專(zhuān)利名稱(chēng)：機(jī)、液共體行星式靜壓機(jī)械變矩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種齒輪式液體靜壓裝置，它是以液壓齒輪元件與靠嚙合力傳遞力矩的行星輪系中的齒輪元件共體，齒輪的嚙合力與液壓力二流疊加，并且具有差動(dòng)無(wú)級(jí)變速、增、減速、恒功率輸出性能且泵、馬達(dá)、機(jī)、液元件一體的行星靜壓機(jī)械變矩器的動(dòng)力傳動(dòng)裝置，它具有隨外載負(fù)荷增加速度自動(dòng)下降的自動(dòng)適應(yīng)性、啟動(dòng)的平穩(wěn)性和無(wú)級(jí)變速的特點(diǎn)，具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)效率高等特點(diǎn)。
在現(xiàn)有技術(shù)中，美國(guó)三十年代開(kāi)始(詳見(jiàn)Machine Design Vol.60.No.24OCT.13 1988 P.76)至今還在研制的軸向液壓泵與軸向液壓馬達(dá)組合裝置是一種泵體與馬達(dá)體分開(kāi)，泵和馬達(dá)的軸線(xiàn)與輸出軸線(xiàn)相垂直的龐大而復(fù)雜的機(jī)構(gòu)；現(xiàn)有工程機(jī)械、汽車(chē)傳動(dòng)中采用的液體動(dòng)壓的液力機(jī)械變矩器或液力偶合器是一種低壓而且體積較大的裝置(詳見(jiàn)機(jī)械工業(yè)出版社95年第一版第五卷第四章P39-122-136徐灝主編的機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè))；而混凝土罐攪拌車(chē)和一些工程機(jī)械的傳動(dòng)裝置是以單體的軸向柱塞泵產(chǎn)生的高壓油驅(qū)動(dòng)單體的軸向柱塞馬達(dá)，再由馬達(dá)帶動(dòng)減速機(jī)的主動(dòng)軸來(lái)實(shí)現(xiàn)的；而現(xiàn)有技術(shù)中的行星排大部是帶外嚙合的NGW，行星輪系如機(jī)械工業(yè)出版86年第一版蘇B.H.魯堅(jiān)科編著的行星與諧傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖冊(cè)第56頁(yè)-《чацка》自動(dòng)變速器。
本發(fā)明的目的是提供一種機(jī)、液元件共體；機(jī)、液二力矩疊加；泵、馬達(dá)一體化的恒功率的高效率的無(wú)級(jí)變速靜壓機(jī)械變矩的動(dòng)力傳動(dòng)裝置，總體結(jié)構(gòu)為一種液體靜壓機(jī)械變矩器是由齒輪式液體靜壓變矩器和純內(nèi)嚙合的行星輪系所組成。齒輪式液體靜壓變矩器是一種機(jī)、液元件共體；機(jī)、液力矩疊加，能無(wú)級(jí)變速的恒功率同軸型行星傳動(dòng)裝置，其輸出擋具有一個(gè)及一個(gè)以上自由度，行星排擋可以是一排或多軸向相聯(lián)。齒輪式液體靜壓變矩器是一種齒輪泵與齒輪馬達(dá)的共體結(jié)構(gòu)，它是由一種機(jī)、液元件共體；液壓泵與液壓馬達(dá)元件共體的液體靜壓變矩器(傳動(dòng)裝置)與純機(jī)械的行星座聯(lián)接而成的機(jī)、液元件共體的行星式靜壓機(jī)械變矩器。上述靜壓傳動(dòng)裝置在本發(fā)明中分為機(jī)、液元件共體液壓泵與機(jī)、液元件共體液壓馬達(dá)徑向聯(lián)體以及機(jī)、液元件共體液壓泵與機(jī)、液元件共體液壓馬達(dá)軸向聯(lián)體兩大類(lèi)。
機(jī)、液元件共體液壓泵與機(jī)、液元件共體液壓馬達(dá)徑向聯(lián)體的特征為當(dāng)內(nèi)外齒圈1以?xún)?nèi)的行星座為N、NN、NGW、NW、NGWN型時(shí)，其特征為一個(gè)周向浮動(dòng)、內(nèi)外齒圈同軸并共體并為定軸的內(nèi)外齒圈1的外齒與周向浮動(dòng)的較大的內(nèi)齒圈3的內(nèi)齒嚙合，在內(nèi)外齒圈1和內(nèi)齒圈3的非嚙合區(qū)由月牙塊2將內(nèi)外齒圈1的外齒齒頂與內(nèi)齒圈3內(nèi)齒的齒頂隔離，月牙塊2、內(nèi)外齒圈1及內(nèi)齒圈3的兩端面設(shè)置兩個(gè)側(cè)板，并由兩側(cè)板及在月牙塊2的兩個(gè)月形尖部至內(nèi)外齒圈1和內(nèi)齒圈3嚙合點(diǎn)之間具有一個(gè)封閉的高壓油腔形成的周向浮動(dòng)的外圈內(nèi)齒輪泵(內(nèi)齒輪馬達(dá))。內(nèi)外齒圈1的內(nèi)圈行星座的軸向兩端，在行星架或輸出機(jī)構(gòu)上固結(jié)兩塊側(cè)板形成內(nèi)齒行星輪系的封閉油腔，當(dāng)其為NGW、NW、NGWN型時(shí)是由太陽(yáng)輪5、行星輪4、行星架9，內(nèi)外齒圈1的內(nèi)齒構(gòu)成；當(dāng)為N、NN少齒差型時(shí)是由內(nèi)外齒圈1的內(nèi)齒、行星輪4、動(dòng)態(tài)月牙塊7所組成。