CN2487919Y - 行星轮旋磁变速器 - Google Patents

Abstract

一种行星轮旋磁变速器,其电动机为立盘式电机,其转子呈盘状结构,其盘面间隔一定缝隙邻接装在机壳槽内的呈盘状的定子的侧面,转子固装于行星轮的外圆,该行星轮的内孔装于一轴承的外环,该轴承的内环固装于一偏心轮,该偏心轮腹板上有一长孔,该长孔套装在输入轴的扁平轴颈上,在行星轮的腹板上有两个长孔,长孔中各装有一等角速比构件,该构件连接输出轴的转盘;本实用新型提供了一种具有较宽变速比,效率较高的无级变速装置,并能向外输出机械能和电能的混合动力,传动扭矩大。

Description

行星轮旋磁变速器

本实用新型涉及机械传动中的变速装置，具体地说是一种行星轮旋磁变速器。

现有的齿轮变速器，行星轮变速器和谐波转动装置只能实现有级变速，不能实现无级减速，现有的无级变速装置如摩擦轮式，皮带轮式，液力偶合式和电力偶合式又都效率较低。

本实用新型的目的是提供一种具有较宽变速比，效率较高的无级变速装置。并能向外输出机械能和电能的混合动力，传动扭矩大。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种行星轮旋磁变速器，包括机壳、输入轴、输出轴、电动机定子、转子、传动组件和调节机构，其特征在于：

电动机为立盘式电机，其转子呈盘状结构，其盘面间隔一定缝隙邻接装在机壳1槽内的呈盘状的定子的侧面；

传动组件的结构为：转子固装于至少一组行星轮的外圆，该行星轮的内孔装于一轴承的外环，该轴承的内环固装于一偏心轮，该偏心轮腹板上有一长孔，该长孔套装在输入轴的扁平轴颈上，该扁平轴颈的宽度与该长孔的孔宽相应而可在该长孔中滑动，在行星轮的腹板上有至少两个长孔，该长孔中各装有一等角速比构件，该构件连接于与输出轴连体的转盘而将转动传递给输出轴，所述输入轴、输出轴装在机壳及盖的轴承座中。

本实用新型的目的还可以通过以下措施实现：

所述立盘式电机为双定子、双转子电机，在机壳的左、右环槽中各装有一组呈盘状的电动机定子，靠近该定子的内侧面各装有一组呈空心圆盘形状的电动机转子，该各转子分别固装于一行星轮的外圆，该行星轮的腹板上至少有二长孔，该二行星轮的内孔各套装于一轴承的外环，该轴承的内环固装一偏心轮，该偏心轮中心有一长孔，该二偏心轮的长孔分别套装在一同一输入轴的两个扁平轴颈上，该扁平轴颈的扁口宽度与该长孔的孔宽相应而可在该长孔中滑动，该扁平轴颈有反向的两个凸台，该二凸台分别位于该二偏心轮的长孔内，在该凸台与该长孔之间的空隙中各装有一压缩弹簧，该弹簧支承在偏心轮长孔的斜面上，该输入轴支承于机壳的轴承座；

在所述二行星轮的腹板上有数量相同的长孔，该二行星轮的长孔以等角速比构件连接，该等角速比构件有销轴连接与输出轴连体的转盘，该输出轴装在机壳的轴承座中。

所述连接偏心轮与输出轴转盘的等角速比构件可以是双联偏心柱销，也可以是十字滑环及滑块。

在所述输出轴上设置有转速调节机构，其构造为：在输入轴后段有一中心孔，孔中穿入调速心轴，其调速执行构件为从心轴后端固连的两支从输入轴轴颈横向穿出的拨杆，该拨杆头部作用于偏心轮长孔的斜面而可调节行星轮中心与输入轴中心的偏心距离，由装在输入轴凸台端部的弹簧复位，在调速心轴端部套装有一复位弹簧，该弹簧装在输入轴的轴孔中；该调速心轴端部固接一横杆，该横杆从输入轴的横槽中穿出的杆端圆环伸入一拨叉的叉槽，该拨叉的手柄从壳体壁穿出。

