CN207333591U - 一种行星式变速机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种行星式变速机构，其包括输入轴、输出轴、行星架、输入伞齿轮和输出伞齿轮，所述输入轴的内端穿过输入伞齿轮的中心孔与行星架紧配连接，所述输出轴的内端与输出伞齿轮紧配连接；并且，在所述行星架上对称设有多个行星伞齿轮组，所述输入伞齿轮的齿面与每个行星伞齿轮组位于行星架输入侧的齿面均相啮合，所述输出伞齿轮的齿面与每个行星伞齿轮组位于行星架输出侧的齿面均相啮合。本实用新型所述的行星式变速机构，不仅结构简单、加工容易、传动效率高、噪音小、占用空间小，而且可实现任意变速比，尤其可实现现有的行星圆柱齿轮式变速机构无法实现的低变速比，应用范围广泛。

Description

一种行星式变速机构

技术领域

本实用新型是涉及一种行星式变速机构，属于机械传动技术领域。

背景技术

所谓行星式变速机构，是指用行星式传动机构实现变速。现有的行星式变速机构均为行星圆柱齿轮式结构，它的中央是太阳轮，太阳轮的周围有几个围绕它旋转的行星圆柱齿轮，行星圆柱齿轮之间有一个共用的行星架，行星圆柱齿轮的外面有一个大齿圈，行星圆柱齿轮内侧均与太阳轮相啮合，行星圆柱齿轮外侧与固定的外齿圈相配合，因类似于太阳系而得名。

由于行星圆柱齿轮式变速机构的变速比为(1+Z1/Z2)：1，其中的Z1是外齿圈的齿数，Z2是太阳轮的齿数，是通过改变外齿圈与太阳轮的齿数比实现所需的变速比；当变速比值大于1时，为增速作用；当变速比值小于1时，为减速作用。因现有的行星圆柱齿轮式变速机构中的外齿圈与太阳轮之间设有多个行星圆柱齿轮，以致外齿圈的直径远远大于太阳轮的直径，因此要实现太阳轮的齿数与外齿圈的齿数相等或相接近，将很难加工和实现，因此目前的行星圆柱齿轮式变速机构只能实现3：1以上的的变速比(也就是说，Z1/Z2＞2)，以致不能满足变速比低于3:1(也就是说，Z1/Z2≤2)的变速应用要求，例如：目前消防泵用柴油机的最高转速在1500转/分，而实现高扬程的单级消防泵的转速都在3000转/分，要实现现有柴油机满足高扬程单级消防泵的转速需求，需要在柴油机与高扬程单级消防泵之间增设变速比为2：1(也就是说，Z1/Z2＝1)的变速机构，而现有的行星圆柱齿轮式变速机构将无法实现此应用要求。虽然现有技术中已有多级齿轮式传动变速机构，但因两级齿轮式变速机构需要改变以柴油机为动力源的消防泵的转向与所需转向相反，然而柴油机的转向是不能逆转的，因此两级齿轮式变速机构与常规的正转柴油机消防泵在结构上无法匹配，因而需要使用三级或三级以上的齿轮式变速机构来满足柴油机与高扬程单级消防泵之间的转速适配性，而三级或三级以上的齿轮式变速机构存在能量损失严重、传动效率低、占用体积大、噪声大、制造成本高等问题；另外，行星圆柱齿轮式变速机构还存在输出齿轮齿面线速度高、噪音大、齿面磨损快、主轴承所受径向力大等诸多缺陷问题，因而也阻碍了其广泛应用。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的是提供一种可实现任意变速比要求、且噪音小、占用体积小、传动性能稳定、使用寿命长、易于加工的行星式变速机构。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种行星式变速机构，包括输入轴、输出轴和行星架，还包括输入伞齿轮和输出伞齿轮，所述输入轴的内端穿过输入伞齿轮的中心孔与行星架紧配连接，所述输出轴的内端与输出伞齿轮紧配连接；并且，在所述行星架上对称设有多个(以2的倍数为较佳)行星伞齿轮组，所述输入伞齿轮的齿面与每个行星伞齿轮组位于行星架输入侧的齿面均相啮合，所述输出伞齿轮的齿面与每个行星伞齿轮组位于行星架输出侧的齿面均相啮合。

