專利名稱：擺線針輪無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是以伺服電機為第二動力源的無級變速器。
僅有一個動力源的機械式無級變速器大部分以摩擦傳動實現(xiàn)無級變速，所以效率低、變速范圍小、調(diào)速精度差、結(jié)構(gòu)復(fù)什，而采用直流電機作動力源，配上減速器使之成為無級變速裝置，價格很貴。
民主德國專利DD244607-1987.4.8提出了用伺服電機作第二動力源，用改變伺服電機的轉(zhuǎn)速來改變行星齒輪架的轉(zhuǎn)速從而改變輸出軸的轉(zhuǎn)速，成為主動力源、行星齒輪減速器、伺服電機相結(jié)合的無級變速器。附

圖1是該發(fā)明的原理圖，輸入軸(1)和主動力源相連，蝸輪付(2)和伺服電機相連，伺服電機改變行星齒輪架(3)的轉(zhuǎn)速使輸出軸(4)的轉(zhuǎn)速隨之改變。由于這種行星齒輪機構(gòu)屬雙聯(lián)外嚙合的2Z-X正號機構(gòu)，外形尺寸大，傳動效率低，不適宜作動力傳動，故該發(fā)明使用范圍受到限制。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種以交流電機或其他動力源作主動力源傳遞功率，以小功率的伺服電機作為第二動力源進(jìn)行調(diào)速，使擺線針輪減速器成為擺線針輪無級變速器。擺線針輪減速器本身具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，傳動效率高(達(dá)90%～95%)等優(yōu)點，用來調(diào)速的伺服電機不必承擔(dān)傳遞轉(zhuǎn)矩的功能，只要控制輸出軸的轉(zhuǎn)速，故可選擇小功率的伺服電機，這樣使本發(fā)明的造價大大降低。
動力源帶動擺線針輪減速器是一種常見的減速器，傳動效率高和結(jié)構(gòu)簡單是其優(yōu)點，即使在本發(fā)明中把它加上一個伺服電機和蝸輪付，結(jié)構(gòu)還是較簡單，但此時它已經(jīng)是一個能自動控制，調(diào)速精度高，變速范圍大，傳遞效率高的無級變速器了，它的輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，能廣泛的滿足機械設(shè)備的需要。
本發(fā)明的技術(shù)方案是在擺線針輪減速器的針齒圈上裝上蝸輪，伺服電機和蝸桿聯(lián)接，當(dāng)伺服電機不轉(zhuǎn)時，該裝置的性能和擺線針輪減速器一樣，當(dāng)伺服電機轉(zhuǎn)動時，蝸輪付也轉(zhuǎn)動，蝸輪付的轉(zhuǎn)動使針齒圈轉(zhuǎn)動，針齒圈轉(zhuǎn)動使輸出軸的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，當(dāng)改變伺服電機轉(zhuǎn)速時，輸出軸相應(yīng)的改變轉(zhuǎn)速，當(dāng)主動力源的功率流向由針輪圈倒傳給蝸桿時，蝸輪付自鎖，不影響伺服電機，所以主動力源和擺線針輪機構(gòu)的傳遞功率決定了本發(fā)明的傳遞功率，伺服電機的調(diào)速精度決定著本發(fā)明的調(diào)速精度。
本技術(shù)方案實現(xiàn)了由主動力源和擺線針輪機構(gòu)提供轉(zhuǎn)矩，伺服電機通過蝸輪付和針輪圈的旋轉(zhuǎn)最終使輸出軸精確高效地輸出所需的轉(zhuǎn)速，完成了發(fā)明任務(wù)。
以下結(jié)合附圖來敘述本發(fā)明的技術(shù)方案。
附圖2是本發(fā)明的外形圖，由主動力源(1)輸入端外殼(2)，伺服電機(3)，輸出端外殼(4)，輸出軸(5)，機身(6)組成。
附圖3是本發(fā)明的原理圖，主動力源(1)通過直聯(lián)或其他傳動方式使輸入軸(10)轉(zhuǎn)動，輸入軸(10)和擺線輪(9)、針齒圈(8)、輸出軸(5)、銷軸(11)是擺線針輪機構(gòu)的主要零件，本說明書不再敘述其原理，而著重介紹伺服電機(3)帶動蝸桿(7)，蝸桿(7)帶動蝸輪(12)，蝸輪(12)帶動針齒圈(8)以后輸出軸(5)的速度變化情況。輸出軸(5)的轉(zhuǎn)速與伺服電機(3)的轉(zhuǎn)速可從下列公式中求出
n＝(n2×Z2-n1×i1)÷(i1×Z1)n-輸出軸(5)的轉(zhuǎn)速n1-輸入軸(10)的轉(zhuǎn)速n2-伺服電機(3)的轉(zhuǎn)速Z1-擺線凸輪數(shù)Z2-針齒數(shù)i1-蝸輪付的傳動比如果伺服電機(3)使蝸輪付的轉(zhuǎn)向與輸入軸一致，n2取正值，反之取負(fù)值，可根據(jù)用戶所需的速度范圍決定蝸輪付的傳動比i1，也可根據(jù)工作機械的具體情況增加單向超越離合器等附件。
本發(fā)明輸出軸的輸出扭矩，擺線針輪機構(gòu)的受力情況都與一般擺線針輪機構(gòu)相同，但是控制伺服電機(3)的轉(zhuǎn)速而使輸出軸(5)獲得大范圍的理想速比，而伺服電機價格低，控制方便，從而顯示出本發(fā)明的意義。
權(quán)利要求
1.一種無級變速器，由伺服電機(3)、蝸輪付和擺線針輪機構(gòu)組成，其特征是針齒圈(8)上設(shè)計有蝸輪(12)，蝸輪(12)和蝸桿(7)組成蝸輪付，伺服電機(3)帶動蝸輪付和針齒圈(8)轉(zhuǎn)動，針齒圈(8)同時承受動力源通過輸入軸(10)和擺線輪(9)傳來的作用力，由于蝸輪付的自鎖作用而不能把作用力傳到伺服電機(3)，而只能通過銷軸(11)由輸出軸(5)把該作用力傳出，由于針齒圈(8)的轉(zhuǎn)速完全受伺服電機(3)控制，所以輸出軸(5)的轉(zhuǎn)速受伺服電機(3)控制。
全文摘要
一種以伺服電機(3)為第二動力源的無級變速器，由伺服電機(3)蝸輪副和擺線針輪機構(gòu)組成，主動力源通過輸入軸(10)和擺線輪(9)針齒圈(8)把轉(zhuǎn)矩傳給輸出軸(5)，所以該無級變速器具有擺線針輪機構(gòu)傳遞效率高、結(jié)構(gòu)簡單的特點，伺服電機帶動蝸輪副和針齒圈(8)轉(zhuǎn)動，最終使輸出軸轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，所以本發(fā)明也具有調(diào)速精度高，調(diào)速范圍廣，控制方便的特點。
文檔編號F16H3/72GK1056343SQ9010252
公開日1991年11月20日 申請日期1990年4月28日 優(yōu)先權(quán)日1990年4月28日
發(fā)明者姚一中, 孫升安 申請人:姚一中