[发明专利]行星齿轮无级变速减速器

摘要

本发明是一种行星齿轮无级变速减速器，其涉及一种减速器，包括外壳部件、拨叉部件、转轴部件一、转轴部件二、双齿齿圈、行星齿轮部件。所述减速器运行过程中，电动机始终处于同一个旋转方向高速运行状态，调节拨叉位置能够改变所述减速器输出轴旋转方向和输出转速，所述减速器输出转速与太阳齿轮和双齿齿圈的速度之差相关，所述减速器输出转速与电动机输出转速无关，确保所述减速器输出低转速时电动机输出功率不会下降，并确保电动机在效率较高的工作状态下运行，所述减速器具有传动比大、输出转矩大的优点，所述减速器能够实现无级变速，满足手持电动工具等恒功率负载装置的控制要求。

主权项

1.一种行星齿轮无级变速减速器，其特征在于所述减速器包括外壳部件、拨叉部件、转轴部件一、转轴部件二、双齿齿圈(9)、行星齿轮部件；外壳部件包括外壳一(18)、隔板(15)、外壳二(13)、轴套一(26)、轴套二(31)、轴套四(21)、轴套五(14)、轴套六(10)、轴套七(7)；拨叉部件包括钢球(22)、拨叉(23)、导向板(24)、拨叉轴(32)；转轴部件一包括转轴一(25)、太阳齿轮(5)、锥轮一(29)、定位销(27)、挡圈(28)、定位环一(30)、键条一(49)、键条二(48)；转轴部件二包括转轴二(20)、联动齿轮(12)、锥轮二(17)、弹簧(19)、定位环二(16)、定位环三(11)、键条三(47)、键条四(46)；双齿齿圈(9)呈环形，双齿齿圈(9)径向内侧均布若干个齿圈内齿(53)，双齿齿圈(9)径向外侧均布若干个齿圈外齿(52)；行星齿轮部件包括行星支架(8)、轴套三(6)和若干个行星轴(4)、定位板一(1)、行星齿轮(2)、定位板二(3)；拨叉部件、转轴部件一、转轴部件二、双齿齿圈(9)、行星齿轮部件安装在外壳部件径向内侧；所述减速器运行时，电动机驱动转轴一(25)旋转，一部分机械动能通过转轴部件一的太阳齿轮(5)驱动行星齿轮部件的行星齿轮(2)旋转，另一部分机械动能通过转轴部件一的锥轮一(29)驱动拨叉部件的钢球(22)旋转，钢球(22)驱动转轴部件二的锥轮二(17)旋转；转轴部件二的联动齿轮(12)驱动双齿齿圈(9)旋转，双齿齿圈(9)驱动行星齿轮(2)旋转；双齿齿圈(9)的齿圈内齿(53)分度圆位置旋转的线速度与太阳齿轮(5)分度圆位置旋转的线速度不相同时，行星齿轮(2)在围绕行星齿轮轴线(78)自转的同时，行星齿轮(2)还会围绕行星支架轴线(79)公转，行星齿轮(2)驱动行星支架(8)低转速旋转，实现减速功能；调节拨叉(23)位置，使钢球(22)在锥轮一(29)和锥轮二(17)外表面之间的缝隙中沿着轴向移动，钢球(22)与锥轮一(29)和锥轮二(17)表面接触位置的线速度相等；若钢球(22)分别与锥轮一(29)和锥轮二(17)表面接触位置的截面周长相等时，转轴二(20)的转速与转轴一(25)的转速相等，所述减速器的行星支架(8)静止不动；若钢球(22)分别与锥轮一(29)和锥轮二(17)表面接触位置的截面周长不相等时，转轴二(20)的转速与转轴一(25)的转速不相等，实现无级变速；轴套一(26)、轴套二(31)、轴套三(6)、轴套四(21)、轴套五(14)、轴套六(10)、轴套七(7)呈圆筒形；行星齿轮(2)是外齿轮，行星齿轮(2)中间是光滑的齿轮轴孔(81)；太阳齿轮(5)是外齿轮，太阳齿轮(5)中间的齿轮联接孔(