CN2270820Y - 液压调速锥差马达 - Google Patents
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Abstract
本实用新型马达属液力机械和液力发动机，由液压、减速、调速三部分组成，适用于低转速、大转矩、高效率输出的领域。液压部分含缸体(1)、柱塞(2)、连杆(3)和配流筒(4)等；减速部分含内锥齿轮副(W1、W2)、外锥齿轮周向限制副(W3、W4)和歪轴(5)等；调速部分含调速装置(7)、调速轴(8)和调速手柄(9)等。利用调速装置可控制配流筒相对于内锥齿轮副啮合节点的超前位置，以调节内锥齿轮(W1)的输入转矩和偏摆频率，外锥齿轮(W2)可获得多档低速转动。
Description
本实用新型液压调速锥差马达的技术领域属液力机械和液力发动机。
目前，一般轴向柱塞马达输出转速高、转矩小，在使用中需要体积庞大的多级减速装置。通常的低速大转矩马达，虽然输出转速较低、转矩较大，但结构复杂、排量大、体积大、精度高、工艺难度大、制造成本高、在低转速输出的条件下，性能不稳定、使用不经济。美国曾研究一种偏摆齿轮马达(专利号：3675539)，动力部分为一轴向柱塞式缸体，周围均布有若干油缸和柱塞，利用柱塞的轴向移动直接推动偏摆锥齿轮作偏摆运动。减速部分为一齿差偏摆锥齿轮副，其中偏摆锥齿轮用直齿花键与输出轴上鼓形花键相联接，另一外锥齿轮固定在壳体中。工作时该偏摆齿轮作高频率偏摆运动，同时又带动输出轴作低速转动。这种结构精度要求高、工艺难度大、制造维修困难，而且球面花键直径较小、滑动摩擦及磨损严重、承载能力低、寿命短。特别是采用三通柱塞式循环配流，不可能实现调速性能。
本发明目的在于获得一种适用于低转速、大转矩、高效率及多速输出领域的液压马达。这种新型马达不另设输出机构、缸体不转动，结构简单、工作平稳、零件数目少、体积小、制造成本低，尤其适用于低速重载的工作条件。
本实用新型液压调速锥差马达含液压、减速和调速三部分(见附图1)。液压部分由周围均布有若干轴向油缸的缸体(1)、柱塞(2)、连杆(3)、配流筒(4)等组成。减速部分由二齿差内锥齿轮副(W1、W2)和零齿差外锥齿轮周向限制副(W3、W4)及歪轴(5)等组成。每个柱塞都通过连杆(3)与内锥齿轮(W1)用球铰联接，形成一组空间连杆机构。内锥齿轮(W1)通过滚动轴承装在歪轴(5)上，与周向限制副中的外锥齿轮(W3)相固结。周向限制副中另一外锥齿轮(W4)固定于机壳中，用以限制内锥齿轮转动，即只允许W1和W3沿固定外锥齿轮(W4)的定瞬轴面作纯滚动偏摆运动。运动和动力由外锥齿轮(W2)输出。歪轴(5)具有通轴结构，轴的两端在同一中心线上，中部歪轴的偏角为β。
油缸内部中间轴(6)上装一配流筒(4)，由内锥齿轮(W1)驱动歪轴(5)、经过中间轴(6)和调速装置(7)带动旋转，以实现循环配流。
调速部分由调速装置(7)、调速轴(8)和调速手柄(9)组成。该调速手柄设多个档位，可直接驱动调速轴(8)作轴向移动，通过调速装置(7)控制调速盘(16)作附加转动(见附图2)，可调节配流筒(4)配流断面的中心线相对于内锥齿轮副啮合节点P的位置角α，以实现多档调速。调速范围与柱塞数目有关。本发明另有换向阀(10)及其操作手柄(11)，可控制换向输出。
本实用新型马达的工作过程为：压力油经换向阀(10)和配流筒(4)进入一侧油缸(见附图1)，另一侧油缸回油。内锥齿轮(W1)在柱塞(2)和连杆(3)推动下作偏摆运动，经歪轴(5)、中间轴(6)和调速装置(7)带动配流筒(4)转动，以实现循环配流。该偏摆运动经二齿差内锥齿轮副(W1、W2)减速，直接转换为外锥齿轮(W2)的低速转动。
