一种自动加载变速器及自动加载变速方法技术

一种自动加载变速器及自动加载变速方法，属于机械传动技术领域，包括变速器左端盖、变速器外壳、变速器右端盖、输入输出轴、输出输入轴、行星齿轮机构、行星摩擦轮机构、自动加载装置；变速器可以实现双向输入输出，即运动从输入输出双联中心齿轮输入到行星架输出输入轴，也可以实现运动从行星架输出输入轴到输入输出双联中心齿轮的双向运动；整个运动过程中摩擦轮传动可通过自动加载装置进行微量调节，既可以实现无级减速运动，也可以实现无级增速运动；通过离合器动作还可以实现等速传动。在变速器径向尺寸增加很小的情形下，在满足增减速输出功能的同时，可实现高传动比，根据输出端上的负载自适应调整输出端的转矩和转速。上的负载自适应调整输出端的转矩和转速。上的负载自适应调整输出端的转矩和转速。

【技术实现步骤摘要】
一种自动加载变速器及自动加载变速方法


[0001]本专利技术属于机械传动
，涉及一种组合传动的自动加载变速器，具体地说是涉及一种由行星齿轮传动和行星摩擦轮传动组合，可用于提升单位体积传动比、输入输出互换的自动加载变速器及自动加载变速方法。

