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CN104696443B - 一种动力同侧输入输出行星齿轮减速器 - Google Patents

一种动力同侧输入输出行星齿轮减速器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种动力同侧输入输出行星齿轮减速器，包括行星齿轮减速机构、自动温控装置和喷油装置，采用输入轴与输出轴重叠的方式以实现动力的同侧输入输出。其中：电机输出轴的动力通过输入轴输入到太阳轮，再由太阳轮传递到行星轮，再由行星齿轮系杆轴传到前行星架法兰，再到输出轴进而传出动力。输入轴与输出轴之间使用滚针轴承进而对两者的工作进行分隔，使具有不同转速的两者工作时互不干扰。同时，通过温度传感器与单片机控制单元进行温控及喷油控制。本发明具有体积小，结构紧凑，质量轻，润滑状况良好，效率高，适合传动链的布置以及零件使用寿命长等优点。

Description

一种动力同侧输入输出行星齿轮减速器
技术领域
本发明涉及一种新结构机械减速装置领域，具体地说是一种动力同侧输入输出行星齿轮减速器。
背景技术
减速器在动力源与动力输出终端之间起到了减速增扭的作用，在现代机械中广泛应用。行星齿轮与定轴齿轮相比具有体积小、结构紧凑、承载能力大、质量轻等优点，尤其适合方程式赛车。但由于润滑油加注量的限制，以及轴承润滑困难等原因而导致润滑系统需要再设计。由于方程式纯电动赛车的电机布置空间以及传动系统布置空间狭小等原因，对行星齿轮的动力输入输出方向也有一定的要求；另外，由于行星齿轮减速器的零件结构复杂与零件数量之多，所以零件接触部位就相应的变多，导致摩擦接触面积增大，以及行星齿轮工作工况多为高转速运作，所以传动效率就受到了一定的影响，所以对零件之间的接触要求也有一定的要求；此外，由于行星齿轮的高速旋转，内部产热量大，并且也有润滑死角，这就对润滑系统以及冷却系统有了较高的要求。
发明内容
根据上述提出的电机布置空间及传动系统布置空间狭小、行星齿轮高速运转时存在润滑死角等技术问题，而提供一种动力同侧输入输出行星齿轮减速器。本发明主要利用电机输入轴与输出轴重叠方式设置及润滑油喷油装置与减速器配合，从而达到结构紧凑、润滑效果好等效果。
本发明采用的技术手段如下：
一种动力同侧输入输出行星齿轮减速器，包括行星齿轮减速机构、自动温控装置和喷油装置，其特征在于：
所述行星齿轮减速机构的中心为输入轴，太阳轮通过花键套置在所述输入轴的后端，所述输入轴的前端与输出轴之间通过两个滚针轴承和胶盖深沟球轴承相互支撑并相互分离，使二者的工作互不干涉；行星齿轮与滑动轴承间隙配合，行星齿轮系杆轴与所述滑动轴承过盈配合，所述行星齿轮系杆轴分别与前行星架法兰和后行星架法兰过渡配合将所述行星齿轮固定在所述太阳轮的外侧；所述前行星架法兰与所述后行星架法兰镶嵌连接，并在连接处用螺栓固定，所述后行星架法兰通过深沟球轴承Ⅱ与所述输入轴后端相连，所述前行星架法兰与输出轴的后端为过盈镶嵌连接，并用螺栓进行紧固；所述行星齿轮外侧套置有内齿圈，所述内齿圈外径设有外花键与后半片箱体设置的内花键相匹配，所述内齿圈与所述后半片箱体过盈配合，所述后半片箱体通过深沟球轴承Ⅲ与所述后行星架法兰相连；所述输出轴通过深沟球轴承Ⅰ与前半片箱体相连，所述前半片箱体和所述后半片箱体通过紫铜密封垫片Ⅱ相连；所述输出轴的前端通过前端盖封口，所述前半片箱体通过中端盖封口，所述后半片箱体通过后端盖封口；
所述自动温控装置包括集成在所述喷油装置的放油塞中的温度传感器，所述喷油装置的出油管也集成在所述放油塞中，所述出油管与机油泵、机油滤清器及机油冷却器相连，再通过与所述机油冷却器相连的输油管连接在喷油塞上，所述喷油塞通过设置在所述后半片箱体上端的进油口与所述行星齿轮减速机构相连，实现润滑油的循环、冷却与喷淋，喷油塞喷出的油是均匀的，并且喷油塞布置在后半片箱体的上方即齿轮润滑不足的地方。
进一步地，所述行星齿轮系杆轴与所述后行星架法兰通过设置在所述行星齿轮系杆轴尾端的弹簧卡圈限制轴向运动，所述行星齿轮系杆轴与所述前行星架法兰通过凸台限制轴向运动。