所述调速机构的执行构件为一连杆，该连杆一端铰接于调速心轴，另端铰接于偏心轮长孔顶部。

所述调速机构的执行构件为一由电动机驱动的螺杆，装在偏心轮的长孔中，该螺杆的螺纹与输入轴横向孔的螺纹配合，该电动机可以由装在壳体内的发电机供电；也可由外接电源通过电刷装置供电，该电刷装在支承架上，由弹簧支撑与固定于输入轴上的间隔绝缘套的金属导电环成弹性接触，该金属导电环有导线连接电动机。

所述调速机构的执行构件为横置的直线电机装置的初极线圈，该初极线圈产生的横向力驱动偏心轮移动。

所述调速机构的执行构件为一横向置放于偏心轮偏心孔中的金属杆，该金属杆装在输入轴的横向孔中，该金属杆外圆及输入轴横向孔内孔中装有电磁线圈，该线圈通电时产生磁场驱动金属杆及偏心轮移动。

所述调速机构的执行构件为液压装置；其构造为：在输入轴的中心孔中装有一组液压活塞，由手柄拨叉驱动将液压油经输入轴中心油孔传给横向装在偏心轮偏心孔中的活塞，油缸，该油缸固定在输入轴上，该活塞移动时使偏心轮移动实现调速。

所述液压活塞的驱动装置可以是直线电机，也可以是电磁线圈。

本实用新型有以下积极有益的效果：

1.本变速器的调速有三种方式，调速范围宽：

输入轴通过偏心机构带动行星轮滚动，中心电机带动行星轮自转，最后行星轮的自转通过等角速比机构传递给输出轴。

根据方程式：

其中：

W输出为输出轴的角速度

W输入为输入轴的角速度

W电为中心电机的转子转速

R中心为中心电机的等效半径

R行星为行星轮的等效半径。

本实用新型通过三种方式实现变速调节。

一.通过调节R行星，即改变行星轮的离心距来调节W输出；

二.通过调节W电，即中心电机的转速来调节W输出。

三.通过上述两种方式相结合来实现对W输出的调节；

2.本调速器可实现无级调速，与现有的无级变速装置相比，可实现较宽的变速范围和较高的传动效率；

3.本调速器能向外输出机械能和电能的混合动力，实现较大的输出扭矩。

现结合附图进行说明：

图1是本实用新型一实施例的结构示意图，为正视全剖视图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1中等角速比构件——双联偏心柱销的结构示意图；

图4是图1中调速机构的调速心轴的结构示意图；

图5是图1中转子、行星轮、偏心轮的局部结构详图，图中等角速比构件采用十字滑环及滑块；

图6是图5中十字滑环的结构示意图；

图7是图1中调速机构的又一实施例；

图8是图7中的连杆的结构示意图；

图9是图1中调速机构的另一实施例；

图10是图9中执行构件的另一实施例，为轴侧直线电机驱动实现调速的结构示意图；

图11是图9中执行构件的另一实施例，为圆筒形直线电机驱动实现调速的结构示意图；

图12是图9中执行构件的另一实施例，为行星轮侧直线电机驱动实现调速的结构示意图；

图13是图9中执行构件的另一实施例，为电磁线圈驱动实现调速的结构示意图；

图14是图9中电源通过电刷传输实现了调速的结构示意图；

图15是图1中调速机构的另一实施例；

图16同图15，为采用圆筒型直线电机直线移动磁场驱动活塞实现调速的结构示意图；

图17同图15，为采用电磁线圈驱动活塞调速的结构示意图；

附图编号：

1.机壳

101.轴承座    102.机壳盖    103.机壳盖轴承座

2.输入轴

201.扁平轴颈    202.凸台    203.反向凸台

3.输出轴                301.连体转盘

4.电机定子              401.线圈

5.电机转子              501.线圈

6.行星轮                601.长孔

7.等角速比传动构件

701.双联偏心柱销        702.十字滑环         703.滑块

8.偏心轮                801.长孔             802.斜面

9.压缩弹簧

10.轴承

11.转速调节机构

111.调速心轴            112.拨杆             113.复位弹簧

114.横杆上的圆环        115.拨叉             116.连接拨叉的手柄

117.连杆

12.转速调节机构的发电机装置

121.发电机定子          122.定子线圈         123.发电机转子

124.螺杆                125.电动机

13.转速调节机构的电刷装置

131.电刷                132.金属导电环       133.绝缘层(套)