搬动调速手柄(9)驱动调速轴(8)作轴向移动(见附图2、3、4)。通过轴承支架(15)和(21)、拉杆(19)、弹簧(17)、调速杠杆(18)和调速盘(16)上弧形槽与销轴(22)，迫使调速盘(16)带动配流筒(6)作附加转动，以调节配流筒的超前位置实现多档调速。操作换向手柄(11)改变换向阀(10)的位置(见附图1)，可改变进、回油的方向，以实现换向输出。
本实用新型马达的技术特色和创新有：采用配流筒配流及其超前位置调速具有首创性，操作方便、控制准确、工作可靠。而且工作配流和多档调速可同时实现。其中，配流筒的转动是由内锥齿轮的偏摆运动通过歪轴反馈实现的，形成封闭的“无功”配流系统。该配流筒相对于内锥齿轮副啮合节点的超前位置由调速轴驱动调速杠杆和调速盘调节。当柱塞数目较多时，可实现较大的调速范围和调速级数。美国现有的偏摆齿轮马达采用三通柱塞式循环配流，不可能实现调速性能。如本实用新型锥差马达样机，柱塞数目为8，用调速手柄可实现三档调速，输出转速分别为21、31.5、42r/min。
利用柱塞的高速往复运动、通过一组空间连杆推动内锥齿轮作循环偏摆运动，经二齿差内锥齿轮副减速，直接转换为输出锥齿轮的低速转动，不需另设输出机构。特别是采用零齿差外锥齿轮副作为周向限制副，内锥齿轮可实现纯滚动的循环偏摆运动，显著提高了传动平稳性，而且承载能力大，寿命长。特别是采用具有通轴结构的歪轴，不仅提高了轴系零件的支承刚性，而且改善了内锥齿轮轴承的受载条件。
减速比大、矩功比高、能耗低、特别适用于低速、大转矩、高效率、多速输出的领域。特别是在输出转速低于70-100r/min的条件下，该型马达具有最优的性能、最低的制造成本和最佳的节能、降噪及寿命指标。当输出转速达100-200r/min，或者低于1-10r/min时，同样能保证良好的工作。这是一般轴向柱塞马达不可能实现的。
内锥齿轮副的齿形综合和加工技术，国外至今未见有任何研究报告，国内有些资料提出用平面齿轮近似代替内锥齿轮，啮合性能差、传动不平稳。本发明采用平面齿面的内锥齿轮与鼓形齿修形的外锥齿轮实现″失配″啮合，可获得较理想的小区面多齿线接触，而且可利用普通锥齿轮刨齿机床切齿或修形加工。
本发明的结构实施方案为：
总体结构(见附图1)：整体采用卧式结构。壳体由机座(LGB)、缸体(1)、左盖(FGB)、上盖(UGB)等组成。
液压部分(见附图1)：周围均布有8个轴向油缸的缸体(1)和8个柱塞(2)。每个柱塞都用连杆(3)与内锥齿轮(W1)作球铰联接。在缸体内装有配流筒(4)、中间轴(6)、调速装置(7)、调速轴(8)。缸体外侧装有调速手柄(9)与调速轴(8)相连。搬动调速手柄(9)驱动调速轴(8)作轴向移动，通过调速装置(7)可控制调速盘(16)作附加转动(见附图2)，以实现三档调速I、II、III。
减速部分(见附图1)：由二齿差内锥齿轮副(W1、W2)和零齿差外锥齿轮周向限制副(W3、W4)和歪轴(5)组成。其中内锥齿轮(W1)装在歪轴(5)上，并与周向限制副中的外锥齿轮(W3)相固结。连杆(3)两端用球铰分别与内锥齿轮和柱塞相铰接。周向限制副中另一外锥齿轮(W4)固定在壳体中。运动和动力由外锥齿轮(W2)输出。歪轴两端由滚动轴承支承，歪轴中段的偏角为β，其伸出端与中间轴(6)的端部采用凸起和凹槽嵌合联接。
缸体上还装有换向阀(10)及其换向手柄(11)，该换向阀的进、回油口用油管与油缸(1)及供油设备相接通。在换向阀(10)前面装有安全阀(13)。
外锥齿轮周向限制副(W3、W4)不旋转，用润滑泵(12)采用压力油润滑。该润滑泵由外锥齿轮(W2)上的凸轮驱动。
内锥齿轮(W1)采用平面齿面，外锥齿轮(W2)采用鼓形齿修形，以实现“失配”啮合，可获得较理想的小区面多齿线接触。