技术介绍

[0002]目前，由于行星齿轮减速机具有重量轻、体积小、传动比范围大、效率高、运转平稳、噪声低适应性强等特点。因此，行星齿轮减速器被广泛应用于起重运输、工程机械、冶金、矿山、石油化工、建筑机械、轻工纺织、医疗器械、仪器仪表、汽车、电力、能源、船舶、兵器和航空航天等领域。行星齿轮减速机主要传动结构由行星轮、太阳轮、外齿圈组成。
[0003]行星齿轮减速机因为结构原因，单级减速比最小为3，最大一般不超过10，常见减速比为：3、4、5、6、8、10，减速机级数一般不超过3，但有部分大减速比定制减速机有4级减速。相对其他减速机，行星减速机具有高刚性、传动效率(单级在97%～99%)、高的扭矩和体积比、终身免维护等特点。因为这些特点，行星齿轮减速机多数是安装在步进电机和伺服电机上，行星减速机降低转速，提升扭矩，匹配惯量。
[0004]行星齿轮减速机同样因为其结构只允许在太阳轮和内齿圈之间安装一排行星齿轮的缘由，所以一般传动比不能超过10。同时，行星齿轮的套数由于一套行星齿轮(一级传动)无法满足较大的传动比，而采用2套或者3 套(多级串联)来满足较大的传动比要求，由于增加了行星齿轮的数量，所以会增加减速机的长度，体积亦得到了增大。
[0005]专利技术内容
[0006]本专利技术针对目前行星齿轮减速机普遍存在的一级传动比小于10，要获得较大的传动比时需要多级串联，造成了减速机长度增加，且目前行星齿轮减速机没有机械式无级变速功能等缺陷，提出一种自动加载变速器及自动加载变速方法，通过增设自动加载装置，在变速器径向尺寸增加很小的情形下，在满足增减速输出功能的同时，实现高传动比，根据输出端上的负载自适应调整输出端的转矩和转速。本申请提供的一种自动加载变速器采用如下技术方案：一种自动加载变速器，包括变速器左端盖、变速器外壳、变速器右端盖；其特征在于：所述自动加载变速器还包括输入输出轴、输出输入轴、行星齿轮机构、行星摩擦轮机构、自动加载装置；所述输入输出轴包括输入输出双联中心齿轮轴，通过输出双联中心齿轮轴作为动力的输入端或输出端，并与所述行星齿轮机构形成传动连接；所述输出输入轴包括行星架输出输入轴，通过行星架输出输入轴作为动力的输出端或输入端，并与所述自动加载装置形成传动连接；所述行星齿轮机构包括输入输出双联中心齿轮轴、双联行星齿轮内摩擦轮、左行
星架、右行星架；所述左行星架和右行星架分别套置在所述输入输出双联中心齿轮轴的两端，所述输入输出双联中心齿轮轴与所述双联行星齿轮内摩擦轮中的双联行星齿轮形成啮合传动，实现第一级行星齿轮传动；所述行星摩擦轮机构包括双联行星齿轮内摩擦轮、行星外摩擦轮、行星外摩擦轮轴；所述行星外摩擦轮轴两端分别支撑在左行星架、右行星架上，所述双联行星齿轮内摩擦轮与行星外摩擦轮之间形成摩擦传动副，带动行星外摩擦轮绕行星外摩擦轮轴轴线形成回转运动，实现第二级行星摩擦轮传动；所述自动加载装置包括外环、自动加载弹簧、内滚环、自动切合碟簧、自动加载钢球、自动加载轴；所述外环通过自动加载轴与行星架输出输入轴固连，所述内滚环设置外环内侧，自动加载弹簧设置在两者的径向方向，内滚环空套在自动加载轴上，内滚环在自动加载弹簧的弹力作用下在行星架输出输入轴中作径向运动；自动切合碟簧设置在两个内滚环之间的自动加载轴上，使内滚环与外环径向移动时仍保持动态紧密切合状态；在内滚环与外环各自相对面上分别设置凹槽，自动加载钢球则设置在上述凹槽内。
[0007]通过采用上述技术方案，变速器可以实现双向输入输出，即运动从输入输出双联中心齿轮输入到行星架输出输入轴，也可以实现运动从行星架输出输入轴到输入输出双联中心齿轮的双向运动；整个运动过程中涉及行星齿轮传动和摩擦轮传动，其中摩擦轮传动可通过自动加载装置进行微量调节，既可以实现无级增速运动，也可以实现无级减速运动。
[0008]进一步的，所述输入输出双联中心齿轮轴左端通过一对球轴承支撑在左行星架的孔内，并通过左轴承盖压紧；右端通过角接触球轴承支撑在行星架输出输入轴孔内；行星架输出输入轴右端通过角接触球轴承支撑，并分别用右轴承盖、右轴向轴承挡圈、圆螺母相对于变速器右端盖轴向定位。
[0009]通过采用上述技术方案，使输入输出双联中心齿轮轴在左右行星架上进行稳定的安装和定位，通过球轴承增加了输入输出双联中心齿轮轴的径向和轴向的支承角度刚性，提高了抗变形能力。
[0010]进一步的，所述双联行星齿轮内摩擦轮中双联行星轮的两端通过一对球轴承支撑在左行星架、右行星架孔内，轴承两端分别用异形垫圈定位并压紧。
[0011]通过采用上述技术方案，使双联行星齿轮内摩擦轮在左右行星架中进行稳定的安装和定位，通过一对球轴承增加了双联行星齿轮内摩擦轮径向和轴向的支承角度刚性，提高了抗变形能力。
[0012]进一步的，所述双联行星齿轮内摩擦轮的中间轮廓面为“圆柱面+凹圆弧面+圆柱面”，内滚环的内轮廓面为“圆柱面+凹圆弧面”，行星外摩擦轮的中间轮廓面为“圆柱面+凸圆弧面”，行星外摩擦轮的中间轮廓面分别与双联行星齿轮内摩擦轮的中间轮廓面、内滚环的内轮廓面接触后形成摩擦传动副。
[0013]通过采用上述技术方案，轮廓面设置成圆柱面+凹圆弧面，传动过程中可增加摩擦接触面积，可避免内外摩擦轮产生滑动现象，保证传动效率。
