一种绞车行星变速箱及其调速模式的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种绞车行星变速箱及其调速模式，属于机械传动【技术领域】，该行星变速箱包括机架、第一级行星轮系、第二级行星轮系、离合器一和离合器二。通过控制离合器一和离合器二的开闭，使得该行星变速箱实现了挡位1、挡位2、制动、空挡四种调速模式。本发明提供的绞车行星变速箱，两个离合器轴向分布，内齿圈置于绞车卷筒内部并用螺栓连接为一体，极大的缩小了该行星变速箱的径向尺寸，并将整个行星变速箱置于卷筒内部，解决了传统行星变速箱体积庞大，结构复杂的技术问题。
【专利说明】一种绞车行星变速箱及其调速模式
【技术领域】
[0001] 本发明属于机械传动【技术领域】，涉及一种绞车用行星变速箱和该行星变速箱的多 种调速模式。
【背景技术】
[0002] 绞车又称为卷扬机，是用卷筒缠绕钢丝绳或链条以提升或牵引重物的轻小型起重 设备。绞车可以单独使用，也可作为起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件，因操作简 单、绕绳量大、移置方便而广泛应用。随着绞车在不同领域和工作环境中的使用对其适应性 也要求越来越高。现有技术中所使用的绞车包括有：快速、慢速、大吨位等多种类型。虽然 绞车的类型不同，但是这些绞车的结构却是大同小异，主要包括动力装置和变速箱。
[0003] 国内绞车变速箱多采用三种传动模式，S卩：圆柱齿轮传动、行星齿轮传动或者圆柱 与行星齿轮传动相结合的方式。圆柱齿轮传动是用于传递平行轴间动力和运动的一种齿轮 传动。行星齿轮传动是一个或一个以上齿轮的轴线绕另一齿轮的固定轴线回转的齿轮传 动。与圆柱齿轮传动相比，行星齿轮传动具有体积小、承载能力大、重量轻、传动比范围大以 及工作平稳等诸多优点，有取代圆柱齿轮传动的趋势。行星齿轮变速箱（以下均简称为行星 变速箱）是用行星齿轮传动机构实现变速的变速箱，通常装在液力变扭器的后面，共同组成 液力自动变速箱。
[0004] 目前，行星变速箱体积庞大，结构复杂，而绞车卷筒的直径较小，不能将行星变速 箱安装在卷筒内部，还需要另外占用安装空间，通常采用行星变速箱输出内齿圈与绞车卷 筒以螺栓连接的方式，传递输出扭矩。因此，现有的行星变速箱不能有效利用绞车卷筒内部 空间，势必造成绞车体积变大，同时也增加了制造行星变速箱的成本。
【发明内容】
[0005] 为解决充分利用绞车卷筒内部空间，有效地缩小绞车行星变速箱体积，使其结构 简单化并降低制造成本的技术问题，本发明提供了一种新型的绞车行星变速箱以及该行星 变速箱的多种调速模式。
[0006] -种绞车行星变速箱，包括机架、第一级行星轮系、第二级行星轮系、离合器一、离 合器二。
[0007] 所述第一级行星轮系包括第一级太阳轮、第一级行星轮、第一级行星架和内齿圈。
[0008] 第一级太阳轮与第一级行星轮啮合，第一级行星轮与第一级行星架轴连接，第一 级行星轮设置在内齿圈的内部。
[0009] 所述第二级行星轮系包括第二级太阳轮、第二级行星轮、第二级行星架、内齿圈。 [0010] 第二级太阳轮与第二级行星轮啮合，第二级行星轮第二级行星架轴连接，第二级 行星轮设置在内齿圈的内部。
[0011] 所述离合器一的一端与第一级行星架相连接，离合器一的另一端与机架相连接。 [0012] 所述离合器二的一端与第一级行星架相连接，离合器二的另一端与第二级太阳轮 相连接。
[0013] 所述第二级行星架与机架相连固定连接为一体。
[0014] 所述第一级太阳轮作为该行星变速箱的功率输入端。所述内齿圈固定在绞车卷筒 的内部且作为该行星变速箱的功率输出端。
[0015] 作为优选，所述绞车行星变速箱还包括轴承一、轴承二，所述轴承一、轴承二分别 安装在内齿圈和机架之间。