调速部分(见附图2、3、4、5、6)：调速装置(7)具有特殊结构(见附图2)。由调速盘(16)，调速杠杆(18)、轴套(23)、轴承支架(15)和(21)、调速轴(8)等组成。调速盘(16)两边各装二个调速杠杆(18)，二杠杆一端铰接在调速盘(16)上(见附图3、5)，另一端用销轴(22)穿过调速盘上两个弧形通槽插入配流筒(4)端部的叉形缺口(见附图6)。当中间轴转动时，经调速盘上穿过的二个销轴带动配流筒转动，可同时实现工作配流和超前位置调节。壳体上装有调速控制板(25)。中间轴(6)与轴套(23)、轴套(23)与轴承支架(21)采用方形断面联接。轴承支架(15)与(21)用螺栓紧固，由调速轴(8)带动作轴向移动，在轴承支架(21)上铰接两个弯形拉杆(19)(见附图4)，另一端通过弹簧(17)与滑块(20)相铰接，滑块(20)可在调速盘(16)的斜形槽中滑动(见附图3)。
轴承支架的作用允许并随同中间轴、轴套、调速盘与配流筒同步转动，同时可在调速轴的作用下作轴向移动，以带动调速盘和配流筒作附加转动，由此可调节配流筒的超前位置实现多档调速。
附图3为图2的A-A剖视，表示壳体(24)、中间轴(6)、轴套(23)、调速盘(16)、调速杠杆(18)、弹簧(17)与滑块(20)之间的关系。
附图4为图3的K-K剖视，表示调速盘(16)、调速杠杆(18)、拉杆(19)、轴承支架(21)、弹簧(17)、滑块(20)之间的关系。
附图5为图3的K1-K1剖视，表示调速盘(16)与调速杠杆(18)之间的关系。
附图6为图3的K2-K2剖视，表示配流筒(4)、调速盘(16)、调速杠杆(18)及销轴(22)之间的关系。
Claims (6)
1.一种具有液压驱动、齿轮减速及多档调速的液压调速锥差马达，其特征在于：(1).液压部分由周围均布有若干轴向油缸的缸体(1)、柱塞(2)、连杆(3)及配流筒(4)等组成；(2).减速部分由内锥齿轮副(W1，W2)、外锥齿轮周向限制副(W3，W4)及歪轴(5)等组成；(3).调速部分由中间轴(6)、调速盘(16)、拉杆(19)、调速杠杆(18)、轴承支架(15)和(21)、调速轴(8)及操作手柄(9)等组成。
2.按权利要求1所述的液压调速锥差马达，其特征在于内锥齿轮)(W1)装在歪轴(5)上，经中间轴、调速盘驱动配流筒实现“无功”配流，歪轴的偏角为3-7度。
3.按权利要求1所述的液压调速锥差马达，其特征在于通过调速手柄、调速轴、调速杠杆、调速盘用调节配流筒的超前位置实现多档调速。
4.按权利要求1所述的液压调速锥差马达，其特征在于缸体(1)上均布有偶数个轴向油缸和柱塞。
5.按权利要求1所述的液压调速锥差马达，其特征在于采用二齿差内锥齿轮副(W1、W2)减速、同时采用零齿差外锥齿轮副(W3、W4)作为周向限制副。
6.按权利要求1所述的液压调速锥差马达，其特征在于内锥齿轮(W1)为平面齿面，外锥齿轮(W2)为鼓形齿修形齿面，两者组成“失配”啮合。
Priority Applications (1)
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| CN 94207329 CN2270820Y (zh) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 液压调速锥差马达 |
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| CN107387307A (zh) * | 2017-07-26 | 2017-11-24 | 徐州工业职业技术学院 | 一种具有限速装置的双向排量液压马达 |
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1994
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| CN107387307B (zh) * | 2017-07-26 | 2018-11-06 | 徐州工业职业技术学院 | 一种具有限速装置的双向排量液压马达 |
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