CN105042014A - 一种复合谐波齿轮传动的液力偶合器以及起动器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种复合谐波齿轮传动的液力偶合器以及起动器，其技术方案要点是，输入轴（1）与起功齿轮副（11）以及超越离合器（12）联接,超越离合器（12）与第一波型发生器（21）以及起动机齿轮副（9）联接,第一柔轮（22）与输出齿轮副（8）联接，空挂档机构（5）与输入齿轮副（6）、输出齿轮副（8）以及电磁离合器（10）的输入端（101）接，电磁离合器（10）与起功齿轮副（11）联接，空挂档机构（5）与输出轴（4）联接，输入齿轮副（6）与第三刚轮（28）联接，第三柔轮（27）与第二刚轮（26）联接，第二柔轮（25）与液力偶合器（7）联接,液力偶合器（7）与单向离合器（3）以及第一刚轮（23）联接。
Description
技术领域
本发明属于液力偶合器以及起动领域，更具体地说，它是一种用于各种地面车辆、船舶、铁道机车以及机床的复合谐波齿轮传动的液力偶合器以及起动器。
背景技术
目前，液力偶合器都是根据流体静力学等原理来设计的，它所能传递的功率不大，并且效率不高；另外，成本高。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供了一种延长发动机的使用寿命，结构简单，操控方便，低成本，节能高效的复合谐波齿轮传动的液力偶合器以及起动器。
为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案以下：
一种复合谐波齿轮传动的液力偶合器以及起动器，包括输入轴（1）、单向离合器（3）、输出轴（4）、空挂档机构（5）、输入齿轮副（6）、液力偶合器（7）、输出齿轮副（8）、起功机齿轮副（9）、电磁离合器（10）、起功齿轮副（11）、超越离合器（12），所述的输入轴（1）与输出轴（4）之间设有第一波型发生器（21）、第一柔轮（22）、第一刚轮（23）、第二波型发生器（24）、第二柔轮（25）、第二刚轮（26）、第三柔轮（27）、第三刚轮（28）、第三波型发生器（29），输入轴（1）与起功齿轮副（11）的输出齿轮（112）以及超越离合器（12）的输入端（121）联接,超越离合器（12）的输出端（122）与第一波型发生器（21）以及起动机齿轮副（9）的输出齿轮（92）联接,起动机齿轮副（9）的输出齿轮（92）与起动机齿轮副（9）的输入齿轮（91）相互配合工作，第一波型发生器（21）、第一柔轮（22）、相互配合工作，第一柔轮（22）与输出齿轮副（8）的输入齿轮（81）联接，空挂档机构（5）的输入端（51）与输入齿轮副（6）的输入齿轮（61）、输出齿轮副（8）的输出齿轮（82）以及电磁离合器（10）的输入端（101）联接，电磁离合器（10）的输出端（102）与起功齿轮副（11）的输入齿轮（111）联接，空挂档机构（5）的输出端（52）与输出轴（4）联接，输入齿轮副（6）的输出齿轮（62）与第三刚轮（28）联接，第三柔轮（27）、第三刚轮（28）、第三波型发生器（29）相互配合工作，第三柔轮（27）与第二刚轮（26）联接，第二波型发生器（24）、第二柔轮（25）、第二刚轮（26）相互配合工作，第二柔轮（25）与液力偶合器（7）的输入端（71）联接,液力偶合器（7）的输出端（72）与单向离合器（3）的输出端（32）以及第一刚轮（23）联接，单向离合器（3）的输入端（31）、第二波型发生器（24）以及第三波型发生器（29）与固定元件联接。
