CN210161906U - 一种柔性取力器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于动力传动设备领域，公开了一种柔性取力器，包括与外设的发动机传动连接的一级传动轴，还包括二级传动轴，所述的一级传动轴与二级传动轴之间设有提升一级传动轴至二级传动轴的输出扭矩的第一传动单元和提升一级传动轴至二级传动轴的传动速度的第二传动单元。该系统的设计思路主要是通过简化设计来实现大负载条件下低速大扭矩启动和小扭矩高速工作的目的，避免大负载在高速大扭矩启动时造成发动机熄火或电机烧损，以及避免动力传动装置快速磨损的问题。同时，本实用新型还提供一种采用该柔性取力器的传动方法，该方法能耗低、对设备特别是离合器的摩擦副的损耗小，能够将设备的寿命提高到10年以上。

Description

一种柔性取力器

技术领域

本实用新型涉及动力传动设备领域，具体地说是一种柔性取力器。

背景技术

环卫车所用的风机、水泥罐车的槽罐驱动机构、农机的工作机构都具有一些共同点，农机的工作机构比如犁地车的犁地机构、收割机的收割机构，特别是在有坡度的环境下或者在崎岖的田间，都存在着扭矩和转速不能匹配的问题。

以环卫车中的道路清扫车所用的风机转子为例，其功率达到了30-50KW，为了驱动该风机，道路清扫车不得已另外安装一台柴油发动机专门用于驱动风机，但是2019年商用车将强制执行国Ⅵ排放法规，而专门用于驱动风机的柴油发动机因不能安装后处理装置或安装后处理装置的代价很大而必须取消，因此专用车环卫车行业改用单一发动机势在必行。目前市场上环卫车和专用车如：道路清扫车改用单发(只有单个发动机)后只有两种方式驱动可供选择：即电机驱动和主发动机驱动。

1、采用从主发动机传递动力驱动风机，由于风机启动扭矩特别大，通常达数千牛.米，当发动机怠速状态下启动风机时经常因负载太大而造成发动机熄火，而带载启动发动机时，因负载过大使发动机难以启动；

2、采用电机驱动如此大功率的风机转子，经常出现憋坏电机烧毁电路的问题；

3、以上两种驱动方式都必须采用取力器传递动力，出上述两个问题外，通过取力器传递动力驱动如此大扭矩风机时，由于启动扭矩非常大而会造成取力器的摩擦副严重磨损，导致取力器使用寿命过短。

要解决上述问题，采用现有的成熟的变速箱是可行的，但是，现有的成熟的变速箱要负载如此大功率的设备变速箱的体积将变得很大，同时，不容忽视的问题是：现有的市场上的变速箱都非常复杂，精密度非常高，特别是价格太高，难以普遍推广。因此在广大的工程车辆或农用车辆领域大多采用进口器件或直接采用进口整车。经过统计，在新疆地区，犁地车90％以上进口于欧美地区，国产犁地车非常罕见且使用可靠性差。

如果要解决上述问题，要么攻克变速箱生产工艺难题，要么另辟蹊径找到一条合理的设计路径来解决相应的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种柔性取力器，该系统的设计思路主要是通过简化设计使取力器能实现大负载条件下低速大扭矩启动和小扭矩高速工作的目的，避免大负载在高速大扭矩启动时造成发动机熄火或电机烧损，以及避免取力器快速磨损的问题。同时降低传统传动系统中生产工艺过于复杂的问题，使变扭矩、变速度的灵活操作的愿景成为现实。

本实用新型的具体的技术方案为：一种传动系统，包括与外设的发动机传动连接的一级传动轴，还包括二级传动轴，所述的一级传动轴与二级传动轴之间设有提升一级传动轴至二级传动轴的输出扭矩的第一传动单元和提升一级传动轴至二级传动轴的传动速度的第二传动单元，所述的一级传动轴和第一传动单元之间设有第一离合器，所述的二级传动轴和第二传动单元之间设有第二离合器。

在上述的柔性取力器中，还包括三级传动轴，所述的三级传动轴和二级传动轴之间设有提升二级传动轴至三级传动轴的输出扭矩的第三传动单元；所述的三级传动轴和二级传动轴之间设有第四传动单元，所述的二级传动轴和第三传动单元之间设有第三离合器，所述的三级传动轴和第四传动单元之间设有第四离合器。

在上述的柔性取力器中，还包括四级传动轴，所述的三级传动轴和四级传动轴之间设有提升三级传动轴至四级传动轴的输出扭矩的第五传动单元；所述的三级传动轴和四级传动轴之间设有第六传动单元，所述的三级传动轴和第五传动单元之间设有第五离合器，所述的四级传动轴和第六传动单元之间设有第六离合器。

