[实用新型]液压调速锥差马达

说明书

本实用新型液压调速锥差马达的技术领域属液力机械和液力发动机。

目前，一般轴向柱塞马达输出转速高、转矩小，在使用中需要体积庞大的多级减速装置。通常的低速大转矩马达，虽然输出转速较低、转矩较大，但结构复杂、排量大、体积大、精度高、工艺难度大、制造成本高、在低转速输出的条件下，性能不稳定、使用不经济。美国曾研究一种偏摆齿轮马达(专利号：3675539)，动力部分为一轴向柱塞式缸体，周围均布有若干油缸和柱塞，利用柱塞的轴向移动直接推动偏摆锥齿轮作偏摆运动。减速部分为一齿差偏摆锥齿轮副，其中偏摆锥齿轮用直齿花键与输出轴上鼓形花键相联接，另一外锥齿轮固定在壳体中。工作时该偏摆齿轮作高频率偏摆运动，同时又带动输出轴作低速转动。这种结构精度要求高、工艺难度大、制造维修困难，而且球面花键直径较小、滑动摩擦及磨损严重、承载能力低、寿命短。特别是采用三通柱塞式循环配流，不可能实现调速性能。

本发明目的在于获得一种适用于低转速、大转矩、高效率及多速输出领域的液压马达。这种新型马达不另设输出机构、缸体不转动，结构简单、工作平稳、零件数目少、体积小、制造成本低，尤其适用于低速重载的工作条件。

本实用新型液压调速锥差马达含液压、减速和调速三部分(见附图1)。液压部分由周围均布有若干轴向油缸的缸体(1)、柱塞(2)、连杆(3)、配流筒(4)等组成。减速部分由二齿差内锥齿轮副(W₁、W₂)和零齿差外锥齿轮周向限制副(W₃、W₄)及歪轴(5)等组成。每个柱塞都通过连杆(3)与内锥齿轮(W₁)用球铰联接，形成一组空间连杆机构。内锥齿轮(W₁)通过滚动轴承装在歪轴(5)上，与周向限制副中的外锥齿轮(W₃)相固结。周向限制副中另一外锥齿轮(W₄)固定于机壳中，用以限制内锥齿轮转动，即只允许W₁和W₃沿固定外锥齿轮(W₄)的定瞬轴面作纯滚动偏摆运动。运动和动力由外锥齿轮(W₂)输出。歪轴(5)具有通轴结构，轴的两端在同一中心线上，中部歪轴的偏角为β。

油缸内部中间轴(6)上装一配流筒(4)，由内锥齿轮(W₁)驱动歪轴(5)、经过中间轴(6)和调速装置(7)带动旋转，以实现循环配流。

调速部分由调速装置(7)、调速轴(8)和调速手柄(9)组成。该调速手柄设多个档位，可直接驱动调速轴(8)作轴向移动，通过调速装置(7)控制调速盘(16)作附加转动(见附图2)，可调节配流筒(4)配流断面的中心线相对于内锥齿轮副啮合节点P的位置角α，以实现多档调速。调速范围与柱塞数目有关。本发明另有换向阀(10)及其操作手柄(11)，可控制换向输出。

本实用新型马达的工作过程为：压力油经换向阀(10)和配流筒(4)进入一侧油缸(见附图1)，另一侧油缸回油。内锥齿轮(W₁)在柱塞(2)和连杆(3)推动下作偏摆运动，经歪轴(5)、中间轴(6)和调速装置(7)带动配流筒(4)转动，以实现循环配流。该偏摆运动经二齿差内锥齿轮副(W₁、W₂)减速，直接转换为外锥齿轮(W₂)的低速转动。

搬动调速手柄(9)驱动调速轴(8)作轴向移动(见附图2、3、4)。通过轴承支架(15)和(21)、拉杆(19)、弹簧(17)、调速杠杆(18)和调速盘(16)上弧形槽与销轴(22)，迫使调速盘(16)带动配流筒(6)作附加转动，以调节配流筒的超前位置实现多档调速。操作换向手柄(11)改变换向阀(10)的位置(见附图1)，可改变进、回油的方向，以实现换向输出。

本实用新型马达的技术特色和创新有：采用配流筒配流及其超前位置调速具有首创性，操作方便、控制准确、工作可靠。而且工作配流和多档调速可同时实现。其中，配流筒的转动是由内锥齿轮的偏摆运动通过歪轴反馈实现的，形成封闭的“无功”配流系统。该配流筒相对于内锥齿轮副啮合节点的超前位置由调速轴驱动调速杠杆和调速盘调节。当柱塞数目较多时，可实现较大的调速范围和调速级数。美国现有的偏摆齿轮马达采用三通柱塞式循环配流，不可能实现调速性能。如本实用新型锥差马达样机，柱塞数目为8，用调速手柄可实现三档调速，输出转速分别为21、31.5、42r/min。