CN101294618B - 行星调速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种行星调速器，包括机座[4]，机座内有由联接盘[6]联接的主功率流传动机构和副功率流传动机构，主功率流传动机构采用行星齿轮传动机构，其输入端联接有主功率轴[19]，其输出端联接有减速输出轴[1]，副功率流传动机构采用行星齿轮传动机构或星轮传动机构，有控制轴[15]通过传动副与副功率流传动机构联接。本发明体积小、传动效率高、节能节材显著、能适用于大、中功率设备使用、应用范围广泛。

Description

行星调速器

技术领域

本发明涉及一种齿轮传动装置，具体涉及一种行星调速器。

背景技术

现有的通用减速器和调速器存在着共同缺点之一是产品结构不统一、结构复杂、零部件繁多，很难实现大规模集中生产，多数减速器厂属劳动密集型企业，这些缺陷导致其耗材高、生产效率低，资源得不到充分利用。另外，现有技术中的减速器和调速器还存在着这样的缺陷，即一旦出现故障就必须将减速器或调速器的零件全部拆开才能进行维修，排障时间长，检修不便，且影响生产。

申请号为200510098385.0的中国专利文件中公开了一种星轮调速装置，其中包括有通过联接盘与星轮传动机构联接而成的行星齿轮机构，该调速装置承载能力大、传动平稳、传动效率高，为解决水泵、风机、重载机械传动调速节能运行创造了有利条件，实现了有效节约电能，有利于经济效益的提高。但该星轮调速装置在结构设计上还存在着不足之处，如转筒直径大，需要装过多的轴承导致其两端支承不方便，因缺乏机座给予足够的支撑，导致内部两大传动机构之间的传动不够平稳。此外，该调速装置的用途不够广泛，不能应用到大工业试验台领域。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种体积小、传动效率高、节能节材显著、能适用于大中型功率设备使用、应用范围极其广泛的行星调速器。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是该行星调速器包括机座4，其中，机座内有由联接盘6联接的主功率流传动机构和副功率流传动机构，主功率流传动机构输入端联接有主功率轴19，其输出端联接有减速输出轴1，副功率流传动机构，控制轴15通过传动副与副功率流传动机构联接。

所述传动副可采用锥齿轮副机构或圆柱齿轮副机构或链条机构等传动机构。

本发明调速器按照承载能力的不同，采用主、副两大功率流传动机构可组合成不同用途、不同安装联接尺寸的行星调速器。

所述主功率流传动机构可采用单副双排行星齿轮传动机构，其包括与主功率轴19连接的内齿轮26、与联接盘6连接的第一内齿轮5、与内齿轮26啮合的第一太阳轮27、同时与第一太阳轮27及第一内齿轮5啮合的2N个技术参数相同的第一行星齿轮3、N根行星轴7、第一左支承盘2和第一右支承盘8，N根行星轴7分别穿过2N个第一行星齿轮3并与第一左支承盘2和第一右支承盘8联接，第一左支承盘2上联接有减速输出轴1。

所述副功率流传动机构可采用单排行星齿轮减速机构，即包括通过传动副与控制轴15联接的第二太阳轮23，固定在机座4上的第二内齿轮12、分别与第二太阳轮23及第二内齿轮12啮合的N₁个第二行星齿轮11，N₁根行星轴13、第二左支承盘10和第二右支承盘22，N₁根行星轴13分别穿过N个第二行星齿轮11并与第二左支承盘10和第二右支承盘22联接，其中第二左支承盘10通过轴承支撑在机座4的中部内孔中且与所述联接盘6联接。

优选的是，所述主功率流传动机构中还可包括有两套结构相同的单副双排行星齿轮传动机构，所述副功率流传动机构中包括有两套结构相同的单排行星齿轮减速机构，两套单副行星齿轮传动机构及两套单排行星齿轮减速机构分别对称设置，在两套双排行星齿轮传动机构之间有中支承盘47分别通过轴承、钢球座57及钢球35支撑两对称的第一太阳轮27的各一端，两个第一行星齿轮3的技术参数可相同也可不同，两个第一行星齿轮3共用N根行星轴7。

本发明还可以采用这种形式的主功率流传动机构，即主功率流传动机构中还包括有一副行星齿轮传动机构，该行星齿轮传动机构包括固定在机座4上的内齿轮38、联接在增速输出轴33上的太阳轮31、同时与太阳轮31及内齿轮38啮合的N个技术参数相同的双排行星齿轮36，有N根行星轴18同时穿过2N个第一行星齿轮3和N个双排行星齿轮36后再分别与第三左支承盘34和第一右支承盘8联接。

在主功率流传动机构采用单副双排行星齿轮传动机构的情况下，所述副功率流传动机构可采用星轮传动机构，即所述星轮传动机构包括通过传动副与控制轴15固定在一起的双曲柄轴、固定在机座4上的第三内齿轮41、两个技术参数完全相同并交错180°同时与第三内齿轮41啮合的第三行星齿轮40、与联接盘6联接的第四左支承盘39、第四右支承盘43，在第三行星齿轮40分布圆Dz的圆周上分布有N₂个滚动星轮，滚动星轮由具有对称180°布置的双曲柄和双轴伸的星轮轴42组成，双曲柄轴的偏心距与星轮轴42上双曲柄的偏心距相同，在第三行星齿轮40分布圆Dx圆周上有N₂个穿孔dx，有N₂根支承轴44穿过穿孔dx与滚动星轮交错布置并将第四左支承盘39和第四右支承盘43联接为整体行星架。