一种优选方案，所述行星伞齿轮组均由行星轴、套设在行星轴上的行星伞齿轮和套设在行星轴上且位于行星伞齿轮上下端侧的行星轴承及用于行星伞齿轮组固定安装的行星轴承固定螺塞组成。

一种优选方案，所述行星架为圆柱环结构，包括外圆柱和内圆柱，在外圆柱上对称开设有与所述行星伞齿轮组相适配个数的行星轴承孔，在内圆柱上对称开设有与所述行星伞齿轮组相适配个数的行星轴孔，在外圆柱与内圆柱之间对称开设有与所述行星伞齿轮组相适配个数的行星伞齿轮容纳空间和行星轴承安装槽，且一个行星轴承孔与一个行星伞齿轮容纳空间、一个行星轴承安装槽及一个行星轴孔形成同轴对应关系。

一种优选方案，所述输入轴的内端固设在所述行星架的中心孔内。

进一步优选方案，在所述行星架的中心孔内壁设有平键安装槽，在所述输入轴的内端侧固设有与所述平键安装槽相适配的平键，通过所述平键与所述平键安装槽的装配实现输入轴与行星架的紧配连接，从而实现将输入轴的扭矩稳定传送到行星架上。

一种优选方案，在所述输出伞齿轮的中心孔内壁设有平键安装槽，在所述输出轴的内端侧固设有与所述平键安装槽相适配的平键，通过所述平键与所述平键安装槽的装配实现输出伞齿轮与输出轴的紧配连接，从而实现将输出伞齿轮的扭矩全部传送到输出轴上。

一种优选方案，所述的行星式变速机构还包括箱体，所述箱体内设有输出轴轴承座、输入轴轴承座和输入伞齿轮固定座。

进一步优选方案，在所述输入伞齿轮固定座的内壁设有平键安装槽，在所述输入伞齿轮的外侧面设有与所述平键安装槽相适配的平键，通过所述平键与所述平键安装槽的装配，以进一步保证输入伞齿轮的固定不动。

进一步优选方案，在所述箱体的输入侧设有输入轴承端盖，在所述箱体的输出侧设有输出轴承端盖，以限制输入轴承和输出轴承的轴向运动。

进一步优选方案，在输入轴承端盖和输出轴承端盖的中心孔内壁分别设有油封，以避免箱体内润滑油的外泄。

作为优选方案，在所述箱体的侧面设有油窗，以便于观测箱体内润滑油的使用情况。

作为优选方案，在所述箱体的侧面设有放油螺塞，以便于更换箱体内润滑油。

作为优选方案，在所述箱体的顶部设有箱体顶盖，以实现密封防尘，形成箱体式结构。

本实用新型所述的行星式变速机构，是通过输入轴的转动带动行星架转动，而行星架的转动会带动设置在行星架上的行星伞齿轮组的转动，从而形成每个行星伞齿轮组围绕输入轴做行星转动；另外，由于输入伞齿轮固定不转，而输入伞齿轮的齿面与每个行星伞齿轮组位于行星架输入侧的齿面均相啮合，所述输出伞齿轮的齿面与每个行星伞齿轮组位于行星架输出侧的齿面均相啮合，因此，在每个行星伞齿轮组发生转动时，会同时形成每个行星伞齿轮围绕自身行星轴的转动，而每个行星伞齿轮的自转会带动输出伞齿轮的转动，进而输出伞齿轮的转动会传递给输出轴，从而实现变速输出；由于变速比的计算公式为(1+Z1/Z2)：1，其中的Z1是固定不转的输入伞齿轮的齿数，Z2是输出伞齿轮的齿数，因此通过改变Z1和Z2的齿数比，可实现所需的变速比。并且，由于本实用新型所述的行星式变速机构中，输入伞齿轮和输出伞齿轮是分别设置在行星架的两侧，是分别与行星伞齿轮组位于行星架两侧的齿面相啮合，且行星伞齿轮的齿面呈上大下小的锥形，因而可分别独立设计输入伞齿轮和输出伞齿轮的直径和齿数，从而实现所需要的任意变速比，加工非常容易。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供的行星式变速机构，不仅结构简单、加工容易、传动效率高、噪音小、占用空间小，而且可实现任意变速比，尤其可实现现有的行星圆柱齿轮式变速机构无法实现的低变速比，应用范围广泛，显著拓宽了行星式变速机构的应用领域，具有显著性进步。

