液壓與伺服電機(jī)雙調(diào)節(jié)的變速輸入恒速輸出裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種液壓與伺服電機(jī)雙調(diào)節(jié)的變速輸入恒速輸出裝置，包括一級(jí)差動(dòng)輪系、二級(jí)差動(dòng)輪系、液壓系統(tǒng)、伺服電機(jī)、轉(zhuǎn)速傳感器、定軸輪系有級(jí)變速箱以及換向系統(tǒng)。本發(fā)明采用液壓、機(jī)械雙功率流傳動(dòng)，輸出功率較大，其中雙恒速調(diào)節(jié)方案，采用液壓系統(tǒng)為恒速調(diào)節(jié)的主要執(zhí)行系統(tǒng)，完成由負(fù)載突變引起大范圍轉(zhuǎn)速變化的調(diào)節(jié)，小功率的伺服電機(jī)作為恒速輸出的輔助調(diào)節(jié)執(zhí)行系統(tǒng)，完成小范圍轉(zhuǎn)速波動(dòng)的快速調(diào)節(jié)；單恒速調(diào)節(jié)方案采用小功率的伺服電機(jī)作為恒速調(diào)節(jié)的執(zhí)行系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)小幅度波動(dòng)轉(zhuǎn)速的快速調(diào)節(jié)。本裝置對(duì)于恒速輸出、無(wú)級(jí)變速、有級(jí)變速三種功能的創(chuàng)新性結(jié)合，滿足了不同機(jī)構(gòu)、不同工況環(huán)境對(duì)傳動(dòng)裝置的要求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】液壓與伺服電機(jī)雙調(diào)節(jié)的變速輸入恒速輸出裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工程機(jī)械及生產(chǎn)制造設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種差動(dòng)輪系與液壓、伺服電機(jī)相結(jié)合，液壓與伺服電機(jī)雙調(diào)節(jié)、無(wú)級(jí)調(diào)速與有級(jí)調(diào)速相結(jié)合的恒速且分段無(wú)級(jí)調(diào)速的輸出裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在自動(dòng)化流水生產(chǎn)線上存在因傳送帶上負(fù)載變化而引起速度變化，機(jī)械手臂因傳動(dòng)帶的速度變化而定位不精準(zhǔn)的問(wèn)題，同時(shí)，生產(chǎn)不同產(chǎn)品時(shí)，傳送帶需要不同速度；在精密機(jī)床加工時(shí)，負(fù)載變化，輸出轉(zhuǎn)速變化從而影響加工精度；在工程機(jī)械作業(yè)過(guò)程中，存在負(fù)載突變的問(wèn)題，為保障作業(yè)的精準(zhǔn)，需要恒定的轉(zhuǎn)速與大范圍的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。
[0003]恒速輸出主要有三種實(shí)現(xiàn)方式:液力式恒速輸出裝置、液壓恒速傳動(dòng)裝置以及雙電機(jī)機(jī)械控制傳動(dòng)裝置。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于液壓恒速輸出的產(chǎn)品并不多見(jiàn)，大多采用的是基于液力技術(shù)的導(dǎo)葉可調(diào)式恒速輸出裝置，此裝置主要針對(duì)于大功率機(jī)組，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且成本較高。更沒(méi)有通過(guò)液壓或液壓與伺服電機(jī)雙調(diào)節(jié)并與兩個(gè)差動(dòng)輪系相結(jié)合實(shí)現(xiàn)恒速輸出的方案。