134.导线                135.弹簧             136.支架

14.转速调节机构的直线电机装置

141.初极                142.金属杆           143.绝缘层

15.转速调节机构的电磁线圈装置

151.电磁线圈

16.转速调节机构的液压装置

161.液压活塞            162.液压油缸         163.液压油通道

请参照图1、图2，本实用新型是一种行星轮旋磁变速器，包括机壳、输入轴、输出轴、电动机定子、转子、传动组件和调节机构。

电动机为立盘式电机，其转子5呈盘状结构，其盘面间隔一定缝隙邻接装在机壳1槽内的呈盘状的定子4的侧面；

传动组件的结构为：转子5固装于至少一组行星轮6的外圆，该行星轮的内孔装于一轴承10的外环，该轴承10的内环固装于一偏心轮8，该偏心轮腹板上有一长孔801，该长孔套装在输入轴2的扁平轴颈201上，该扁平轴颈201的宽度与该长孔801的孔宽相应而可在该长孔中滑动，在行星轮6的腹板上有至少两个长孔601，该长孔中各装有一等角速比构件7，该构件连接于与输出轴3连体的转盘301而将转动传递给输出轴3，所述输入轴2、输出轴3装在机壳1及盖101的轴承座中。

在图1所示实施例中，所述立盘式电机为双定子、双转子电机，在机壳的左、右环槽中各装有一组呈盘状的电动机定子4，靠近该定子的内侧面各装有一组呈空心圆盘形状的电动机转子5，该各转子5分别固装于一行星轮6的外圆，该行星轮的腹板上至少有二长孔601，该二行星轮6的内孔各套装于一轴承10的外环，该轴承10的内环固装一偏心轮8，该偏心轮中心有一长孔801，该二偏心轮的长孔801分别套装在一同一输入轴2的两个扁平轴颈201上，该扁平轴颈201的扁口宽度与该长孔801的孔宽相应而可在该长孔中滑动，该扁平轴颈有反向的两个凸台202、203，该二凸台分别位于该二偏心轮的长孔801内，在该凸台与该长孔之间的空隙中各装有一压缩弹簧9，该弹簧支承在偏心轮长孔的斜面802上，该输入轴2支承于机壳1的轴承座；

在所述二行星轮6的腹板上有数量相同的长孔601，该二行星轮的长孔601以等角速比构件7连接，该等角速比构件7有销轴连接与输出轴3连体的转盘301，该输出轴3装在机壳1的轴承座中。

所述连接偏心轮与输出轴转盘的等角速比构件7可以是双联偏心柱销701见图3，也可以是十字滑环702及滑块703见图5，十字滑环机构由十字滑环和固联于行星轮的滑块组成，图5中采用两个十字滑环机构将两行星轮和输出轴联结起来，将两行星轮自转角速度传递给输出轴，图6为十字滑环的立体图。

请参照图1，在所述输出轴3上设置有转速调节机构11，其构造为：在输入轴后段有一中心孔，孔中穿入调速心轴111，其调速执行构件为从心轴后端固连的两支从输入轴轴颈横向穿出的拨杆112，该拨杆112头部作用于偏心轮长孔的斜面802而可调节行星轮6中心与输入轴2中心的偏心距离，由装在输入轴凸台端部的弹簧9复位，在调速心轴端部套装有一复位弹簧113，该弹簧113装在输入轴2的轴孔中；该调速心轴端部固接一横杆，该横杆从输入轴的横槽中穿出的杆端圆环114伸入一拨叉115的叉槽，该拨叉的手柄116从壳体壁穿出。转速调节机构拨杆112通过斜面802调节偏心轮8及行星轮6的离心距，从而调节输出轴3的转速。

