专利名称：液力同步双速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种流体传动装置，尤其是涉及一种性能稳定、高效率传递动力的一种液力同步双速器。
背景技术：
国际公布号为WO 2009/036655A1的国际专利申请公开了一种液力同步变速器。 如图I所示，其设有输入轴24、输出轴25、斗轮26、外箱体27、内箱体28、大齿圈29、过渡齿轮30、换向齿轮31、行星架32、液粘制动器33、太阳轮34、连接机构35。斗轮26架在行星架32上。内箱体28左端盖与输入轴24固定连接，输入轴24与太阳轮34固定连接，驱动装置的动力通过输入轴24传递给太阳轮34，再由太阳轮34传递给与其啮合的换向齿轮31， 再由换向齿轮31传递给与其啮合的过渡齿轮30，过渡齿轮30通过斗轮轴和斗轮26固定连接，动力由过渡齿轮30再传递给与其啮合的大齿圈29，再传递给输出轴25，完成整个动力传递过程。当斗轮26内的液体的离心力矩可以平衡输入和输出力矩之间的差值时，动力可以无滑差的转动；连接机构35通过液粘制动器33与外箱体27相连，当液粘制动器33制动连接机构35时，整个液力同步变速器可作为行星齿轮减速器传递动力，从而可以通过调节液粘制动器33摩擦片之间的间隙和斗轮26中液体的多少来实现无级变速和无级变矩。这种液力同步变速器主要存在以下问题一是由于斗轮架在行星架上，在调速的时候，行星架和内箱体外壳有一定的转速差，不利于形成稳定的离心油环，导致该液力同步变速器性能不稳定，传递动力小；二是由于采用的液粘制动器空载损耗大，所以效率低。
发明内容
本发明为了解决现有装置传递动力小、损耗大的技术问题，提供了一种传递动力大、损耗小的液力同步双速器。为此，本发明设有外箱体、设置于外箱体中的内箱体、穿过外箱体进入到外箱体内部并与内箱体固定连接的输入轴、输出轴、内箱体支架、斗轮、位于斗轮中心轴线上的斗轮轴、与斗轮轴连接的行星轮、与输出轴连接并且与行星轮内啮合的大齿圈、与行星轮啮合的换向轮、太阳轮，斗轮与内箱体连接；液力同步双速器还设有控制装置、制动装置和测量装置，制动装置和测量装置通过电路与控制装置相连接。本发明优选的技术方案是当测量装置测量的值达到设定值时，会将信号传输给控制装置，控制装置启动制动装置，进行制动。本发明进一步优选的技术方案是制动装置包括制动器、制动轮，制动器分别与控制装置和制动轮连接，制动轮与太阳轮连接。制动器最优选为电磁制动器。本发明再进一步优选的技术方案是制动装置还包括电磁阀及油管，所述电磁阀设在所述油管上，并通过电路与所述控制装置连接。本发明更进一步优选的技术方案是测量装置包括电流测量装置和温度测量装置， 电流测量装置设于电机上，温度测量装置设于外箱体或内箱体内。
本发明斗轮直接装在内箱体外壳上，与内箱体一同旋转能够形成稳定的离心油环，这样就使得液力同步双速器性能稳定，较好的传递动力；电流检测装置检测到电流达到设定值以及温度检测装置检测到内箱体或外箱体内的温度达到设定值时，会将信号传递给单片机或者PLC之类的控制装置，这些控制装置进而通过电磁制动器控制制动轮，制动轮与太阳轮开始啮合，从而对太阳轮进行制动，太阳轮进一步将制动力依次传递到换向轮、行星轮、大齿圈，最后到达输出轴，降低输出轴转速以增加扭矩，同时单片机或者PLC之类的控制装置将信号传递给电磁阀，电磁阀开启，通过固定勺管和出油管路将内箱体的液体排空，这样就减小了功率损失。所以采用电磁制动器解决了原来采用液粘制动器带来的空载损耗大，效率低的问题，使得液力同步双速器高效率的工作。