优选的是，所述主功率流传动机构中包括有两套结构相同的单副双排行星齿轮传动机构，所述副功率流传动机构中包括有两套结构相同的星轮传动机构，两套单副双排行星齿轮传动机构及两套星轮传动机构分别对称设置，在两套双排行星齿轮传动机构之间有中支承盘47分别通过轴承、钢球座57及钢球35支撑两对称的第一太阳轮27的各一端，两个第一行星齿轮3的技术参数可相同也可不同，两个第一行星齿轮3共用N根行星轴7。

在所述副功率流传动机构采用星轮传动机构的情况下，所述主功率流传动机构中还可包括有一副行星齿轮传动机构，该行星齿轮传动机构包括固定在机座4上的内齿轮38、联接在增速输出轴33上的太阳轮31、同时与太阳轮31及内齿轮38啮合的N个技术参数相同的双排行星齿轮36，有N根行星轴18同时穿过2N个第一行星齿轮3和N个双排行星齿轮36后和再分别与第三左支承盘34和第一右支承盘8联接。

本发明调速器除具有供大功率高压电机驱动设备调速运行的优良性能以实现显著的节材节能效益以外，还适用于交流异步电机、减速器、变速器等加载试验。

本发明中，上述N、N₁、N₂的取值范围可以是2～15，视实际情况而取。

优选的是，本发明中，主功率流传动机构中的第一太阳轮27、第一行星齿轮3、第一内齿轮5均可浮动，副功率流传动机构中的第二太阳轮23、第二行星齿轮11均可浮动。这样，齿轮之间啮合自如，不会有附加阻力现象，因而适合高速传动，同时还提高了传动效率。

用于主功率流传动机构中的单副或者两副双排行星齿轮机构采取三元全浮动(全浮动是指第一太阳轮27、第一行星齿轮3、第一内齿轮5均浮动)方式；用于副功率流传动机构中的单排行星齿轮减速机构采取二元浮动(是指第二太阳轮23、第二行星齿轮11均浮动)方式，该两种浮动方式有效保证了行星调速器传动的持久性和灵活性。

所述副功率流传动机构的中心轴为空心套，空心套与所述传动副联接，主功率轴19穿过空心套与主功率流传动机构联接。对于副功率流传动机构采用单排行星齿轮减速机构的传动装置而言，所述大锥齿轮17上联接有空心套20，空心套20的外齿与第二太阳轮23的内齿啮合，主功率轴19穿过空心套20与主功率流传动机构联接；对于副功率流传动机构采用星轮传动机构的传动装置而言，所述大锥齿轮17上联接有空心套20，空心套20上套有与第三行星齿轮40啮合的双曲柄偏心套45构成双曲柄轴，主功率轴19穿过空心套20与主功率流传动机构的输入端联接。

此外，在第一太阳轮27和主功率轴19之间还可增加内齿轮26，内齿轮26除了具有联轴器功能以外还可以满足第一太阳轮27的浮动要求。

本发明既具备供大功率高压电机驱动水泵、风机、磨机等机械设备调速运行的优良性能以实现显著的节材节能效益以外，又能供大功率设备如电机、减速器、变速器等等试验台使用，试验成本特别低，另外还可作为风力发电增速器以有利于风电并网。具有体积小、承载能力大、结构刚性好、传动平稳、维护方便、寿命长、效率高、工作可靠、应用范围广等优点。

本发明的有益效果是：(1)采用联接盘6以实现单副双排行星齿轮和单排行星齿轮减速机构或者星轮传动组件之间的联动，支承方便、工作更可靠；(2)当副功率流传动机构与控制轴之间采用锥齿轮副进行传动时，空心套20和大锥齿轮17的组合缩短了传统调速器的轴向尺寸；(3)采用对称布置方式增加了用于试验台的加载检测功能，可以通过两个控制轴来实现更高的调速和增速要求，能更好地适应大工业领域工况需要。

附图说明

图1为本发明实施例1的传动原理图；

图2为本发明实施例2的传动原理图；

图3为本发明实施例3的传动原理图；

图4为本发明实施例4的传动原理图；

图5为本发明实施例5的传动原理图；

图6为本发明实施例6的传动原理图；

图7为本发明实施例7的传动原理图；

图8为本发明实施例8的传动原理图；

图9为本发明实施例9的传动原理图；

图10为本发明实施例10的传动原理图；

图11为本发明实施例11的传动原理图；

图12为本发明实施例12的传动原理图；

图13为本发明实施例13的传动原理图；

图14为本发明实施例14的传动原理图。

图中：1-减速输出轴、33-增速输出轴；2-第一左支承盘、10-第二左支承盘、34-第三左支承盘、39-第四左支承盘；3-第一行星齿轮；4-机座；7、13、18-行星轴；5-第一内齿轮；6-联接盘；8-第一右支承盘、22-第二右支承盘、43-第四右支承盘；9、30、35-钢球；11-第二行星齿轮；12-第二内齿轮；14-小锥齿轮；15-控制轴；16-轴承座；17-大锥齿轮；19-主功率轴；20-空心套；21-轴承安装孔；23-第二太阳轮；26-内齿轮；27-第一太阳轮；31-太阳轮；28-顶柱；29、47-中支承盘；32-减速输出轴1上的外齿；36-双排行星齿轮；37-浮动内齿轮；38-内齿轮；40-第三行星齿轮；41-第三内齿轮；42-星轮轴；44-支承轴；24-联接内齿；45-偏心套；48-小圆柱齿轮；49-控制轴；50-大圆柱齿轮；51-轴承座；52-有内齿的大圆柱齿轮；53-有外齿的空心套；54-大链轮；55-小链轮；56-链条；57-钢球座。