[0014]进一步的，所述行星外摩擦轮轴两端通过一对球轴承分别支撑在左行星架、右行星架沿径向方向的微椭圆圆孔内，球轴承两端分别用异形垫圈进行轴向定位，且异形垫圈分别与左右行星架之间形成轴向间隙Δ1和Δ2，Δ1=Δ2，球轴承的安装初始圆心O在微椭圆圆孔内的正反径向自调整间隙分别为Δ3和Δ4，Δ3=Δ4。
[0015]通过采用上述技术方案，设置轴向间隙和正反径向间隙均是为了使行星外摩擦轮轴连同外摩擦轮沿左行星架、右行星架径向方向的微椭圆圆孔内进行微调，以实时适应外摩擦轮受内滚轮径向载荷作用后对行星外摩擦轮轴产生的微弹性变形。
[0016]进一步的，所述内滚环空套在自动加载轴上，内滚环相对于自动加载轴的上下径向移动间隙分别为Δ5和Δ6，Δ5=Δ6。
[0017]通过采用上述技术方案，当内滚环受到增加正压力还是减小正压力的时候，迫使内滚环只能沿外环径向移动，即内滚环向中心趋近或背离中心的运动。
[0018]进一步的，所述外环与内滚环各自相对面上设置的凹槽为V型槽或凹圆弧槽，相对面上的两个凹槽在初始状态下形成错位设置，自动加载钢球置于两个凹槽中，使内滚环上的凹槽相对于外环上的凹槽向内径向方向运动，产生径向力的变化。
[0019]通过采用上述技术方案，在内滚环与外环各自相对面上分别设置了两个凹槽，在每对凹槽中放置自动加载钢球，并保持内滚环与外环两者径向移动时还处于动态紧密切合，内滚环相对于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动加载变速器，包括变速器左端盖(9)、变速器外壳(27)、变速器右端盖(37)；其特征在于：所述自动加载变速器还包括输入输出轴、输出输入轴、行星齿轮机构、行星摩擦轮机构、自动加载装置；所述输入输出轴包括输入输出双联中心齿轮轴(6)，通过输出双联中心齿轮轴(6)作为动力的输入端或输出端，并与所述行星齿轮机构形成传动连接；所述输出输入轴包括行星架输出输入轴(36)，通过行星架输出输入轴(36)作为动力的输出端或输入端，并与所述自动加载装置形成传动连接；所述行星齿轮机构包括输入输出双联中心齿轮轴(6)、双联行星齿轮内摩擦轮(15)、左行星架(21)、右行星架(46)；所述左行星架(21)和右行星架(46)分别套置在所述输入输出双联中心齿轮轴(6)的两端，所述输入输出双联中心齿轮轴(6)与所述双联行星齿轮内摩擦轮(15)中的双联行星齿轮形成啮合传动，实现第一级行星齿轮传动；所述行星摩擦轮机构包括双联行星齿轮内摩擦轮(15)、行星外摩擦轮(23)、行星外摩擦轮轴(47)；所述行星外摩擦轮轴(47)两端分别支撑在左行星架(21)、右行星架(46)上，所述双联行星齿轮内摩擦轮(15)与行星外摩擦轮(23)之间形成摩擦传动副，带动行星外摩擦轮(23)绕行星外摩擦轮轴(47)轴线形成回转运动，实现第二级行星摩擦轮传动；所述自动加载装置包括外环(29)、自动加载弹簧(30)、内滚环(31)、自动切合碟簧(32)、自动加载钢球(33)、自动加载轴(34)；所述外环(29)通过自动加载轴(34)与行星架输出输入轴(36)固连，所述内滚环(31)设置外环(29)内侧，自动加载弹簧(30)设置在两者的径向方向，内滚环(31)空套在自动加载轴(34)上，内滚环(31)在自动加载弹簧(30)的弹力作用下在行星架输出输入轴(36)中作径向运动；自动切合碟簧(32)设置在两个内滚环(31)之间的自动加载轴(34)上，使内滚环(31)与外环(29)径向移动时仍保持动态紧密切合状态；在内滚环(31)与外环(29)各自相对面上分别设置凹槽，自动加载钢球(33)则设置在上述凹槽内。2.根据权利要求1所述的一种自动加载变速器，其特征在于：所述输入输出双联中心齿轮轴(6)左端通过一对球轴承(5)支撑在左行星架(21)的孔内，并通过左轴承盖(7)压紧；右端通过球轴承(45)支撑在行星架输出输入轴(36)孔内；行星架输出输入轴(36)右端通过球轴承(44)支撑，并分别用右轴承盖(38)、右轴向轴承挡圈(42)、圆螺母(43)相对于变速器右端盖(37)轴向定位。3.根据权利要求1所述的一种自动加载变速器，其特征在于：所述双联行星齿轮内摩擦轮(15)中双联行星轮的两端通过一对球轴承(14)支撑在左行星架(21)、右行星架(46)孔内，轴承两端分别用异形垫圈(13)定位并压紧。4.根据权利要求3所述的一种自动加载变速器，其特征在于：所述双联行星齿轮内摩擦轮(15)的中间轮廓面为“圆柱面+凹圆弧面”，内滚环(31)的内轮廓面为“圆柱面+凹圆弧面”，行星外摩擦轮(23)的中间轮廓面为“圆柱面+凸圆弧面”，行星外摩擦轮(23)的中间轮廓面分别与双联行星齿轮内摩擦轮(15)的中间轮廓面、内滚环(31)的内轮廓面接触后形成摩擦传动副。5.根据权利要求1所述的一种自动加载变速器，其特征在于：所述行星外摩擦轮轴(47)两端通过一对球轴承(20)分别支撑在左行星架(21)、右行星架(46)沿径向方向的微椭圆圆孔内，球轴承...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳青松，王波，苏楠，周峰，庞晓文，张政，朱免顺，田万英，
申请(专利权)人：扬州工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：