內(nèi)外齒圈1的內(nèi)齒以?xún)?nèi)包容一個(gè)與內(nèi)外齒圈1同軸以?xún)?nèi)外齒圈1的內(nèi)齒作為基本元件之一的具有兩個(gè)周向浮動(dòng)基本元件(另一個(gè)為輸出元件)的機(jī)、液元件共體的內(nèi)圈N、NN、NGW、NW、WW、NGWN型行星座，其中機(jī)、液共體元件包括太陽(yáng)輪、行星輪、行星架、輸出機(jī)構(gòu)、內(nèi)齒圈、轉(zhuǎn)臂軸承，并依靠?jī)啥藥в吐返膫?cè)板10、行星架9及嚙合點(diǎn)兩側(cè)的高、低壓油腔13、15，形成封閉的內(nèi)圈N、NN、NGW、NW、WW、NGWN型行星馬達(dá)(泵)。作為上述機(jī)、液共體靜壓變矩器，當(dāng)機(jī)、液元件共體；泵、馬達(dá)共體的徑向聯(lián)體的內(nèi)外的行星座為本發(fā)明的少齒差型時(shí)，其特征為一個(gè)周向浮動(dòng)，內(nèi)外齒圈同軸并共體，其軸線(xiàn)與外齒輪12的軸線(xiàn)呈一距離，并可繞外齒輪12的軸線(xiàn)平動(dòng)的內(nèi)外齒圈11的內(nèi)外齒的齒頂分別被動(dòng)態(tài)月牙塊7、8對(duì)外齒輪12及周向浮動(dòng)的內(nèi)齒圈23的齒頂形成動(dòng)態(tài)隔離。動(dòng)態(tài)月牙塊7、8的軸向兩端與兩個(gè)內(nèi)外圈支承在相同平面滾動(dòng)軸承的空心偏心輪相固結(jié)，內(nèi)外齒圈11的兩端面通過(guò)側(cè)板10支承在空心偏心輪外圈的軸承上，空心偏心輪的內(nèi)圈由軸承支承在外齒輪12相固結(jié)并同軸的兩端軸6上，內(nèi)外齒圈11的外齒與內(nèi)齒圈23形成少齒差嚙合，其內(nèi)齒與外齒輪12形成少齒差嚙合且兩處在互為180°的徑向軸線(xiàn)上，兩嚙合付具有相同的偏心量。側(cè)板10的外緣與內(nèi)齒圈23及外齒輪12同心，其外緣外徑抵達(dá)內(nèi)齒圈齒根以外一小距離并對(duì)內(nèi)齒圈23及內(nèi)外齒圈12相嚙合的空間形成動(dòng)態(tài)密封(空心偏心輪結(jié)構(gòu)可參考中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利ZL93110712.1)。內(nèi)外齒圈11的外齒與內(nèi)齒圈23形成少齒差嚙合，其內(nèi)齒與外齒輪12的外齒形成少齒差嚙合，此內(nèi)圈行星(馬達(dá)或泵)的嚙合點(diǎn)兩側(cè)具有構(gòu)成高、低壓油腔必要條件的元件含月牙塊7、側(cè)板10，由外圈內(nèi)齒輪泵(內(nèi)齒輪馬達(dá))通過(guò)雙層油管6及相應(yīng)的外部油管向內(nèi)圈行星輪系(馬達(dá)或泵)連接高、低壓油腔形成的機(jī)、液元件共體齒輪泵與齒輪馬達(dá)共體，徑向同軸型液體靜壓變矩器。
機(jī)、液元件共體液壓泵與機(jī)、液元件共體液壓馬達(dá)軸向聯(lián)體的特征為N、NN、NW、WW、NGWN、NGW型(planotary type)機(jī)、液元件共體泵與N、NN、NW、WW、NGWN、NGW型(planotary type)機(jī)、液元件共體馬達(dá)間軸向聯(lián)體，它們具有上述內(nèi)外齒圈1內(nèi)齒以?xún)?nèi)的N、NN、NW、WW、NGW、NGWN型機(jī)、液元件共體泵(馬達(dá))的結(jié)構(gòu)特征還各自具有一個(gè)周向自由度并設(shè)置有聯(lián)接泵與馬達(dá)高低壓油腔的油路的機(jī)、液共體的搭橋元件軸向聯(lián)接的聯(lián)合體，此搭橋元件是一種機(jī)、液共體元件(下述泵與馬達(dá)即機(jī)、液元件共體泵與機(jī)、液元件共體馬達(dá)簡(jiǎn)稱(chēng)“泵”與“馬達(dá)”)，它可以是泵的內(nèi)齒圈14與馬達(dá)的內(nèi)齒圈14做成的整體；泵的內(nèi)齒圈14與馬達(dá)的行星架9做成的整體；泵的內(nèi)齒圈14與馬達(dá)的太陽(yáng)輪5做成的整體；泵的行星架9與馬達(dá)的內(nèi)齒圈14做成的整體；泵的行星架9與馬達(dá)的行星架9做成的整體；泵的行星架9與馬達(dá)的太陽(yáng)輪5做成的整體；泵的太陽(yáng)輪5與馬達(dá)的內(nèi)齒圈14做成的整體；泵的太陽(yáng)輪5與馬達(dá)的行星架9做成的整體元件；泵的太陽(yáng)輪5與馬達(dá)的太陽(yáng)輪5做成的整體元件。