具体实施方式

以下结合实施例及附图，对本发明作进一步详细叙述。

以下实施例为本发明的非限定性实施例。

实施例1：如图1所示，行星调速器包括机座4，机座4内有由联接盘6联接的主功率流传动机构和副功率流传动机构。

本实施例中，主功率流传动机构采用单副双排行星齿轮传动机构，副功率流传动机构采用单排行星齿轮减速机构，从而构成两盘组合式行星齿轮传动机构，传动副采用锥齿轮副。

通过由单副双排行星齿轮传动机构、锥齿轮副-单排行星齿轮减速机构共同组成低转速输出调速装置。

单副双排行星齿轮传动机构包括：与主功率轴19联接的内齿轮26、与联接盘6连接的第一内齿轮5、与内齿轮26啮合的第一太阳轮27、同时与第一太阳轮27及第一内齿轮5啮合的2N个技术参数相同的第一行星齿轮3、N根行星轴7、第一左支承盘2和第一右支承盘8，2N个行星齿轮3和N根行星轴7分别装入第一左支承盘2和第一右支承盘8的内孔中，并通过锁紧装置将N根行星轴7、第一左支承盘2、第一右支承盘8紧固(图中未示出)在一起便组成单副双排行星齿轮传动机构。

减速输出轴1通过轴承套入机座4的内孔中，第一右支承盘8通过轴承套入联接盘6的内孔。而联接盘6通过轴承支撑在机座4内孔中。

在锥齿轮副-单排行星齿轮减速机构中，锥齿轮副包括与控制轴15联接的小锥齿轮14、大锥齿轮17。

单排行星齿轮减速机构包括：通过轴承支撑在机座4的中部内孔中、且与联接盘6联接的第二左支承盘10，通过轴承支撑在机座4右侧内孔中的第二右支承盘22、固定在机座4上的第二内齿轮12、与套接在大锥齿轮17的空心套20啮合的第二太阳轮23、分别与第二太阳轮23及第二内齿轮12啮合的N₁个第二行星齿轮11、N₁根行星轴13，N₁根行星轴13将第二左支承盘10、第二右支承盘22紧固联结组成整体行星架。

套接着大锥齿轮17的空心套20上的外齿与第二太阳轮23啮合，小锥齿轮14与大锥齿轮17啮合，且通过轴承支承在轴承座16的内孔中，轴承座16则固定在机座4的内孔中，主功率轴19从空心套20的内孔中穿过，主功率轴19的内端外圆上加工有外齿，外齿和内齿轮26的后端内齿(即联接内齿24)啮合。

本实施例中行星调速器用两个电机(或其它动力装置)驱动，一个命名为M_K的控制电机，其额定功率为P_K(副功率)、额定转速为n_K，M_K通过联轴器与控制轴15直联，联轴器外圆处安装制动器(图中未示出)；另一个电机命名为主功率电机M，其额定功率为P(主功率)、额定转速为n，M通过联轴器与主功率轴19直联(图中未示出)，控制电机额定功率P_K一般为主电机功率P的0.05～0.12倍，视工况要求而定。

行星调速器的传动原理是：当制动主功率轴19时，控制电机M_K带动控制轴15旋转，控制轴15上的小锥齿轮14带动大锥齿轮17转动，由于大锥齿轮17与空心套20紧固联接，于是大锥齿轮17带动空心套20外圆上的第二太阳轮23旋转，N个第二行星齿轮11在旋转的第二太阳轮23和固定不动的第二内齿轮12的共同作用下作自转和公转运动，从而推动由第二左支承盘10、第二右支承盘22组合的整体行星架旋转，并通过联接盘6带动第一内齿轮5，由于第一太阳轮27固定不动，第一内齿轮5带动第一行星齿轮3围绕第一太阳轮27作公转与自转运动，并通过行星轴7带动第一左支承盘2和与之相连的减速输出轴1作减速后的运动，从而将运动输出，这样通过三级减速后，行星调速器得到一个控制转速n_d；当制动控制轴15、主功率电机驱动主功率轴19旋转时，主功率轴19通过内齿轮26带动第一太阳轮27旋转，由于此时第一内齿轮5固定不动，于是第一太阳轮27带动第一行星齿轮3围绕第一内齿轮5作公转与自转运动，同理通过行星轴7带动第一左支承盘2和与之相连的减速输出轴1作减速后的运动，从而将运动输出，此时，通过一级减速后减速输出轴1得到一个工作转速n_H；当启动主功率电机带动主功率轴19旋转，再启动控制电机M_K带动控制轴15旋转、经两级减速后使第一内齿轮5与第一太阳轮27同向旋转时，减速输出轴1获得一个最高工作转速n_g、反向旋转时获得一个最佳启动转速n_f，以上各技术参数的关系是：

n_g＝n_H+n_d，n_f＝n_H-n_d，n_H＝(n_g+n_f)/2，n_d＝n_g-n_H，

n_d＝n_K/i_K，n_H＝n/i

其中，i_K为制动主功率轴19时行星调速器的总传动比，i为制动控制轴15时行星调速器的总传动比；设输出转速为n_d时的输出转矩为T_d，输出转速为n_H时的输出转矩为T_H，则应满足T_d＝T_H转矩平衡的要求，并以此作为确定P_K和P之间数值关系的依据。

本发明行星调速器的工作过程如下：启动M_K后，接着启动M电机并使之相反方向旋转，使用最佳启动转速n_f以启动主机；进而制动控制电机、主功率电机继续旋转，使减速器输出转速从n_f上升到n_H；再启动控制电机使之与主功率电机同向旋转，使减速器输出轴转速从n_H上升到最高工作转速n_g；如果需要无级调速，则采用变频调速控制电机(或其它无级调速)按上述程序操作控制电机使转速从n_f无级升速到n_H，再从n_H无级升速到n_g，或相反过程，由于控制电机M_K的功率P_K远小于主电机功率P，因此通过较小功率电机有级或无级调速达到大功率设备有级或无级调速的目的，或按主机工况采用其它控制程序。