进一步地，所述输入轴与所述输出轴之间的滚针轴承使用润滑脂润滑，所述行星齿轮减速器的其余零件使用润滑油润滑，所述输入轴与所述输出轴的前端通过密封唇Ⅱ分隔，所述输入轴与所述输出轴的后端通过胶盖深沟球轴承分隔，使得两种润滑形式互不干涉。
较现有技术相比，本发明采用输入轴与输出轴重叠的方式以实现动力的同侧输入输出。其中：电机输出轴的动力通过输入轴输入传到太阳轮，再由太阳轮传递到行星齿轮，再由行星齿轮系杆轴传到前行星架法兰，再到输出轴，进而传出动力(内齿圈固定不动，与后半片箱体相连)。输入轴与输出轴之间使用了滚针轴承进而对两者的工作进行分隔，使具有不同转速的两者工作时互不干扰(二者转速不同)；本发明同时具有自动温控装置和喷油装置，通过温度传感器与单片机控制单元进行自动控制。
本发明具有体积小，结构紧凑，质量轻，润滑状况良好，效率高，适合传动链的布置以及零件使用寿命长等优点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的剖视图。
图2是本发明的润滑油循环图。
图中：1和17、前半片箱体 2、前行星架法兰 3、螺栓Ⅰ4和13、中端盖5、密封唇Ⅰ6、前端盖 7、螺栓Ⅱ8、输入轴 9、密封唇Ⅱ10、输出轴 11、滚针轴承 12、胶盖深沟球轴承 14、深沟球轴承Ⅰ15、螺栓 16、螺母 18、内齿圈 19、后半片箱体 20、行星齿轮 21、滑动轴承 22、行星齿轮系杆轴 23、太阳轮 24、深沟球轴承Ⅱ25、后行星架法兰 26、后端盖 27、螺栓Ⅲ28、弹性卡圈 29、紫铜密封垫片Ⅰ30、紫铜密封垫片Ⅱ31、紫铜密封垫片Ⅲ32、深沟球轴承Ⅲ33、太阳轮顶片 35、温度传感器 36、放油塞 37、机油泵 38、机油滤清器 39、机油冷却器40、输油管 41、喷油塞。
具体实施方式
一种动力同侧输入输出行星齿轮减速器，主要应用于大学生方程式纯电动方程式赛车中，包括行星齿轮减速机构、自动温控装置和喷油装置。
如图1所示，所述行星齿轮减速机构的中心为输入轴8，太阳轮23通过花键套置在所述输入轴8的后端，所述输入轴8的前端与输出轴10之间通过两个滚针轴承11和胶盖深沟球轴承12相互支撑并相互分离，使二者的工作互不干扰；所述输入轴8与所述输出轴10之间的滚针轴承11使用润滑脂润滑，所述行星齿轮减速器的其余零件使用润滑油润滑，所述输入轴8与所述输出轴10的前端通过密封唇Ⅱ9分隔，所述输入轴8与所述输出轴10的后端通过胶盖深沟球轴承12分隔。
行星齿轮20与滑动轴承21间隙配合，行星齿轮系杆轴22与所述滑动轴承21过盈配合，所述行星齿轮系杆轴22分别与前行星架法兰2和后行星架法兰25过渡配合将所述行星齿轮20固定在所述太阳轮23的外侧，所述行星齿轮20一共有4个；所述行星齿轮系杆轴22与所述后行星架法兰25通过设置在所述行星齿轮系杆轴22尾端的弹簧卡圈28限制轴向运动，所述行星齿轮系杆轴22与所述前行星架法兰2通过凸台限制轴向运动。
所述前行星架法兰2与所述后行星架法兰25镶嵌连接，并在连接处用螺栓固定，所述后行星架法兰25通过深沟球轴承Ⅱ24与所述输入轴8后端相连，所述深沟球轴承Ⅱ24与所述输入轴8后端之间还设有紫铜密封垫片Ⅰ29，所述前行星架法兰2与输出轴10的后端为过盈镶嵌连接，并用螺栓进行紧固；所述行星齿轮20外侧套置有内齿圈18，所述内齿圈18外径设有矩形外花键与后半片箱体19设置的矩形内花键相匹配，所述内齿圈18与所述后半片箱体19过盈配合，所述后半片箱体19通过深沟球轴承Ⅲ32与所述后行星架法兰25相连；所述输出轴10通过深沟球轴承Ⅰ14与前半片箱体1(和17)相连，所述前半片箱体1(和17)和所述后半片箱体19通过紫铜密封垫片Ⅱ30相连，同时通过螺栓15和螺母16固定；所述输出轴10的前端通过前端盖6封口，通过螺栓Ⅱ7固定，在滚针轴承11与前端盖6之间设有密封唇Ⅱ9，所述前半片箱体1(和17)通过中端盖4(和13)封口，所述中端盖4(和13)与输出轴19之间设有密封唇Ⅰ5，所述中端盖4(和13)与所述前半片箱体1(和17)之间设有紫铜密封垫片Ⅲ31，所述中端盖4(和13)与所述前半片箱体1(和17)通过螺栓Ⅰ3固定；所述后半片箱体19通过后端盖26封口，所述后端盖26与所述后半片箱体19之间设有紫铜密封垫片Ⅰ29，所述后端盖26与所述后半片箱体19通过螺栓Ⅲ27固定。
