CN209164522U - 一种恒功率变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种恒功率变速器。一种恒功率变速器，包括差动轮系，差动轮系包括内齿圈组件、太阳轮组件和连接有行星轮机构的行星架组件，行星轮机构设置有两种行星轮，包括传动齿轮和密封齿轮，行星架组件包括侧板，侧板和行星轮机构结合内齿圈组件、太阳轮组件形成高低压两种容积单元，两种容积单元之间连接有节流通道。对比在先申请的方案，本实用新型的主要优点是能提高变速器的密封性能减小节流损耗，从而进一步提高传动效率。

Description

一种恒功率变速器

技术领域

本实用新型涉及传动机械领域，更具体的说，涉及一种恒功率变速器。

背景技术

本人在先同日申请有“一种无级变速器”,发明号和实用新型号分别为2018101117082、2018201977563，本实用新型依据在先申请的原理，进一步优化后形成一种新的技术方案。

实用新型内容

针对在先申请的不足或改进，本实用新型的目的是提供一种恒功率变速器，能进一步简化结构或工艺，并提高容积效率。

本实用新型的目的是这样实现的：一种恒功率变速器，包括差动轮系，差动轮系包括内齿圈组件、太阳轮组件和连接有行星轮机构的行星架组件，行星轮机构设置有两种行星轮，包括传动齿轮和密封齿轮，行星架组件包括侧板，侧板和行星轮机构结合内齿圈组件、太阳轮组件形成高低压两种容积单元，两种容积单元之间连接有节流通道。

在上述方案的基础上，本实用新型有以下优选或可选方案：

传动齿轮和密封齿轮的齿顶高系数不同。

侧板包括前侧板、浮动侧板和后侧板，前侧板与后侧板之间连接有行星轮轴，浮动侧板穿置在行星轮轴上。

前侧板与后侧板之间连接有行星轮轴，行星轮通过偏心轴套连接行星轮轴。

行星架组件上设置有填充块或填充柱。

前侧板与后侧板之间连接有套圈，套圈上按需设置有散热片。

附图说明

图1为本实用新型一种实施方式部分立体结构的剖切示意图；

图2对本实用新型的辅助说明示意图。

具体实施方式

结合附图，本实用新型的实施方式如下：

一种恒功率变速器，包括差动轮系，差动轮系包括内齿圈组件、太阳轮组件和连接有行星轮机构的行星架组件，行星轮机构设置有两种行星轮，包括传动齿轮20和密封齿轮19，行星架组件包括侧板，侧板和行星轮机构结合内齿圈组件、太阳轮组件形成高低压两种容积单元，两种容积单元之间连接有节流通道。参见图1，内齿圈组件即内齿圈21，太阳轮组件即太阳轮22及与之连接或固定的输入轴23，行星架组件包括侧板，侧板包括前侧板11、浮动侧板12和后侧板17，前侧板11与后侧板 17之间连接有行星轮轴15，浮动侧板12穿置在行星轮轴15上可轴向移动，浮动侧板12与前侧板11之间连接有背压活塞14，当活塞腔内导入高压油液后可压住齿轮端面提高密封性，齿轮即内齿圈21、太阳轮22、传动齿轮20和密封齿轮19；前侧板11与后侧板17之间连接有套圈13，互相通过螺丝固定构成行星架组件，行星轮轴15上也穿置有螺丝以提高连接强度。行星轮机构设置有两种行星轮，包括传动齿轮20和密封齿轮19，传动齿轮20和密封齿轮19使用偏心轴套18套在行星轮轴15上，并通过齿合连接内齿圈21和太阳轮22，后侧板17和浮动侧板12结合内齿圈21、太阳轮22、传动齿轮20、密封齿轮19可构建出高低压两种容积单元，传动齿轮20和密封齿轮19可以分别有多个并且数量相等，互相交错排列，这样构建的高低压容积单元也会增多。两种容积单元之间连接有节流通道，节流通道联通高压容积单元，节流通道上可设置节流阀实现恒功率调速，当差动轮系上套有外壳时，节流通道适宜通过侧板、轴颈引出到外壳上便于节流阀设置。由于内泄本身也是一种节流过程，故节流通道也可以是高低压容积单元之间的泄漏通道，或者在侧板上人为设置细小的通道，这种情况不需要使用阀门来调速，这时本实用新型类似于具有调速能力的联轴器，适用于工况比较简单的条件下。