上述行星座是由一個(gè)太陽(yáng)輪5，兩個(gè)及兩個(gè)以上行星輪4及一個(gè)內(nèi)齒圈14構(gòu)成的機(jī)、液元件共體行星裝置，在此裝置中由太陽(yáng)輪5與行星輪4的嚙合點(diǎn)的兩側(cè)形成高、低壓油腔13，及行星輪4與內(nèi)齒圈14嚙合點(diǎn)兩側(cè)形成的高、低壓油腔15，上述油腔13、15是開(kāi)設(shè)在行星架9的兩對(duì)齒輪嚙合付的平面內(nèi)，與高低壓油腔相連的油路可開(kāi)設(shè)在嚙合付兩端面的側(cè)板10上，側(cè)板10可以是行星架本體，也可以是另設(shè)的填板并和行星架本體剛性相聯(lián)接。機(jī)、液元件共體的泵與馬達(dá)之間的油路25開(kāi)設(shè)在聯(lián)體的搭橋的整體元件上，也可以外部相聯(lián)接。輸入元件可以是泵的太陽(yáng)輪5、泵的行星架9、泵的內(nèi)齒圈14，輸出元件可以是馬達(dá)的太陽(yáng)輪5、馬達(dá)的行星架9、馬達(dá)的內(nèi)齒圈14。當(dāng)機(jī)、液元件共體的內(nèi)齒輪泵與機(jī)、液元件共體的N、NN、NW、WW、NGWN、NGW型(planetary type)馬達(dá)聯(lián)接成機(jī)、液元件共體的軸向聯(lián)體的行星式靜壓變矩器(傳動(dòng)裝置)，其特征為后者的軸向軸線(xiàn)可以與內(nèi)齒輪泵的內(nèi)齒圈16同軸，也可以與外齒輪17同軸。軸向聯(lián)合體其內(nèi)齒輪泵的內(nèi)齒圈16及外齒輪17具有周向自由度，內(nèi)齒輪泵與N、NN、NW、WW、NGWN、NGW型機(jī)、液元件共體的馬達(dá)之間聯(lián)成共體的搭橋元件，在此元件中設(shè)置有聯(lián)接泵與馬達(dá)高低壓油腔的油路，它可以是泵的內(nèi)齒圈16與馬達(dá)的內(nèi)齒圈14做成的整體；泵的內(nèi)齒圈16與馬達(dá)的行星架9做成的整體；泵的內(nèi)齒圈16與馬達(dá)的太陽(yáng)輪5做成的整體；泵的外齒輪17與馬達(dá)的內(nèi)齒圈做成的整體；泵的外齒輪17與馬達(dá)的行星架9做成的整體；泵的外齒輪17與馬達(dá)的太陽(yáng)輪5做成的整體。輸入軸和輸出軸可以是馬達(dá)的太陽(yáng)輪5、行星架9、內(nèi)齒圈14。馬達(dá)的太陽(yáng)輪5的軸的延伸部分可以偏心地穿越內(nèi)齒輪泵的外齒輪17的心部，并以三個(gè)軸承18分別支承在內(nèi)齒圈16的端面的兩個(gè)側(cè)板19及20上，側(cè)板20與周向浮動(dòng)的搭橋元件聯(lián)成整體，內(nèi)齒輪泵的外齒輪支承在具有內(nèi)外軸承21及22的空心偏心輪24上，空心偏心輪24的內(nèi)圈軸承21與太陽(yáng)輪5的軸心同心，外圈軸承22的軸心與內(nèi)齒輪泵的外齒輪17同心?？招钠妮?4軸向延伸部分，穿過(guò)側(cè)板19一邊的兩個(gè)軸承18定位于靜止的殼體上，穿越內(nèi)齒輪泵的空心偏心輪24的中心的軸也可以是行星架的延伸部分。當(dāng)機(jī)、液元件共體的內(nèi)齒輪泵與機(jī)、液元件共體的本發(fā)明的少齒差(planocentric type)型馬達(dá)聯(lián)成機(jī)、液共體的軸向聯(lián)體行星式靜壓變矩器(傳動(dòng)裝置)，其特征為后者的內(nèi)齒圈23和外齒輪12的軸線(xiàn)可以與內(nèi)齒輪泵的內(nèi)齒圈16同軸，也可以與內(nèi)齒輪泵的外齒輪17同軸。內(nèi)齒輪泵的內(nèi)齒圈16及外齒輪17具有周向自由度，內(nèi)齒輪泵與本發(fā)明少齒差型機(jī)、液元件共體內(nèi)外圈馬達(dá)之間聯(lián)成共體并設(shè)置有聯(lián)接泵與馬達(dá)高低壓油腔油路的搭橋元件，它可以是泵的內(nèi)齒圈16與馬達(dá)的內(nèi)齒圈23做成的整體；泵的內(nèi)齒圈16與馬達(dá)的外齒輪12做成的整體；泵的內(nèi)齒圈16與馬達(dá)的空心偏心輪做成的整體；泵的外齒輪17與馬達(dá)的內(nèi)齒圈23做成的整體；泵的外齒輪17與馬達(dá)的外齒輪12做成的整體；泵的外齒輪17與馬達(dá)的空心偏心輪做成的整體。上述所有軸向聯(lián)接的機(jī)、液元件共體的靜壓變矩器(傳動(dòng)裝置)由泵通向馬達(dá)的高壓油路是設(shè)置于搭橋元件的內(nèi)部。
當(dāng)上述機(jī)、液元件共體軸向聯(lián)體的靜壓變矩器(傳動(dòng)裝置)的搭橋元件可以分解為軸向左右兩個(gè)元件并由多片式摩擦離合器相聯(lián)接，這時(shí)油路可以從外部管路相接，也可以從中心軸中的雙層套管相接。作為一種靜壓行星式機(jī)械變矩器，其輸出端聯(lián)接的同軸型的純內(nèi)嚙合的純機(jī)械的行星座的特征為一個(gè)周向浮動(dòng)，內(nèi)外齒圈同軸并共體，其軸向軸線(xiàn)與外齒輪12的軸線(xiàn)呈一距離，并可繞外齒輪12的軸線(xiàn)平動(dòng)的內(nèi)外齒圈11的外齒與內(nèi)齒圈23的內(nèi)齒形成少差嚙合(齒圈23可固結(jié)于殼體，也可以作輸入、輸出元件)，內(nèi)外齒圈11的內(nèi)齒與外齒輪12的外齒形成少齒差嚙合，兩嚙合點(diǎn)在互為180。