图I是本发明背景技术的原理图；图2是本发明总体结构示意图；图3是图2的A-A的剖视图；图4是图2的B-B的剖视图；图5是本发明斗轮与内箱体连接的局部放大图；图6是本发明控制装置与制动装置、测量装置的连接示意图；图7是本发明控制装置控制制动时的流程图。图中符号说明I.外箱体；2.内箱体；3.外箱体左端盖；4.外箱体右端盖；5.内箱体左端盖；
6.内箱体右端盖；7.输入轴；8.输出轴；9.斗轮；10.斗轮轴；11.行星轮；12.换向轮； 13.太阳轮；14.大齿圈；15.电磁制动器；16.制动轮；17.出油管路；18.固定勺管；19.内箱体支架；20.轴承；21.支撑板；22.斗轮叶片；23.易熔塞；24.输入轴；25.输出轴； 26.斗轮；27.外箱体；28.内箱体；29.大齿圈；30.过渡齿轮；31.换向齿轮；32.行星架； 33.液粘制动器；34.太阳轮；35.连接机构；601.单片机；602. PtlOO钼电阻；603.温度变送器；604.电流互感器；605.采样电路；606.电磁阀继电器；607.加热装置；608. 24V时延继电器；电磁阀609 ;直流电源模块610。
具体实施例方式如图2至图5所示的液力同步双速器，其包括封闭的外箱体1，外箱体I包括外箱体左端盖3和与外箱体左端盖3对应设置的外箱体右端盖4，外箱体左端盖3和外箱体右端盖4可以分别与外箱体I 一体而成，也可以是其中之一或者都密封安装在外箱体I上；通过轴承结构分别设置在外箱体左端盖3上的输入轴7和外箱体右端盖4上的输出轴8，输入轴7和输出轴8的中心轴线是同一条直线；设置在输入轴7与输出轴8之间的旋转体，该旋转体将输入轴7的旋转传递到输出轴8，从而使输出轴8驱动负载；在内箱体2位于内箱体左端盖5与内箱体右端盖6之间的侧壁上设置的一个或多个易熔塞23。旋转体包括内箱体2，内箱体2设置在外箱体I中并与输入轴7固定连接，内箱体2包括与输入轴7固定连接的内箱体左端盖5以及内箱体右端盖6 ;设置在内箱体2中的内箱体支架19 ;位于内箱体2中的斗轮装置。
斗轮装置包括既可以围绕输出轴8旋转又可以同时围绕斗轮轴10旋转的斗轮 9，斗轮9左端通过轴承20支撑在内箱体支架19上，右端通过轴承20直接与内箱体2相连接；与斗轮轴10通过键相互连接的行星轮11 ;设置在斗轮装置上并与行星轮11外啮合的换向轮12 ;与换向轮12外啮合的太阳轮13 ;固定设置在输出轴8上的大齿圈14，其通过内啮合的方式与行星轮11相连接。进一步地，斗轮装置包括多个斗轮9，这些斗轮围绕输出轴8均匀分布，其左右两端分别通过轴承20与内箱体支架19和内箱体右端盖6相连接，每个斗轮9固定设置在各自的斗轮轴上10并都与输出轴8保持相同的距离；多个行星轮11，每个行星轮11都是通过键与每个斗轮轴10固定连接；多个换向轮12，每个换向轮12都是通过外啮合的方式分别与行星轮11和太阳轮13相连接。在本发明中，斗轮9、行星轮11和换向轮12的数量可以为2-10个,优选为4-8个,附图所示的实施例中为6个。根据本发明，每个斗轮9包括固定设置在斗轮轴10上的两个相互隔开的支撑板21 和环绕斗轮轴10设置在两个支撑板21之间的多个斗轮叶片22。如图4所示，斗轮叶片22 沿垂直于输出轴的轴向方向的截面为弓形形状，从而使斗轮叶片22和支撑板21形成一种能够容纳一定液体的容器结构。