80)有齿轮键槽；联动齿轮(12)是外齿轮，联动齿轮(12)中间的齿轮联接孔(80)有齿轮键槽；挡圈(28)呈圆筒形，挡圈(28)有径向的挡圈销孔(82)；定位环一(30)、定位环二(16)、定位环三(11)呈圆筒形；定位销(27)呈圆柱形；定位板一(1)、定位板二(3)呈环形；锥轮一(29)、锥轮二(17)呈圆锥台形，锥轮一(29)、锥轮二(17)两个端面中间的锥轮联接孔有锥轮键槽；外壳一(18)呈一端封闭的圆筒形；外壳一(18)封闭一端轴向内侧端面有呈圆筒形的轴套凸台一(42)和轴套凸台四(38)，轴套凸台一(42)中间是通孔，轴套一(26)安装在轴套凸台一(42)中，轴套四(21)安装在轴套凸台四(38)中，轴套凸台一(42)与轴套凸台四(38)之间有固定基座一(39)，固定基座一(39)轴向内侧端面有呈矩形的固定槽孔；外壳一(18)径向内表面有两个拨叉固定板(43)，两个拨叉固定板(43)之间是手柄槽孔(45)，手柄槽孔(45)一直延伸至外壳一(18)径向外表面，两个拨叉固定板(43)中间部分有拨叉定位孔(44)；外壳一(18)未封闭一端径向外侧是外壳法兰一，外壳法兰一径向外侧均布若干个螺栓孔；隔板(15)呈圆盘形，隔板(15)轴向一侧端面中间有呈圆筒形的轴套凸台二(40)和轴套凸台五(37)，轴套凸台二(40)和轴套凸台五(37)中间是通孔，轴套二(31)安装在轴套凸台二(40)中，轴套五(14)安装在轴套凸台五(37)中；轴套凸台二(40)与轴套凸台五(37)之间有固定基座二(36)，固定基座二(36)轴向内侧端面有呈矩形的固定槽孔；隔板(15)径向外侧均布若干个螺栓孔；外壳二(13)呈一端封闭的圆筒形；外壳二(13)封闭一端轴向内侧端面有呈圆筒形的轴套凸台六(35)和轴套凸台七(34)，轴套凸台七(34)中间是通孔，轴套六(10)安装在轴套凸台六(35)中，轴套七(7)安装在轴套凸台七(34)中，外壳二(13)未封闭一端径向外侧是外壳法兰二，外壳法兰二径向外侧均布若干个螺栓孔；外壳部件在装配时，通过螺栓把外壳一(18)的外壳法兰一和外壳二(13)的外壳法兰二分别安装在隔板(15)径向外侧两个端面，在隔板(15)与外壳一(18)的径向内侧形成外壳内腔一(41)，在隔板(15)与外壳二(13)的径向内侧形成外壳内腔二(33)；导向板(24)呈矩形，导向板(24)中间有轴向导轨(50)，轴向导轨(50)是矩形槽孔；拨叉(23)呈矩形，拨叉(23)一端有径向导轨(51)，径向导轨(51)是矩形槽孔；拨叉(23)中间有拨叉轴孔，拨叉轴(32)呈圆柱形，拨叉轴(32)的中间部分安装在拨叉轴孔中；拨叉(23)另一端是拨叉手柄；拨叉部件在装配时，拨叉部件安装在外壳内腔一(41)中；拨叉(23)安装在外壳一(18)的手柄槽孔(45)中，并且使拨叉(23)的拨叉手柄位于外壳一(18)径向外侧，拨叉轴(32)的两端安装在外壳一(18)的拨叉固定板(43)的拨叉定位孔(44)中；导向板(24)的一端安装在外壳一(18)的固定基座一(39)的固定槽孔中，导向板(24)的另一端安装在隔板(15)的固定基座二(36)的固定槽孔中；拨叉(23)有径向导轨(51)的一端安装在导向板(24)的上表面，或者，拨叉(23)有径向导轨(51)的一端安装在导向板(24)的下表面，钢球(22)安装在导向板(24)的轴向导轨(50)与拨叉(23)的径向导轨(51)重叠位置；调