一种复合谐波齿轮传动的液力偶合器，包括输入轴（1）、单向离合器（3）、超越离合器（4）、输出轴（5）、输入齿轮副（6）、液力偶合器（7）、输出齿轮副（8），所述的输入轴（1）与输出轴（5）之间设有第一波型发生器（21）、第一柔轮（22）、第一刚轮（23）、第二波型发生器（24）、第二柔轮（25）、第二刚轮（26）、第三柔轮（27）、第三刚轮（28）、第三波型发生器（29），输入轴（1）与第三波型发生器（29）联接,单向离合器（3）的输入端（31）与输入轴（1）以及第一波型发生器（21）联接,液力偶合器（7）的输入端（71）与单向离合器（3）的输出端（32）以及超越离合器（4）的输出端（42）联接,液力偶合器（7）的输出端（72）与第一刚轮（23）联接,超越离合器（4）的输入端（41）与第二柔轮（25）联接,第一波型发生器（21）、第一柔轮（22）、第一刚轮（23）相互配合工作，第一柔轮（22）与输出齿轮副（8）的输入齿轮（81）联接,输出齿轮副（8）的输出齿轮（82）与输入齿轮副（6）的输入齿轮（61）联接,输入齿轮副（6）的输出齿轮（62）与第二刚轮（26）以及第三刚轮（28）联接,第二波型发生器（24）、第二柔轮（25）、第二刚轮（26）相互配合工作，第二波型发生器（24）与固定元件固接,第三柔轮（27）、第三刚轮（28）、第三波型发生器（29）相互配合工作，第三柔轮（27）与输出轴（5）联接。
所述各个需要联接的元件,而被其它若干元件分隔的元件,可采用中空或联接架的方法,穿过或跨过其它若干元件,与之连接；当联接的元件是齿轮或齿圈时，则相互啮合或联接；所述各个齿轮副以及变速机构的传动比，按实际需要设计。
所述液力偶合器可以选择液力变矩器代替。
所述空挂档机构可以选择离合器代替。
本发明应用于车辆时，能够根据车辆行驶时受到阻力的大小，自动地改变输出扭矩以及速度的变化。
本发明具有以下的优点：
（1）本发明大部份功率由波型发生器、柔轮、刚轮以及齿轮传递，因而传动功率和传动效率都极大地提高,而且结构简单，更易于维修；
（2）本发明的变矩和变速是自动完成的，能实现高效率的传动，并且除了起步以外，都能使发动机和起动机在最佳范围内工作，与其它变速器相比，在发动机和起动机等效的前提下，它降低了发动机和起动机的制造成本；
（3）本发明使发动机和起动机处于经过济转速区域内运转，也就是使发动机在非常小污染排放的转速范围内工作，避免了发动机在怠速和高速运行时，排放大量废气，从而减少了废气的排放，有利于保护环境；
（4）本发明能利用内部转速差起缓冲和过载保护的作用，有利于延长发动机和传动系以及起动机的使用寿命，另外，当行驶阻力增大，则能使车辆自动降速，反之则升速，有利于提高车辆的行驶性能；
（5）本发明使输入功率不间断，可保证车辆有良好的加速性和较高的平均车速，使发动机的磨损减少，延长了大修间隔里程，有利于提高生产率；
（6）本发明起动时，具有自动变矩和变速的性能，输入功率不间断，不会发生冲击现象，可保证发动机起动平稳、减少噪音，使发动机的起动磨损减少，并延长了起动电机以及蓄电池的使用寿命；
（7）本发明减少了现今起动机的传动机构，降低了制造成本，发动机起动后，只需对起动电机采取分离、制动措施，使其停止传动。
另外，本发明是是一种用于各种地面车辆、船舶、铁道机车以及机床的复合谐波齿轮传动的液力偶合器以及起动器。
附图说明
说明书附图1为本发明实施例一的结构图；
说明书附图2为本发明实施例二的结构图；
说明书附图中，两个元件之间的联接处，运用粗实线表示固定连接，细实线表示两个元件可以相对转动。
具体实施方式
下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明：
实施例一：
如图1中所示，一种复合谐波齿轮传动的液力偶合器以及起动器，包括输入轴1、单向离合器3、输出轴4、空挂档机构5、输入齿轮副6、液力偶合器7、输出齿轮副8、起功机齿轮副9、电磁离合器10、起功齿轮副11、超越离合器12，所述的输入轴1与输出轴4之间设有第一波型发生器21、第一柔轮22、第一刚轮23、第二波型发生器24、第二柔轮25、第二刚轮26、第三柔轮27、第三刚轮28、第三波型发生器29，输入轴1与起功齿轮副11的输出齿轮112以及超越离合器12的输入端121联接,超越离合器12的输出端122与第一波型发生器21以及起动机齿轮副9的输出齿轮92联接,起动机齿轮副9的输出齿轮92与起动机齿轮副9的输入齿轮91相互配合工作，第一波型发