3所示，由箱体10、伺服电机9、位于箱体内安装在输入轴1上的环面中心轮蜗杆2、行星架5、安装在行星架上的行星蜗轮3、内齿圈4、与行星架固置在一起的输出轴6、通过定位销轴与固定螺栓固定安装在内齿圈上的调速齿轮8和通过联轴器与伺服电机输出轴联接的调速齿轮7构成，安装在行星架上的行星蜗轮分别与中心轮环面蜗杆和内齿圈啮合，与内齿圈4固定安装在一起的调速齿轮8和通过联轴器与伺服电机转轴联接的调速齿轮7啮合构成调速齿轮传动副，输入轴与输出轴安装在箱体上，通过控制改变伺服电机的转速，实现变速装置输出轴与输入轴之间以不同的传动比进行运动。行星蜗轮的啮合齿体为滚柱啮合齿体，滚柱啮合齿体通过镶嵌的方式安置在蜗轮体上。所说的调速齿轮传动副为圆柱齿轮外啮合齿轮传动副。所说的内齿圈为包含轴线的水平剖分式结构。

本发明揭示的可控蜗轮蜗杆行星无级变速传动装置不限于上述实施例所描述的形式，根据本发明揭示的发明思想，本领域的一般技术人员在不付出创造性地劳动还可设计出其他具体实施方式，如装置的蜗轮蜗杆行星机构可用渐开线行星机构、摆线针轮行星机构、活齿行星机构、谐波行星机构等代替，但这些具体实施方式仍属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种可控蜗轮蜗杆行星无级变速传动装置，其特征在于主要由箱体(10)、安装在输入轴(1)上的中心轮蜗杆(2)、行星架(5)、行星蜗轮(3)、内齿圈(4)、与行星架固置在一起的输出轴(6)、伺服驱动装置(9)、与内齿圈固定安装在一起的调速齿轮(7)和由伺服驱动装置驱动的调速齿轮(8)构成，安装在行星架上的行星蜗轮分别与中心轮蜗杆和内齿圈啮合，与内齿圈固定安装在一起的调速齿轮和由伺服驱动装置驱动的调速齿轮啮合构成调速齿轮传动副，输入轴与输出轴安装在箱体上，通过控制伺服驱动装置的转速实现输出轴与输入轴之间的传动比改变。

2、如权利要求1所述的可控蜗轮蜗杆行星无级变速传动装置，其特征在于所述行星蜗轮啮合齿镶嵌在蜗轮体上。

3、如权利要求2所述的可控蜗轮蜗杆行星无级变速传动装置，其特征在于所说的啮合齿滚动体为球体、圆柱体与圆锥体中的一种。

4、如权利要求1所述的可控蜗轮蜗杆行星无级变速传动装置，其特征在于所述伺服驱动装置为伺服电机、液压伺服马达和步进电机中的一种。

5、如权利要求1所述的可控蜗轮蜗杆行星无级变速传动装置，其特征在于与内齿圈固定安装在一起的调速齿轮和由伺服驱动装置驱动的调速齿轮构成调速齿轮传动副为圆柱齿轮传动副、圆锥齿轮传动副、蜗轮蜗杆传动副与螺旋齿轮传动副中的一种。

6、如权利要求5所述的可控蜗轮蜗杆行星无级变速传动装置，其特征在于所述圆柱齿轮调速齿轮传动副为内啮合传动与外啮合传动中的一种。

7、如权利要求5所述的可控蜗轮蜗杆行星无级变速传动装置，其特征在于固定安装在内齿圈上的调速齿轮(7)通过定位销轴与固定螺栓固定安装在内齿圈上。

8、如权利要求5所述的可控蜗轮蜗杆行星无级变速传动装置，其特征在于由伺服驱动装置驱动的调速齿轮(8)通过联轴器与伺服驱动装置的转轴联接在一起。

9、如权利要求1所述的可控蜗轮蜗杆行星无级变速传动装置，其特征在于所述内齿圈为剖分式结构与整体式结构中的一种。

10、如权利要求1所述的可控蜗轮蜗杆行星无级变速传动装置，其特征在于所说的内齿圈剖分式结构为垂直式剖分结构或包含轴线的水平剖分式结构。

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