节拨叉(23)的拨叉手柄，使拨叉(23)围绕拨叉轴(32)旋转，能够使钢球(22)在导向板(24)的轴向导轨(50)中沿着轴向移动；行星支架(8)径向外侧中间是圆盘形的支架盘(77)，支架盘(77)一端是圆柱形的轴段六(75)，另一端是圆筒形的轴套凸台三(72)，轴套凸台三(72)中间是轴套安装孔三(71)，轴套三(6)安装在轴套安装孔三(71)中；行星支架(8)的轴套凸台三(72)周围均布若干个圆筒形的固定凸台(74)，固定凸台(74)中间是固定轴孔(73)；轴段六(75)靠近支架盘(77)一端是轴颈七(76)；行星支架轴线(79)与轴套安装孔三(71)的轴线重合，行星齿轮部件装配后，行星齿轮轴线(78)与固定轴孔(73)的轴线重合；行星轴(4)呈圆柱形，行星轴(4)一端有轴肩，行星齿轮部件装配后，行星轴(4)另一端安装固定在行星支架(8)的固定轴孔(73)中；行星轴(4)有轴肩的一端向另一端依次安装有定位板一(1)、行星齿轮(2)、定位板二(3)，定位板一(1)、行星齿轮(2)、定位板二(3)能够围绕行星轴(4)的轴线旋转；行星齿轮轴线(78)与行星轴(4)的轴线重合；转轴一(25)呈圆柱形，转轴一(25)中间是轴段二(67)，轴段二(67)两端分别是轴段一(70)、轴段三(63)，轴段一(70)靠近轴段二(67)一端是轴颈一(69)，轴段二(67)中间径向外表面有键槽一(66)，轴段二(67)靠近轴段一(70)一端径向外表面有销孔一(68)，轴段二(67)靠近轴段三(63)一端是轴颈二(65)，轴段三(63)径向外表面有键槽二(64)，轴段三(63)轴向外侧一端是轴颈三(62)；转轴部件一在装配时，把键条一(49)安装在转轴一(25)的键槽一(66)中，把键条二(48)安装在转轴一(25)的键槽二(64)中，把转轴一(25)的轴段二(67)安装在锥轮一(29)的锥轮联接孔中，并且使锥轮一(29)小直径端面靠近轴段一(70)，使锥轮一(29)大直径端面靠近轴段三(63)，把键条一(49)安装在锥轮一(29)的锥轮键槽中，把挡圈(28)安装在转轴一(25)的轴段二(67)上，使挡圈(28)端面与锥轮一(29)小直径端面接触，把定位销(27)一端安装在挡圈(28)的挡圈销孔(82)中，把定位销(27)另一端安装在转轴一(25)的销孔一(68)中；把定位环一(30)安装在转轴一(25)的轴段二(67)上，使定位环一(30)端面与锥轮一(29)大直径端面接触；把太阳齿轮(5)安装在转轴一(25)的轴段三(63)上，把键条二(48)安装在太阳齿轮(5)的齿轮键槽中；转轴二(20)呈圆柱形，转轴二(20)径向外侧一端是定位轴肩(60)，定位轴肩(60)两端分别是轴颈四(61)、轴段四(59)，轴段四(59)中间位置径向外表面有键槽三(58)，轴段四(59)轴向外侧一端是轴段五(55)；轴段四(59)靠近轴段五(55)一端是轴颈五(57)，轴段五(55)径向外表面有键槽四(56)，轴段五(55)轴向外侧一端是轴颈六(54)；转轴部件二在装配时，把键条三(47)安装在转轴二(20)的键槽三(58)中，把键条四(46)安装在转轴二(20)的键槽四(56)中，把弹簧(19)安装在转轴二(20)的轴段四(59)中，使弹簧(19)一端与定位轴肩(60)端面接触；把转轴二(20)的轴段四(59)安装在锥轮二(17)的锥轮联接孔中，并且使锥轮二(17)小直径端面靠近