的徑向軸線(xiàn)上并具有相同的偏心量，外齒輪12軸線(xiàn)與定軸式的輸出軸6的軸線(xiàn)同軸的增、減速裝置。上述機(jī)、液元件共體行星式靜壓變矩器輸出軸軸向聯(lián)接的純機(jī)械行星裝置在圖二中不設(shè)置7、8動(dòng)態(tài)月牙塊及相應(yīng)的兩側(cè)密封板，作為純機(jī)械傳動(dòng)裝置，可以由空心偏心輪作為輸入元件，外齒輪12及軸6作為輸出元件，內(nèi)齒圈23固結(jié)于殼體的減速裝置，亦可以輸出軸6為輸入軸，以空心偏心輪或內(nèi)齒圈23為輸出軸的純內(nèi)嚙合增速裝置。這種內(nèi)外圈少齒差(planocentric)嚙合付的減速特點(diǎn)是外齒輪轉(zhuǎn)速是內(nèi)、外嚙合付之和，故其速比可以進(jìn)入3～7的低速比少齒差裝置的速比禁區(qū)。由于它具有低噪音、低嚙合線(xiàn)速度、低齒形接觸應(yīng)力、高齒形承載能力、且齒面接觸應(yīng)力只有外齒嚙合的1/10、嚙合點(diǎn)線(xiàn)速度只有外嚙合的1/5～1/10、嚙合點(diǎn)耗功僅為1％左右、噪音比外齒嚙合低10dB左右、且是單一地以彎曲強(qiáng)度作為齒的主應(yīng)力嚙合付，故綜上所述本發(fā)明的傳動(dòng)功率可不受限制地達(dá)到數(shù)萬(wàn)千瓦，故更適用于大型船舶的主傳動(dòng)。而當(dāng)軸6及外齒輪12為輸入元件，以空心偏心輪為輸出元件的低速比的大功率增速裝置更適用于燃?xì)饧罢魵廨啓C(jī)等主傳動(dòng)，這種增速裝置的空心偏心輪的內(nèi)、外圈軸承是液體動(dòng)壓軸承。
機(jī)、液元件共體的液壓泵和液壓馬達(dá)的行星座為NGW、NW、NGWN(NGW-是一個(gè)內(nèi)齒圈、一個(gè)外齒輪和一組公共齒輪的裝置即planocentrictype；NW-為具有一個(gè)外齒的裝置，NGWN-為具有兩個(gè)內(nèi)齒圈的NGW型裝置)型結(jié)構(gòu)時(shí)構(gòu)成以太陽(yáng)輪為主動(dòng)件，周向浮動(dòng)的行星架為輸出件的減速無(wú)級(jí)變速裝置；與行星架為主動(dòng)件，太陽(yáng)輪軸為輸出件時(shí)的增速無(wú)級(jí)變速裝置。行星座為N、NN型少齒差型時(shí)，構(gòu)成以偏心輪為主動(dòng)件的減、變速裝置。以銷(xiāo)軸機(jī)構(gòu)，或內(nèi)齒圈為主動(dòng)件，偏心軸為輸出件時(shí)的增、變速裝置。上述裝置的齒形可以為漸開(kāi)線(xiàn)齒形、擺線(xiàn)齒形、圓弧齒形。機(jī)、液元件共體的靜壓變矩器可作為單獨(dú)部件用以驅(qū)動(dòng)其他形式的負(fù)載裝置。純內(nèi)嚙合的行星裝置可以作為單獨(dú)部件與其他動(dòng)力部件配合用以驅(qū)動(dòng)其他形式的負(fù)載裝置。亦可以輸出軸6為輸入軸，以空心偏心輪或內(nèi)齒圈23為輸出軸形成純內(nèi)嚙合的增速裝置。
當(dāng)以多片式摩擦離合器與多排行星座裝置聯(lián)體時(shí)可以獲得正反轉(zhuǎn)各種排擋的速比，而無(wú)級(jí)變速的范圍在零至機(jī)械增(減)速比之間。
內(nèi)外齒圈1的內(nèi)圈行星座的軸向兩端，在行星架或輸出機(jī)構(gòu)上固結(jié)兩塊側(cè)板形成內(nèi)齒行星座的封閉油腔，當(dāng)其為NGW、NW、NGWN型時(shí)是由太陽(yáng)輪5、行星輪4、行星架9、內(nèi)外齒圈1的內(nèi)齒構(gòu)成；當(dāng)為N、NN少齒差型時(shí)是由內(nèi)外齒圈1的內(nèi)齒、行星輪4、動(dòng)態(tài)月牙塊7所組成。(NGW型詳見(jiàn)化學(xué)工業(yè)出版社機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中冊(cè)第二版第618頁(yè))本發(fā)明的原理是以徑向聯(lián)體為例，周向浮動(dòng)的內(nèi)外齒圈1在外載負(fù)荷的反作用力驅(qū)動(dòng)下帶著內(nèi)齒圈3呈被動(dòng)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，其旋轉(zhuǎn)力及其速度受月牙塊2高壓腔的壓力和流量的制約，所以它具有隨負(fù)荷增加速度自動(dòng)下降的自動(dòng)適應(yīng)性，在高壓出口端設(shè)置可調(diào)的流量閥調(diào)節(jié)流量(可置于殼體外壁)，所以它具有速度無(wú)級(jí)變化的可調(diào)性，借此達(dá)到無(wú)級(jí)變速的目的，而高壓腔的背壓力矩則與外載負(fù)荷力矩相平衡，故它具有恒功率的特征。