專利名稱：液壓調(diào)速錐差馬達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型液壓調(diào)速錐差馬達(dá)的技術(shù)領(lǐng)域?qū)僖毫C(jī)械和液力發(fā)動機(jī)。
目前，一般軸向柱塞馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)矩小，在使用中需要體積龐大的多級減速裝置。通常的低速大轉(zhuǎn)矩馬達(dá)，雖然輸出轉(zhuǎn)速較低、轉(zhuǎn)矩較大，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、排量大、體積大、精度高、工藝難度大、制造成本高、在低轉(zhuǎn)速輸出的條件下，性能不穩(wěn)定、使用不經(jīng)濟(jì)。美國曾研究一種偏擺齒輪馬達(dá)(專利號3675539)，動力部分為一軸向柱塞式缸體，周圍均布有若干油缸和柱塞，利用柱塞的軸向移動直接推動偏擺錐齒輪作偏擺運(yùn)動。減速部分為一齒差偏擺錐齒輪副，其中偏擺錐齒輪用直齒花鍵與輸出軸上鼓形花鍵相聯(lián)接，另一外錐齒輪固定在殼體中。工作時該偏擺齒輪作高頻率偏擺運(yùn)動，同時又帶動輸出軸作低速轉(zhuǎn)動。這種結(jié)構(gòu)精度要求高、工藝難度大、制造維修困難，而且球面花鍵直徑較小、滑動摩擦及磨損嚴(yán)重、承載能力低、壽命短。特別是采用三通柱塞式循環(huán)配流，不可能實現(xiàn)調(diào)速性能。
本發(fā)明目的在于獲得一種適用于低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩、高效率及多速輸出領(lǐng)域的液壓馬達(dá)。這種新型馬達(dá)不另設(shè)輸出機(jī)構(gòu)、缸體不轉(zhuǎn)動，結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、零件數(shù)目少、體積小、制造成本低，尤其適用于低速重載的工作條件。
本實用新型液壓調(diào)速錐差馬達(dá)含液壓、減速和調(diào)速三部分(見附


圖1)。液壓部分由周圍均布有若干軸向油缸的缸體(1)、柱塞(2)、連桿(3)、配流筒(4)等組成。減速部分由二齒差內(nèi)錐齒輪副(W1、W2)和零齒差外錐齒輪周向限制副(W3、W4)及歪軸(5)等組成。每個柱塞都通過連桿(3)與內(nèi)錐齒輪(W1)用球鉸聯(lián)接，形成一組空間連桿機(jī)構(gòu)。內(nèi)錐齒輪(W1)通過滾動軸承裝在歪軸(5)上，與周向限制副中的外錐齒輪(W3)相固結(jié)。周向限制副中另一外錐齒輪(W4)固定于機(jī)殼中，用以限制內(nèi)錐齒輪轉(zhuǎn)動，即只允許W1和W3沿固定外錐齒輪(W4)的定瞬軸面作純滾動偏擺運(yùn)動。運(yùn)動和動力由外錐齒輪(W2)輸出。歪軸(5)具有通軸結(jié)構(gòu)，軸的兩端在同一中心線上，中部歪軸的偏角為β。
油缸內(nèi)部中間軸(6)上裝一配流筒(4)，由內(nèi)錐齒輪(W1)驅(qū)動歪軸(5)、經(jīng)過中間軸(6)和調(diào)速裝置(7)帶動旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)循環(huán)配流。