[0004]無(wú)級(jí)調(diào)速裝置在機(jī)械各領(lǐng)域的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，可通過(guò)液壓、液力或雙電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速且調(diào)速范圍比較大。然而單純的通過(guò)液壓、液力傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的無(wú)級(jí)調(diào)速裝置，雖然調(diào)速范圍比較大，但是效率較低；對(duì)于雙電機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速的裝置，雖然調(diào)速靈活，效率較高，卻無(wú)法承受載荷突變的沖擊。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中恒速輸出裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率低下以及無(wú)法承受負(fù)載突變沖擊等諸多不足，本發(fā)明采用液壓、機(jī)械雙功率流傳動(dòng)，輸出功率較大，無(wú)級(jí)變速控制靈活方便，合理的傳動(dòng)設(shè)計(jì)使液壓功率分流比小，系統(tǒng)的效率提高，同時(shí)和機(jī)械式有級(jí)變速完美結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)分段調(diào)速，優(yōu)化傳動(dòng)比可實(shí)現(xiàn)全程調(diào)速。且與有級(jí)機(jī)械傳動(dòng)、液力機(jī)械自動(dòng)變速傳動(dòng)相比，其動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及排放性能均有較大的提高。本發(fā)明針對(duì)不同工況環(huán)境，設(shè)計(jì)兩種方案:雙恒速調(diào)節(jié)方案和單恒速調(diào)節(jié)方案。雙恒速調(diào)節(jié)方案適用于動(dòng)力源輸出轉(zhuǎn)速波動(dòng)、存在較大負(fù)載突變并且需要恒速輸出的工況環(huán)境；單恒速調(diào)節(jié)適用于動(dòng)力源輸出轉(zhuǎn)速波動(dòng)、不存在較大負(fù)載突變并且需要恒速輸出的工況環(huán)境。
[0006]本發(fā)明的一種液壓與伺服電機(jī)雙調(diào)節(jié)的變速輸入恒速輸出裝置，包括一級(jí)差動(dòng)輪系、二級(jí)差動(dòng)輪系、液壓系統(tǒng)、伺服電機(jī)、轉(zhuǎn)速傳感器、定軸輪系有級(jí)變速箱以及換向系統(tǒng)。
[0007]轉(zhuǎn)速變化的輸入由動(dòng)力源32提供，并通過(guò)主輸入軸31將輸入動(dòng)力傳遞至一級(jí)差動(dòng)輪系太陽(yáng)輪I ;一級(jí)差動(dòng)輪系太陽(yáng)輪I與一級(jí)差動(dòng)輪系行星架4上的一級(jí)差動(dòng)輪系行星輪2嚙合，一級(jí)差動(dòng)輪系行星架4與一級(jí)行星架輸出軸16相連，進(jìn)而與換向系統(tǒng)15連通。
[0008]所述的液壓系統(tǒng)中的液壓泵30通過(guò)第二嚙合齒輪28與主輸入軸31連通；液壓系統(tǒng)中的液壓馬達(dá)18與二級(jí)差動(dòng)輪系太陽(yáng)輪24相連；伺服電機(jī)20通過(guò)第一嚙合齒輪21與二級(jí)差動(dòng)輪系齒圈22相連，二級(jí)差動(dòng)輪系行星架25與二級(jí)行星架輸出軸27相連，二級(jí)行星架輸出軸27通過(guò)第三嚙合齒輪26與一級(jí)差動(dòng)輪系齒圈3相連；
[0009]所述的一級(jí)行星架輸出軸16上安裝有轉(zhuǎn)速傳感器監(jiān)測(cè)齒輪19，其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的信號(hào)經(jīng)過(guò)編碼器作用于伺服電機(jī)20。
[0010]所述的一級(jí)行星架輸出軸16通過(guò)換向系統(tǒng)15將動(dòng)力輸入到有級(jí)變速系統(tǒng)12中，最終由輸出主軸5輸出恒定的轉(zhuǎn)速；
[0011]所述的換向系統(tǒng)15中的換向齒輪13的嚙合由雙向離合器14控制；有級(jí)變速系統(tǒng)12中四對(duì)變速齒輪6、8、9、11的嚙合由雙向摩擦式離合器7、10控制；有級(jí)變速系統(tǒng)12的輸入軸的一端安裝有制動(dòng)器17 ；