內(nèi)圈行星座中具有一個(gè)與發(fā)動(dòng)機(jī)相聯(lián)接的主動(dòng)元件(太陽(yáng)輪、空心偏心輪或行星架)，可依靠輸出軸6中心的雙層油管6作高低壓油路，由外圈內(nèi)齒輪泵產(chǎn)生的高壓油通過(guò)箱體內(nèi)(外)的油路，及相應(yīng)的液壓控制元件，向內(nèi)圈行星馬達(dá)的高壓腔供油；也可以由內(nèi)圈行星輪系作主動(dòng)部件(泵)向外圈內(nèi)齒輪部件(馬達(dá))供油。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械傳動(dòng)的齒輪元件與液壓齒輪元件共體，可實(shí)現(xiàn)機(jī)、液二流力疊加差動(dòng)無(wú)級(jí)變速，而且嚙合力與液壓承力的齒在同一瞬間不在一個(gè)齒上，所以承載能力很高，體積可以很小，用于高速齒輪時(shí)壓力在300kg/cm2以上，總傳動(dòng)功效率可達(dá)90％以上，而通常的液力元件的動(dòng)壓力只是8kg/cm2左右，體積大且效率低。本發(fā)明在越過(guò)啟動(dòng)和沖擊負(fù)荷后，很容易排空以實(shí)現(xiàn)純機(jī)械的更高效率的運(yùn)行。
本發(fā)明可以用于汽車(chē)、火車(chē)、船舶、工程機(jī)械等方面。
本發(fā)明純內(nèi)嚙合的行星排(行星座)具有低嚙合線(xiàn)速度(為外嚙合付的1/5～1/10)，低噪音(同樣加工精度低10dB)、低齒面接觸應(yīng)力(外嚙合付一般為80～110kg/mm2，本發(fā)明為5～10kg/mm2)及低嚙合耗功(其值與嚙合線(xiàn)速度成線(xiàn)性關(guān)系)，而本發(fā)明行星排具有總速比為內(nèi)外圈速比之和的特點(diǎn)，其速比范圍可在2.5～120之間，并可適用于車(chē)輛驅(qū)動(dòng)，當(dāng)其單獨(dú)用于增速器時(shí)，可使現(xiàn)有高速齒輪傳動(dòng)的線(xiàn)速度降低3～5倍，從而大大降低嚙合耗功和成本。由于傳動(dòng)效率高，故適用于大功率(10000KW以上)傳動(dòng)。
下面結(jié)合附圖
詳細(xì)描述實(shí)施本發(fā)明的最佳方式圖一是內(nèi)圈為NGW型內(nèi)圈行星座的機(jī)、液元件共體；泵、馬達(dá)元件共體徑向聯(lián)體靜壓變矩器的正視圖。
圖二是少齒差型內(nèi)外圈徑向聯(lián)體行星座的機(jī)、液元件共體；泵、馬達(dá)元件共體靜壓變矩器。(用于純內(nèi)嚙合行星排時(shí)為純機(jī)械部件，這時(shí)沒(méi)有動(dòng)態(tài)月牙塊及兩端側(cè)板，其余皆一樣。)
圖三是機(jī)、液元件共體NGW型(planotary)齒輪泵與機(jī)、液元件共體NOW型馬達(dá)以馬達(dá)的內(nèi)齒圈與泵的內(nèi)齒圈為過(guò)橋元件的軸向聯(lián)體。
圖四是機(jī)、液元件共體NGW型(planotary)齒輪泵與機(jī)、液元件共體NGW型馬達(dá)以泵的行星架與馬達(dá)的內(nèi)齒圈為過(guò)橋元件的軸向聯(lián)體。
圖五是機(jī)、液元件共體內(nèi)齒輪泵與機(jī)、液元件共體NGW型(planotary)馬達(dá)以泵的內(nèi)齒圈與馬達(dá)的內(nèi)齒圈為過(guò)橋元件的軸向聯(lián)體。
1、內(nèi)外齒圈2、靜止月牙塊3、內(nèi)齒圈4、行星輪5、太陽(yáng)輪6、輸出軸及其內(nèi)部雙層油管7、動(dòng)態(tài)月牙塊8、動(dòng)態(tài)月牙塊9、行星架10、側(cè)板11、內(nèi)外齒圈12、外齒輪13、高低壓油腔14、內(nèi)齒圈15、高、低壓油腔16、內(nèi)齒圈
17、外齒輪18、軸承19、側(cè)板20、側(cè)板21、軸承22、軸承23、內(nèi)齒圈24、空心偏心輪25、油路實(shí)施本方案的最佳方式為用于汽車(chē)、火車(chē)傳動(dòng)時(shí)以軸向聯(lián)體為好，以便于排空；用于工程機(jī)械則兩者皆宜。靜壓變矩器的機(jī)械速比為12以下時(shí)，內(nèi)圈行星輪系采用NGW型為好；當(dāng)速比在12以上時(shí)可采用NGWN型或少齒差型。
實(shí)施本發(fā)明的條件為齒輪加工機(jī)床、內(nèi)外圓磨床、熱處理設(shè)備、車(chē)床、銑床等。
權(quán)利要求
