[发明专利]二自由度离合器

说明书

本发明二自由度离合器，包含传动机械与控制装置。传动机械是二自由度决定系统的行星排结构，由单排或多排行星排组成，其行星排结构方程简化后的形式是：N1‑k1*N2‑k2*N3＝0,1>k1>k2>0，以N3所对应的旋转构件作为被控制端，或者以N2所对应的旋转构件作为被控制端，其余两个旋转构件作为输入端、输出端。控制装置是制动器等，作用于被控制端。其特征在于：通过控制被控制端的速度来控制输入端与输出端之间的离合，是二自由度二关系方离合器；通过控制被控制端的速度来控制多关系方之间的离合，是二自由度多关系方离合器。本发明离合器还可以调整控制装置形成变矩器版本。

技术领域

本发明涉及一种行星排传动器，具体为具有二自由度决定系统行星排结构的通过制动控制的离合器。

背景技术

为了传递及断开动力系统的转矩和转速，很多动力机械都配置了离合器、变矩器。传统的离合器主要是摩擦式离合器、花键滑块机械啮合式离合器。摩擦式离合器有单片盘式、多片盘式、鼓式等，花键滑块机械啮合式离合器有爪式、花键滑块式、带同步器的花键滑块式等。传统离合器的一个特点是离合器的结合动作是零部件机械的贴合、咬合、啮合，离合器的分离动作是零部件机械的离开、分开、断开。分离动作与结合动作中设备容易碰撞、磨损，设备的额定功率不大。传统的变矩器主要是液力变矩器，依靠液力旋动实现变矩，传动效率不高，易发热，设备的额定功率不大。机械行业需要更好的离合器、变矩器。

发明内容

本发明提出具有二自由度决定系统行星排结构的由制动控制的离合器，称为二自由度离合器，还可形成变矩器。

行星排由两个中心轮(太阳轮或内齿圈)与带行星轮的行星架三个部件组成，三个部件的啮合排列关系决定行星排种类。现有行星排按行星架上行星轮层级数的单与双可分为单层星行星排、双层星行星排。设Zt为太阳轮齿数，Zq为内齿圈齿数，Nt为太阳轮转速,Nq为内齿圈转速,Nj为行星架转速，定义行星排特性参数a,单层星行星排的运动特性方程为：Nt+a*Nq-(1+a)*Nj＝0，双层星行星排的运动特性方程为：Nt-a*Nq-(1-a)*Nj＝0。多个行星排可以组成行星排结构，其运动规律服从其行星排结构方程。行星排结构中的几个部件连接并拥有一个确定的转速，形成一个旋转构件，每一个旋转构件具有一个转速。传统观点认为，多排行星排组成的行星排结构的自由度，等于行星排结构中所有旋转构件数减去行星排数，即：行星排结构自由度＝旋转构件数-行星排数。本发明提出，二自由度决定系统的行星排结构就是行星排中两个旋转构件的转速确定后，所有旋转构件的转速被决定。二自由度决定系统的行星排结构，其行星排结构方程简化后是具有三个独立转速项的等式，其普遍形式为：+d*N1+e*N2+f*N3＝0，其中N1、N2、N3分别为行星排结构中不特定的两个转速确定的旋转构件以及它们决定的不特定第三个旋转构件的转速项，d、e、f分别为三个独立转速项的绝对值系数，可以是数值或代数式，各独立转速项绝对值系数前的各符号分别可以是正是负。“不特定”指行星排结构的任意旋转构件的转速都可以有相应的各绝对值系数与各符号来形成等式。单排行星排是二自由度决定系统，单排行星排具有三个旋转构件，就是行星排的三个部件，单排行星排结构有一个行星排结构方程，就是其行星排运动方程。多排行星排结构可以具有多个行星排结构方程。