[0012]具體地，雙恒速調(diào)節(jié)方案中所述的液壓系統(tǒng)由油箱29、吸油過(guò)濾器35、回油過(guò)濾器36、液壓泵30、單向閥39、冷卻器37、安全溢流閥38、調(diào)速閥33、電液比例閥34、液壓馬達(dá)18以及各油管等組成，所述的油箱29中的液壓油經(jīng)過(guò)吸油過(guò)濾器35進(jìn)入液壓泵30，再經(jīng)過(guò)單向閥39、調(diào)速閥33、電液比例閥34進(jìn)入液壓馬達(dá)18，再經(jīng)過(guò)冷卻器37和回油過(guò)濾器36回到油箱29中，安全溢流閥38安裝在單向閥39出口和冷卻器37入口之間，當(dāng)油壓高于安全溢流閥38的設(shè)定值時(shí)，液壓油不經(jīng)過(guò)液壓馬達(dá)18，從安全溢流閥38回到油箱29中。轉(zhuǎn)速傳感器監(jiān)測(cè)齒輪19所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器作用于所述的電液比例閥34，控制液壓馬達(dá)18的油液輸入流量，進(jìn)而控制液壓馬達(dá)18的輸出轉(zhuǎn)速。
[0013]與雙恒速調(diào)節(jié)方案相比，單恒速調(diào)節(jié)方案的液壓系統(tǒng)中不使用電液比例閥34，從轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的信號(hào)不再通過(guò)放大器作用于電液比例閥34。
[0014]本發(fā)明的總體工作過(guò)程如下:
[0015]首先動(dòng)力源32通過(guò)主輸入軸31與一級(jí)差動(dòng)輪系太陽(yáng)輪I相連，提供一級(jí)差動(dòng)輪系的主要?jiǎng)恿?；液壓系統(tǒng)中的液壓泵30從主輸入軸31取力，再通過(guò)液壓系統(tǒng)中的液壓馬達(dá)18傳給二級(jí)差動(dòng)輪系太陽(yáng)輪24作為二級(jí)差動(dòng)輪系的主要?jiǎng)恿?，而伺服電機(jī)20通過(guò)第一嚙合齒輪21與二級(jí)差動(dòng)輪系齒圈22相連，提供調(diào)節(jié)微小轉(zhuǎn)速波動(dòng)的動(dòng)力，最后將二級(jí)差動(dòng)輪系行星架25作為輸出，通過(guò)第三嚙合齒輪26與一級(jí)差動(dòng)輪系齒圈3相連實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速補(bǔ)償，并通過(guò)一級(jí)差動(dòng)輪系行星架4輸出，最終實(shí)現(xiàn)恒速輸出；一級(jí)行星架輸出軸16依次與換向系統(tǒng)15和有級(jí)變速系統(tǒng)12相連來(lái)實(shí)現(xiàn)換向與有級(jí)調(diào)速；
[0016]通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中的調(diào)速閥33進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，控制輸入到液壓馬達(dá)18的油液流量，進(jìn)而控制液壓馬達(dá)18輸出轉(zhuǎn)速,從而改變一級(jí)差動(dòng)輪系行星架4的輸出轉(zhuǎn)速。
[0017]在雙恒速調(diào)節(jié)方案中，輸出轉(zhuǎn)速恒速的調(diào)節(jié)，是由液壓與伺服電機(jī)雙調(diào)節(jié)的。轉(zhuǎn)速傳感器監(jiān)測(cè)齒輪19所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的信號(hào)轉(zhuǎn)速經(jīng)過(guò)放大器作用于液壓系統(tǒng)中的電液比例閥34，控制液壓馬達(dá)18的油液輸入流量，進(jìn)而控制液壓馬達(dá)18的輸出轉(zhuǎn)速；同時(shí)轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的信號(hào)也經(jīng)過(guò)編碼器作用于伺服電機(jī)20，控制伺服電機(jī)20轉(zhuǎn)速。
