CN205639516U - 一种无极变速减速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无极变速减速器，属于机械工程技术领域。本实用新型包括轮系、储能装置、传动装置、主控板、转速传感器、箱体、主轴、箱盖；箱盖安装在箱体上，主轴安装在箱体内，轮系安装在主轴一端位于箱体内，传动装置安装在箱体内位于轮系侧部，储能装置安装在主轴另一端位于传动装置一侧，主控板一端连接传动装置，另一端通过转速传感器与轮系连接。本实用新型采用电磁离合器控制流入输出盘的能量控制输出盘的转速，结构紧凑，设备体积小，能有效的节约空间，易于推广应用；该装置可在输入转速不稳定的情况下实现恒转速输出，对于对输出转速要求的环境下，可降低对输入动力的要求；通过单片机或者PLC等控制输出盘转速，可实现任意设定输出盘转速。

Description

一种无极变速减速器

技术领域

本实用新型涉及一种无极变速减速器，属于机械工程技术领域。

背景技术

差动轮系减速器是一种用途广泛的工业产品，该产品广泛应用于工程机械、起重运输、医疗机械、轻功纺织、建筑机械等机械产品中。差动轮系中有一种2K-H型差动轮系，其由2个太阳轮（2K）及一个行星架（H）构成，该机构有两个自由度，一般需要两个动力分别通过上述两个中心轮输入，通过行星架输出，该机构由于机构构造简单，被广泛应用于工业生产中。

随着中国制造业转型，机电控制将更一步影响中国的工业制造，对于能够实现在输入不稳定转速、输出轴负载变化的情况下实现恒定转速输出，并且可无极变速的减速器却很少。

市场上解决减速器输出轴无级变速、并对转速进行控制的方案可分为三大类，1：采用直流电机与定传动比减速器串联连接，通过对直流电机的闭环控制实现对减速器输出轴转速的精确控制，此方案能够对输出轴转速精确的控制，广泛的应用于机电控制领域，但直流电机成本过高且对控制有较高要求，其推广及大规模应用有一定的困难；2：通过三相异步电机与定传动比减速器串联连接，通过对三相异步电机输出轴转速的控制，实现对输出轴的降速及对转速的控制，此因三相异步电机成本较直流电机低，但转速控制不精确转速，主要应用于对输出轴转速要求不是很高的领域；3：基于差动轮系的减速器，差动轮系一般有两个自由度，通过控制两个太阳轮相对转速的速度比实现对输出轴的降速及对转速的控制，此方案可实实现对输出轴的降速及对转速的控制，但结构复杂，且成本一般较高。一种无极恒速变速装置及其方法（200810150965.3）提供的解决方案可归为方案3，其结构基础为2K-H型差动轮系，采用无级变速器调节两太阳轮的相对转速比，实现了在输入不稳定的情况下保证输出轴的恒定转速，但其因相对一般的减速器增加了无级变速器，相对于一般的减速器其设备庞大笨重，不能满足一些对空间要求较高的机械产品的要求。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可恒定转速输出的无极变速减速器，以解决现有减速器传动比单一、不可对输出轴转速控制的问题。

本实用新型按以下技术方案实现：一种无极变速减速器，包括轮系1、储能装置4、传动装置12、主控板15、转速传感器18、箱体22、主轴24、箱盖25；箱盖25安装在箱体22上，主轴24安装在箱体22内，轮系1安装在主轴22一端位于箱体22内，传动装置12安装在箱体22内位于轮系1侧部，储能装置4安装在主轴22另一端位于传动装置12一侧，主控板15一端连接传动装置12，另一端通过转速传感器18与轮系1连接。