1.一種液體靜壓機(jī)械變矩器是由行星齒輪式液體靜壓變矩器和純內(nèi)嚙合的行星輪座所組成，行星齒輪式液體靜壓變矩器是一種機(jī)、液元件共體；機(jī)、液力矩疊加，能無(wú)級(jí)變速的恒功率同軸型行星傳動(dòng)裝置，它分為機(jī)、液元件共體液壓泵與機(jī)、液元件共體液壓馬達(dá)徑向聯(lián)體及機(jī)、液元件共體液壓泵與機(jī)、液元件共體液壓馬達(dá)軸向聯(lián)體兩大類(lèi)，每個(gè)行星座(planotary set)中具有一個(gè)及一個(gè)以上周向浮動(dòng)元件，其輸出軸相聯(lián)接的行星排擋可以是一排或多排的純內(nèi)嚙合行星傳動(dòng)裝置軸向相聯(lián)。行星齒輪式液體靜壓變矩器是一種機(jī)、液元件共體齒輪泵與機(jī)、液元件共體齒輪馬達(dá)的共體結(jié)構(gòu)，當(dāng)為徑向聯(lián)體結(jié)構(gòu)時(shí)具有內(nèi)外齒的內(nèi)外齒圈1以?xún)?nèi)的行星座為N；NN；NGW；NW；NGWN型時(shí)(N-單內(nèi)齒；NN-雙內(nèi)齒；NGW一具有內(nèi)齒、行星輪及太陽(yáng)輪結(jié)構(gòu)即planotary)，其特征為一個(gè)周向浮動(dòng)、內(nèi)外齒圈同軸并共體且為定軸的內(nèi)外齒圈1的外齒和周向浮動(dòng)的較大的內(nèi)齒圈3的內(nèi)齒嚙合，形成的周向浮動(dòng)的外圈內(nèi)齒輪泵(內(nèi)齒輪馬達(dá))，內(nèi)外齒圈1的內(nèi)齒以?xún)?nèi)包容一個(gè)與內(nèi)外齒圈1同軸，以?xún)?nèi)外齒圈1的內(nèi)齒作為基本元件之一的具有兩個(gè)周向浮動(dòng)基本元件的(另一個(gè)為輸出元件)機(jī)、液元件共體的內(nèi)圈N、NN、NW、WW、NGW、NGWN型行星座，其中機(jī)、液共體元件包括太陽(yáng)輪、行星輪、行星架、輸出機(jī)構(gòu)、內(nèi)齒圈、轉(zhuǎn)臂軸承、并依靠?jī)啥藥в吐返膫?cè)板10、行星架9及嚙合點(diǎn)兩側(cè)的高、低壓油腔13、15形成封閉的內(nèi)圈N、NN、NW、WW、NGW、NGWN型機(jī)、液元件共體行星馬達(dá)(泵)。作為上述機(jī)、液元件共體行星靜壓變矩器，當(dāng)為本發(fā)明的少齒差型的徑向同軸機(jī)、液元件共體行星靜壓齒輪馬達(dá)(泵)時(shí)，其特征為一個(gè)周向浮動(dòng)、內(nèi)外齒圈同軸并共體，其軸線(xiàn)與外齒輪12的軸線(xiàn)呈一距離并可繞外齒輪12軸線(xiàn)平動(dòng)的內(nèi)外齒圈11的內(nèi)外齒的齒頂分別被動(dòng)態(tài)月牙塊7、8對(duì)外齒輪12及周向浮動(dòng)的內(nèi)齒圈23的齒頂形成動(dòng)態(tài)隔離。內(nèi)外齒圈11的外齒與內(nèi)齒圈23形成少齒差嚙合，其內(nèi)齒與外齒輪12的外齒形成少齒差嚙合且兩嚙合點(diǎn)處在互為180°的徑向軸線(xiàn)上，兩嚙合付具有相同的偏心量并依靠?jī)啥藗?cè)板10構(gòu)成封閉腔，形成的機(jī)、液元件共體齒輪泵與機(jī)、液元件共體齒輪馬達(dá)共體徑向同軸型液體靜壓變矩器。機(jī)、液元件共體、液壓泵與機(jī)、液元件共體液壓馬達(dá)共體軸向聯(lián)體中的特征為N、NN、NW、WW、NGWN、NGW型(planotary type)行星座機(jī)、液元件共體泵與N、NN、NW、WW、NGWN、NGW型(planotarytype)行星座機(jī)、液元件共體馬達(dá)間軸向聯(lián)體，它們具有上述內(nèi)外齒圈1內(nèi)齒以?xún)?nèi)的N、NN、NW、WW、NGWN、NGW型機(jī)、液元件共體泵(馬達(dá))的結(jié)構(gòu)特征還各自具有一個(gè)周向自由度并設(shè)置有聯(lián)接泵與馬達(dá)高低壓油腔的油路的機(jī)、液元件共體的搭橋元件軸向聯(lián)接的聯(lián)合體。此搭橋元件是一種機(jī)、液共體元件(下述泵與馬達(dá)機(jī)、液元件共體泵與機(jī)、液元件共體馬達(dá)簡(jiǎn)稱(chēng)“泵”與“馬達(dá)”)，它可以是泵的內(nèi)齒圈14與馬達(dá)的內(nèi)齒圈14做成的整體；泵的內(nèi)齒圈14與馬達(dá)的行星架9做成的整體；泵的內(nèi)齒圈14與馬達(dá)的太陽(yáng)輪5做成的整體；泵的行星架9與馬達(dá)的內(nèi)齒圈14做成的整體；泵的行星架9與馬達(dá)的行星架9做成的整體；泵的行星架9與馬達(dá)的太陽(yáng)輪5做成的整體；泵的太陽(yáng)輪5與馬達(dá)的內(nèi)齒圈14做成的整體；泵的太陽(yáng)輪5與馬達(dá)的行星架9做成的整體元件；泵的太陽(yáng)輪5與馬達(dá)的太陽(yáng)輪5做成的整體元件。上述行星座是由一個(gè)太陽(yáng)輪5，兩個(gè)及兩個(gè)以上行星輪4及一個(gè)內(nèi)齒圈14構(gòu)成的機(jī)、液元件共體行星裝置。在此裝置中由太陽(yáng)輪5與行星輪4的嚙合點(diǎn)的兩側(cè)形成高、低壓油腔13，及行星輪4與內(nèi)齒圈14嚙合點(diǎn)兩側(cè)形成的高、低壓油腔15，上述油腔13、15是開(kāi)設(shè)在行星架9的兩對(duì)齒輪嚙合付的平面內(nèi)，與高低壓油腔相連的油路可開(kāi)設(shè)在嚙合付兩端面的側(cè)板10上，側(cè)板10可以是行星架本體，也可以是另設(shè)的填板并和行星架本體剛性相聯(lián)接。