CN201152345Y

CN201152345Y - 变频电机调节的行星齿轮变速装置

Info

Publication number: CN201152345Y
Application number: CNU2007200121552U
Authority: CN
Inventors: 邵万珍
Original assignee: Dalian Jiaotong University
Current assignee: Dalian Jiaotong University
Priority date: 2007-05-17
Filing date: 2007-05-17
Publication date: 2008-11-19
Anticipated expiration: 2017-05-17

Abstract

本实用新型公开了一种变频电机调节的行星齿轮变速装置，包括箱体和输出轴，箱体中装有行星轮系和定轴轮系，所述的定轴轮系由调速齿轮、调速齿轮轴、联轴器和变频电机组成；行星轮系则包括输入曲轴、行星齿轮和太阳轮，其中的输入曲轴两端分别支撑在箱体和输出轴中；行星齿轮通过轴承支撑在输入轴上，行星轮比太阳轮少1～4个轮齿，且与太阳轮内啮合，行星轮通过偏心输出机构与输出轴连接；太阳轮通过轴承支撑在箱体中，其外圆上带有轮齿，并与定轴轮系的调速齿轮外啮合。该变频电机调节的行星齿轮变速装置，既能克服现有行星传动在低传动比范围的死区，又能实现起停和换向，从而达到无级调速的目的。在重载低速传动或汽车变速装置中有广泛的应用前景。

Description

变频电机调节的行星齿轮变速装置

技术领域

本实用新型涉及用于可变速比传送旋转运动或使旋转运动换向的齿轮传动装置，属于一种变频电机调节的行星齿轮变速装置。

背景技术

众所周知，行星齿轮传动较之与定轴线齿轮传动具有很多优点，诸如结构紧凑、传动比范围大、传动效率高，运转平稳和噪声小等，因而广泛应用于冶金、矿山、起重运输、化工机械和汽车等领域中。但行星齿轮传动在应用中，尤其是在少齿差行星齿轮无级变速器应用中还存在着一些缺点和限制条件，比如在传动比小的场合中，就存在着难以实现的困境。为了克服这种缺陷，人们已提出了各种具有新结构的少齿差行星齿轮无级变速器，公开号为CN1385630A少齿差平行传动减速器的发明专利就是其中的一种。该发明旨在克服上面所指出的缺陷，但限于其结构特点，效果并不理想。问题在于，在单级行星传动的基础上若提高传动比，必须采用多级传动，从而导致变速器的结构复杂化，会使体积和重量同时增加；若使传动比进一步变小，又会因一对齿轮不能实现较少的齿数和较小的传动比而无法实现，为了摆脱这种互相矛盾的困境，设计一种在保证现有大传动比的基础上且能进一步向小传动比方向扩展的单级传动的少齿差行齿轮无级变速器，无论对低速重载的大型机械设备，还是对于既需减速，又要过零换向的用于汽车的变速装置，都具有重要的现实意义。

发明内容

本实用新型的提出，旨在提供一种带有独立调速机构的无中心轮的NW型少齿差行星齿轮无级变速器。

本实用新型的技术解决方案是这样实现的：

变频电机调节的行星齿轮变速装置，包括箱体和输出轴，箱体中装有行星轮系和定轴轮系，其特征在于所述的定轴轮系由调速齿轮、调速齿轮轴，联轴器和变频电机组成；所述的行星轮系则包括输入曲轴，行星齿轮和太阳轮，其中的输入曲轴两端套装输入轴轴承I和输入轴轴承II，分别支撑在箱体和输出轴中，行星齿轮由行星齿轮轴承I和行星齿轮轴承II支撑在输入曲轴上，行星轮比太阳轮少1～4个齿，且与太阳轮内啮合；行星轮通过偏心输出机构与输出轴相连；太阳轮由太阳轮轴承I和太阳轮轴承II支撑在箱体中，太阳轮带外圆柱齿，并与定轴轮系的调速齿轮外啮合；变频电机固定于箱体上，通过联轴器与调速齿轮轴连接。所述的行星轮与太阳轮的齿形可以由渐开线齿轮或摆线针轮构成。所述的输入曲轴和/或输出轴的轴端均套装轴承端盖。

与现有技术相比较，本实用新型的优点是显而易见的，主要表现在：

1、采用独立动力源的变频电机来调节太阳轮的转速，从而实现调速的目的。这样，输入轴功率无需分流，相应提高了承载能力，同时也克服了行星齿轮传动在小调速传动比条件下无法实现的缺憾。

2、扩大了无级变速的调速范围：

(1)降速比R＝0，输出轴停止转动；

(2)降速比R＜0输出轴反向减速转动，转速范围0～n_入/[Z_星/(Z_太阳-Z_星)]，其中n_入为恒定电机的输入轴的转速，Z_星为行星齿轮的齿数，Z_太阳为太阳轮的齿数；