所述轮系1包括轮系太阳轮Ⅰ2、齿轮Ⅰ3、轮系行星齿轮16、轮系行星架17、轮系太阳轮Ⅱ19、轴承Ⅱ23、轴承Ⅲ27、轮系行星齿轮轴29、轴承Ⅳ30、输出盘31、扫描件32、轴承Ⅵ36；轮系行星架17通过轴承Ⅳ30安装在主轴24上，轮系太阳轮Ⅱ19安装在主轴24上，输出盘31安装在轮系行星架17一侧位于箱盖25侧部，扫描件32连接在轮系行星架17一侧通过轴承Ⅱ23安装在主轴24上，轮系行星齿轮轴29一端安装在轮系行星架17内，轮系行星齿轮16通过轴承Ⅵ36安装在轮系行星齿轮轴29另一端上，轮系太阳轮Ⅰ2通过轴承Ⅲ27安装在箱盖25内，齿轮Ⅰ3安装在轮系太阳轮Ⅰ2上与轮系太阳轮Ⅰ2同轴，轮系行星齿轮16与轮系太阳轮Ⅰ2内啮合，轮系行星齿轮16与轮系太阳轮Ⅱ19外啮合。

所述储能装置4包括行星齿轮Ⅰ5、行星齿轮Ⅱ6、储能器太阳轮Ⅰ7、储能器太阳轮Ⅱ8、齿轮Ⅱ9、储能系杆10、轴承Ⅰ20、储能器行星齿轮轴21、轴承Ⅴ33、固定端盖34、轴承Ⅶ37、轴承Ⅷ38；齿轮Ⅱ9通过轴承Ⅴ33安装在主轴24上，储能器太阳轮Ⅱ8安装在齿轮Ⅱ9侧部，储能系杆10通过轴承Ⅷ38安装在主轴24上位于储能器太阳轮Ⅱ8侧部，储能器行星齿轮轴21通过轴承Ⅶ37安装在储能系杆10两端内，行星齿轮Ⅰ5、行星齿轮Ⅱ6分别安装在储能器行星齿轮轴21两端，储能器太阳轮Ⅰ7安套在主轴24上位于储能系杆10侧部，固定端盖34通过轴承Ⅰ20安装在主轴24上，固定端盖34一端与箱体22连接，另一端与储能器太阳轮Ⅰ7连接，行星齿轮Ⅰ5与储能器太阳轮Ⅱ8啮合，行星齿轮Ⅱ6与储能器太阳轮Ⅰ7啮合。

所述传动装置12包括齿轮Ⅲ11、电磁离合器13、齿轮Ⅳ14、销钉轴26、固定板35；固定板35安装在箱体22内，销钉轴26一端安装在固定板35内，齿轮Ⅲ11安装在销钉轴26另一端上，另一个销钉轴26一端安装在箱盖25内，齿轮Ⅳ14安装在销钉轴26另一端上，电磁离合器13两端分别与齿轮Ⅲ11另一端、齿轮Ⅳ14另一端连接。

所述传动装置12的齿轮Ⅳ14与轮系1的齿轮Ⅰ3外啮合，传动装置12的齿轮Ⅲ11与储能装置4的齿轮Ⅱ9外啮合。

所述输出盘31与箱盖25间安设有毛毡28。

所述储能系杆10内安设有重物39。

所述轮系1可以采用齿轮配合结构，或者采用摩擦轮机构；为分担较大的载荷和减少平衡惯性力，可增加数个轮系行星齿轮16与轮系太阳轮Ⅰ2内啮合，与轮系太阳轮Ⅱ19外啮合。所述储能装置4可以采用齿轮配合结构，或者采用摩擦轮机构；为分担较大的载荷和减少平衡惯性力，可增加数个行星齿轮Ⅰ5、行星齿轮Ⅱ6分别与储能器太阳轮Ⅱ8、储能器太阳轮Ⅰ7啮合。所述储能系杆10内安设有重物39，以增大储能系杆10的转动惯量常数，可以增加数个重物39或者增加重物39的质量。