轴段五(55)，使锥轮二(17)大直径端面靠近定位轴肩(60)，把键条三(47)安装在锥轮二(17)的锥轮键槽中，使锥轮二(17)大直径端面与弹簧(19)另一端接触；把定位环二(16)安装在转轴二(20)的轴段四(59)上，使定位环二(16)端面与锥轮二(17)小直径端面接触；把联动齿轮(12)安装在转轴二(20)的轴段五(55)上，把键条四(46)安装在联动齿轮(12)的齿轮键槽中；把定位环三(11)安装在转轴二(20)的轴段五(55)上，使定位环三(11)端面与联动齿轮(12)端面接触；所述减速器在装配时，把转轴部件一的转轴一(25)的轴颈一(69)安装在外壳部件的轴套一(26)中，使转轴一(25)的轴段一(70)外侧一端穿过轴套凸台一(42)中间的通孔位于外壳一(18)轴向外侧；把转轴一(25)的轴颈二(65)安装在外壳部件的轴套二(31)中，把转轴一(25)的轴颈三(62)安装在行星齿轮部件的轴套三(6)中，使转轴部件一的太阳齿轮(5)与行星齿轮部件的若干个行星齿轮(2)相互啮合；把双齿齿圈(9)安装在行星齿轮(2)径向外侧，使双齿齿圈(9)的齿圈内齿(53)与若干个行星齿轮(2)相互啮合；双齿齿圈(9)两个端面分别与定位板一(1)和定位板二(3)端面相互接触，定位板一(1)和定位板二(3)限制双齿齿圈(9)轴向移动；把行星齿轮部件的行星支架(8)的轴颈七(76)安装在外壳部件的轴套七(7)中，使行星支架(8)的轴段六(75)外侧一端穿过轴套凸台七(34)中间的通孔位于外壳二(13)轴向外侧；把转轴部件二的转轴二(20)的轴颈四(61)安装在外壳部件的轴套四(21)中，把转轴部件二的转轴二(20)的轴颈五(57)安装在外壳部件的轴套五(14)中，把转轴二(20)的轴颈六(54)安装在外壳部件的轴套六(10)中，使转轴部件二的联动齿轮(12)与双齿齿圈(9)的齿圈外齿(52)相互啮合；转轴部件一的锥轮一(29)和转轴部件二的锥轮二(17)安装在外壳内腔一(41)中，拨叉部件位于锥轮一(29)与锥轮二(17)之间的缝隙中，弹簧(19)推动锥轮二(17)轴向移动，使锥轮一(29)与锥轮二(17)之间的缝隙间距等于钢球(22)的直径；所述减速器中，锥轮一(29)、锥轮二(17)、拨叉部件组成无级变速器；所述减速器中，行星齿轮部件、双齿齿圈(9)、太阳齿轮(5)组成行星齿轮差速减速器；行星齿轮差速减速器没有固定件，行星齿轮差速减速器有两个主动件，主动件一是双齿齿圈(9)，主动件二是太阳齿轮(5)，从动件是行星齿轮部件的行星支架(8)；行星齿轮差速减速器做减速传动；太阳齿轮(5)分度圆位置旋转的线速度等于双齿齿圈(9)的齿圈内齿(53)分度圆位置旋转的线速度时，行星支架(8)不旋转；太阳齿轮(5)分度圆位置旋转的线速度大于双齿齿圈(9)的齿圈内齿(53)分度圆位置旋转的线速度时，行星支架旋转方向(83)与太阳齿轮旋转方向(91)相同；太阳齿轮(5)分度圆位置旋转的线速度小于双齿齿圈(9)的齿圈内齿(53)分度圆位置旋转的线速度时，行星支架旋转方向(83)与太阳齿轮旋转方向(91)相反；所述减速器的输入轴是转轴部件一的转轴一(25)的轴段一(70)；所述减速器的输出轴是行星齿轮部件的行星支架(8)的轴段六(75)；行星支架(8)的轴段六(75)输出转速是太阳齿轮(5)的转速与双齿齿圈(9)的转速之差作用在行星齿轮(2)上，驱动行星支架(8)的转速。