調(diào)速部分由調(diào)速裝置(7)、調(diào)速軸(8)和調(diào)速手柄(9)組成。該調(diào)速手柄設(shè)多個檔位，可直接驅(qū)動調(diào)速軸(8)作軸向移動，通過調(diào)速裝置(7)控制調(diào)速盤(16)作附加轉(zhuǎn)動(見附圖2)，可調(diào)節(jié)配流筒(4)配流斷面的中心線相對于內(nèi)錐齒輪副嚙合節(jié)點P的位置角α，以實現(xiàn)多檔調(diào)速。調(diào)速范圍與柱塞數(shù)目有關(guān)。本發(fā)明另有換向閥(10)及其操作手柄(11)，可控制換向輸出。
本實用新型馬達(dá)的工作過程為壓力油經(jīng)換向閥(10)和配流筒(4)進(jìn)入一側(cè)油缸(見附
圖1)，另一側(cè)油缸回油。內(nèi)錐齒輪(W1)在柱塞(2)和連桿(3)推動下作偏擺運(yùn)動，經(jīng)歪軸(5)、中間軸(6)和調(diào)速裝置(7)帶動配流筒(4)轉(zhuǎn)動，以實現(xiàn)循環(huán)配流。該偏擺運(yùn)動經(jīng)二齒差內(nèi)錐齒輪副(W1、W2)減速，直接轉(zhuǎn)換為外錐齒輪(W2)的低速轉(zhuǎn)動。
搬動調(diào)速手柄(9)驅(qū)動調(diào)速軸(8)作軸向移動(見附圖2、3、4)。通過軸承支架(15)和(21)、拉桿(19)、彈簧(17)、調(diào)速杠桿(18)和調(diào)速盤(16)上弧形槽與銷軸(22)，迫使調(diào)速盤(16)帶動配流筒(6)作附加轉(zhuǎn)動，以調(diào)節(jié)配流筒的超前位置實現(xiàn)多檔調(diào)速。操作換向手柄(11)改變換向閥(10)的位置(見附
圖1)，可改變進(jìn)、回油的方向，以實現(xiàn)換向輸出。
本實用新型馬達(dá)的技術(shù)特色和創(chuàng)新有采用配流筒配流及其超前位置調(diào)速具有首創(chuàng)性，操作方便、控制準(zhǔn)確、工作可靠。而且工作配流和多檔調(diào)速可同時實現(xiàn)。其中，配流筒的轉(zhuǎn)動是由內(nèi)錐齒輪的偏擺運(yùn)動通過歪軸反饋實現(xiàn)的，形成封閉的“無功”配流系統(tǒng)。該配流筒相對于內(nèi)錐齒輪副嚙合節(jié)點的超前位置由調(diào)速軸驅(qū)動調(diào)速杠桿和調(diào)速盤調(diào)節(jié)。當(dāng)柱塞數(shù)目較多時，可實現(xiàn)較大的調(diào)速范圍和調(diào)速級數(shù)。美國現(xiàn)有的偏擺齒輪馬達(dá)采用三通柱塞式循環(huán)配流，不可能實現(xiàn)調(diào)速性能。如本實用新型錐差馬達(dá)樣機(jī)，柱塞數(shù)目為8，用調(diào)速手柄可實現(xiàn)三檔調(diào)速，輸出轉(zhuǎn)速分別為21、31.5、42r/min。
利用柱塞的高速往復(fù)運(yùn)動、通過一組空間連桿推動內(nèi)錐齒輪作循環(huán)偏擺運(yùn)動，經(jīng)二齒差內(nèi)錐齒輪副減速，直接轉(zhuǎn)換為輸出錐齒輪的低速轉(zhuǎn)動，不需另設(shè)輸出機(jī)構(gòu)。特別是采用零齒差外錐齒輪副作為周向限制副，內(nèi)錐齒輪可實現(xiàn)純滾動的循環(huán)偏擺運(yùn)動，顯著提高了傳動平穩(wěn)性，而且承載能力大，壽命長。特別是采用具有通軸結(jié)構(gòu)的歪軸，不僅提高了軸系零件的支承剛性，而且改善了內(nèi)錐齒輪軸承的受載條件。
減速比大、矩功比高、能耗低、特別適用于低速、大轉(zhuǎn)矩、高效率、多速輸出的領(lǐng)域。特別是在輸出轉(zhuǎn)速低于70-100r/min的條件下，該型馬達(dá)具有最優(yōu)的性能、最低的制造成本和最佳的節(jié)能、降噪及壽命指標(biāo)。當(dāng)輸出轉(zhuǎn)速達(dá)100-200r/min，或者低于1-10r/min時，同樣能保證良好的工作。這是一般軸向柱塞馬達(dá)不可能實現(xiàn)的。