一种无极变速减速器的工作原理为：设定输出盘31转速n1（0<n1<n0，n0为电机转速）后，启动电动机，由于起始状态下，转速传感器18检测到与输出盘31转速n<n1，通过主控板15使得电磁离合器13通电，轮系太阳轮Ⅰ2通过齿轮Ⅰ3、传动装置12与储能装置4连接，相当于轮系太阳轮Ⅰ2连接一巨型负载，根据能量最低原理，主轴24转动动能流入输出盘31的能量增加，输出盘31转速迅速增加，当转速传感器18检测到输出盘31转速n>n1时，通过主控板15控制电磁离合器13断电，主轴24转动动能流入输出盘31的能量突然减少，输出盘31转速n下降，主轴24转动动能流入输出盘31的能量减少的部分能量流入轮系太阳轮Ⅰ2，转化为轮系太阳轮Ⅰ2的转动动能，当转速传感器18检测到盘转速输出盘31转速n<n0时，通过主控板使得电磁离合器13通电，输出盘31转速n增加。如此反复持续进行，实现输出盘31转速在n1附近震荡，实现了输出盘31转速无极变速及对输出盘31转速的闭环控制。

本实用新型具有以下有益效果：

1、该装置采用电磁离合器控制流入输出盘的能量控制输出盘的转速，结构紧凑，设备体积小，能有效的节约空间，易于推广应用；

2、该装置可在输入转速不稳定的情况下实现恒转速输出，对于对输出转速要求的环境下，可降低对输入动力的要求；

3、通过单片机或者PLC等控制输出盘转速，可实现任意设定输出盘转速。

附图说明

图1为本实用新型的原理结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型的轮系结构示意图；

图4为本实用新型的储能装置结构示意图；

图5为本实用新型的传动装置结构示意图；

图6为本实用新型的储能系杆结构示意图；

图7为本实用新型的轮系太阳轮Ⅰ、齿轮Ⅰ、轴承Ⅲ装配结构示意图；

图8为本实用新型的固定端盖与储能器太阳轮Ⅰ装配结构示意图；

图9为本实用新型的固定板与箱体装配结构示意图。

图中各标号为：1：轮系、2：轮系太阳轮Ⅰ、3：齿轮Ⅰ、4：储能装置、5：行星齿轮Ⅰ、6：行星齿轮Ⅱ、7：储能器太阳轮Ⅰ、8：储能器太阳轮Ⅱ、9：齿轮Ⅱ、10：储能系杆、11：齿轮Ⅲ、12：传动装置、13：电磁离合器、14：齿轮Ⅳ、15：主控板、16：轮系行星齿轮、17：轮系行星架、18、转速传感器、19：轮系太阳轮Ⅱ、20：轴承Ⅰ、21：储能器行星齿轮轴、22：箱体、23：轴承Ⅱ、24：主轴、25：箱盖、26：销钉轴、27：轴承Ⅲ、28：毛毡、29：轮系行星齿轮轴、30：轴承Ⅳ、31：输出盘、32：扫描件、33：轴承Ⅴ、34：固定端盖、35：固定板、36：轴承Ⅵ、37：轴承Ⅶ、38：轴承Ⅷ、39：重物。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的内容并不限于所述范围。

实施例1：如图1-9所示，一种无极变速减速器，包括轮系1、储能装置4、传动装置12、主控板15、转速传感器18、箱体22、主轴24、箱盖25；箱盖25安装在箱体22上，主轴24安装在箱体22内，轮系1安装在主轴24一端位于箱体22内，传动装置12安装在箱体22内位于轮系1侧部，储能装置4安装在主轴24另一端位于传动装置12一侧，主控板15一端连接传动装置12，另一端通过转速传感器18与轮系1连接。

轮系1包括轮系太阳轮Ⅰ2、齿轮Ⅰ3、轮系行星齿轮16、轮系行星架17、轮系太阳轮Ⅱ19、轴承Ⅱ23、轴承Ⅲ27、轮系行星齿轮轴29、轴承Ⅳ30、输出盘31、扫描件32、轴承Ⅵ36；轮系行星架17通过轴承Ⅳ30安装在主轴24上，轮系太阳轮Ⅱ19安装在主轴24上，输出盘31安装在轮系行星架17一侧位于箱盖25侧部，扫描件32连接在轮系行星架17一侧通过轴承Ⅱ23安装在主轴24上，轮系行星齿轮轴29一端安装在轮系行星架17内，轮系行星齿轮16通过轴承Ⅵ36安装在轮系行星齿轮轴29另一端上，轮系太阳轮Ⅰ2通过轴承Ⅲ27安装在箱盖25内，齿轮Ⅰ3安装在轮系太阳轮Ⅰ2上与轮系太阳轮Ⅰ2同轴，轮系行星齿轮16与轮系太阳轮Ⅰ2内啮合，轮系行星齿轮16与轮系太阳轮Ⅱ19外啮合。