另外，可以根据需要设置斗轮叶片的数量，并且各个斗轮叶片22之间设有预定的间距，所以当内箱体2随输入轴7 —起旋转时，容纳在内箱体2中的液体会由于离心力的作用进入到该容器结构中。如图6所示，液力同步双速器还设有控制装置，其可采用单片机601或者PLC，其与采样电路605相连；制动装置包括电磁制动器15和电磁阀609，电磁阀609与电磁阀继电器606相连；测量装置包括PtlOO钼热电阻602和电流互感器604 ；Ptl00钼热电阻602 设于外箱体I或内箱体2内，其与温度变送器603相连，温度变送器603与采样电路605相连；Ptl00钼热电阻602可测量外箱体I或内箱体2内的液体的温度，并通过采样电路605 将信号传送到单片机601 ;电流互感器604,设于电机上,其与米样电路605相连；电流互感器604可测量电机上的电流,并通过米样电路605将信号传送到单片机601 ;单片机601上还连接加热装置607、电磁制动器15和24V延时继电器608 ;加热装置607可为电加热器。 本发明还设有直流电源模块610，其可以输出24V和5V直流电，分别给温度变送器603、电磁制动器15、24V时延继电器608和单片机601供电。如图2所示，电磁制动器15固定安装在外箱体右端盖4上，其与制动轮16相连。 在制动时，制动轮16与太阳轮13进行啮合，太阳轮13进一步的将制动力由太阳13轮依次传递给换向轮12、行星轮11、大齿圈14，最终传递给输出轴8，达到减速增扭的目的。本发明还设有固定勺管18，其管口深入到内箱体2圆柱状侧壁处，该固定勺管18 穿过与其密封接触的内箱体左端盖5进入到外箱体I中，固定勺管18与出油管路17相连， 出油管路17和固定勺管18共同构成油管，油管上设有电磁阀609，电磁阀609通过电磁阀继电器606与单片机601相连,通过电磁阀609的开闭来决定内箱体2内的液体排空还是不排空。下面对整个装置的工作过程加以说明。当该液力同步双速器工作时，诸如电机之类的驱动装置带动输入轴7驱动内箱体 2转动，同时将存放于外箱体I内的诸如油之类的工作液体利用工作泵输送到内箱体2中。 在内箱体2刚刚开始转动时，由于输出轴8上载有负荷，使与输出轴8固定连接的大齿圈14不转动，行星轮11、换向轮12、斗轮轴10和斗轮9跟随内箱体支架19 一起绕输出轴8公转； 同时，斗轮9高速绕斗轮轴10自转。随着内箱体2的继续转动，容纳在内箱体2内的液体由于离心力的作用在内箱体2 内形成圆环状液面。当液面达到预定高度时，液体进入各个斗轮成凹形的斗轮叶片22内。 进入斗轮叶片22内的液体由于离心力的作用迫使斗轮9的自转速度逐渐下降直至自转停止，此过程中，输出轴8转速逐渐上升，最终输入轴7、内箱体2、行星轮11、斗轮9、换向轮 12、大齿圈14和输出轴8都以相同的速度转动，实现了负荷的软启动。以上可以看出，贴在内箱体2的内表面上的液体的液位决定了离心力的大小，而离心力的大小进一步决定了输出轴8能否与输入轴7同步旋转。输出轴8越趋于与输入轴 7同步转动，输出轴8与输入轴7之间的滑差越小。如图7所示，液力同步双速器在工作过程中，电流互感器604测量的电机上的电流达到设定值，例如大于或等于120A时(步骤701)以及PtlOO钼热电阻602测量的外箱体I 或内箱体2内液体的温度达到设定的值，例如大于或等于70°C时(步骤703)，会将信号传递给单片机601，单片机601进而通过电磁制动器15控制制动轮16 (步骤702)，制动轮16 与太阳轮13开始啮合，从而对太阳轮13进行制动，太阳轮13进一步将制动力依次传递到换向轮12、行星轮11、大齿圈14，最后到达输出轴8，降低输出轴转速以增加扭矩；同时，单片机601将信号传递给电磁阀609，电磁阀609开启，通过固定勺管18和出油管路17将内箱体的液体排空，这样就减小了功率损失。