在图7所示实施例中，所述调速机构的执行构件为一连杆117见图8，该连杆117一端铰接于调速心轴111，另端铰接于偏心套长孔801顶部。

在图9所示实施例中，所述调速机构的执行构件为一由电动机125驱动的螺杆124，装在偏心轮的长孔801中，该螺杆124的螺纹与输入轴2横向孔的螺纹配合，该电动机125可以由装在壳体内的发电机12供电；也可由外接电源通过电刷装置13供电见图4，该电刷131装在支承架136上，由弹簧135支撑与固定于输入轴2上的间隔绝缘套133的金属导电环132成弹性接触，该金属导电环132有导线134连接电动机125。

在图10、图11、图12所示实施例中，所述调速机构的执行构件为横置的直线电机装置14的初极线圈141，该初极线圈产生的横向力驱动偏心轮8移动。

由于输入轴2处于高速旋转状态，当发电机定子线圈122中通电后，在发电机转子123的线圈中感生出电能，此电能经嵌入输入轴内的导线(图中未画出)传递给电动机125，带动螺杆124转动，该螺杆与输入轴上的螺纹相啮合，调节行星轮6的离心距的大小，当改变发电机定子121内的电流方向后，电动机125的转向也改变，从而控制行星轮离心距的增大和减小，当发电机不发电时，螺杆124靠螺纹的自锁；使行星轮6保持离心距不变。

在图13所示实施例中，所述调速机构的执行构件为一横向置放于偏心轮偏心孔中的金属杆142，该金属杆装在输入轴2的横向孔中，该金属杆外圆及输入轴横向孔内孔中装有电磁线圈151，该线圈通电时产生磁场驱动金属杆142及偏心轮8移动。

在图15所示实施例中，所述调速机构的执行构件为液压装置16；其构造为：在输入轴2的中心孔中装有一组液压活塞161，由手柄拨叉116、115驱动将液压油经输入轴中心油孔163传给横向装在偏心轮偏心孔中的活塞，油缸161、162，该油缸固定在输入轴2上，该活塞161移动时使偏心轮8移动实现调速。

拨叉115拨动拨环114，带动液压活塞161轴向移动，通过充满了液压油路内的液压油撞动固联于偏心轮8上的液压活塞161作垂直的轴向移动，从而调节行星轮6的离心距的大小。

图16、图17同图15、图16的执行构件是直线电机动14，图17的执行构件是电磁线圈15。

Claims (10)

1.一种行星轮旋磁变速器，包括机壳、输入轴、输出轴、电动机定子、转子、传动组件和调节机构，其特征在于：

电动机为立盘式电机，其转子(5)呈盘状结构，其盘面间隔一定缝隙邻接装在机壳1槽内的呈盘状的定子4的侧面；

传动组件的结构为：转子(5)固装于至少一组行星轮(6)的外圆，该行星轮的内孔装于一轴承(10)的外环，该轴承(10)的内环固装于一偏心轮(8)，该偏心轮腹板上有一长孔(801)，该长孔套装在输入轴(2)的扁平轴颈(201)上，该扁平轴颈(201)的宽度与该长孔(801)的孔宽相应而可在该长孔中滑动，在行星轮(6)的腹板上有至少两个长孔(601)，该长孔中各装有一等角速比构件(7)，该构件连接于与输出轴(3)连体的转盘(301)而将转动传递给输出轴(3)，所述输入轴(2)、输出轴(3)装在机壳(1)及盖(101)的轴承座中。