本实用新型与在先申请的构造基本类似，主要区别是使用了密封齿轮19来代替隔离块的作用，事先了解在先申请中的构造和方案，有助于更好的理解本实用新型。

在先申请和本实用新型的传动原理是一样的，这里再说明一下：

液压传动中有动力单元如油泵以及执行单元如油缸、油马达等，对于执行单元，传动时满足容积最大化原理，这里称之为马达效应，对于动力单元不仅满足马达效应，如果具备条件，还满足泵效应，即驱动动力单元时，如果有多种运动途径产生不同的排量，则会趋向于油液压缩量最小化，泵效应和马达效应的共同目的是相同的，就是使油压最小防止持续上升，所以泵效应其实马达效应的另一种表现，常规的泵类是体现不出泵效应的，因为它们只有一种压缩途径。在先申请中提供了一种排量差的技术方案，侧板和隔离块结合三种齿轮即内齿圈21、太阳轮22 和行星轮形成高低压容积单元，当驱动太阳轮22时，行星轮既可以绕本身中心自转，也可以以齿合点为支点做滚动公转，这两种运动方式的力臂是不一样的，显然，作为动力单元时，自转压缩的油量要大于公转，根据泵效应，差动轮系会倾向于公转使行星架组件得到输出力矩。仅仅满足泵效应是不够的，输入端或输出端必须有叠加的合力矩才能有变扭效果，在先申请中，当行星架组件连接负载并顺时针驱动太阳轮22时，高压容积单元只能构建在行星轮的右侧，这时输入力矩、泵力矩和马达力矩方向全部相同，叠加后能使行星架组件能得到方向相同的合力矩输出，当油压不同时合力矩大小也不同，所以能实现变扭，如果高压容积单元构建在行星轮的左侧，即使通过齿轮变位产生泵效应但始终无法有叠加的合力矩输出，这时就是无效的。在先申请的方案已经过实物验证，根据以上所述就容易理解本实用新型，参见图2，本实用新型中去掉了隔离块使用密封齿轮19来替代，如果顺时针驱动太阳轮22，(压油QA-吸油QB)＞0时传动齿轮20满足泵效应且有合力矩，(吸油QD-压油QC)＞0 时密封齿轮19满足马达效应，由于马达效应产生的力矩取决于有效排量，而(吸油QD-压油QC)很小，故马达效应因为自干涉产生的反向力矩很小，当总排量关系满足(压油QA-吸油QB)＞(吸油QD-压油QC)时，就能实现传动，这时密封齿轮19的作用与在先申请中的隔离块等效。在齿轮一些参数相同的情况下，使传动齿轮20的齿顶高系数大于密封齿轮19，即能满足总排量关系。

在上述方案的基础上，本实用新型有以下优选或可选方案：

传动齿轮20和密封齿轮19的齿顶高系数不同。这是调节总排量关系较为理想的手段，增大齿轮的压力角可以增大差值。如果齿轮通过变位等手段，在标准中心距下调整排量差使其趋向于零，这时将传动齿轮20的中心距增大，将密封齿轮19的中心距减小后会有(压油QA-吸油QB)＞0、 (压油QC-吸油QD)＞0，这样也能满足泵效应，但这种做法需要增大齿隙，并且齿轮也容易磨损。

侧板包括前侧板11、浮动侧板12和后侧板17，前侧板11与后侧板 17之间连接有行星轮轴15，浮动侧板12穿置在行星轮轴15上。浮动侧板12主要起端面补偿的作用，在高压领域已有广泛应用能显著提高容积效率，由于密封齿轮19有齿合密封和端面补偿，其密封效果会优于隔离块的方案。本实用新型组装后通过磨合或研磨能消除端面和齿合间隙，如果工作时在油液中加入金属自修复剂，可以进一步消除细小间隙并强化接触特性，这也是本实用新型使用密封齿轮19替代隔离块的重要目的。浮动侧板12可以设置多块，配合多副齿轮组构成串联结构，可以增大传动能力。

前侧板11与后侧板17之间连接有行星轮轴15，行星轮通过偏心轴套18连接行星轮轴15。参见图2，本实用新型中的齿轮受到油压后，在平面上会产生6个理论接触点a、b、c、d、e、f,但由于实际存在制造或磨损间隙等，这6个点在刚性条件下最多只能有5个接触，即便是同种行星轮当有多个时，每个行星轮的3个点都无法保证同时接触，虽然同种行星轮可以通过磨合改善，但因为接触点的相对位置不同，不同的行星轮磨合也无效。如果使e点不接触相当于密封齿轮19为实心结构，但这种情况下齿合部位受力巨大，为了确保密封效果并支撑行星轮的侧向压力，实际中达到6点接触是有必要的，当行星轮通过偏心轴套18连接行星轮轴 15后就能具有了自动调节位置的功能，这个偏心量一般只需很小。工程上，还可以使行星轮轴15悬浮的方法来解决这个问题，即行星轮轴15 的两端通过油缸连接侧板，但油缸体积大缺点很多。

行星架组件上设置有填充块或填充柱16。参见图1，填充块或填充柱16连接在侧板之间，目的是填充两种行星轮之间的空隙，减少油液压缩损耗和发热。侧板上可设置离心叶片，并在填充块或填充柱16内设置通道，导入低压冷却油液后可用于散热，或者将冷却油直接充入低压容积单元替换部分热油。

前侧板11与后侧板17之间连接有套圈13，套圈13上按需设置有散热片。套圈13能使行星架组件起到加强连接的作用。由于本实用新型的内部充满有利于散热金属部件，应用于中小功率时，可通过本身来散热，如泡入油池，或者进一步的在套圈13上设置散热片，以风冷方式来散热。

对比在先申请的方案，本实用新型的主要优点是能提高变速器的密封性能减小节流损耗，从而进一步提高传动效率。

Claims (6)

1.一种恒功率变速器，包括差动轮系，差动轮系包括内齿圈组件、太阳轮组件和连接有行星轮机构的行星架组件，其特征在于：行星轮机构设置有两种行星轮，包括传动齿轮和密封齿轮，行星架组件包括侧板，侧板和行星轮机构结合内齿圈组件、太阳轮组件形成高低压两种容积单元，两种容积单元之间连接有节流通道。

2.根据权利要求1所述的一种恒功率变速器，其特征在于：传动齿轮和密封齿轮的齿顶高系数不同。

3.根据权利要求1所述的一种恒功率变速器，其特征在于：侧板包括前侧板、浮动侧板和后侧板，前侧板与后侧板之间连接有行星轮轴，浮动侧板穿置在行星轮轴上。

4.根据权利要求1或3所述的一种恒功率变速器，其特征在于：前侧板与后侧板之间连接有行星轮轴，行星轮通过偏心轴套连接行星轮轴。

5.根据权利要求1所述的一种恒功率变速器，其特征在于：行星架组件上设置有填充块或填充柱。

6.根据权利要求3所述的一种恒功率变速器，其特征在于：前侧板与后侧板之间连接有套圈，套圈上按需设置有散热片。