CN201180767Y - 电磁行星齿轮调速机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电磁行星齿轮调速机，动力输入端壳体内设有行星架，行星架上均匀设置2～4个行星轮，行星轮活套在行星架的行星轴上，输出轴一侧的壳体内壁设有励磁线圈，输出轴穿过该励磁线圈的中心孔，输出轴位于壳体内一端套有太阳轮，太阳轮位于2～4个行星轮中间，并与2～4个行星轮同时啮合，在行星轮与励磁线圈之间的输出轴上活套有圆盘，圆盘截面呈“工”字形，形成左齿圈和电枢中支撑架，行星轮位于左齿圈内，并与该左齿圈啮合，励磁线圈位于电枢内。本实用新型可电磁控制实现离合，无级变速，恒转矩，恒转速，恒功率；传承了所有行星齿轮传动优点和电磁调速优点；同时效率高，最高可达97％，体积小，重量轻，成本底，易于控制。

Description

电磁行星齿轮调速机

技术领域

本实用新型属于一种齿轮机电变速装置，具体地说，是一种电磁行星齿轮调速机。

背景技术

目前，广泛运用的齿轮调速装置都是液压行星齿轮变速装置，都是通过液压泵对机壳内的齿轮、左齿圈等的调节来达到变速的作用，在变速过程中机械能变为液压能，变速效率比较低，并且安装有油泵体积比较大，内部一些结构涉及到要进行油封，导致整个结构比较复杂，整个变速器也比较重，不易于控制，成本也比较大。同时液压行星齿轮变速装置在工作传动过程中，很难实现恒转矩、恒转速、恒功率，启动时或者超负荷运动时，缺少对变速装置的保护。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种通过磁极内励磁线圈的电流控制来实现离合、无级变速的电磁行星齿轮调速机。

本实用新型的技术方案如下：一种电磁行星齿轮调速机，包括壳体、输出轴，其关键在于：所述动力输入端壳体内设置有行星架，该行星架上均匀设置2～4个行星轮，该行星轮活套在行星架的行星轴上，所述输出轴一侧的壳体内壁设有磁极励磁线圈，所述输出轴穿过该励磁线圈的中心孔，该输出轴位于壳体内的一端套有太阳轮，该太阳轮位于2～4个行星轮中间，并与2～4个行星轮同时啮合，在所述行星轮与励磁线圈之间的输出轴上活套有圆盘，该圆盘截面呈“工”字形，形成左齿圈和电枢，所述行星轮位于左齿圈内，并与该左齿圈啮合，所述励磁线圈位于电枢内。

以上结构的电磁行星齿轮调速机就像是由行星齿轮机和电磁离合器组成。通过控制器可在很大范围内进行无级调速。而且输出转速可以高于输入转速。离合器是由两个同心而磁极固定电枢旋转的部件所组成：一个称为磁极(内定子)励磁线圈，另一个称为电枢(外转子)。当磁极的激磁线圈通过直流电流时，沿气隙圆周表面的爪极便形成若干对急性相互交替的空间磁场。当围住激磁线圈的电枢旋转时，该电枢与磁场间有相对移动，在凸台圈内就产生涡流；此涡流与磁通相互作用。产生转矩，由于激磁线圈固定所以电枢旋转减慢。控制磁极的激磁线圈电流，可实现离合、无级变速、恒转矩、恒转速、恒功率等输出功能

当动力从输入轴输入后，输入轴旋转，行星架与输入轴固定连接，所以行星架也随着旋转。行星架上固定有三个行星轮轴，三个行星轮轴上活套着三个行星齿轮。三个行星齿轮随着行星架绕太阳轮旋转并自转。三个行星齿轮与太阳轮及左齿圈齿合。圆盘的另一端为电枢，该电枢内边有固定的激磁线圈。由于激磁线圈固定无需碳刷，所以有效地提高了机械强度。当磁极的励磁线圈无电流时相当于离合脱开，太阳轮由于有负载不转动。其动力经输入轴，行星架，行星齿轮使左齿圈旋转。

当磁极的激磁线圈通过直流电流时，沿气隙圆周表面的爪极便形成若干对急性相互交替的空间磁场。当围住磁极的电枢旋转时，由于该电枢与磁场间有相对移动，在电枢内就产生涡流；此涡流与磁通相互作用。产生转矩，由于磁极固定所以电枢旋转减慢。其动力就经输入轴，行星架，行星齿轮传递到太阳轮使太阳轮旋转，太阳轮与输出轴固定连接，所以输出轴就旋转。改变励磁线圈的电流，可调节输出轴的输出功率，转矩和转速。