生器21、第一柔轮22、相互配合工作，第一柔轮22与输出齿轮副8的输入齿轮81联接，空挂档机构5的输入端51与输入齿轮副6的输入齿轮61、输出齿轮副8的输出齿轮82以及电磁离合器10的输入端101联接，电磁离合器10的输出端102与起功齿轮副11的输入齿轮111联接，空挂档机构5的输出端52与输出轴4联接，输入齿轮副6的输出齿轮62与第三刚轮28联接，第三柔轮27、第三刚轮28、第三波型发生器29相互配合工作，第三柔轮27与第二刚轮26联接，第二波型发生器24、第二柔轮25、第二刚轮26相互配合工作，第二柔轮25与液力偶合器7的输入端71联接,液力偶合器7的输出端72与单向离合器3的输出端32以及第一刚轮23联接，单向离合器3的输入端31、第二波型发生器24以及第三波型发生器29与固定元件联接。
发动机起动前，分离空挂档机构5，接合电磁离合器10，起动机的输入功率经过起动机齿轮副9传递到第一波型发生器21，第一波型发生器21再传递到第一柔轮22，第一柔轮22通过输出齿轮副8、空挂档机构5的输入端51、电磁离合器10以及起动齿轮副11传递到输入轴1，再传递到发动机曲轴上，产生的起动力足以克服发动机起动阻力时，发动机起动。
发动机起动后，接合空挂档机构5，分离电磁离合器10，第一波型发生器21把由发动机经过输入轴1以及超越离合器12传递到此的功率，传递到第一柔轮22，第一柔轮22再通过输出齿轮副8传递到空挂档机构5的输入端51，空挂档机构5的输入端51再分流为两路，一路传递到本发明的输出轴4；另一路通过输入齿轮副6传递到第三刚轮28，第三刚轮28再通过第三柔轮27、第二刚轮26以及第二柔轮25传递到液力偶合器7，液力偶合器7再传递到第一刚轮23，传递到第一刚轮23的功率以及由发动机经过输入轴1以及超越离合器12传递到第一波型发生器21的功率，则全部传递到第一柔轮22，第一柔轮22再在各个元件之间不断地进行变速的反复循环，其中，液力偶合器7的输出转速不断地着输入功率、行驶阻力的变化而无级地变速，从而使第一柔轮22的输出转速也不断地变化，并且通过输出齿轮副8以及空挂档机构5传递至本发明的输出轴4,从而实现了把发动机的功率通过输出轴4对外输出。
对于本发明，当输入轴1的转速不变，第一柔轮22、第一刚轮23以及输出轴4上的扭矩随其转速的变化而变化，转速越低，传递到第一柔轮22、第一刚轮23以及输出轴4上的扭矩就越大，反之，则越小，从而实现本发明能随车辆行驶阻力的不同，改变力矩以及速度的复合谐波齿轮传动的液力偶合器以及起动器。
本发明使用时，发动机起动前，分离空挂档机构5，接合电磁离合器10，发动机的转速为零，当起动机启动，起动机的输入功率经过起动机齿轮副9传递到第一波型发生器21,其中，由于此时没有功率流入第一刚轮23，并且固定单向离合器3的输入端31与固定元件联接，起限制转向的作用，使第一刚轮23不能与发动机相反的转向转动，转速为零，此时，传递到第一波型发生器21的功率，则传递到第一柔轮22，第一柔轮22再通过输出齿轮副8、空挂档机构5的输入端51、电磁离合器10以及起动齿轮副11传递到输入轴1，再传递到发动机曲轴上，产生的起动力足以克服发动机起动阻力时，发动机起动。
发动机起动后，设发动机的输入功率、输入转速及其负荷不变，即输入轴1的转速与扭矩为常数，汽车起步前，接合空挂档机构5，分离电磁离合器10，输出轴4的转速为零，发动机的输入功率经过输入轴1以及超越离合器12，传递到第一波型发生器21，其中，由于此时没有功率流入第一刚轮23，并且固定单向离合器3的输入端31与固定元件联接，起限制转向的作用，使第一刚轮23不能与发动机相反的转向转动，转速为零，此时，第一波型发生器21把由发动机经过输入轴1以及超越离合器12传递到此的功率，传递到第一柔轮22，第一柔轮22再通过输出齿轮副8传递到空挂档机构5的输入端51，空挂档机构5的输入端51再分流为两路，一路传递到本发明的输出轴4；另一路通过输入齿轮副6传递到第三刚轮28，第三刚轮28再通过第三柔轮27、第二刚轮26以及第二柔轮25传递到液力偶合器7，液力偶合器7再传递到第一刚轮23，传递到第一刚轮23的功率以及由发动机经过输入轴1以及超越离合器12传递到第一波型发生器21的功率，则全部传递到第一柔轮22，第一柔轮22再在各个元件之间不断地进行变速的反复循环，其中，液力偶合器7的输出转速不断地随着行驶阻力的变化而无级地变速，从而使第一柔轮22的输出转速也不断地变化，并且通过输出齿轮副8以及空挂档机构5传递至本发明的输出轴4,从而使输出轴6的扭矩随着转速的增加而减少。