[0016] 作为优选，离合器一和离合器二均为湿式摩擦片离合器。
[0017] 本发明采取的技术方案进一步包括： 一种绞车行星变速箱的调速模式，通过调节离合器一、离合器二的分离与闭合，实现制 动、空挡、速比的挡位1和速比i2的挡位2四种模式。
[0018] 1)速比h的挡位1模式 离合器一闭合，第一级行星架与机架相连固定；离合器二分离，第一级行星架与第二级 太阳轮分离；此时为定轴轮系，速比h为内齿圈齿数与第一级太阳轮齿数之比；功率输入 至第一级太阳轮后，经第一级行星轮传递至内齿圈，实现了速比为^的内齿圈4输出。
[0019] 2 )速比i2的挡位2模式 离合器一分离，第一级行星架与机架分离；离合器二闭合，第一级行星架与第二级太阳 轮相连，第二级行星架与机架连接固定；第一级太阳轮传入的功率，一部分功率经第一级行 星轮减速后传递至内齿圈，一部分功率由第一级行星架传入至第二级太阳轮，经第二级行 星轮减速后传递至内齿圈，功率在内齿圈上合流输出；该模式下的速比i 2为此时内齿圈输 出转速与第一级太阳轮输入转速之比。
[0020] 3)制动模式 离合器一闭合，第一级行星架与机架相连固定；离合器二闭合，第一级行星架与第二级 太阳轮相连固定；此时为制动状态，内齿圈固定不动。
[0021] 4)空挡模式 离合器一分离，第一级行星架与机架分离；离合器二分离，第一级行星架与第二级太阳 轮分离；此时为空挡状态，第一级行星架空转，内齿圈不输出功率。
[0022] 本发明的优点是： 为了满足绞车大功率小空间的技术要求，本发明对绞车的行星齿轮传动结构进行了改 进，设计出了一种新型的绞车行星变速箱。该行星变速箱包括两级行星齿轮和两个离合器。 两个离合器分布在轴向位置，极大的减小了行星变速箱的径向尺寸，使整个行星变速箱的 直径减小，减小到可以安装在卷筒内部。此外，该行星变速箱的内齿圈与绞车卷筒合二为 一，结构简单紧凑，极大的节省了行星变速箱和绞车的空间，降低了制造成本。本发明通过 切换离合器的开闭组合模式，即可以调节传动速比，实现挡位1、挡位2、制动、空挡四种模 式，改变内齿圈的输出转速。
[0023] 以下将结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0024] 图1是绞车行星变速箱的结构示意图。
[0025] 附图标记说明：1、第一级太阳轮；2、第二级行星架；3、轴承二；4、内齿圈；5、第二 级行星轮；6、第二级太阳轮；7、离合器二；8、第一级行星架；9、第一级行星轮；10、离合器 一；11、机架；12、轴承一。
【具体实施方式】
[0026] 实施例1 : 现有行星变速箱结构复杂、体积庞大，安装在绞车上就会造成整套设备的体积较大，显 然不适应大功率小体积的技术要求，同时也增加了制造成本。本发明针对这一技术缺陷，设 计了一种结构简单的新型绞车行星变速箱。
[0027] 如图1所示，所述行星变速箱包括机架11、第一级行星轮系、第二级行星轮系、离 合器一 10、离合器二7。其中，第一级行星轮系由第一级太阳轮1、第一级行星轮9、第一级 行星架8和内齿圈4构成。第一级太阳轮1与第一级行星轮9啮合。第一级行星轮9与第 一级行星架8轴连接。第一级行星轮9与内齿圈4啮合。所述第二级行星轮系由第二级太 阳轮6、第二级行星轮5、第二级行星架2和内齿圈4构成。第二级太阳轮6与第二级行星 轮5啮合。第二级行星轮5与第二级行星架2轴连接。第二级行星轮5与内齿圈4啮合。 需要特别说明的是，第一级行星轮系和第二级行星轮系共用一个内齿圈4,并且内齿圈4固 定在绞车卷筒的内部，用螺栓连接为一体，即内齿圈4与绞车卷筒合二为一，有效的利用了 卷筒内部空间，结构紧凑，同时有效的减小了绞车自身体积。