本实施例特点是：调速器可以采用高转速高效主电机替代低效高耗材低速电机以实现低转速水泵等重载设备调速运行，能取得节材节能双重经济效益。输出端可以串联各种减速传动机构以组合成不同用途的调速器。

实施例2：如图2所示，本实施例与实施例1相比，副功率流传动机构相同，主功率流传动机构中增加了一副行星齿轮传动机构，即主功率流传动机构中包括两副结构不相同的双排行星齿轮传动机构。这样，本实施例主要由两副双排行星齿轮传动机构、锥齿轮副-单排行星齿轮减速机构共同组成高转速输出(输出转速可低于亦可高于主电机转速)的三盘组合式调速装置。

在主功率流传动机构中，两副双排行星齿轮传动机构包括有实施例1中已经叙述过的一副双排行星齿轮传动机构，即联接在联接盘6上可转动的第一内齿轮5、2N个技术参数相同的第一行星齿轮3、第一太阳轮27组成的用于减速的一副双排行星齿轮副(注：当主电机和调控电机同时运转时，该齿轮副起调速和减速作用)；另一副用于增速的双排行星齿轮传动机构包括固定在机座4上的内齿轮38、与内齿轮38联接的浮动内齿轮37、联接在减速输出轴1上的太阳轮31、同时与太阳轮31及浮动内齿轮37啮合的N个技术参数相同的双排行星齿轮36。该两副双排行星齿轮副共用N根行星轴18，并通过N根行星轴18将第三左支承盘34、中支承盘29、第一右支承盘8紧固成三盘组合式行星架，三盘组合式行星架的左端支承在机座4的内孔中，另一端支承在联接盘6的内孔中。增速输出轴33通过轴承支撑在中支承盘29和第三左支承盘34的内孔中，并通过钢球30顶着第一太阳轮27，太阳轮31安装在增速输出轴33的外齿轮上，第一太阳轮27与内齿轮26相啮合。

在由两副双排行星齿轮传动机构组成的主功率流传动机构中，两个双排行星齿轮副中所内含第一行星齿轮3和双排行星齿轮36的技术参数是不同的。

本实施例中，副功率流传动机构中，锥齿轮副-单排行星齿轮减速机构的结构已在实施例1中得到叙述。

本实施例的传动原理已在上述实施例1中得到叙述，主要不同之处是：如图2所述三盘组合式行星齿轮传动机构内，包含两副双排行星齿轮副，一副起减速、调速作用，一副起增速作用，当三盘组合式行星架获得四个特定转速以后，由于第一行星齿轮3和双排行星齿轮36均可转动地装在行星轴7上，所以三盘组合式行星架通过行星轴7强制双排行星齿轮36围绕浮动内齿轮37作公转与自转运动，设浮动内齿轮37齿数为Z_B1，太阳轮31的齿数为Z_A1，则行星架转速增速(Z_A1+Z_B1)/Z_A1倍以后，经行星齿轮带动太阳轮31和增速输出轴33将运动输出，以使本发明达到高速输出的目的。

本发明可以满足大中型功率风机、水泵等机械设备高转速和调速运行的要求。

实施例3：如图3所示，本实施例中，主功率流传动机构的结构与实施例1相同，副功率流传动机构则采用锥齿轮副-星轮传动机构。即主要是由单副双排行星齿轮传动机构、锥齿轮副-星轮传动机构组成的两盘组合式调速装置。

单副双排行星齿轮传动机构在实施例1中已得到叙述。

锥齿轮副-星轮传动机构中，锥齿轮副包括与控制轴15联接的小锥齿轮14、大锥齿轮17。

星轮传动机构包括：套装在大锥齿轮17上带有双曲柄偏心套45的空心套20、固定在机座4上的第三内齿轮41、两个技术参数完全相同并交错180°同时与固定的第三内齿轮41啮合的第三行星齿轮40、与联接盘6联接的第四左支承盘39、第四右支承盘43，在第三行星齿轮40的分布圆Dz的圆周上分布有N₂个滚动星轮，滚动星轮由具有对称180°布置的双曲柄和双轴伸的星轮轴42组成，滚动星轮的双曲柄通过轴承套装在第三行星齿轮40的轴承孔中，其双轴伸通过轴承套装在第四左支承盘39和第四右支承盘43的轴承孔中，在第三行星齿轮40的分布圆Dx圆周上有N₂个穿孔dx，有N₂根支承轴44穿过穿孔dx与滚动星轮交错布置并将第四左支承盘39和第四右支承盘43紧固联接为整体行星架，两第三行星齿轮40可转动地安装在偏心套45的双曲柄上，偏心套45双曲柄的偏心距与星轮轴42的双曲柄的偏心距相同，空心套20的两端圆柱通过轴承支承在整体行星架中第四左支承盘39和第四右支承盘43的内孔中。

本实施例的传动原理是这样的：

当制动主功率轴19时，控制电机M_K带动控制轴15旋转，控制轴15上的小锥齿轮14带动大锥齿轮17转动，由于大锥齿轮17与空心套20紧固联接，于是大锥齿轮17带动空心套20上的偏心套45旋转，两个第三行星齿轮40在偏心套45两个双曲柄和固定第三内齿轮41的共同作用下作公转与自转运动，由于N₂个滚动星轮曲柄上的轴承分别套装在第三行星齿轮40的N₂个轴承孔中，因而第三行星齿轮40推动滚动星轮作同步公转与自转运动，滚动星轮两端轴承套装在行星架的轴承孔中，于是通过滚动星轮推动行星架自转运动。进而由行星架带动联接盘6驱动第一内齿轮5慢速旋转，由于第一太阳轮27固定不动，第一内齿轮5带动第一行星齿轮3围绕第一太阳轮27作公转与自转运动、并通过轴承、行星轴7带动第一左支承盘2作减速后的自动运动，第一左支承盘2与减速输出轴1紧固联接，从而将运动输出，这样通过三级减速后，该行星调速器得到一个控制转速n_d；当制动控制轴15、主功率电机驱动主功率轴19旋转时，同样可获得转速n_H、n_g、n_f，其过程已在实施例1中得到叙述。