实施例二：
如图2中所示，一种复合谐波齿轮传动的液力偶合器，包括输入轴1、单向离合器3、超越离合器4、输出轴5、输入齿轮副6、液力偶合器7、输出齿轮副8，所述的输入轴1与输出轴5之间设有第一波型发生器21、第一柔轮22、第一刚轮23、第二波型发生器24、第二柔轮25、第二刚轮26、第三柔轮27、第三刚轮28、第三波型发生器29，输入轴1与第三波型发生器29联接,单向离合器3的输入端31与输入轴1以及第一波型发生器21联接,液力偶合器7的输入端71与单向离合器3的输出端32以及超越离合器4的输出端42联接,液力偶合器7的输出端72与第一刚轮23联接,超越离合器4的输入端41与第二柔轮25联接,第一波型发生器21、第一柔轮22、第一刚轮23相互配合工作，第一柔轮22与输出齿轮副8的输入齿轮81联接,输出齿轮副8的输出齿轮82与输入齿轮副6的输入齿轮61联接,输入齿轮副6的输出齿轮62与第二刚轮26以及第三刚轮28联接,第二波型发生器24、第二柔轮25、第二刚轮26相互配合工作，第二波型发生器24与固定元件固接,第三柔轮27、第三刚轮28、第三波型发生器29相互配合工作，第三柔轮27与输出轴5联接。
第一波型发生器21、第一刚轮23把传递到各自的功率汇流于第一柔轮22，由于液力偶合器7与第一刚轮23联接,所以第一刚轮23的转速可以不断地随着液力偶合器7转速的变化而变化,从而使第一柔轮22的转速也随之变化。
输入功率经过输入轴1分流为两路，一路传递到第三波型发生器29，另一路经过单向离合器3再分流为两路，一路传递到第一波型发生器21，另一路经过液力偶合器7传递到第一刚轮23，第一波型发生器21、第一刚轮23把传递到各自的功率汇流于第一柔轮22，第一柔轮22再通过输出齿轮副8传递到输入齿轮副6，输入齿轮副6再分流为两路，一路传递到第三刚轮28，此时，第三刚轮28、第三波型发生器29把传递到各自的功率第三柔轮27，第三柔轮27则传递至本发明的输出轴5,从而实现了把发动机的功率通过输出轴5对外输出。
当发动机的输入功率增大或者输出轴5的阻力减少时，另一路传递到第二刚轮26的功率随之而增大，第二刚轮26则把功率传递到第二柔轮25，第二柔轮25再通过超越离合器4、液力偶合器7传递到第一刚轮23，即第一刚轮23的输入功率随之而增大，第一波型发生器21、第一刚轮23把传递到各自的功率汇流于第一柔轮22，第一柔轮22再重复上述过程，使传递到第三刚轮28上的转速不断变化，第三刚轮28、第三波型发生器29把传递到各自的功率第三柔轮27，第三柔轮27则传递到本发明的输出轴5,从而实现了把发动机的功率通过输出轴5对外输出。
对于本发明，当输入轴1的转速不变，第三刚轮28上的转速则随着车辆输入功率或者行驶阻力的不同而变化，阻力越低，传递到第三刚轮28上的转速就越高，反之，则越低，从而实现本发明能随着车辆输入功率或者行驶阻力的不同而改变速度的复合谐波齿轮传动的液力偶合器。
本发明使用时，设发动机的输入功率、输入转速及其负荷不变，即输入轴1的转速与扭矩为常数，汽车起步前，输出轴5的转速为零，发动机的输入功率经过输入轴1分流为两路，一路传递到第三波型发生器29，另一路经过单向离合器3再分流为两路，一路传递到第一波型发生器21，另一路经过液力偶合器7传递到第一刚轮23，第一波型发生器21、第一刚轮23把传递到各自的功率汇流于第一柔轮22，第一柔轮22再通过输出齿轮副8传递到输入齿轮副6，输入齿轮副6再分流为两路，一路传递到第三刚轮28，此时，第三刚轮28、第三波型发生器29把传递到各自的功率第三柔轮27，第三柔轮27则传递至本发明的输出轴5,从而实现了把发动机的功率通过输出轴5对外输出。