[0028] 进一步地，所述行星变速箱沿轴向位置还安装有离合器一 10和离合器二7,极大 的减小了该行星变速箱的径向尺寸，使整个行星变速箱直径减小，从而将整个行星变速箱 置于绞车卷筒内部。离合器一 10和离合器二7的结构原理相同，均为湿式摩擦片离合器。 离合器一 10的一端与第一级行星架8相连接，离合器一 10的另一端与机架11相连接。通 过油压调节离合器一 10的闭合与分离，从而实现第一级行星架9与机架11的闭合和分离。 所述离合器二7的一端与第一级行星架8相连接，离合器二7的另一端与第二级太阳轮6 相连接。通过油压调节离合器二7的闭合与分离，从而实现第一级行星架8与第二级太阳 轮6的相连和分离。需要强调的是，第二级行星架2与机架11相连固定成一体。
[0029] 为了保证内齿圈4的平稳转动，内齿圈4与机架11间安装轴承一 12、轴承二3。
[0030] 所述行星变速箱的功率输入端为第一级太阳轮（1)，功率输出端为内齿圈（4)。
[0031] 还需要说明的是，行星轮的常用的数量可以是3个、4个或5个，若选择3个行星 轮即在周向为120度各分布一个行星轮，行星变速箱的结构示意图就是不对称的；若选择 4个行星轮，即轴向90度各分布一个行星轮，行星变速箱的结构示意图就是对称的。
[0032] 实施例2 : 实施例1所述行星变速箱的实现调速的工作原理为：在轴向位置设置离合器一 10和离 合器二7,通过调节离合器一 10和离合器二7的分离与闭合，实现制动、空挡、速比的挡 位1和速比i2的挡位2四种调速模式。
[0033] 下面对每一种调速模式的实现过程进行描述。
[0034] 模式一：速比L的挡位1模式 功率输入到第一级行星齿轮系的第一级太阳轮1后，离合器一 10闭合，则第一级行星 架8与机架11相连固定，离合器二7分离，第一级行星架8与第二级太阳轮6分离，此时为 定轴轮系，第一级速比^为内齿圈4齿数与第一级太阳轮1齿数的比值，从而第一级太阳 轮1的动力，经速比ii减速后，经第一级行星轮9传递到内齿圈4,实现了内齿圈4输出速 比为L的转速。在这种模式中，由于离合器二7分离，第一级行星架8与第二级太阳轮6分 离，则功率不经过第二级行星轮系。
[0035] 模式二：速比i2的挡位2模式 离合器一 10分离，此时第一级行星架8与机架11分离，第一级行星架8不固定；离合 器二7闭合，第一级行星架8与第二级太阳轮6相连，第二级行星架2固定，这种结构是两 级行星齿轮传动，是绞车类设备减速机中的常用结构。第一级太阳轮1传入的功率，一部分 经第一级行星轮9减速后传递到内齿圈4 ;一部分功率由第一级行星架8传入到第二级太 阳轮6,由于第二级行星架2固定，则动力经第二级行星轮5减速后传递到内齿圈4,因第一 级行星轮系、第二级行星轮系共用一个内齿圈4,则功率在内齿圈4上合流输出。该模式下 的速比i 2为此时内齿圈（4)输出转速与第一级太阳轮（1)输入转速之比。
[0036] 模式三：制动模式 离合器一 10闭合，则第一级行星架8与机架11相连固定，离合器二7闭合，第一级行 星架8与第二级太阳轮6相连固定，此时为制动状态，内齿圈4固定不动。因为因第一级行 星轮系、第二级行星轮系共用一个内齿圈4,内齿圈4与第二级行星轮5相啮合，又因第一 级行星架8与机架11相连固定不动，则内齿圈4固定不动。两个离合器同时闭合为制动状 态。
[0037] 模式四：空挡模式 离合器一 10分离，则第一级行星架8与机架11分离不固定，离合器二7分离，第一级 行星架8与第二级太阳轮6分离，功率不进入第二级行星轮系。第一级行星架8不固定，内 齿圈4与卷筒固定为一体，带有负载，则行星架8空转，内齿圈4不输出功率，为空挡状态。