在电磁制动器15制动后，整套参与制动的齿轮机构实际上就是一个常用的行星齿轮减速器结构。应当指出，在电机启动时，虽然初始电流可能超过设定值，但是，24V延时继电器 608可以控制单片机601，使其延时启动，因此，此时单片机601并不启动制动装置进行制动。当PtlOO钼热电阻602测量的外箱体I或内箱体2内的液体的温度低于O度时 (步骤703)，会将信号传递给控制器601，控制器601会启动加热装置607进行液体温度加热(步骤705)。当内箱体2内的压力或温度高于预定值时，易熔塞23会自动打开，从而将内箱体 2内的液体放出，以防止内箱体2损坏。本发明在软启动结束后，输出轴8的输出转速近乎于输入轴7的输入转速相同,这是该液力同步双速器输出的第一个转速；在电磁制动器15工作以后，制动轮16通过太阳轮 13使得输出轴8的转速降低，增加了扭矩，此时的转速是该液力同步器输出的第二个转速， 因此，这种液力同步器称为液力同步双速器。
权利要求
1.一种液力同步双速器，其设有外箱体、设置于外箱体中的内箱体、穿过外箱体进入到外箱体内部并与内箱体固定连接的输入轴、输出轴、内箱体支架、斗轮、位于斗轮中心轴线上的斗轮轴、与斗轮轴连接的行星轮、与输出轴连接并且与行星轮内啮合的大齿圈、与行星轮啮合的换向轮、太阳轮，其特征是所述斗轮与所述内箱体连接；所述液力同步双速器还设有控制装置、制动装置和测量装置，所述制动装置和所述测量装置通过电路与所述控制装置相连接。
2.根据权利要求I所述的液力同步双速器，其特征在于当所述测量装置测量的值达到设定值时，会将信号传输给所述控制装置，所述控制装置启动制动装置，进行制动。
3.根据权利要求I或2所述的液力同步双速器，其特征在于所述制动装置包括制动器、 制动轮，所述制动器分别与所述控制装置和所述制动轮连接，所述制动轮与所述太阳轮连接。
4.根据权利要求3所述的液力同步双速器，其特征在于所述制动器为电磁制动器。
5.根据权利要求3所述的液力同步双速器，其特征在于所述制动装置还包括电磁阀及油管，所述电磁阀设在所述油管上，并通过电路与所述控制装置连接。
6.根据权利要求3所述的液力同步双速器，其特征在于所述测量装置包括电流测量装置。
7.根据权利要求6所述的液力同步双速器，其特征在于所述测量装置还包括温度测量装置，其设于所述外箱体或所述内箱体内。
全文摘要
本发明涉及一种液力同步双速器，其解决了原来液力同步器性能不稳定、损耗大、效率低的问题，其设有外箱体、设置于外箱体中的内箱体、穿过外箱体进入到外箱体内部并与内箱体固定连接的输入轴、输出轴、内箱体支架、斗轮、位于斗轮中心轴线上的斗轮轴、与斗轮轴连接的行星轮、与输出轴连接并且与行星轮内啮合的大齿圈、与行星轮啮合的换向轮、太阳轮，斗轮与内箱体连接；液力同步双速器还设有控制装置、制动装置和测量装置，制动装置和测量装置通过电路与控制装置相连接，本发明可广泛应用于液力传动领域。
文档编号F16H47/08GK102606709SQ20121009332
公开日2012年7月25日 申请日期2012年4月1日 优先权日2012年4月1日
发明者刘时章 申请人:威海凌云流体传动科技有限公司