本发明可满足磨机等重型机械设备低速启动后调速传动的要求。

实施例4：如图4所示，本实施例中，副功率流传动机构与实施例3中的相同，主功率流传动机构与实施例2中的相同，本发明调速器主要是由两副双排行星齿轮传动机构、锥齿轮副-星轮传动机构组成的三盘组合式调速装置。

两副双排行星齿轮传动机构的结构在实施例2中已得到叙述。

锥齿轮副-星轮传动机构的结构在实施例3中已得到叙述。

本实施例与实施例2相比较，在结构上有两点区别，致使其选用调控电机型号和应用范围不同：

1、本实施例中，副功率流传动采用锥齿轮副-星轮传动机构组合，比采用锥齿轮副-行星齿轮减速机构组合副的传动比i_K大，方便采用转速较高的调控电机以获得较小的调控转速n_d；

2、本实施例的两副双排行星齿轮传动机构，即第一行星齿轮3和双排行星齿轮36，如果采用相同的技术参数，则调速器主传动比i_H＝1，在控制轴15被制动的情况下，启动主电机，则主功率轴19与增速输出轴33转速是相同的，其转速等于主电机额定转速，这一技术特点，使得本实施例可用于减速器、增速器类机械传动装置单方向加载试验，其试验方法是：使控制轴15制动，右端主电机通过传感器、联轴器与被试件(如减速器、增速器等)直联，被试件高速输出端通过扭矩传感器、联轴器与本发明行星调速器的主功率轴19直联，行星调速器的增速输出轴33通过扭矩传感器联轴器与加载电机直联(主电机与加载电机型号相同)，启动主电机，主电机与加载电机同方向空载拖转，再启动调控电机增加加载电机转速，使其转速超过电机同步转速，使加载电机变成交流发电机。正式进入加载试验程序。其加载试验原理详见以下实施例5中所述。

因此，本实施例除适用于高转速水泵、风机调速运行外，还可用于负载试验台，并具有试验成本低的优点。

实施例5：如图5所示，本实施例中包括两套与实施例3中所示的调速装置完全相同的调速机构，该两个调速机构对称180°设置，其结构完全相同。即本实施例由两副双排行星齿轮传动机构和两套对称180°布置的锥齿轮副-星轮传动机构组合成三盘组合式三元全浮动调速器。

所述的锥齿轮副-星轮传动机构在实施例3中已得到叙述。两套双排行星齿轮传动机构均包括第一内齿轮5、2N个第一行星齿轮3、第一太阳轮27、N根行星轴7以及第一右支承盘8、中支承盘47。其中，左右两个第一行星齿轮3共同N根行星轴7，即行星轴7分别穿过左右两个第一行星齿轮3后与第一右支承盘8、中支承盘47固定。

两套双排行星齿轮传动机构的技术参数完全相同，左侧一副用于增速传动，右侧一副用于减速传动，令内齿轮齿数Z_B、行星齿轮齿数Z_C、太阳轮齿轮齿数Z_A，左面一副增速比为i_Z＝(Z_A+Z_B)/Z_A，右面一副减速比i_J＝(Z_A+Z_B)/Z_A，则两副双排行星齿轮传动机构总传动比i_H＝i_J/i_Z＝1，所以当运动从右侧主功率轴19输入，通过内齿轮26带动右侧一副行星齿轮传动机构的第一太阳轮27进行减速传动，第一太阳轮27推动第一行星齿轮3作公转和自转运动，由于此时左右两个控制轴15都是固定的，导致左右两第一内齿轮5都不能转动，这样右侧的第一行星齿轮3在第一太阳轮27和第一内齿轮5的共同作用下推动三盘组合式行星架作减速后的旋转运动，并强迫左侧的第一行星齿轮3推动左侧的第一太阳轮27作增速运动，由于传动比i_H＝1，所以，通过内齿轮26带动左侧的主功率轴19与右侧的主功率轴19在相同转速下同向旋转。左端、右端主功率轴19转速均为n_H＝n(n_H为电动机转速通过两副双排行星齿轮机构减速和增速传动后的转速、n为电动机额定转速)，由于i_H＝1，所以n_H＝n。

电动机及减速器等各种机械传动装置的试验负载主要是由交流异步电动机转化的交流发电机负载。如图5所示就是这样的一种为交流异步电动机转化成交流发电机负载配套的行星调速器即加载调速器，主要用于交流异步电动机负载试验台，参与试验的交流电机最少有两台，两台交流电机的型号相同，试验台上安装图5所示加载调速器一台，假设右端设一台为拖动交流电机、左端设一台为加载发电机，它们都通过扭矩传感器、联轴器与主功率轴19直联(图中未示出)，试验时首先使控制轴15处于制动状态，先启动拖动电机，使拖动电机与加载发电机按额定转速空转。按照电机原理，只要使异步电动机的转速大于其定子绕组所加交流电的同步转速，就可使异步电动机变成异步发电机，高于同步转速越多，发出的交流电功率就越大。而图5所示的加载调速器因自身具备着调控功能就可以满足发电的技术要求，它可以使复杂的试验负载过程大大简化，特别是不必采用复杂昂贵的大型变频技术。