[0038] 上面结合附图对本发明的实施方式作了说明，但本发明并不限于上述实施方式， 在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出 各种变化。上述实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用 手段，这里不一一叙述。
【权利要求】
1. 一种绞车行星变速箱，包括机架（11)、第一级行星轮系、第二级行星轮系、离合器一 (10) 、离合器二（7); 所述第一级行星轮系包括第一级太阳轮（1)、第一级行星轮（9)、第一级行星架（8)和 内齿圈（4); 第一级太阳轮（1)与第一级行星轮（9)啮合，第一级行星轮（9)与第一级行星架（8)轴 连接，第一级行星轮（9)设置在内齿圈（4)的内部； 所述第二级行星轮系包括第二级太阳轮（6)、第二级行星轮（5)、第二级行星架（2)、内 齿圈（4); 第二级太阳轮（6)与第二级行星轮（5)啮合，第二级行星轮（5)与第二级行星架（2)轴 连接，第二级行星轮（5)设置在内齿圈（4)的内部； 所述离合器一（10)的一端与第一级行星架（8)相连接，离合器一（10)的另一端与机架 (11) 相连接； 所述离合器二（7)的一端与第一级行星架（8)相连接，离合器二（7)的另一端与第二级 太阳轮（6)相连接； 所述第二级行星架（2)与机架（11)固定连接为一体； 所述第一级太阳轮（1)作为该行星变速箱的功率输入端；所述内齿圈（4)固定在绞车 卷筒的内部且作为该行星变速箱的功率输出端。
2. 根据权利要求1所述的绞车行星变速箱，其特征在于：还包括轴承一（12)、轴承二 (3)，所述轴承一（12)、轴承二（3)分别安装在内齿圈（4)和机架（11)之间。
3. 根据权利要求1或2所述的绞车行星变速箱，其特征在于：离合器一（10)和离合器 二（7)均为湿式摩擦片离合器。
4. 一种绞车行星变速箱的调速模式，其特征在于：通过调节离合器一（10)、离合器二 (7)的分离与闭合，实现制动、空挡、速比h的挡位1和速比i 2的挡位2四种模式； 速比h的挡位1模式 离合器一（10)闭合，第一级行星架（8)与机架（11)相连固定；离合器二（7)分离，第一 级行星架（8)与第二级太阳轮（6)分离；此时为定轴轮系，速比^为内齿圈（4)齿数与第一 级太阳轮（1)齿数之比；功率输入至第一级太阳轮（1)后，经第一级行星轮（9)传递至内齿 圈（4)，实现了速比为h的内齿圈4输出； 速比i2的挡位2模式 离合器一（10)分离，第一级行星架（8)与机架（11)分离；离合器二（7)闭合，第一级行 星架（8)与第二级太阳轮（6)相连，第二级行星架（2)与机架（11)连接固定；第一级太阳轮 (1)传入的功率，一部分功率经第一级行星轮（9)减速后传递至内齿圈（4)，一部分功率由 第一级行星架（8)传入至第二级太阳轮（6)，经第二级行星轮（5)减速后传递至内齿圈（4)， 功率在内齿圈（4)上合流输出；该模式下的速比i 2为此时内齿圈（4)输出转速与第一级太 阳轮（1)输入转速之比； 制动模式 离合器一（10)闭合，第一级行星架（8)与机架（11)相连固定；离合器二（7)闭合，第一 级行星架（8)与第二级太阳轮（6)相连固定；此时为制动状态，内齿圈（4)固定不动； 空挡模式 离合器一（10 )分离，第一级行星架（8 )与机架（11)分离；离合器二（7 )分离，第一级行 星架（8)与第二级太阳轮（6)分离；此时为空挡状态，第一级行星架（8)空转，内齿圈（4)不 输出功率。
【文档编号】F16H3/46GK104088974SQ201410288200
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】徐鸿钧, 李国莉, 姜永涛 申请人:中国重型机械研究院股份公司