[0018]單恒速調(diào)節(jié)方案相對(duì)于雙恒速調(diào)節(jié)方案，精簡(jiǎn)掉液壓系統(tǒng)中的電液比例閥34，對(duì)轉(zhuǎn)速波動(dòng)的調(diào)節(jié)只由伺服電機(jī)20完成，即轉(zhuǎn)速傳感器監(jiān)測(cè)齒輪19所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速傳感器只將信號(hào)通過(guò)編碼器作用于伺服電機(jī)20，自動(dòng)控制伺服電機(jī)20提供的補(bǔ)償轉(zhuǎn)速，不再作用于液壓系統(tǒng)。
[0019]本裝置的兩套方案均采用以2K-H型差動(dòng)輪系為無(wú)級(jí)變速與恒速輸出的主體結(jié)構(gòu)，以液壓系統(tǒng)為無(wú)級(jí)調(diào)速的執(zhí)行系統(tǒng)，配合定軸輪系的有級(jí)變速與換向裝置來(lái)完成分段無(wú)級(jí)調(diào)速以及換向的功能，優(yōu)化有級(jí)調(diào)速變速齒輪傳動(dòng)比可以實(shí)現(xiàn)全程調(diào)速。其中雙恒速調(diào)節(jié)方案，采用液壓系統(tǒng)為恒速調(diào)節(jié)的主要執(zhí)行系統(tǒng)，完成由負(fù)載突變引起大范圍轉(zhuǎn)速變化的調(diào)節(jié)，小功率的伺服電機(jī)作為恒速輸出的輔助調(diào)節(jié)執(zhí)行系統(tǒng)，完成小范圍轉(zhuǎn)速波動(dòng)的快速調(diào)節(jié)；單恒速調(diào)節(jié)方案采用小功率的伺服電機(jī)作為恒速調(diào)節(jié)的執(zhí)行系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)小幅度波動(dòng)轉(zhuǎn)速的快速調(diào)節(jié)。對(duì)于2K-H型差動(dòng)輪系，采用太陽(yáng)輪與齒圈兩個(gè)輸入端，行星架一個(gè)輸出端，多個(gè)行星輪的方案，分擔(dān)較大的載荷，減少慣性力與離心力。
[0020]對(duì)于有級(jí)變速與換向功能的實(shí)現(xiàn)，本裝置采用離合器與制動(dòng)器結(jié)合的方案，并設(shè)計(jì)了延遲聯(lián)動(dòng)以保障裝置的安全，即由高速擋變換為低速擋或者換向時(shí)，離合器先處于分離狀態(tài)，制動(dòng)器工作降速，最后離合器閉合實(shí)現(xiàn)降擋或換向。
[0021]本發(fā)明的有益效果在于:
[0022]本發(fā)明將液壓、伺服電機(jī)、差動(dòng)輪系三者結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)調(diào)速與恒速輸出的功能；將無(wú)級(jí)調(diào)速與有級(jí)調(diào)速相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了分段調(diào)速，優(yōu)化變速齒輪傳動(dòng)比，可以實(shí)現(xiàn)全程調(diào)速，調(diào)速范圍較大。本發(fā)明的變速輸入恒速輸出裝置主要針對(duì)于中小功率產(chǎn)品，將不穩(wěn)定輸入或不穩(wěn)定負(fù)載引起的變化的輸出轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定轉(zhuǎn)速輸出，并且可以大范圍進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速。本裝置能夠有效改善現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于差動(dòng)輪系與液壓元件組合的機(jī)械傳動(dòng)裝置在中小功率應(yīng)用領(lǐng)域缺乏的局面。同時(shí)本裝置對(duì)于恒速輸出、無(wú)級(jí)變速、有級(jí)變速三種功能的創(chuàng)新性結(jié)合，滿足了不同機(jī)構(gòu)、不同工況環(huán)境對(duì)傳動(dòng)裝置的要求。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2是雙恒速調(diào)節(jié)方案中液壓系統(tǒng)的原理圖。
[0025]圖3是單恒速調(diào)節(jié)方案中液壓系統(tǒng)的原理圖。
[0026]圖中:
[0027]1、一級(jí)差動(dòng)輪系太陽(yáng)輪；2、一級(jí)差動(dòng)輪系行星輪；3、一級(jí)差動(dòng)輪系齒圈；