本实施例的加载传动原理是这样的：

负载试验正式进行以前，制动两根控制轴15，此行星调速器左侧和右侧的交流异步电机都与主功率轴19直联，按电机额定转速空载旋转，因为两副双排行星齿轮传动机构的技术参数相同，所以，右侧一副行星机构的减速比i_J与左边一副行星机构的增速比i_Z是相同的，两副双排行星齿轮传动机构总传动比i_H＝(1÷i_J)×i_Z＝1，故当右侧电机启动后，带动主功率轴19和左端电机都以相同的转速空转，该转速n_H＝电机额定转速n，左端电机转速没有高于同步转速，不能产生交流电。当制动左侧的控制轴15使第一内齿轮5固定不动，启动右侧的控制轴15旋转，当调控电机M_K的转速n_K经过锥齿轮副-星轮传动机构和第一内齿轮5与第一行星齿轮3共三级减速后，使第一太阳轮27获得一个调控转速n_d，以致左侧的主功率轴19的转速从n_H上升到(n_H+n_d)大于左端电机的同步转速时，左侧的交流异步电机变成加载发电机，通过其定子绕组产生交流电回馈到右端电动机以补充传动系统的能耗，这样构成电封闭试验系统。反之，将右端电机改为加载发电机，左端电机改为拖动电机，按上述操作过程制动右侧的控制轴15，启动左侧的控制轴15旋转，可达到同样的目的。

本实施例的特点是：

1、本实施例主要是用于交流异步电机负载试验，通过加载调速器左右两侧的两根控制轴15实现加载发电机转速的无级调速，调控电机为低压小功率变频调速电机(或采用小型直流机调速)，试验成本低、操作简易方便，建设试验台首次投入可减少50％以上。

2、除用于交流异步电机负载性能试验台外，亦可直接用来实现设备调速运行。例如，将右端电机改为拖动电机，将左端加载发电机改为一台水泵，便实现水泵调速运行等。

实施例6：如图6所示，本实施例中包括两个如实施例1中所示的调速器，该两个调速器左右对称设置，左右两套调速器中，除了两个第一行星齿轮3的技术参数不相同之外，其他结构均相同。即本实施例包括有两套单副双排行星齿轮传动机构和两套锥齿轮副-单排行星齿轮减速机构，所述两套传动机构对称180°设置。其中，左右两个第一行星齿轮3共N根行星轴7，即行星轴7分别穿过左右两个第一行星齿轮3后与右支撑盘8、中支撑盘47固定。

本实施例中的行星调速器与实施例5所述的加载调速器的一个区别在于锥齿轮副-单排行星齿轮减速机构代替了锥齿轮副-星轮传动机构，其目的是利用前者比后者的传动比小几倍的特性，以便增加调控转速n_d，扩大有效调速范围。另一个区别是本实施例除了可适用于风机、水泵等设备调速运行外，还可作为增速器用于风力发电。

本实施例中行星调速器的工作过程是：设本实施例中行星调速器左侧的主功率轴19与工作机(水泵或风机等)直联，右侧主电机与主功率轴19直联，两个相同型号的调控电机M_K通过带制动器的联轴器分别与控制轴15直联(图中未示出)。左侧的控制轴15制动，使右侧的控制轴15启动，延时3～5秒后，启动主电机，使主电机的转向与控制轴15的转向相反，这样经过减速、增速二级传动比后，左侧的主功率轴19获得转速n_f，接着右侧的控制轴15被制动，左侧的主功率轴19转速从n_f上升到n_H，再启动右端调控电机M_K，使右端控制轴15改变方向旋转(与主电机同向转动)，此时左侧主功率轴19转速从n_H继续上升到n_g，n_g＝n_H+n_d，这个转速n_g仅仅是通过启动右侧调控电机调速而获得的，如果工作机要求转速再继续增加，则将左侧调控电机朝着主功率轴19转速增加的方向旋转，最终使左侧的主功率轴19转速从n_g继续上升到n_g＝n_H+n_d+n_d＝n_H+2n_d，这样就达到了工作机要求继续增加转速的目的。

本实施例的特点：采用两路调速方案，可以方便增加工作机的转速，使本发明可以在更大范围内满足大工业领域水泵风机工况的需要，用作风力发电增速器有利于风电并网。

实施例7：如图7所示，行星调速器包括机座4，机座4内有由联接盘6联接的主功率流传动机构和副功率流传动机构。

本实施例中，主功率流传动机构采用单副双排行星齿轮传动机构，副功率流传动机构采用圆柱齿轮副-单排行星齿轮传动机构。

通过由单副双排行星齿轮传动机构、圆柱齿轮机构共同组成两盘组合式低转速输出调速装置。

所述的单副双排行星齿轮传动机构在实施例1中已得到叙述。

所述的圆柱齿轮副-单排行星齿轮传动机构，其中单排行星齿轮减速机构在实施例1中已得到叙述。圆柱齿轮副机构包括：套装在空心套20上的大圆柱齿轮50，套装在控制轴49上的小圆柱齿轮48。空心套20通过轴承支承在轴承座51的内孔，控制轴49通过轴承支承在机座4的两端内孔中。

本实施例中行星调速器用两个电机(或其它动力装置)驱动，一个命名为M_K的控制电机，通过联轴器与控制轴49直联，联轴器外圆处安装制动器(图中未示出)；另一个电机命名为主功率电机M，通过联轴器与主功率轴19直联(图中未示出)。

当控制电机M_K带动控制轴49旋转时，控制轴49上的小圆柱齿轮48带动大圆柱齿轮50转动，由于大圆柱齿轮50与空心套20紧固联接，于是大圆柱齿轮50带动空心套20外圆上的第二太阳轮23旋转，其余的传动原理在实施例1中已得到叙述。

本实施例的特点是：在根据用户要求不能采用实施例1行星调速器的情况下，可以采用平行轴圆柱齿轮机构来实现低转速水泵等重载设备调速运行，同样能取得节材节能双重经济效益。输出端1可以串联各种减速传动机构以组合成不同用途的调速器。

