[发明专利]一种恒功率传动的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及的是一种传动方法，尤其涉及一种恒功率传动的方法。

背景技术：

在诸如油田抽油机之类的往复升降机械中，在升降过程中载荷是变化的，如： 升程时载荷大，回程是载荷小。这样就使得传动箱输出轴上的扭矩时大时小。而 传统的定比传动决定了输出轴的转速是一个常数，因此，实际需要的功率是一个 变量，所以实际工作过程中，电机只能按照最大功率配备。为了解决载荷变化时 传动功率变化的问题，采用反向配重的方法，载荷大时配重块向下运动，载荷小 时配重块向上运动，利用配重块的运动平衡掉部分载荷的变化。这种方法无法实 现完全的恒功率传动，配重块还会增大设备的重量和工耗，增加施工成本。这就 是现有技术所存在的不足之处。

发明内容：

本发明的目的就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种在变载荷的工况 下能实现恒功率传动的方法。

本方案是通过如下技术措施来实现的：在该恒功率传动的方法中，设传动箱 输出轴上的负载扭距为T(t)，输入轴的转速为n_i，输出轴的转速为n_o，传动比为i(t)， 输出轴的功率为P，则P＝2πn_o×T(t)＝2πn_i×i(t)×T(t)，即负载扭距T(t) 随载荷变化时，传动比i(t)随之变化，使功率P保持不变，根据上述公式使与所述 输出轴相连的从动轮为偏心滚子轮，与输入轴相连的主动轮采用与从动轮共轭啮 合的变参数摆线齿轮，或者使与所述输入轴相连的主动轮采用偏心滚子轮，与输 出轴相连的从动轮为与主动轮共轭啮合的变参数摆线齿轮，偏心滚子轮上各滚子 为等圆心角分布。

上述主动轮和从动轮的轮廓形状根据如下步骤确定：(1)根据载荷的变化并 据公式确定传动比i(t)；(2)根据载荷及强度要求确定输入轴、输出 轴之间的中心距；(3)确定滚子轮上各滚子的中心位置、滚子数量、滚子外径；(4) 根据共轭啮合原理求解主动轮的轮齿形状。

根据公式计算各滚子的中心坐标， 其中，x_i、y_i为滚子廓形曲线的坐标，r_r为滚子半径，x_oi、y_oi为滚子中心的坐标； x_oi＝acosθ+r_dicos(θ_io+θ)、y_oi＝asinθ+r_disin(θ_io+θ)，其中，a为输入轴与输出轴之间 的中心距，r_di为滚子中心到滚子轮轴线的距离，θ_io为滚子初始位置角，θ为滚子廓 形曲线上的点与摆线齿轮圆心连线与x轴之间的夹角。

上述偏心滚子轮上的滚子采用滚动轴承、滑动轴承或销轴。

上述滚子为圆柱形或圆锥形。

本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，该恒功率传动的方法中， 位于输入轴上的主动轮与位于输出轴上的从动轮为共轭啮合，主动轮采用变参数 摆线齿轮(或偏心滚子轮)，从动轮采用偏心滚子轮(或变参数摆线齿轮)，且偏 心滚子轮上各滚子为等圆心角分布。传动比输入轴的转速n_i为定 值；当载荷增大时，输出轴上的负载扭距T(t)增大，此时传动比i(t)相应地减小， 使输出轴的功率P保持不变；当载荷减小时，输出轴上的负载扭距T(t)减小，此时 传动比i(t)相应地增大，使输出轴的功率P保持不变，从而实现了在变载荷情况下 系统的恒功率传动。使用该方法可以省去配重块，减轻了设备的重量，降低了设 备的工耗和施工成本。由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特 点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明：

图1为本发明具体实施方式中的传动结构示意图。

图中，1为输入轴，2为主动轮，3为输出轴，4为从动轮，5为滚子。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图， 对本方案进行阐述。