如图2所示，所述自动温控装置包括集成在所述喷油装置的放油塞36中的温度传感器35，所述喷油装置的出油管也集成在所述放油塞36中，所述出油管与机油泵37、机油滤清器38及机油冷却器39相连，再通过与所述机油冷却器39相连的输油管40连接在喷油塞41上，所述喷油塞41通过设置在所述后半片箱体19上端的进油口与所述行星齿轮减速机构相连，实现润滑油的循环、冷却与喷淋。
本发明采用了输入轴8与输出轴10之间使用滚针轴承11的方式进而对两者的工作进行分隔，使具有不同转速的两者工作时互不干扰(二者转速不同，传输动力的扭矩也不同)；输入轴8与输出轴10之间的滚针轴承11使用润滑脂润滑，而整个装置中的其余零件使用润滑油润滑，期间通过密封唇Ⅱ9和胶盖深沟球轴承12进行隔离，这样可以使轴承得到更好的润滑，解决了滚针轴承11无法很好的被润滑油溅淋而导致的润滑不足；行星齿轮20与行星齿轮系杆轴22之间使用了滑动轴承21，使其在高转速区间里传动效率高；输出轴10与前行星架法兰2的连接方式为过盈镶嵌连接，并且使用螺栓进行紧固，使用这种方式方便对法兰和输出轴10分别加工，降低了加工难度，也使结构变得更紧凑；本发明设置的自动温控装置和喷油装置，温度的调整通过温度传感器与单片机控制单元进行自动控制，由于减速箱内的润滑油体积有最大量的限制(如果油量过大会导致搅油阻力变大而导致效率降低)所以减速器的上端零件面临着润滑油飞溅量不足而导致的润滑不足，所以增设了润滑油喷油塞41，这样不仅可以进一步降低油温，而且对润滑不足的地方进行强制喷油润滑，可以改善润滑状况，达到本发明的设计目标。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种动力同侧输入输出行星齿轮减速器，包括行星齿轮减速机构、自动温控装置和喷油装置，其特征在于：
所述行星齿轮减速机构的中心为输入轴，太阳轮通过花键套置在所述输入轴的后端，所述输入轴的前端与输出轴之间通过两个滚针轴承和胶盖深沟球轴承相互支撑并相互分离；行星齿轮与滑动轴承间隙配合，行星齿轮系杆轴与所述滑动轴承过盈配合，所述行星齿轮系杆轴分别与前行星架法兰和后行星架法兰过渡配合将所述行星齿轮固定在所述太阳轮的外侧；所述前行星架法兰与所述后行星架法兰镶嵌连接，并在连接处用螺栓固定，所述后行星架法兰通过深沟球轴承Ⅱ与所述输入轴后端相连，所述前行星架法兰与输出轴的后端为过盈镶嵌连接，并用螺栓进行紧固；所述行星齿轮外侧套置有内齿圈，所述内齿圈外径设有外花键与后半片箱体设置的内花键相匹配，所述内齿圈与所述后半片箱体过盈配合，所述后半片箱体通过深沟球轴承Ⅲ与所述后行星架法兰相连；所述输出轴通过深沟球轴承Ⅰ与前半片箱体相连，所述前半片箱体和所述后半片箱体通过紫铜密封垫片相连；所述输出轴的前端通过前端盖封口，所述前半片箱体通过中端盖封口，所述后半片箱体通过后端盖封口；
所述自动温控装置包括集成在所述喷油装置的放油塞中的温度传感器，所述喷油装置的出油管也集成在所述放油塞中，所述出油管与机油泵、机油滤清器及机油冷却器相连，再通过与所述机油冷却器相连的输油管连接在喷油塞上，所述喷油塞通过设置在所述后半片箱体上端的进油口与所述行星齿轮减速机构相连。
2.根据权利要求1所述的一种动力同侧输入输出行星齿轮减速器，其特征在于：所述行星齿轮系杆轴与所述后行星架法兰通过设置在所述行星齿轮系杆轴尾端的弹簧卡圈限制轴向运动，所述行星齿轮系杆轴与所述前行星架法兰通过凸台限制轴向运动。
3.根据权利要求1所述的一种动力同侧输入输出行星齿轮减速器，其特征在于：所述输入轴与所述输出轴之间的滚针轴承使用润滑脂润滑，所述行星齿轮减速器的其余零件使用润滑油润滑，所述输入轴与所述输出轴的前端通过密封唇分隔，所述输入轴与所述输出轴的后端通过胶盖深沟球轴承分隔。
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