实施例8：如图8所示，本实施例的圆柱齿轮机构比实施例7中增加了一副，即采取了对称布置的两套同样的圆柱齿轮副，以实现两个调控电机的功率合成，大圆柱齿轮52有内齿和空心套53的外齿啮合联接，实现大圆柱齿轮52的浮动运转，其余的和实施例7所述的结构及传动原理基本相同。

本实施例特点是：除了具有实施例7所述的特点以外，还采取功率合成方式配套两个调控电机，可以在空间上和主电机不发生干涉，又增强了传动的可靠性，提高传动寿命，灵活地适应大功率设备调速运行的多种工况需要。

实施例9：如图9所示，行星调速器包括机座4，机座4内有由联接盘6联接的主功率流传动机构和副功率流传动机构。

本实施例中，主功率流传动机构的结构与实施例1相同，副功率流传动机构则采用圆柱齿轮副-星轮传动机构。即主要是由单副双排行星齿轮传动机构、圆柱齿轮副-星轮传动机构组成的两盘组合式调速装置。

单副双排行星齿轮传动机构在实施例1中已得到叙述。

所述的圆柱齿轮副-星轮传动机构，其中的圆柱齿轮副在实施例7中已得到叙述；其中的星轮传动机构，在实施例3中已得到叙述。

本发明同样可满足磨机等重型机械设备低速启动后调速传动的要求。

本实施例特点是：调速器在不能采用实施例3所述行星调速器的情况下，可以采用平行轴圆柱齿轮机构来实现低转速水泵等重载设备调速运行，同样能取得节材节能双重经济效益。输出端1可以串联各种减速传动机构以组合成不同用途的调速器。

实施例10：如图10所示，本实施例的圆柱齿轮机构的结构与实施例8所述的相同，其余的结构在实施例9中已得到叙述。

本实施例特点是：除了具有实施例9所述的特点以外，采取功率合成方式可配套两个调控电机，可以在空间上和主电机不发生干涉，又增强了传动的可靠性，提高传动寿命，灵活地适应大功率设备调速运行的多种工况需要。

实施例11：如图11所示，行星调速器包括机座4，机座4内有由联接盘6联接的主功率流传动机构和副功率流传动机构。

本实施例中，主功率流传动机构的结构与实施例1相同，副功率流传动机构则采用链条机构-星轮传动机构。即主要是由单副双排行星齿轮传动机构、链条机构-星轮传动机构组成两盘组合式调速装置。

单副双排行星齿轮传动机构，在实施例1中已得到叙述。

所述的链条机构-星轮传动机构，其中的星轮传动机构，在实施例3中已得到叙述。其中的链条机构包括：套装在空心套20上的链轮54、套装在控制轴49上的链轮55、套装在链轮54和链轮55上的链条56。

当控制电机M_K带动控制轴49旋转时，控制轴49上的链轮55带动链条56，直至带动链轮54转动，由于链轮54与空心套20紧固联接，于是链轮54带动空心套20外圆上的第二太阳轮23旋转，其余的传动原理在实施例3中已得到叙述。

本发明同样可满足磨机等重型机械设备低速启动后调速传动的要求。

本实施例特点是：调速器在需要调控电机和主电机相隔较远时，在副功率流传动机构可采用链条机构-星轮传动机构，来实现低转速水泵等重载设备调速运行，同样能取得节材节能双重经济效益。输出端1可以串联各种减速传动机构以组合成不同用途的调速器。

实施例12：如图12所示，本实施例中的链条机构比实施例11中增加了一套相同的链条机构，两套链条机构采取了对称布置的方式，即增加一套同样的链条56、链轮55，但上下的链条56是相错交接的，以实现两个调控电机的功率合成，其余的和实施例3所述的结构及传动原理基本相同。

本实施例特点是：除了具有实施例11所述的特点以外，采取功率合成方式可配套两个调控电机，可以在空间上和主电机不发生干涉，又增强了传动的可靠性，提高传动寿命，灵活地适应大功率设备调速运行的多种工况需要。

实施例13：如图13所示，本实施例13的锥齿轮副机构采取了对称布置，增加一套同样的锥齿轮副，也是实现两个调控电机的功率合成，其余的和实施例1所述的结构及传动原理基本相同。

本实施例特点是：除了具有实施例1所述的特点以外，采取功率合成方式可配套两个调控电机，增强传动的可靠性，延长传动寿命，灵活地适应磨机等重型机械设备低速启动后调速传动的要求。

实施例14：如图14所示，本实施例14的锥齿轮副机构采取了对称布置，增加一套同样的锥齿轮副，也是实现两个调控电机的功率合成，其余的和实施例3所述的结构及传动原理基本相同。

本实施例特点是：除了具有实施例3所述的特点以外，采取功率合成方式可配套两个调控电机，增强传动的可靠性，延长传动寿命，灵活地适应水泵等重型机械设备低速启动后调速传动的要求。

Claims (13)

1.一种行星调速器，包括机座[4]，其特征在于机座内有由联接盘[6]联接的主功率流传动机构和副功率流传动机构，主功率流传动机构的输入端联接有主功率轴[19]，其输出端联接有减速输出轴[1]，控制轴[15]通过传动副与副功率流传动机构联接；

其中所述主功率流传动机构采用单副双排行星齿轮传动机构，其包括与主功率轴[19]连接的内齿轮[26]、与联接盘[6]连接的第一内齿轮[5]、与内齿轮[26]啮合的第一太阳轮[27]、同时与第一太阳轮[27]及第一内齿轮[5]啮合的2N个技术参数相同的第一行星齿轮[3]、N根行星轴[7]、第一左支承盘[2]和第一右支承盘[8]，N根行星轴[7]分别穿过2N个第一行星齿轮[3]并与第一左支承盘[2]和第一右支承盘[8]联接，第一左支承盘[2]上联接有减速输出轴[1]；