在上述的柔性取力器中，所述的第一传动单元包括啮合配合的第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮的直径小于第二齿轮的直径；

所述的第二传动单元包括啮合配合的第三齿轮和第四齿轮，所述的第三齿轮的直径大于第四齿轮的直径；

所述的第一齿轮和第一离合器连接；所述的第二齿轮和二级传动轴固定连接；

所述的第三齿轮和一级传动轴固定连接，所述的第四齿轮和第二离合器连接。

在上述的柔性取力器中，所述的第三传动单元包括啮合配合的第五齿轮和第六齿轮，第五齿轮的直径小于第六齿轮的直径；

所述的第四传动单元包括第七齿轮和第八齿轮；

所述的第五齿轮和第三离合器连接；所述的第六齿轮和三级传动轴固定连接；

所述的第七齿轮和二级传动轴固定连接，所述的第八齿轮和第四离合器连接。

在上述的柔性取力器中，所述的第五传动单元包括啮合配合的第九齿轮和第十齿轮，第九齿轮的直径小于第十齿轮的直径；

所述的第六传动单元包括第十一齿轮和所述的第八齿轮；

所述的第九齿轮和第五离合器连接；所述的第十齿轮和四级传动轴固定连接；

所述的第十一齿轮和第六离合器连接。

需要说明的是，上述的多个传动单元不仅仅限于齿轮啮合，通过皮带和皮带轮传动，通过链轮传动一样是可以的。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的柔性取力器采用至少两个离合器来分别完成变扭矩和变速度的目的，这样将简化传动系统的结构，特别是采用一个离合器来变扭矩，一个离合器来变速度，使变扭矩的离合器的工作时长缩短到很短，提高其使用寿命。所以本系统具有结构简单、使用寿命长的优点。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图；

图2为实施例2的结构示意图；

图3为实施例3的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本实用新型的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本实用新型的任何限制。

实施例1

如图1所示，一种柔性取力器，包括与外设的发动机传动连接的一级传动轴1，还包括二级传动轴2，所述的一级传动轴1与二级传动轴2之间设有提升一级传动轴1至二级传动轴2的输出扭矩的第一传动单元和提升一级传动轴1至二级传动轴2的传动速度的第二传动单元，所述的一级传动轴1和第一传动单元之间设有第一离合器3，所述的二级传动轴2和第二传动单元之间设有第二离合器4。

所述的第一传动单元包括啮合配合的第一齿轮5和第二齿轮6，第一齿轮5的直径小于第二齿轮6的直径；

所述的第二传动单元包括啮合配合的第三齿轮7和第四齿轮8，所述的第三齿轮7的直径大于第四齿轮8的直径；

所述的第一齿轮5和第一离合器3连接；所述的第二齿轮6和二级传动轴2固定连接；

所述的第三齿轮7和一级传动轴1固定连接，所述的第四齿轮8和第二离合器4连接。

在运行过程中，柔性取力器实现外设的发送机和外设的工作设备之间的传动；包括如下步骤：

步骤1：在外设的工作设备启动至转速达到第一预设值期间，第一离合器3间歇性闭合且第二离合器4持续性分离，使第一传动单元工作且第二传动单元不工作；

步骤2：当外设的工作设备转速达到第一预设值后，第二离合器4间歇性闭合且第一离合器3持续性分离，使第二传动单元工作且第一传动单元不工作；

步骤3：当外设的工作设备转速达到第二预设值后，第二离合器4持续性闭合且第一离合器3持续性分离，通过第二传动单元将动力从一级传动轴1输出至二级传动轴2，由二级传动轴2带动外设的工作设备运行；

所述的第一预设值小于第二预设值。

通过第一离合器3间歇性闭合使在启动初步阶段克服了大扭矩带来的磨损加大的问题，通过第二离合器4间歇性闭合使在启动中后期的加速阶段克服了快速加速带来的磨损加大的问题。

本实施例的结构简单，使用寿命长，其方法虽然适当的延长了启动时间，但是使使用寿命明显增加。

实施例2

如图2，一种柔性取力器，包括与外设的发动机传动连接的一级传动轴1，还包括二级传动轴2，所述的一级传动轴1与二级传动轴2之间设有提升一级传动轴1至二级传动轴2的输出扭矩的第一传动单元和提升一级传动轴1至二级传动轴2的传动速度的第二传动单元，所述的一级传动轴1和第一传动单元之间设有第一离合器3，所述的二级传动轴2和第二传动单元之间设有第二离合器4。此外，还包括三级传动轴9，所述的三级传动轴9和二级传动轴2之间设有提升二级传动轴2至三级传动轴9的输出扭矩的第三传动单元；所述的三级传动轴9和二级传动轴2之间设有第四传动单元，所述的二级传动轴2和第三传动单元之间设有第三离合器10，所述的三级传动轴9和第四传动单元之间设有第四离合器11。