上述壳体由法兰机壳盖盖住机壳的开口经螺栓连接组成，这样法兰机壳盖能很好的与等功率电机的法兰连接。

上述圆盘通过轴承套在输出轴，能够自如的调节圆盘转动来实现无级变速。

上述输出轴的外接端开有键槽，便于连接。

上述圆盘与机壳之间的输出轴上安装有转速传感器。可以根据输出轴的转速来调节磁极的电流。

上述行星架上最佳方案设置3个行星轮。为了便于输出轴的皮带传动上述圆盘外圆周与机壳内壁之间设有轴承。

有益效果：本实用新型通过改变励磁电压即可实现离合，无级变速，恒转矩，恒转速，恒功率；传承了所有行星齿轮传动优点和电磁调速优点；同时效率高，最高可达97％，体积小，重量轻，成本底，易于控制；控制简单，由于是软传动，无级变速可以在超负荷时缓冲，不致损坏机件相比电磁调速控制功率小低速转矩大，效率高，可实现空载启动，运行安全，稳定可靠。转子无碳刷，机械强度高，完善的发动机保护：可将发动机设置为空载启动，最大限度地降低了发动机启动负荷；可以在发动机即将超负荷时缓冲，所以最大限度地提高了发动机寿命。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是行星轮和太阳轮在行星架上的分布图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1、图2所示，本实用新型电磁行星齿轮调速机，由壳体、输出轴3等组成，所述壳体由法兰机壳盖1盖住机壳10的开口经螺栓连接组成。输出轴3的外接端开有键槽，该壳体内的输入轴上套有行星架4，该行星架4上均匀设置三个行星轮5，该行星轮5通过轴承活套在行星架4的行星轴上，所述输出轴2一侧的壳体内壁设有励磁线圈8，所述输出轴3穿过该励磁线圈8的中心孔，该输出轴3位于壳体内的一端套有太阳轮6，该太阳轮6位于三个行星轮5中间，并与三个行星轮5同时啮合，在所述行星轮5与励磁线圈8之间的输出轴3上通过轴承活套有圆盘7，该圆盘7截面呈“工”字形，形成左齿圈和电枢，所述行星轮5位于左齿圈内，并与该左齿圈啮合，所述励磁线圈8位于电枢内。所述圆盘7与机壳10之间的输出轴3上安装有转速传感器9，励磁线圈8通过导线与控制器相连。

工作原理：当动力从输入轴输入后，输入轴旋转，行星架4与输入轴固定连接，所以行星架4也随着旋转。三个行星轮5随着行星架4绕行星架4的圆旋转。三个行星轮5与太阳轮6齿合，及左齿圈啮合。左齿圈另一端面的凸台圈围住有励磁线圈8，当励磁线圈8无电流时相当于离合脱开，太阳轮6由于有负载不转动。其动力经输入轴，行星架4，行星轮5使左齿圈旋转。励磁线圈8有电流时会产生磁场，其动力经输入轴，行星架4，行星轮5使左齿圈旋转(由电物理学可知导体切割磁力线会产生电流而该电流又会阻碍导体的运动)。所以左齿圈转速降低，其动力就会经行星轮5传递到太阳轮6使太阳轮6旋转，太阳轮6与输出轴固定连接，所以输出轴就旋转。

恒转矩传动：由控制器给一固定励磁电流，即可恒转矩传动。

恒转速传动：由转速传感器9的电信号经控制器来控制励磁电流即可。

恒功率传动：由转速传感器9的电信号经控制器运算后来控制励磁电流即可。通过控制器对最大励磁电流的限制，即可有效防止发动机的超负荷运行。当无励磁电流时则相当于离合脱开，可用于发动机的空载启动。所以输出功能多，而且对发动机保护完善。

Claims (6)

1、一种电磁行星齿轮调速机，包括壳体、输出轴(3)，其特征在于：所述动力输入端壳体内设置有行星架(4)，该行星架(4)上均匀设置2～4个行星轮(5)，该行星轮(5)活套在行星架(4)的行星轴上，所述输出轴(2)一侧的壳体内壁设有励磁线圈(8)，所述输出轴(3)穿过该励磁线圈(8)的中心孔，该输出轴(3)位于壳体内的一端套有太阳轮(6)，该太阳轮(6)位于2～4个行星轮(5)中间，并与2～4个行星轮(5)同时啮合，在所述行星轮(5)与励磁线圈(8)之间的输出轴(3)上活套有圆盘(7)，该圆盘(7)截面呈“工”字形，形成左齿圈和电枢中支撑架，所述行星轮(5)位于左齿圈内，并与该左齿圈啮合，所述励磁线圈(8)位于电枢内。

2、根据权利要求1所述电磁行星齿轮调速机，其特征在于：所述壳体由法兰机壳盖(1)盖住机壳(10)的开口经螺栓连接组成。

3、根据权利要求1所述电磁行星齿轮调速机，其特征在于：所述圆盘(7)通过轴承套在输出轴(3)。

4、根据权利要求1所述电磁行星齿轮调速机，其特征在于：所述输出轴(3)的外接端开有键槽。

5、根据权利要求1所述电磁行星齿轮调速机，其特征在于：所述圆盘(7)与机壳(10)之间的输出轴上安装有转速传感器。

6、根据权利要求1所述电磁行星齿轮调速机，其特征在于：所述行星架(4)上设有3个行星轮。

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