[0028]4、一級(jí)差動(dòng)輪系行星架；5、輸出主軸；6、8、9、11為四對(duì)變速齒輪；
[0029]7,10為雙向摩擦式離合器；12、有級(jí)變速系統(tǒng)；13、換向齒輪；
[0030]14、雙向離合器；15、換向系統(tǒng)；16、一級(jí)行星架輸出軸；17、制動(dòng)器；
[0031]18、液壓馬達(dá)；19、轉(zhuǎn)速傳感器監(jiān)測(cè)齒輪；20、伺服電機(jī)；
[0032]21、第一嚙合齒輪；22、二級(jí)差動(dòng)輪系齒圈；23、二級(jí)差動(dòng)輪系行星輪；
[0033]24、二級(jí)差動(dòng)輪系太陽(yáng)輪；25、二級(jí)差動(dòng)輪系行星架；26、第三嚙合齒輪；
[0034]27、二級(jí)行星架輸出軸；28、第二嚙合齒輪；29、液壓油箱；30、液壓泵；
[0035]31、主輸入軸；32、動(dòng)力源；33、調(diào)速閥；34、電液比例閥；
[0036]35、吸油過(guò)濾器；36、回油過(guò)濾器；37、冷卻器；38、安全溢流閥；
[0037]39、單向閥。
具體實(shí)施方案
[0038]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的介紹:
[0039]如圖1所述的一種液壓與伺服電機(jī)雙調(diào)節(jié)的變速輸入恒速輸出裝置，包括一級(jí)差動(dòng)輪系、二級(jí)差動(dòng)輪系、液壓系統(tǒng)、伺服電機(jī)、轉(zhuǎn)速傳感器、定軸輪系有級(jí)變速箱以及換向系統(tǒng)；
[0040]轉(zhuǎn)速變化的輸入由動(dòng)力源32提供，并通過(guò)主輸入軸31將輸入動(dòng)力傳遞至一級(jí)差動(dòng)輪系太陽(yáng)輪I，一級(jí)差動(dòng)輪系太陽(yáng)輪I與一級(jí)差動(dòng)輪系行星架4上的一級(jí)差動(dòng)輪系行星輪2嚙合，一級(jí)差動(dòng)輪系行星架4與一級(jí)行星架輸出軸16相連，進(jìn)而與換向系統(tǒng)15連通；
[0041]所述的液壓系統(tǒng)中的液壓泵30通過(guò)第二嚙合齒輪28與主輸入軸31連通；液壓系統(tǒng)中的液壓馬達(dá)18與二級(jí)差動(dòng)輪系太陽(yáng)輪24相連；伺服電機(jī)20通過(guò)第一嚙合齒輪21與二級(jí)差動(dòng)輪系齒圈22相連，二級(jí)差動(dòng)輪系行星架25與二級(jí)行星架輸出軸27相連，二級(jí)行星架輸出軸27通過(guò)第三嚙合齒輪26與一級(jí)差動(dòng)輪系齒圈3相連；
[0042]所述的一級(jí)行星架輸出軸16上安裝有轉(zhuǎn)速傳感器監(jiān)測(cè)齒輪19，其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的信號(hào)經(jīng)過(guò)編碼器作用于伺服電機(jī)20 ；
[0043]所述的一級(jí)行星架輸出軸16通過(guò)換向系統(tǒng)15將動(dòng)力輸入到有級(jí)變速系統(tǒng)12中，最終由輸出主軸5輸出恒定的轉(zhuǎn)速。
[0044]所述的換向系統(tǒng)15中的換向齒輪13的嚙合由雙向離合器14控制。
[0045]所述的有級(jí)變速系統(tǒng)12中四對(duì)變速齒輪6、8、9、11的嚙合由雙向摩擦式離合器7、10控制。
[0046]所述的有級(jí)變速系統(tǒng)12的輸入軸的一端安裝有制動(dòng)器17。
[0047]如圖2所示的雙恒速調(diào)節(jié)方案中液壓系統(tǒng)的原理圖，所述的液壓系統(tǒng)由油箱29、吸油過(guò)濾器35、回油過(guò)濾器36、液壓泵30、單向閥39、冷卻器37、安全溢流閥38、調(diào)速閥33、電液比例閥34、液壓馬達(dá)18以及各油管等組成，所述的油箱29中的液壓油經(jīng)過(guò)吸油過(guò)濾器35進(jìn)入液壓泵30，再經(jīng)過(guò)單向閥39、調(diào)速閥33、電液比例閥34進(jìn)入液壓馬達(dá)18，再經(jīng)過(guò)冷卻器37和回油過(guò)濾器36回到油箱29中，安全溢流閥38安裝在單向閥39出口和冷卻器37入口之間，當(dāng)油壓高于安全溢流閥38的設(shè)定值時(shí)，液壓油不經(jīng)過(guò)液壓馬達(dá)18，從安全溢流閥38回到油箱29中；轉(zhuǎn)速傳感器監(jiān)測(cè)齒輪19所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器作用于所述的電液比例閥34，控制液壓馬達(dá)18的油液輸入流量，進(jìn)而控制液壓馬達(dá)18的輸出轉(zhuǎn)速。