附图说明

图1为本实用新型实施例1提供的一种行星式变速机构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1提供的行星式变速机构的分解结构示意图；

图3为本实用新型实施例1中所述的行星伞齿轮组的结构示意图；

图4为本实用新型实施例1中所述的行星伞齿轮组的分解结构示意图；

图5为本实用新型实施例1中所述的行星架的结构示意图；

图6为本实用新型实施例1中所述的行星架装配了行星伞齿轮组后的结构示意图；

图7为本实用新型实施例1中所述的输入伞齿轮的结构示意图；

图8为本实用新型实施例1中所述的输出伞齿轮的结构示意图；

图9为本实用新型实施例1中所述的输入伞齿轮和输出伞齿轮均与行星架相装配后的装配体的结构示意图；

图10为本实用新型实施例2提供的一种箱体式行星式变速机构的分解结构示意图；

图11为本实用新型实施例2中所述箱体的剖视结构图；

图12为本实用新型实施例2所提供的箱体式行星式变速机构的立体结构示意图。

图中标号示意如下：1、输入轴；2、输入伞齿轮；21、输入伞齿轮的齿面；22、平键；3、行星架；31、外圆柱；32、内圆柱；33、行星轴承孔；34、行星轴孔；35、行星伞齿轮容纳空间；36、行星轴承安装槽；37、行星架的中心孔；38、平键安装槽；4、输出伞齿轮；41、输出伞齿轮的齿面；5、输出轴；6、行星伞齿轮组；6a、位于行星架输入侧的齿面；6b、位于行星架输出侧的齿面；61、行星轴；62、行星伞齿轮；63、行星轴承；64、行星轴承固定螺塞；7、平键；8、箱体；81、输出轴轴承座；82、输入轴轴承座；83、输入伞齿轮固定座；831、平键安装槽；84、油窗；85、放油螺塞；86、箱体顶盖；9、输入轴承端盖；10、输出轴承端盖；11、输入轴承；12、输出轴承；13、油封。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步详细描述。

实施例1

请结合图1和图2所示：本实施例提供的一种行星式变速机构，包括输入轴1、输入伞齿轮2、行星架3、输出伞齿轮4和输出轴5，所述输入轴1的内端穿过输入伞齿轮2的中心孔与行星架3紧配连接，所述输出轴5的内端与输出伞齿轮4紧配连接；并且，在所述行星架3上对称设有多个行星伞齿轮组6(以2的倍数为较佳，本实施例中是以4个为例，但图1中仅能显示出2个行星伞齿轮组6)，所述输入伞齿轮2的齿面21与每个行星伞齿轮组6位于行星架3输入侧的齿面6a均相啮合，所述输出伞齿轮4的齿面41与每个行星伞齿轮组6位于行星架3输出侧的齿面6b均相啮合。

本实施例中：所述输入轴1的内端固设在所述行星架3的中心孔内，两者之间通过平键7紧配连接，从而实现将输入轴1的扭矩稳定传送到行星架上3。

所述输出轴5的内端侧固设在所述输出伞齿轮4的中心孔内，两者之间也通过平键7紧配连接，从而实现将输出伞齿轮4的扭矩全部传送到输出轴5上。

请结合图3和图4所示：本实施例中所述的行星伞齿轮组6，均由行星轴61、行星伞齿轮62、行星轴承63和行星轴承固定螺塞64组成，所述行星伞齿轮62套设在行星轴61上，在所述行星伞齿轮62的上下端侧的行星轴61上分别套设有行星轴承63，所述行星轴承固定螺塞64是用于行星伞齿轮组6的固定安装。