所述的第一传动单元包括啮合配合的第一齿轮5和第二齿轮6，第一齿轮5的直径小于第二齿轮6的直径；

所述的第二传动单元包括啮合配合的第三齿轮7和第四齿轮8，所述的第三齿轮7的直径大于第四齿轮8的直径；

所述的第一齿轮5和第一离合器3连接；所述的第二齿轮6和二级传动轴2固定连接；

所述的第三齿轮7和一级传动轴1固定连接，所述的第四齿轮8和第二离合器4连接。

所述的第三传动单元包括啮合配合的第五齿轮12和第六齿轮13，第五齿轮12的直径小于第六齿轮13的直径；

所述的第四传动单元包括第七齿轮14和第八齿轮15；一般来说，第七齿轮14和第八齿轮15仅负责同速传动，因此第七齿轮14和第八齿轮15的直径相等。

所述的第五齿轮12和第三离合器10连接；所述的第六齿轮13和三级传动轴9固定连接；

所述的第七齿轮14和二级传动轴2固定连接，所述的第八齿轮15和第四离合器11连接。

在运行过程中，柔性取力器实现外设的发送机和外设的工作设备之间的传动；包括如下步骤：

步骤1：在外设的工作设备启动至转速达到第一预设值期间，第一离合器3、第三离合器10同时闭合或同时间歇性闭合且第二离合器4、第四离合器11持续性分离，使第一传动单元、第三传动单元工作且第二传动单元、第四传动单元不工作；

步骤2：当外设的工作设备转速达到第一预设值后，第二离合器4、第四离合器11同时闭合或同时间歇性闭合且第一离合器3、第三离合器10持续性分离，使第二传动单元、第四传动单元工作且第一传动单元、第三传动单元不工作；

步骤3：当外设的工作设备转速达到第二预设值后，第二离合器4、第四离合器11持续性闭合且第一离合器3、第三离合器10持续性分离，通过第二传动单元、第四传动单元将动力从一级传动轴1通过二级传动轴2输出至三级传动轴9，由三级传动轴9带动外设的工作设备运行；

所述的第一预设值小于第二预设值。

原理同实施例1，在此不做过多的解释。

实施例3

如图3，一种柔性取力器，包括与外设的发动机传动连接的一级传动轴1，还包括二级传动轴2，所述的一级传动轴1与二级传动轴2之间设有提升一级传动轴1至二级传动轴2的输出扭矩的第一传动单元和提升一级传动轴1至二级传动轴2的传动速度的第二传动单元，所述的一级传动轴1和第一传动单元之间设有第一离合器3，所述的二级传动轴2和第二传动单元之间设有第二离合器4。此外，还包括三级传动轴9和四级传动轴16，所述的三级传动轴9和二级传动轴2之间设有提升二级传动轴2至三级传动轴9的输出扭矩的第三传动单元；所述的三级传动轴9和二级传动轴2之间设有第四传动单元，所述的二级传动轴2和第三传动单元之间设有第三离合器10，所述的三级传动轴9和第四传动单元之间设有第四离合器11；所述的三级传动轴9和四级传动轴16之间设有提升三级传动轴9至四级传动轴16的输出扭矩的第五传动单元；所述的三级传动轴9和四级传动轴16之间设有第六传动单元，所述的三级传动轴9和第五传动单元之间设有第五离合器17，所述的四级传动轴16和第六传动单元之间设有第六离合器18。