[0048]如圖3所示的單恒速調(diào)節(jié)方案中液壓系統(tǒng)的原理圖，所述的液壓系統(tǒng)由油箱29、吸油過(guò)濾器35、回油過(guò)濾器36、液壓泵30、單向閥39、冷卻器37、安全溢流閥38、調(diào)速閥33、液壓馬達(dá)18以及各油管等組成，所述的油箱29中的液壓油經(jīng)過(guò)吸油過(guò)濾器35進(jìn)入液壓泵30，再經(jīng)過(guò)單向閥39、調(diào)速閥33進(jìn)入液壓馬達(dá)18，再經(jīng)過(guò)冷卻器37和回油過(guò)濾器36回到油箱29中，安全溢流閥38安裝在單向閥39出口和冷卻器37入口之間，當(dāng)油壓高于安全溢流閥38的設(shè)定值時(shí)，液壓油不經(jīng)過(guò)液壓馬達(dá)18，從安全溢流閥38回到油箱29中；從轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的信號(hào)不作用于液壓系統(tǒng)。
[0049]本發(fā)明的總體工作過(guò)程如下:
[0050]首先動(dòng)力源32通過(guò)主輸入軸31與一級(jí)差動(dòng)輪系太陽(yáng)輪I相連，提供一級(jí)差動(dòng)輪系的主要?jiǎng)恿?；液壓系統(tǒng)中的液壓泵30從主輸入軸31取力，再通過(guò)液壓系統(tǒng)中的液壓馬達(dá)18傳給二級(jí)差動(dòng)輪系太陽(yáng)輪24作為二級(jí)差動(dòng)輪系的主要?jiǎng)恿?，而伺服電機(jī)20通過(guò)第一嚙合齒輪21與二級(jí)差動(dòng)輪系齒圈22相連，提供調(diào)節(jié)微小轉(zhuǎn)速波動(dòng)的動(dòng)力，最后將二級(jí)差動(dòng)輪系行星架25作為輸出，通過(guò)第三嚙合齒輪26與一級(jí)差動(dòng)輪系齒圈3相連實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速補(bǔ)償，并通過(guò)一級(jí)差動(dòng)輪系行星架4輸出，最終實(shí)現(xiàn)恒速輸出；一級(jí)行星架輸出軸16依次與換向系統(tǒng)15和有級(jí)變速系統(tǒng)12相連來(lái)實(shí)現(xiàn)換向與有級(jí)調(diào)速；
[0051]通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中的調(diào)速閥33進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，控制輸入到液壓馬達(dá)18的油液流量，進(jìn)而控制液壓馬達(dá)18輸出轉(zhuǎn)速,從而改變一級(jí)差動(dòng)輪系行星架4的輸出轉(zhuǎn)速。
[0052]在雙恒速調(diào)節(jié)方案中，輸出轉(zhuǎn)速恒速的調(diào)節(jié)，是由液壓與伺服電機(jī)雙調(diào)節(jié)的。轉(zhuǎn)速傳感器監(jiān)測(cè)齒輪19所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的信號(hào)轉(zhuǎn)速經(jīng)過(guò)放大器作用于液壓系統(tǒng)中的電液比例閥34，控制液壓馬達(dá)18的油液輸入流量，進(jìn)而控制液壓馬達(dá)18的輸出轉(zhuǎn)速；同時(shí)轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的信號(hào)也經(jīng)過(guò)編碼器作用于伺服電機(jī)20，控制伺服電機(jī)20轉(zhuǎn)速。
[0053]單恒速調(diào)節(jié)方案相對(duì)于雙恒速調(diào)節(jié)方案，精簡(jiǎn)掉液壓系統(tǒng)中的電液比例閥34，對(duì)轉(zhuǎn)速波動(dòng)的調(diào)節(jié)只由伺服電機(jī)20完成，即監(jiān)測(cè)齒輪19只將信號(hào)通過(guò)編碼器作用于伺服電機(jī)20，自動(dòng)控制伺服電機(jī)20提供的補(bǔ)償轉(zhuǎn)速，不再作用于液壓系統(tǒng)。