请再结合图1和图2所示，本实用新型所述的行星式变速机构的工作原理为：

输入轴1的转动可带动行星架3的转动，而行星架3的转动会带动设置在行星架3上的行星伞齿轮组6的转动，从而形成每个行星伞齿轮组6围绕输入轴1做行星转动；另外，由于输入伞齿轮2固定不转，而输入伞齿轮2的齿面21与每个行星伞齿轮组6位于行星架3输入侧的齿面6a均相啮合，所述输出伞齿轮4的齿面41与每个行星伞齿轮组6位于行星架3输出侧的齿面6b均相啮合，因此，在每个行星伞齿轮组6发生转动时，会同时形成每个行星伞齿轮62围绕自身行星轴61的转动，而每个行星伞齿轮62的自转会带动输出伞齿轮4的转动，进而输出伞齿轮4的转动会传递给输出轴5，从而实现变速输出；由于变速比的计算公式为：(1+Z1/Z2)：1，其中的Z1是固定不转的输入伞齿轮2的齿数，Z2是输出伞齿轮4的齿数，因此，通过改变Z1和Z2的齿数比，可实现所需的任意变速比。当变速比值大于1时，即为增速作用；当变速比值小于1时，即为减速作用。

请参阅图5所示：本实施例中所述的行星架3为圆柱环结构，包括外圆柱31和内圆柱32，在外圆柱31上对称开设有与所述行星伞齿轮组6相适配个数(本实施例中以4个为例)的行星轴承孔33，在内圆柱32上对称开设有与所述行星伞齿轮组6相适配个数(本实施例中以4个为例)的行星轴孔34，在外圆柱31与内圆柱32之间还对称开设有与所述行星伞齿轮组6相适配个数(本实施例中以4个为例)的行星伞齿轮容纳空间35和行星轴承安装槽36，且一个行星轴承孔33与一个行星伞齿轮容纳空间35、一个行星轴承安装槽36及一个行星轴孔34形成同轴对应关系，以用于一个行星伞齿轮组6与行星架3的装配；在所述行星架3的中心孔37的内壁设有平键安装槽38，用于输入轴1与行星架3紧配连接的平键7是键合在该平键安装槽38内。图6所示是对称装配有4个行星伞齿轮组6的行星架3。

图7为本实施例中所述的输入伞齿轮的结构示意图，图8为本实施例中所述的输出伞齿轮的结构示意图，图9为本实施例中所述的输入伞齿轮和输出伞齿轮均与行星架相装配后的装配体的结构示意图；由图9可见：本实用新型所述的行星式变速机构中，输入伞齿轮2和输出伞齿轮4是分别设置在行星架3的两侧，是分别与行星伞齿轮组6位于行星架两侧的齿面6a/6b相啮合。因此，可分别独立设计输入伞齿轮2和输出伞齿轮4的直径和齿数，从而很容易实现所需要的任意变速比，加工也非常容易。另外，由于输入伞齿轮2的齿面21、输出伞齿轮4的齿面41和每个行星伞齿轮组6的齿面6a/6b均为锥形面，因此相啮合的齿面间的线速度小，因而可显著降低磨损，减小运转时的噪音。

实施例2

请结合图10至图12所示，本实施例提供的行星式变速机构为箱体式，不仅包括实施例1中所述的结构外，还包括箱体8，所述箱体8内设有输出轴轴承座81、输入轴轴承座82和输入伞齿轮固定座83，在所述输入伞齿轮固定座83的内壁设有平键安装槽831，在所述输入伞齿轮2的外侧面设有与所述平键安装槽831相适配的平键22，通过所述平键22与所述平键安装槽831的装配，以进一步保证输入伞齿轮2的固定不动。在所述箱体8的输入侧设有输入轴承端盖9，在所述箱体8的输出侧设有输出轴承端盖10，通过设置输入轴承端盖9和输出轴承端盖10以限制输入轴承11和输出轴承12的轴向运动。