所述的第一传动单元包括啮合配合的第一齿轮5和第二齿轮6，第一齿轮5的直径小于第二齿轮6的直径；

所述的第二传动单元包括啮合配合的第三齿轮7和第四齿轮8，所述的第三齿轮7的直径大于第四齿轮8的直径；

所述的第一齿轮5和第一离合器3连接；所述的第二齿轮6和二级传动轴2固定连接；

所述的第三齿轮7和一级传动轴1固定连接，所述的第四齿轮8和第二离合器4连接。

所述的第三传动单元包括啮合配合的第五齿轮12和第六齿轮13，第五齿轮12的直径小于第六齿轮13的直径；

所述的第四传动单元包括第七齿轮14和第八齿轮15；

所述的第五齿轮12和第三离合器10连接；所述的第六齿轮13和三级传动轴9固定连接；

所述的第七齿轮14和二级传动轴2固定连接，所述的第八齿轮15和第四离合器11连接；

所述的第五传动单元包括啮合配合的第九齿轮19和第十齿轮20，第九齿轮19的直径小于第十齿轮20的直径；

所述的第六传动单元包括第十一齿轮21和所述的第八齿轮15；

所述的第九齿轮19和第五离合器17连接；所述的第十齿轮20和四级传动轴16固定连接；

所述的第十一齿轮21和第六离合器18连接。一般来说，第十一齿轮21和第六离合器18仅负责同速传动，因此第第十一齿轮21和第六离合器18的直径相等

在运行过程中，柔性取力器实现外设的发送机和外设的工作设备之间的传动；包括如下步骤：

步骤1：在外设的工作设备启动至转速达到第一预设值期间，第一离合器3、第三离合器10、第五离合器17同时闭合或同时间歇性闭合且第二离合器4、第四离合器11、第六离合器18持续性分离，使第一传动单元、第三传动单元、第五传动单元工作且第二传动单元、第四传动单元、第六传动单元不工作；

步骤2：当外设的工作设备转速达到第一预设值后，第二离合器4、第四离合器11、第六离合器18同时闭合或同时间歇性闭合且第一离合器3、第三离合器10、第五离合器17持续性分离，使第二传动单元、第四传动单元、第六传动单元工作且第一传动单元、第三传动单元、第五传动单元不工作；

步骤3：当外设的工作设备转速达到第二预设值后，第二离合器4、第四离合器11、第六离合器18持续性闭合且第一离合器3、第三离合器10、第五离合器17持续性分离，通过第二传动单元、第四传动单元、第六传动单元将动力从一级传动轴1通过二级传动轴2、三级传动轴9输出至四级传动轴16，由四级传动轴16带动外设的工作设备运行；

所述的第一预设值小于第二预设值。

以上所述的仅为本实用新型的较佳实施例，凡在本实用新型的精神和原则范围内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种柔性取力器，包括与外设的发动机传动连接的一级传动轴，其特征在于，还包括二级传动轴，所述的一级传动轴与二级传动轴之间设有提升一级传动轴至二级传动轴的输出扭矩的第一传动单元和提升一级传动轴至二级传动轴的传动速度的第二传动单元，所述的一级传动轴和第一传动单元之间设有第一离合器，所述的二级传动轴和第二传动单元之间设有第二离合器。

2.根据权利要求1所述的柔性取力器，其特征在于，还包括三级传动轴，所述的三级传动轴和二级传动轴之间设有提升二级传动轴至三级传动轴的输出扭矩的第三传动单元；所述的三级传动轴和二级传动轴之间设有第四传动单元，所述的二级传动轴和第三传动单元之间设有第三离合器，所述的三级传动轴和第四传动单元之间设有第四离合器。

3.根据权利要求2所述的柔性取力器，其特征在于，还包括四级传动轴，所述的三级传动轴和四级传动轴之间设有提升三级传动轴至四级传动轴的输出扭矩的第五传动单元；所述的三级传动轴和四级传动轴之间设有第六传动单元，所述的三级传动轴和第五传动单元之间设有第五离合器，所述的四级传动轴和第六传动单元之间设有第六离合器。

4.根据权利要求1-3任一所述的柔性取力器，其特征在于，所述的第一传动单元包括啮合配合的第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮的直径小于第二齿轮的直径；

所述的第二传动单元包括啮合配合的第三齿轮和第四齿轮，所述的第三齿轮的直径大于第四齿轮的直径；

所述的第一齿轮和第一离合器连接；所述的第二齿轮和二级传动轴固定连接；

所述的第三齿轮和一级传动轴固定连接，所述的第四齿轮和第二离合器连接。

5.根据权利要求3所述的柔性取力器，其特征在于，所述的第三传动单元包括啮合配合的第五齿轮和第六齿轮，第五齿轮的直径小于第六齿轮的直径；

所述的第四传动单元包括第七齿轮和第八齿轮；

所述的第五齿轮和第三离合器连接；所述的第六齿轮和三级传动轴固定连接；

所述的第七齿轮和二级传动轴固定连接，所述的第八齿轮和第四离合器连接。

6.根据权利要求5所述的柔性取力器，其特征在于，所述的第五传动单元包括啮合配合的第九齿轮和第十齿轮，第九齿轮的直径小于第十齿轮的直径；

所述的第六传动单元包括第十一齿轮和所述的第八齿轮；

所述的第九齿轮和第五离合器连接；所述的第十齿轮和四级传动轴固定连接；

所述的第十一齿轮和第六离合器连接。

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