[0054]本裝置的兩套方案均采用以2K-H型差動(dòng)輪系為無(wú)級(jí)變速與恒速輸出的主體結(jié)構(gòu)，以液壓系統(tǒng)為無(wú)級(jí)調(diào)速的執(zhí)行系統(tǒng)，配合定軸輪系的有級(jí)變速與換向裝置來(lái)完成分段無(wú)級(jí)調(diào)速以及換向的功能，優(yōu)化有級(jí)調(diào)速變速齒輪傳動(dòng)比可以實(shí)現(xiàn)全程調(diào)速。其中雙恒速調(diào)節(jié)方案，采用液壓系統(tǒng)為恒速調(diào)節(jié)的主要執(zhí)行系統(tǒng)，完成由負(fù)載突變引起大范圍轉(zhuǎn)速變化的調(diào)節(jié)，小功率的伺服電機(jī)作為恒速輸出的輔助調(diào)節(jié)執(zhí)行系統(tǒng)，完成小范圍轉(zhuǎn)速波動(dòng)的快速調(diào)節(jié)；單恒速調(diào)節(jié)方案采用小功率的伺服電機(jī)作為恒速調(diào)節(jié)的執(zhí)行系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)小幅度波動(dòng)轉(zhuǎn)速的快速調(diào)節(jié)。對(duì)于2K-H型差動(dòng)輪系，采用太陽(yáng)輪與齒圈兩個(gè)輸入端，行星架一個(gè)輸出端，多個(gè)行星輪的方案，分擔(dān)較大的載荷，減少慣性力與離心力。
[0055]對(duì)于有級(jí)變速與換向功能的實(shí)現(xiàn)，本裝置采用離合器與制動(dòng)器結(jié)合的方案，并設(shè)計(jì)了延遲聯(lián)動(dòng)以保障裝置的安全，即由高速擋變換為低速擋或者換向時(shí)，離合器先處于分離狀態(tài)，制動(dòng)器工作降速，最后離合器閉合實(shí)現(xiàn)降擋或換向。
[0056]以上對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的思想，在【具體實(shí)施方式】以及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，所述本說(shuō)明書(shū)不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制；以上所述的所有實(shí)施例只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種液壓與伺服電機(jī)雙調(diào)節(jié)的變速輸入恒速輸出裝置，包括一級(jí)差動(dòng)輪系、二級(jí)差動(dòng)輪系、液壓系統(tǒng)、伺服電機(jī)、轉(zhuǎn)速傳感器、定軸輪系有級(jí)變速箱以及換向系統(tǒng)；其特征在于: 轉(zhuǎn)速變化的輸入由動(dòng)力源(32)提供，并通過(guò)主輸入軸(31)將輸入動(dòng)力傳遞至一級(jí)差動(dòng)輪系太陽(yáng)輪(I)，一級(jí)差動(dòng)輪系太陽(yáng)輪(I)與一級(jí)差動(dòng)輪系行星架(4)上的一級(jí)差動(dòng)輪系行星輪(2)嚙合，一級(jí)差動(dòng)輪系行星架(4)與一級(jí)行星架輸出軸(16)相連，進(jìn)而與換向系統(tǒng)(15)連通； 所述的液壓系統(tǒng)中的液壓泵(30)通過(guò)第二嚙合齒輪(28)與主輸入軸(31)連通；液壓系統(tǒng)中的液壓馬達(dá)(18)與二級(jí)差動(dòng)輪系太陽(yáng)輪(24)相連；伺服電機(jī)(20)通過(guò)第一嚙合齒輪(21)與二級(jí)差動(dòng)輪系齒圈(22)相連，二級(jí)差動(dòng)輪系行星架(25)與二級(jí)行星架輸出軸(27)相連，二級(jí)行星架輸出軸(27)通過(guò)第三嚙合齒輪(26)與一級(jí)差動(dòng)輪系齒圈(3)相連； 所述的一級(jí)行星架輸出軸(16)上安裝有轉(zhuǎn)速傳感器監(jiān)測(cè)齒輪(19)，其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的信號(hào)經(jīng)過(guò)編碼器作用于伺服電機(jī)(20)； 