其中所述副功率流传动机构采用单排行星齿轮减速机构，包括通过传动副与控制轴[15]联接的第二太阳轮[23]，固定在机座[4]上的第二内齿轮[12]、分别与第二太阳轮[23]及第二内齿轮[12]啮合的N₁个第二行星齿轮[11]，N₁根行星轴[13]、第二左支承盘[10]和第二右支承盘[22]，N₁根行星轴[13]分别穿过N₁个第二行星齿轮[11]并与第二左支承盘[10]和第二右支承盘[22]联接，其中第二左支承盘[10]通过轴承支撑在机座[4]的中部内孔中且与所述联接盘[6]联接。

2.根据权利要求1所述的行星调速器，其特征在于所述N₁的取值范围为2-15。

3.根据权利要求1所述的行星调速器，其特征在于所述主功率流传动机构中还包括有一套单副双排行星齿轮传动机构，所述副功率流传动机构中还包括有一套单排行星齿轮减速机构，两套单副行星齿轮传动机构及两套单排行星齿轮减速机构分别对称设置，在两套双排行星齿轮传动机构之间有中支承盘[47]分别支撑两对称的第一太阳轮[27]的各一端，两个第一行星齿轮[3]的技术参数可相同也可不同，两个第一行星齿轮[3]共用N根行星轴[7]。

4.根据权利要求1所述的行星调速器，其特征在于所述主功率流传动机构中还包括有一副行星齿轮传动机构，该行星齿轮传动机构包括固定在机座[4]上的内齿轮[38]、联接在增速输出轴[33]上的太阳轮[31]、同时与太阳轮[31]及内齿轮[38]啮合的N个技术参数相同的双排行星齿轮[36]，有N根行星轴[18]同时穿过2N个第一行星齿轮[3]和N个双排行星齿轮[36]后再分别与第三左支承盘[34]和第一右支承盘[8]联接。

5.一种行星调速器，包括机座[4]，其特征在于机座内有由联接盘[6]联接的主功率流传动机构和副功率流传动机构，主功率流传动机构的输入端联接有主功率轴[19]，其输出端联接有减速输出轴[1]，控制轴[15]通过传动副与副功率流传动机构联接；

其中所述主功率流传动机构采用单副双排行星齿轮传动机构，其包括与主功率轴[19]连接的内齿轮[26]、与联接盘[6]连接的第一内齿轮[5]、与内齿轮[26]啮合的第一太阳轮[27]、同时与第一太阳轮[27]及第一内齿轮[5]啮合的2N个技术参数相同的第一行星齿轮[3]、N根行星轴[7]、第一左支承盘[2]和第一右支承盘[8]，N根行星轴[7]分别穿过2N个第一行星齿轮[3]并与第一左支承盘[2]和第一右支承盘[8]联接，第一左支承盘[2]上联接有减速输出轴[1]；

所述副功率流传动机构采用星轮传动机构，所述星轮传动机构包括通过传动副与控制轴[15]固定在一起的双曲柄轴、固定在机座[4]上的第三内齿轮[41]、两个技术参数完全相同并交错180°同时与第三内齿轮[41]啮合的第三行星齿轮[40]、与联接盘[6]联接的第四左支承盘[39]、第四右支承盘[43]，在第三行星齿轮[40]分布圆Dz的圆周上分布有N₂个滚动星轮，滚动星轮由具有对称180°布置的双曲柄和双轴伸的星轮轴[42]组成，双曲柄轴的偏心距与星轮轴[42]上双曲柄的偏心距相同，在第三行星齿轮[40]分布圆Dx圆周上有N₂个穿孔dx，有N₂根支承轴[44]穿过穿孔dx与滚动星轮交错布置并将第四左支承盘[39]和第四右支承盘[43]联接为整体行星架。

6.根据权利要求5所述的行星调速器，其特征在于N₂的取值范围为2-15。

7.根据权利要求5所述的行星调速器，其特征在于所述主功率流传动机构还包括有一套单副双排行星齿轮传动机构，所述副功率流传动机构中还包括有一套星轮传动机构，两套单副双排行星齿轮传动机构及两套星轮传动机构分别对称设置，在两套双排行星齿轮传动机构之间有中支承盘[47]分别支撑两对称的第一太阳轮[27]的各一端，两个第一行星齿轮[3]的技术参数可相同也可不同，两个第一行星齿轮[3]共用N根行星轴[7]。

8.根据权利要求5所述的行星调速器，其特征在于所述主功率流传动机构中还包括有一副行星齿轮传动机构，该行星齿轮传动机构包括固定在机座[4]上的内齿轮[38]、联接在增速输出轴[33]上的太阳轮[31]、同时与太阳轮[31]及内齿轮[38]啮合的N个技术参数相同的双排行星齿轮[36]，有N根行星轴[18]同时穿过2N个第一行星齿轮[3]和N个双排行星齿轮[36]后再分别与第三左支承盘[34]和第一右支承盘[8]联接。

9.根据权利要求1或4或5或8所述的行星调速器，其特征在于N的取值范围为2-15。

10.根据权利要求1-3之一所述的行星调速器，其特征在于副功率流传动机构中的第二太阳轮[23]、第二行星齿轮[11]均为可浮动的齿轮。

11.根据权利要求1-8之一所述的行星调速器，其特征在于主功率流传动机构中的第一太阳轮[27]、第一行星齿轮[3]、第一内齿轮[5]均为可浮动的齿轮。

12.根据权利要求1-8之一所述的行星调速器，其特征在于所述传动副为锥齿轮副机构或圆柱齿轮副机构或链条机构。

13.根据权利要求1-8之一所述的行星调速器，其特征在于所述副功率流传动机构的中心轴为空心套，空心套与所述传动副联接，主功率轴[19]穿过空心套与主功率流传动机构的输入端联接。

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