內(nèi)錐齒輪副的齒形綜合和加工技術(shù)，國外至今未見有任何研究報告，國內(nèi)有些資料提出用平面齒輪近似代替內(nèi)錐齒輪，嚙合性能差、傳動不平穩(wěn)。本發(fā)明采用平面齒面的內(nèi)錐齒輪與鼓形齒修形的外錐齒輪實現(xiàn)″失配″嚙合，可獲得較理想的小區(qū)面多齒線接觸，而且可利用普通錐齒輪刨齒機(jī)床切齒或修形加工。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)實施方案為總體結(jié)構(gòu)(見附
圖1)整體采用臥式結(jié)構(gòu)。殼體由機(jī)座(LGB)、缸體(1)、左蓋(FGB)、上蓋(UGB)等組成。
液壓部分(見附
圖1)周圍均布有8個軸向油缸的缸體(1)和8個柱塞(2)。每個柱塞都用連桿(3)與內(nèi)錐齒輪(W1)作球鉸聯(lián)接。在缸體內(nèi)裝有配流筒(4)、中間軸(6)、調(diào)速裝置(7)、調(diào)速軸(8)。缸體外側(cè)裝有調(diào)速手柄(9)與調(diào)速軸(8)相連。搬動調(diào)速手柄(9)驅(qū)動調(diào)速軸(8)作軸向移動，通過調(diào)速裝置(7)可控制調(diào)速盤(16)作附加轉(zhuǎn)動(見附圖2)，以實現(xiàn)三檔調(diào)速I、II、III。
減速部分(見附
圖1)由二齒差內(nèi)錐齒輪副(W1、W2)和零齒差外錐齒輪周向限制副(W3、W4)和歪軸(5)組成。其中內(nèi)錐齒輪(W1)裝在歪軸(5)上，并與周向限制副中的外錐齒輪(W3)相固結(jié)。連桿(3)兩端用球鉸分別與內(nèi)錐齒輪和柱塞相鉸接。周向限制副中另一外錐齒輪(W4)固定在殼體中。運(yùn)動和動力由外錐齒輪(W2)輸出。歪軸兩端由滾動軸承支承，歪軸中段的偏角為β，其伸出端與中間軸(6)的端部采用凸起和凹槽嵌合聯(lián)接。
缸體上還裝有換向閥(10)及其換向手柄(11)，該換向閥的進(jìn)、回油口用油管與油缸(1)及供油設(shè)備相接通。在換向閥(10)前面裝有安全閥(13)。
外錐齒輪周向限制副(W3、W4)不旋轉(zhuǎn)，用潤滑泵(12)采用壓力油潤滑。該潤滑泵由外錐齒輪(W2)上的凸輪驅(qū)動。
內(nèi)錐齒輪(W1)采用平面齒面，外錐齒輪(W2)采用鼓形齒修形，以實現(xiàn)“失配”嚙合，可獲得較理想的小區(qū)面多齒線接觸。
調(diào)速部分(見附圖2、3、4、5、6)調(diào)速裝置(7)具有特殊結(jié)構(gòu)(見附圖2)。由調(diào)速盤(16)，調(diào)速杠桿(18)、軸套(23)、軸承支架(15)和(21)、調(diào)速軸(8)等組成。調(diào)速盤(16)兩邊各裝二個調(diào)速杠桿(18)，二杠桿一端鉸接在調(diào)速盤(16)上(見附圖3、5)，另一端用銷軸(22)穿過調(diào)速盤上兩個弧形通槽插入配流筒(4)端部的叉形缺口(見附圖6)。當(dāng)中間軸轉(zhuǎn)動時，經(jīng)調(diào)速盤上穿過的二個銷軸帶動配流筒轉(zhuǎn)動，可同時實現(xiàn)工作配流和超前位置調(diào)節(jié)。殼體上裝有調(diào)速控制板(25)。中間軸(6)與軸套(23)、軸套(23)與軸承支架(21)采用方形斷面聯(lián)接。軸承支架(15)與(21)用螺栓緊固，由調(diào)速軸(8)帶動作軸向移動，在軸承支架(21)上鉸接兩個彎形拉桿(19)(見附圖4)，另一端通過彈簧(17)與滑塊(20)相鉸接，滑塊(20)可在調(diào)速盤(16)的斜形槽中滑動(見附圖3)。