機(jī)、液元件共體的泵與機(jī)、液元件共體的馬達(dá)之間的油路25開(kāi)設(shè)在聯(lián)體的搭橋的整體元件上。輸入元件可以是泵的太陽(yáng)輪5；泵的行星架9泵的內(nèi)齒圈14；輸出元件可以是馬達(dá)的太陽(yáng)輪5；馬達(dá)的行星架9；馬達(dá)的內(nèi)齒圈14；當(dāng)機(jī)、液元件共體的內(nèi)齒輪泵與機(jī)液共體的N、NN、NW、WW、NGWN、NGW型(planetraytype)馬達(dá)聯(lián)接成機(jī)、液元件共體的軸向聯(lián)體的行星式靜壓變矩器(傳動(dòng)裝置)，其特征為它們具有上述內(nèi)外齒圈1內(nèi)齒以?xún)?nèi)的N、NN、NW、WW、NGWN、NGW型機(jī)、液元件共體馬達(dá)(泵)結(jié)構(gòu)特征，其軸向軸線(xiàn)可以與內(nèi)齒輪泵的內(nèi)齒圈16同軸，也可以與外齒輪17同軸。軸向聯(lián)合體其內(nèi)齒輪泵的內(nèi)齒圈16及外齒輪17具有周向自由度，內(nèi)齒輪泵與N、NN、NW、WW、NGWN、NGW型機(jī)、液元件共體的馬達(dá)之間聯(lián)成共體的搭橋元件，在此元件中設(shè)置有聯(lián)接泵與馬達(dá)高低壓油腔的油路，它可以是泵的內(nèi)齒圈16與馬達(dá)的內(nèi)齒圈14做成的整體；泵的內(nèi)齒圈16與馬達(dá)的行星架9做成的整體；泵的內(nèi)齒圈16與馬達(dá)的太陽(yáng)輪5做成的整體；泵的外齒輪17與馬達(dá)的內(nèi)齒圈14做成的整體；泵的外齒輪17與馬達(dá)的行星架9做成的整體；泵的外齒輪17與馬達(dá)的太陽(yáng)輪5做成的整體。輸入軸和輸出軸可以是馬達(dá)的太陽(yáng)輪5、行星架9、內(nèi)齒圈14。馬達(dá)的太陽(yáng)輪5的軸的延伸部分可以偏心地穿越內(nèi)齒輪泵的外齒輪17的心部，并以三個(gè)軸承18分別支承在內(nèi)齒圈16的端面的兩個(gè)側(cè)板19及20上，側(cè)板20與浮動(dòng)的搭橋元件聯(lián)成整體，內(nèi)齒輪泵的外齒輪支承在具有內(nèi)外軸承21及22的空心偏心輪24上，空心偏心輪24的內(nèi)圈軸承21與太陽(yáng)輪5的軸心同心，外圈軸承22的軸心與內(nèi)齒輪泵的外齒輪17同心?？招钠妮?4軸向延伸部分，穿過(guò)側(cè)板19一邊的兩個(gè)軸承18定位于靜止的殼體上，穿越內(nèi)齒輪泵的空心偏心輪24的中心的軸也可以是行星架的延伸部分。當(dāng)機(jī)、液元件共體的內(nèi)齒輪泵與機(jī)、液元件共體的本發(fā)明的少齒差(planocentrietype)內(nèi)外圈馬達(dá)聯(lián)成機(jī)、液元件共體的軸向行星式變矩器(傳動(dòng)裝置)其特征為后者的內(nèi)齒圈23和外齒輪12的軸線(xiàn)可以與內(nèi)齒輪泵的內(nèi)齒圈16同軸，也可以與外齒輪17同軸。內(nèi)齒輪泵的內(nèi)齒圈16及外齒輪17具有周向自由度，內(nèi)齒輪泵與少齒差型機(jī)、液元件共體馬達(dá)之間聯(lián)成共體并設(shè)置有聯(lián)接泵與馬達(dá)高低壓油腔油路的搭橋元件，它可以是泵的內(nèi)齒圈16與馬達(dá)的內(nèi)齒圈23做成的整體；泵的內(nèi)齒圈16與馬達(dá)的外齒輪12做成的整體；泵的內(nèi)齒圈16與馬達(dá)的空心偏心輪做成的整體；泵的外齒輪17與馬達(dá)的內(nèi)齒圈23做成的整體；泵的外齒輪17與馬達(dá)的外齒輪12做成的整體；泵的外齒輪17與馬達(dá)的空心偏心輪做成的整體。上述所有軸向聯(lián)接的機(jī)、液元件共體的靜壓變矩器(傳動(dòng)裝置)由泵通向馬達(dá)的高壓油路設(shè)置于搭橋元件的內(nèi)部。當(dāng)上述機(jī)、液元件共體軸向聯(lián)體的靜壓變矩器(傳動(dòng)裝置)的搭橋元件可以分解的軸向左右兩個(gè)元件并由多片式摩擦離合器相聯(lián)接，這時(shí)油路可以從外部管路相接。本行星式靜壓機(jī)械變矩器的輸出端聯(lián)接的同軸型的純內(nèi)嚙合的純機(jī)械的行星座的特征為一個(gè)周向浮動(dòng)，內(nèi)外齒圈同軸并共體，其軸向軸線(xiàn)與外齒輪12的軸線(xiàn)呈一距離，并可繞外齒輪12的軸線(xiàn)平動(dòng)的內(nèi)外齒圈11與內(nèi)齒圈23的內(nèi)齒形成少差嚙合，內(nèi)外齒圈11的內(nèi)齒與外齒輪12的外齒形成少齒差嚙合，兩嚙合點(diǎn)在互為180°的徑向軸線(xiàn)上，并具有相同的偏心量，外齒輪12的軸線(xiàn)與定軸式的輸出軸6的軸線(xiàn)同軸形成的增、減速裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述特征其結(jié)構(gòu)為在內(nèi)外齒圈1和內(nèi)齒圈3的非嚙合區(qū)由月牙塊2將內(nèi)外齒圈1的外齒齒頂與內(nèi)齒圈3內(nèi)齒的齒頂隔離，月牙塊2、內(nèi)外齒圈1及內(nèi)齒圈3的兩端面設(shè)置兩個(gè)側(cè)板，并由兩側(cè)板及在月牙快2的兩個(gè)月形尖部至內(nèi)外齒圈1和內(nèi)齒圈3的嚙合點(diǎn)之間形成一個(gè)封閉的高壓油腔，形成的周向浮動(dòng)的外圈內(nèi)齒輪泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述特征其結(jié)構(gòu)為此內(nèi)圈行星座(馬達(dá)或泵)的嚙合點(diǎn)兩側(cè)具有構(gòu)成高、低壓油腔必要條件的元件含行星架9，月牙塊7，側(cè)板10，由外圈內(nèi)齒輪泵(內(nèi)齒輪馬達(dá))通過(guò)雙層油管6及相應(yīng)的外部油管向內(nèi)圈行星座(馬達(dá)或泵)連接高、低壓油腔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述特征其結(jié)構(gòu)為動(dòng)態(tài)月牙塊7、8的軸向兩端與兩個(gè)內(nèi)外圈支承在相同平面滾動(dòng)軸承的空心偏心輪相固結(jié)(空心偏心輪及其相關(guān)結(jié)構(gòu)可參考中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利ZL93110712.1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述特征其結(jié)構(gòu)為當(dāng)內(nèi)圈行星座為NGW、NW、NGWN型結(jié)構(gòu)時(shí)構(gòu)成以太陽(yáng)輪為主動(dòng)件、周向浮動(dòng)的行星架為輸出件的減速無(wú)級(jí)變速裝置和行星架為主動(dòng)件、太陽(yáng)輪軸為輸出件時(shí)的增速裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述特征其結(jié)構(gòu)為內(nèi)圈行星輪系為N、NN型少齒差型時(shí)，構(gòu)成以偏心輪為主動(dòng)件的減、變速裝置和以銷(xiāo)軸機(jī)構(gòu)或內(nèi)齒圈為主動(dòng)件、偏心軸為輸出件的增、變速裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述特征結(jié)構(gòu)為齒形為漸開(kāi)線(xiàn)齒形、擺線(xiàn)齒形和圓弧齒形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7所述特征其結(jié)構(gòu)為由外圈內(nèi)齒輪泵向內(nèi)圈行星座的液壓馬達(dá)提供的高壓油路可以在箱體內(nèi)循環(huán)，也可以為箱體外循環(huán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8所述特征其結(jié)構(gòu)為當(dāng)以離合操作機(jī)構(gòu)使純內(nèi)嚙合行星輪的輸入軸和靜壓變矩器的輸出軸聯(lián)為一體的裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述特征，其結(jié)構(gòu)為機(jī)、液元件共體的靜壓變矩器作為單獨(dú)部件用以驅(qū)動(dòng)其他形式的負(fù)載裝置。
11．根據(jù)權(quán)利要求1所述特征，其結(jié)構(gòu)為純內(nèi)嚙合的行星輪系可以作為單獨(dú)部件與其他動(dòng)力部件配合用以驅(qū)動(dòng)其他形式的負(fù)載裝置。
12．根據(jù)權(quán)利要求11所述特征，其結(jié)構(gòu)為當(dāng)以輸出軸6為輸入軸，以空心偏心輪為輸出軸的純內(nèi)嚙合增速裝置。
全文摘要
一種機(jī)、液元件共體;機(jī)、液二流力疊加;齒輪泵、齒輪馬達(dá)一體化的液體靜壓機(jī)械增、減速傳動(dòng)裝置,它具有一個(gè)周向浮動(dòng)齒輪泵向周向浮動(dòng)的齒輪馬達(dá)供油,其輸出軸聯(lián)接的行星排是一種純內(nèi)嚙合的行星座,行星排的速比在2.5—120之間,可單獨(dú)應(yīng)用于增、減速裝置,可以實(shí)現(xiàn)高效率、廣泛圍的無(wú)級(jí)調(diào)速,并能隨外載負(fù)荷增加而速度自動(dòng)下降,它具備啟動(dòng)平穩(wěn)、恒功率特點(diǎn),可以廣泛用于汽車(chē)、火車(chē)、船舶、工程機(jī)械方面的增、減速裝置。
文檔編號(hào)F16H3/44GK1301928SQ9912066
公開(kāi)日2001年7月4日 申請(qǐng)日期1999年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月28日
發(fā)明者方祖彭, 方丹, 方芳, 趙亞芬 申請(qǐng)人:方祖彭