所述的一級(jí)行星架輸出軸(16)通過(guò)換向系統(tǒng)(15)將動(dòng)力輸入到有級(jí)變速系統(tǒng)(12)中，最終由輸出主軸(5)輸出恒定的轉(zhuǎn)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓與伺服電機(jī)雙調(diào)節(jié)的變速輸入恒速輸出裝置，其特征在于: 所述的換向系統(tǒng)(15)中的換向齒輪(13)的嚙合由雙向離合器(14)控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓與伺服電機(jī)雙調(diào)節(jié)的變速輸入恒速輸出裝置，其特征在于: 所述的有級(jí)變速系統(tǒng)(12)中四對(duì)變速齒輪(6、8、9、11)的嚙合由雙向摩擦式離合器(7、10)控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓與伺服電機(jī)雙調(diào)節(jié)的變速輸入恒速輸出裝置，其特征在于: 所述的有級(jí)變速系統(tǒng)(12)的輸入軸的一端安裝有制動(dòng)器(17)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓與伺服電機(jī)雙調(diào)節(jié)的變速輸入恒速輸出裝置，其特征在于: 所述的液壓系統(tǒng)由油箱(29)、吸油過(guò)濾器(35)、回油過(guò)濾器(36)、液壓泵(30)、單向閥(39)、冷卻器(37)、安全溢流閥(38)、調(diào)速閥(33)、電液比例閥(34)、液壓馬達(dá)(18)以及各油管等組成，所述的油箱(29)中的液壓油經(jīng)過(guò)吸油過(guò)濾器(35)進(jìn)入液壓泵(30)，再經(jīng)過(guò)單向閥(39)、調(diào)速閥(33)、電液比例閥(34)進(jìn)入液壓馬達(dá)(18)，再經(jīng)過(guò)冷卻器(37)和回油過(guò)濾器(36)回到油箱(29)中，安全溢流閥(38)安裝在單向閥(39)出口和冷卻器(37)入口之間，當(dāng)油壓高于安全溢流閥(38)的設(shè)定值時(shí)，液壓油不經(jīng)過(guò)液壓馬達(dá)(18)，從安全溢流閥(38)回到油箱(29)中； 轉(zhuǎn)速傳感器監(jiān)測(cè)齒輪(19)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器作用于所述的電液比例閥(34)，控制液壓馬達(dá)(18)的油液輸入流量，進(jìn)而控制液壓馬達(dá)(18)的輸出轉(zhuǎn)速。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓與伺服電機(jī)雙調(diào)節(jié)的變速輸入恒速輸出裝置，其特征在于: 所述的液壓系統(tǒng)由油箱(29)、吸油過(guò)濾器(35)、回油過(guò)濾器(36)、液壓泵(30)、單向閥(39)、冷卻器(37)、安全溢流閥(38)、調(diào)速閥(33)、液壓馬達(dá)(18)以及各油管等組成，所述的油箱(29)中的液壓油經(jīng)過(guò)吸油過(guò)濾器(35)進(jìn)入液壓泵(30)，再經(jīng)過(guò)單向閥(39)、調(diào)速閥(33)進(jìn)入液壓馬達(dá)(18)，再經(jīng)過(guò)冷卻器(37)和回油過(guò)濾器(36)回到油箱(29)中，安全溢流閥(38)安裝在單向閥(39)出口和冷卻器(37)入口之間，當(dāng)油壓高于安全溢流閥(38)的設(shè)定值時(shí)，液壓油不經(jīng)過(guò)液壓馬達(dá)(18)，從安全溢流閥(38)回到油箱(29)中；從轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的信號(hào)不作用于液壓系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】F16H47/04GK104358853SQ201410593660
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】盧秀泉, 馬文星, 沙永柏, 賈彥光, 朱艷萍, 王禹琪, 原祖健, 范迪 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)