2.如权利要求1所述的行星轮旋磁变速器，其特征在于：所述立盘式电机为双定子、双转子电机，在机壳的左、右环槽中各装有一组呈盘状的电动机定子(4)，靠近该定子的内侧面各装有一组呈空心圆盘形状的电动机转子(5)，该各转子(5)分别固装于一行星轮(6)的外圆，该行星轮的腹板上至少有二长孔(601)，该二行星轮(6)的内孔各套装于一轴承(10)的外环，该轴承(10)的内环固装一偏心轮(8)，该偏心轮中心有一长孔(801)，该二偏心轮的长孔(801)分别套装在一同一输入轴(2)的两个扁平轴颈(201)上，该扁平轴颈(201)的扁口宽度与该长孔(801)的孔宽相应而可在该长孔中滑动，该扁平轴颈有反向的两个凸台(202)、(203)，该二凸台分别位于该二偏心轮的长孔(801)内，在该凸台与该长孔之间的空隙中各装有一压缩弹簧(9)，该弹簧支承在偏心轮长孔的斜面(802)上，该输入轴(2)支承于机壳(1)的轴承座；

在所述二行星轮(6)的腹板上有数量相同的长孔(601)，该二行星轮的长孔(601)以等角速比构件(7)连接，该等角速比构件(7)有销轴连接与输出轴(3)连体的转盘(301)，该输出轴(3)装在机壳(1)的轴承座中。

3.如权利要求1所述的行星轮旋磁变速器，其特征在于：所述连接偏心轮与输出轴转盘的等角速比构件(7)可以是双联偏心柱销(701)，也可以是十字滑环(702)及滑块(703)。

4.如权利要求1所述的行星轮旋磁变速器，其特征在于：在所述输出轴(3)上设置有转速调节机构(11)，其构造为：在输入轴后段有一中心孔，孔中穿入调速心轴(111)，其调速执行构件为从心轴后端固连的两支从输入轴轴颈横向穿出的拨杆(112)，该拨杆(112)头部作用于偏心轮长孔的斜面(802)而可调节行星轮(6)中心与输入轴(2)中心的偏心距离，由装在输入轴凸台端部的弹簧(9)复位，在调速心轴端部套装有一复位弹簧(113)，该弹簧(113)装在输入轴(2)的轴孔中；该调速心轴端部固接一横杆，该横杆从输入轴的横槽中穿出的杆端圆环(114)伸入一拨叉(115)的叉槽，该拨叉的手柄(116)从壳体壁穿出。

5.如权利要求4所述的行星轮旋磁变速器，其特征在于：所述调速机构的执行构件为一连杆(117)，该连杆(117)一端铰接于调速心轴(111)，另端铰接于偏心轮长孔(801)顶部。

6.如权利要求4所述的行星轮旋磁变速器，其特征在于：所述调速机构的执行构件为一由电动机(125)驱动的螺杆(124)，装在偏心轮的长孔(801)中，该螺杆(124)的螺纹与输入轴(2)横向孔的螺纹配合，该电动机(125)可以由装在壳体内的发电机(12)供电；也可由外接电源通过电刷装置(13)供电，该电刷(131)装在支承架(136)上，由弹簧(135)支撑与固定于输入轴(2)上的间隔绝缘套(133)的金属导电环(132)成弹性接触，该金属导电环(132)有导线(134)连接电动机(125)。

7.如权利要求4所述的行星轮旋磁变速器，其特征在于：所述调速机构的执行构件为横置的直线电机装置(14)的初极线圈(141)，该初极线圈产生的横向力驱动偏心轮(8)移动。

8.如权利要求4所述的行星轮旋磁变速器，其特征在于：所述调速机构的执行构件为一横向置放于偏心轮偏心孔中的金属杆(142)，该金属杆装在输入轴(2)的横向孔中，该金属杆外圆及输入轴横向孔内孔中装有电磁线圈(151)，该线圈通电时产生磁场驱动金属杆(142)及偏心轮(8)移动。

9.如权利要求4所述的行星轮旋磁变速器，其特征在于：所述调速机构的执行构件为液压装置(16)；其构造为：在输入轴(2)的中心孔中装有一组液压活塞(161)，由手柄拨叉(116)、(115)驱动将液压油经输入轴中心油孔(163)传给横向装在偏心轮偏心孔中的活塞，油缸(161)、(162)，该油缸固定在输入轴(2)上，该活塞(161)移动时使偏心轮(8)移动实现调速。

10.如权利要求9所述的行星轮旋磁变速器，其特征在于：所述液压活塞的驱动装置可以是直线电机，也可以是电磁线圈。

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