储能装置4包括行星齿轮Ⅰ5、行星齿轮Ⅱ6、储能器太阳轮Ⅰ7、储能器太阳轮Ⅱ8、齿轮Ⅱ9、储能系杆10、轴承Ⅰ20、储能器行星齿轮轴21、轴承Ⅴ33、固定端盖34、轴承Ⅶ37、轴承Ⅷ38；齿轮Ⅱ9通过轴承Ⅴ33安装在主轴24上，储能器太阳轮Ⅱ8安装在齿轮Ⅱ9侧部，储能系杆10通过轴承Ⅷ38安装在主轴24上位于储能器太阳轮Ⅱ8侧部，储能器行星齿轮轴21通过轴承Ⅶ37安装在储能系杆10两端内，行星齿轮Ⅰ5、行星齿轮Ⅱ6分别安装在储能器行星齿轮轴21两端，储能器太阳轮Ⅰ7安套在主轴24上位于储能系杆10侧部，固定端盖34通过轴承Ⅰ20安装在主轴24上，固定端盖34一端与箱体22连接，另一端与储能器太阳轮Ⅰ7连接，行星齿轮Ⅰ5与储能器太阳轮Ⅱ8啮合，行星齿轮Ⅱ6与储能器太阳轮Ⅰ7啮合。

传动装置12包括齿轮Ⅲ11、电磁离合器13、齿轮Ⅳ14、销钉轴26、固定板35；固定板35安装在箱体22内，销钉轴26一端安装在固定板35内，齿轮Ⅲ11安装在销钉轴26另一端上，另一个销钉轴26一端安装在箱盖25内，齿轮Ⅳ14安装在销钉轴26另一端上，电磁离合器13两端分别与齿轮Ⅲ11另一端、齿轮Ⅳ14另一端连接。

传动装置12的齿轮Ⅳ14与轮系1的齿轮Ⅰ3外啮合，传动装置12的齿轮Ⅲ11与储能装置4的齿轮Ⅱ9外啮合。

输出盘31与箱盖25间安设有毛毡28。储能系杆10内安设有重物39。

轮系1可以采用齿轮配合结构，或者采用摩擦轮机构；为分担较大的载荷和减少平衡惯性力，可增加数个轮系行星齿轮16与轮系太阳轮Ⅰ2内啮合，与轮系太阳轮Ⅱ19外啮合。储能装置4可以采用齿轮配合结构，或者采用摩擦轮机构；为分担较大的载荷和减少平衡惯性力，可增加数个行星齿轮Ⅰ5、行星齿轮Ⅱ6分别与储能器太阳轮Ⅱ8、储能器太阳轮Ⅰ7啮合。储能系杆10内安设有重物39，以增大储能系杆10的转动惯量常数，可以增加数个重物39或者增加重物39的质量。

Claims (7)

1.一种无极变速减速器，其特征在于：包括轮系（1）、储能装置（4）、传动装置（12）、主控板（15）、转速传感器（18）、箱体（22）、主轴（24）、箱盖（25）；箱盖（25）安装在箱体（22）上，主轴（24）安装在箱体（22）内，轮系（1）安装在主轴（24）一端位于箱体（22）内，传动装置（12）安装在箱体（22）内位于轮系（1）侧部，储能装置（4）安装在主轴（24）另一端位于传动装置（12）一侧，主控板（15）一端连接传动装置（12），另一端通过转速传感器（18）与轮系（1）连接。