(3)降速比R＞1，输出轴正向减速运动，转速范围0～n_入，其中n_入为恒速电机的输入轴的转速；

(4)降速比R＝I，输出轴正向与输入轴同步转动；

(5)1＞R＞0，输出轴正向增速转动，转速范围视太阳轮调速装置的最高转速而定。

附图说明

本实用新型有附图2幅，其中

图1是本实用新型的调速特性关系曲线图

图2是本实用新型的结构示意图。

图中，1、输出轴，2、输出端盖，3、输出轴轴承，4、输入轴轴承II，5、销轴式偏心输出机构，6、行星齿轮轴承II，7、调速齿轮轴轴承II，8、调速齿轮，9、调速齿轮轴轴承I，10、联轴器，11、变频电机，12、输入曲轴，13、输入轴轴承I，14、行星齿轮轴承I，15、行星齿轮，16、太阳轮，17、太阳轮轴承I，18、太阳轮轴承II，19、箱体，20、输入轴轴承端盖。21、调速齿轮轴。

具体实施方式

如图2所示的一种变频电机调节的行星齿轮变速装置包括箱体和输出轴，箱体中装有行星轮系和定轴轮系，其特征在于所述的定轴轮系由调速齿轮8、调速齿轮轴21，联轴器10和变频电机11组成；所述的行星轮系则包括输入曲轴12，行星齿轮15和太阳轮16，其中的输入曲轴12两端套装输入轴轴承I 13和输入轴轴承II 4，分别支撑在箱体19和输出轴1中，行星齿轮15由行星齿轮轴承I 14和行星齿轮轴承II 6支撑在输入曲轴12上，行星轮比太阳轮少1～4个齿，且与太阳轮内啮合；行星轮通过偏心输出机构5与输出轴1相连；太阳轮16由太阳轮轴承I 17和太阳轮轴承II 18支撑在箱体19中，太阳轮16带外圆柱齿，并与定轴轮系的调速齿轮8外啮合；变频电机11固定于箱体19上，通过联轴器10与调速齿轮轴21连接。所述的行星轮系还可以由针摆传动构成。所述的输入曲轴和/或输出轴的轴端均套装轴承端盖。其中所述的行星轮系属于无中心轮的NW型行星轮系，输入转速为系杆转速，系杆长为偏心轴的偏心距为4mm，输入轴转数n_i＝1500r/min，变频电机的转速为0～3000r/min；输出转速为行星轮转速。行星轮与太阳轮的齿形可以采用渐开线齿轮，也可以采用摆线针轮。输出机构则采用了W销轴式输出机构。行星齿轮的齿数为30、模数m＝8，太阳轮的内齿数为31、模数m＝8；太阳轮的外齿数为46，模数m＝4，调速轮的齿数为23，模数m＝4。输出轴轴承、输入轴轴承II、调速齿轮轴轴承II、调速齿轮轴轴承I、太阳轮轴承I和太阳轮轴承II均为深沟球轴承、行星齿轮轴承II、输入轴轴承I和行星齿轮轴承I均为圆锥滚子轴承。调速电机采用小功率变频电机。该变频电机调节的行星齿轮变速装置的主要原理是用小功率的变频电机调节太阳轮转速，用大功率的恒速电机驱动输入曲轴，实现输出轴即行星轮转速无级变速的功能。输出轴的转速也可以为零，也可以反转。

Claims

1、一种变频电机调节的行星齿轮变速装置，包括箱体(19)和输出轴(1)，箱体(19)中装有行星轮系和定轴轮系，其特征在于所述的定轴轮系由调速齿轮(8)、调速齿轮轴(21)，联轴器(10)和变频电机(11)组成；所述的行星轮系则包括输入曲轴(12)，行星齿轮(15)和太阳轮(16)，其中的输入曲轴(12)两端套装输入轴轴承I(13)和输入轴轴承II(4)，分别支撑在箱体(19)和输出轴(1)中，行星齿轮(15)由行星齿轮轴承I(14)和行星齿轮轴承II(6)支撑在输入曲轴(12)上，行星轮比太阳轮少1～4个齿，且与太阳轮内啮合；行星轮通过偏心输出机构(5)与输出轴(1)相连；太阳轮(16)由太阳轮轴承I(17)和太阳轮轴承II(18)支撑在箱体(19)中，太阳轮(16)带外圆柱齿，并与定轴轮系的调速齿轮(8)外啮合；变频电机(11)固定于箱体(19)上，通过联轴器(10)与调速齿轮轴(21)连接。

2、根据权利要求1所述的变频电机调节的行星齿轮变速装置，其特征在于所述的行星轮与太阳轮的齿形可以采用渐开线齿轮，也可以采用摆线针轮构成。

3、根据权利要求1所述的变频电机调节的行星齿轮变速装置，其特征在于所述的输入曲轴(12)和/或输出轴(1)的轴端均套装轴承端盖(20)。