軸承支架的作用允許并隨同中間軸、軸套、調(diào)速盤與配流筒同步轉(zhuǎn)動，同時可在調(diào)速軸的作用下作軸向移動，以帶動調(diào)速盤和配流筒作附加轉(zhuǎn)動，由此可調(diào)節(jié)配流筒的超前位置實現(xiàn)多檔調(diào)速。
附圖3為圖2的A-A剖視，表示殼體(24)、中間軸(6)、軸套(23)、調(diào)速盤(16)、調(diào)速杠桿(18)、彈簧(17)與滑塊(20)之間的關(guān)系。
附圖4為圖3的K-K剖視，表示調(diào)速盤(16)、調(diào)速杠桿(18)、拉桿(19)、軸承支架(21)、彈簧(17)、滑塊(20)之間的關(guān)系。
附圖5為圖3的K1-K1剖視，表示調(diào)速盤(16)與調(diào)速杠桿(18)之間的關(guān)系。
附圖6為圖3的K2-K2剖視，表示配流筒(4)、調(diào)速盤(16)、調(diào)速杠桿(18)及銷軸(22)之間的關(guān)系。
權(quán)利要求1.一種具有液壓驅(qū)動、齒輪減速及多檔調(diào)速的液壓調(diào)速錐差馬達(dá)，其特征在于(1).液壓部分由周圍均布有若干軸向油缸的缸體(1)、柱塞(2)、連桿(3)及配流筒(4)等組成；(2).減速部分由內(nèi)錐齒輪副(W1，W2)、外錐齒輪周向限制副(W3，W4)及歪軸(5)等組成；(3).調(diào)速部分由中間軸(6)、調(diào)速盤(16)、拉桿(19)、調(diào)速杠桿(18)、軸承支架(15)和(21)、調(diào)速軸(8)及操作手柄(9)等組成。
2.按權(quán)利要求1所述的液壓調(diào)速錐差馬達(dá)，其特征在于內(nèi)錐齒輪)(W1)裝在歪軸(5)上，經(jīng)中間軸、調(diào)速盤驅(qū)動配流筒實現(xiàn)“無功”配流，歪軸的偏角為3-7度。
3.按權(quán)利要求1所述的液壓調(diào)速錐差馬達(dá)，其特征在于通過調(diào)速手柄、調(diào)速軸、調(diào)速杠桿、調(diào)速盤用調(diào)節(jié)配流筒的超前位置實現(xiàn)多檔調(diào)速。
4.按權(quán)利要求1所述的液壓調(diào)速錐差馬達(dá)，其特征在于缸體(1)上均布有偶數(shù)個軸向油缸和柱塞。
5.按權(quán)利要求1所述的液壓調(diào)速錐差馬達(dá)，其特征在于采用二齒差內(nèi)錐齒輪副(W1、W2)減速、同時采用零齒差外錐齒輪副(W3、W4)作為周向限制副。
6.按權(quán)利要求1所述的液壓調(diào)速錐差馬達(dá)，其特征在于內(nèi)錐齒輪(W1)為平面齒面，外錐齒輪(W2)為鼓形齒修形齒面，兩者組成“失配”嚙合。
專利摘要本實用新型馬達(dá)屬液力機(jī)械和液力發(fā)動機(jī)，由液壓、減速、調(diào)速三部分組成，適用于低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩、高效率輸出的領(lǐng)域。液壓部分含缸體(1)、柱塞(2)、連桿(3)和配流筒(4)等；減速部分含內(nèi)錐齒輪副(W
文檔編號F03C1/00GK2270820SQ94207329
公開日1997年12月17日 申請日期1994年3月16日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月16日
發(fā)明者胡來容, 杜烏特 申請人:湖北工學(xué)院