2.根据权利要求1所述的无极变速减速器，其特征在于：所述轮系（1）包括轮系太阳轮Ⅰ（2）、齿轮Ⅰ（3）、轮系行星齿轮（16）、轮系行星架（17）、轮系太阳轮Ⅱ（19）、轴承Ⅱ（23）、轴承Ⅲ（27）、轮系行星齿轮轴（29）、轴承Ⅳ（30）、输出盘（31）、扫描件（32）、轴承Ⅵ（36）；轮系行星架（17）通过轴承Ⅳ（30）安装在主轴（24）上，轮系太阳轮Ⅱ（19）安装在主轴（24）上，输出盘（31）安装在轮系行星架（17）一侧位于箱盖（25）侧部，扫描件（32）连接在轮系行星架（17）一侧通过轴承Ⅱ（23）安装在主轴（24）上，轮系行星齿轮轴（29）一端安装在轮系行星架（17）内，轮系行星齿轮（16）通过轴承Ⅵ（36）安装在轮系行星齿轮轴（29）另一端上，轮系太阳轮Ⅰ（2）通过轴承Ⅲ（27）安装在箱盖（25）内，齿轮Ⅰ（3）安装在轮系太阳轮Ⅰ（2）上与轮系太阳轮Ⅰ（2）同轴，轮系行星齿轮（16）与轮系太阳轮Ⅰ（2）内啮合，轮系行星齿轮（16）与轮系太阳轮Ⅱ（19）外啮合。

3.根据权利要求1所述的无极变速减速器，其特征在于：所述储能装置（4）包括行星齿轮Ⅰ（5）、行星齿轮Ⅱ（6）、储能器太阳轮Ⅰ（7）、储能器太阳轮Ⅱ（8）、齿轮Ⅱ（9）、储能系杆（10）、轴承Ⅰ（20）、储能器行星齿轮轴（21）、轴承Ⅴ（33）、固定端盖（34）、轴承Ⅶ（37）、轴承Ⅷ（38）；齿轮Ⅱ（9）通过轴承Ⅴ（33）安装在主轴（24）上，储能器太阳轮Ⅱ（8）安装在齿轮Ⅱ（9）侧部，储能系杆（10）通过轴承Ⅷ（38）安装在主轴（24）上位于储能器太阳轮Ⅱ（8）侧部，储能器行星齿轮轴（21）通过轴承Ⅶ（37）安装在储能系杆（10）两端内，行星齿轮Ⅰ（5）、行星齿轮Ⅱ（6）分别安装在储能器行星齿轮轴（21）两端，储能器太阳轮Ⅰ（7）安套在主轴（24）上位于储能系杆（10）侧部，固定端盖（34）通过轴承Ⅰ（20）安装在主轴（24）上，固定端盖（34）一端与箱体（22）连接，另一端与储能器太阳轮Ⅰ（7）连接，行星齿轮Ⅰ（5）与储能器太阳轮Ⅱ（8）啮合，行星齿轮Ⅱ（6）与储能器太阳轮Ⅰ（7）啮合。

4.根据权利要求1所述的无极变速减速器，其特征在于：所述传动装置（12）包括齿轮Ⅲ（11）、电磁离合器（13）、齿轮Ⅳ（14）、销钉轴（26）、固定板（35）；固定板（35）安装在箱体（22）内，销钉轴（26）一端安装在固定板（35）内，齿轮Ⅲ（11）安装在销钉轴（26）另一端上，另一个销钉轴（26）一端安装在箱盖（25）内，齿轮Ⅳ（14）安装在销钉轴（26）另一端上，电磁离合器（13）两端分别与齿轮Ⅲ（11）另一端、齿轮Ⅳ（14）另一端连接。

5.根据权利要求2或3或4所述的无极变速减速器，其特征在于：所述传动装置（12）的齿轮Ⅳ（14）与轮系（1）的齿轮Ⅰ（3）外啮合，传动装置（12）的齿轮Ⅲ（11）与储能装置（4）的齿轮Ⅱ（9）外啮合。

6.根据权利要求2所述的无极变速减速器，其特征在于：所述输出盘（31）与箱盖（25）间安设有毛毡（28）。

7.根据权利要求3所述的无极变速减速器，其特征在于：所述储能系杆（10）内安设有重物（39）。