作为优选方案：

在输入轴承端盖9和输出轴承端盖10的中心孔内壁分别设有油封13，以避免箱体8内润滑油的外泄。

在所述箱体8的侧面设有油窗84，以便于观测箱体8内润滑油的使用情况。

在所述箱体8的侧面设有放油螺塞85，以便于更换箱体8内润滑油。

在所述箱体8的顶部设有箱体顶盖86，以实现密封防尘，形成箱体式结构。

当输入伞齿轮2的齿数与输出伞齿轮4的齿数比为1:1时，所述的行星式变速机构可实现的变速比即为(1+Z1/Z2)：1＝2：1(其中：Z1是输入伞齿轮的齿数，Z2是输出伞齿轮的齿数)；若柴油机的转速为1500转/分，在所述的行星式变速机构的2：1变速比的增速作用下，即可实现输出转速为3000转/分，从而可实现柴油机与转速为3000转/分的单级离心式消防泵的转速适配，从而实现高扬程。

最后有必要在此指出的是：以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种行星式变速机构，包括输入轴、输出轴和行星架，其特征在于：还包括输入伞齿轮和输出伞齿轮，所述输入轴的内端穿过输入伞齿轮的中心孔与行星架紧配连接，所述输出轴的内端与输出伞齿轮紧配连接；并且，在所述行星架上对称设有多个行星伞齿轮组，所述输入伞齿轮的齿面与每个行星伞齿轮组位于行星架输入侧的齿面均相啮合，所述输出伞齿轮的齿面与每个行星伞齿轮组位于行星架输出侧的齿面均相啮合。

2.根据权利要求1所述的行星式变速机构，其特征在于：所述行星伞齿轮组均由行星轴、套设在行星轴上的行星伞齿轮和套设在行星轴上且位于行星伞齿轮上下端侧的行星轴承及用于行星伞齿轮组固定安装的行星轴承固定螺塞组成。

3.根据权利要求1所述的行星式变速机构，其特征在于：所述行星架为圆柱环结构，包括外圆柱和内圆柱，在外圆柱上对称开设有与所述行星伞齿轮组相适配个数的行星轴承孔，在内圆柱上对称开设有与所述行星伞齿轮组相适配个数的行星轴孔，在外圆柱与内圆柱之间对称开设有与所述行星伞齿轮组相适配个数的行星伞齿轮容纳空间和行星轴承安装槽，且一个行星轴承孔与一个行星伞齿轮容纳空间、一个行星轴承安装槽及一个行星轴孔形成同轴对应关系。

4.根据权利要求1所述的行星式变速机构，其特征在于：在所述行星架的中心孔内壁设有平键安装槽，在所述输入轴的内端侧固设有与所述平键安装槽相适配的平键。

5.根据权利要求1所述的行星式变速机构，其特征在于：在所述输出伞齿轮的中心孔内壁设有平键安装槽，在所述输出轴的内端侧固设有与所述平键安装槽相适配的平键。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的行星式变速机构，其特征在于：所述的行星式变速机构还包括箱体，所述箱体内设有输出轴轴承座、输入轴轴承座和输入伞齿轮固定座。

7.根据权利要求6所述的行星式变速机构，其特征在于：在所述输入伞齿轮固定座的内壁设有平键安装槽，在所述输入伞齿轮的外侧面设有与所述平键安装槽相适配的平键。

8.根据权利要求6所述的行星式变速机构，其特征在于：在所述箱体的输入侧设有输入轴承端盖，在所述箱体的输出侧设有输出轴承端盖。

9.根据权利要求8所述的行星式变速机构，其特征在于：在输入轴承端盖和输出轴承端盖的中心孔内壁分别设有油封。

10.根据权利要求6所述的行星式变速机构，其特征在于：在所述箱体的侧面设有油窗和放油螺塞，在所述箱体的顶部设有箱体顶盖。