当传递到输出轴5上的扭矩，经过传动系统传动到驱动轮上产生的牵引力足以克服汽车行阻力时,汽车则开始加速，此时，当输出轴5的阻力减少时，另一路传递到第二刚轮26的功率随之而增大，第二刚轮26则把功率传递到第二柔轮25，第二柔轮25再通过超越离合器4、液力偶合器7传递到第一刚轮23，即第一刚轮23的输入功率随之而增大，第一波型发生器21、第一刚轮23把传递到各自的功率汇流于第一柔轮22，第一柔轮22再重复上述过程，使传递到第三刚轮28上的转速不断变化，第三刚轮28、第三波型发生器29把传递到各自的功率第三柔轮27，第三柔轮27则传递到本发明的输出轴5,当传递到输出轴5上的扭矩，经过传动系统传动到驱动轮上产生的牵引力足以进一步克服汽车行阻力时,汽车则继续加速，液力偶合器3的输出端32的转速也逐渐升高，与之相联的第一刚轮23的转速也随之逐渐升高，从而使第一柔轮22、第三刚轮28以及输出轴5上的转速随之增加而不断地升高。
Claims (2)
1.一种复合谐波齿轮传动的液力偶合器以及起动器，包括输入轴（1）、单向离合器（3）、输出轴（4）、空挂档机构（5）、输入齿轮副（6）、液力偶合器（7）、输出齿轮副（8）、起功机齿轮副（9）、电磁离合器（10）、起功齿轮副（11）、超越离合器（12），其特征在于：所述的输入轴（1）与输出轴（4）之间设有第一波型发生器（21）、第一柔轮（22）、第一刚轮（23）、第二波型发生器（24）、第二柔轮（25）、第二刚轮（26）、第三柔轮（27）、第三刚轮（28）、第三波型发生器（29），输入轴（1）与起功齿轮副（11）的输出齿轮（112）以及超越离合器（12）的输入端（121）联接,超越离合器（12）的输出端（122）与第一波型发生器（21）以及起动机齿轮副（9）的输出齿轮（92）联接,起动机齿轮副（9）的输出齿轮（92）与起动机齿轮副（9）的输入齿轮（91）相互配合工作，第一波型发生器（21）、第一柔轮（22）、第一刚轮（23）相互配合工作，第一柔轮（22）与输出齿轮副（8）的输入齿轮（81）联接，空挂档机构（5）的输入端（51）与输入齿轮副（6）的输入齿轮（61）、输出齿轮副（8）的输出齿轮（82）以及电磁离合器（10）的输入端（101）联接，电磁离合器（10）的输出端（102）与起功齿轮副（11）的输入齿轮（111）联接，空挂档机构（5）的输出端（52）与输出轴（4）联接，输入齿轮副（6）的输出齿轮（62）与第三刚轮（28）联接，第三柔轮（27）、第三刚轮（28）、第三波型发生器（29）相互配合工作，第三柔轮（27）与第二刚轮（26）联接，第二波型发生器（24）、第二柔轮（25）、第二刚轮（26）相互配合工作，第二柔轮（25）与液力偶合器（7）的输入端（71）联接,液力偶合器（7）的输出端（72）与单向离合器（3）的输出端（32）以及第一刚轮（23）联接，单向离合器（3）的输入端（31）、第二波型发生器（24）以及第三波型发生器（29）与固定元件联接。
2.一种复合谐波齿轮传动的液力偶合器，包括输入轴（1）、单向离合器（3）、超越离合器（4）、输出轴（5）、输入齿轮副（6）、液力偶合器（7）、输出齿轮副（8），其特征在于：所述的输入轴（1）与输出轴（5）之间设有第一波型发生器（21）、第一柔轮（22）、第一刚轮（23）、第二波型发生器（24）、第二柔轮（25）、第二刚轮（26）、第三柔轮（27）、第三刚轮（28）、第三波型发生器（29），输入轴（1）与第三波型发生器（29）联接,单向离合器（3）的输入端（31）与输入轴（1）以及第一波型发生器（21）联接,液力偶合器（7）的输入端（71）与单向离合器（3）的输出端（32）以及超越离合器（4）的输出端（42）联接,液力偶合器（7）的输出端（72）与第一刚轮（23）联接,超越离合器（4）的输入端（41）与第二柔轮（25）联接,第一波型发生器（21）、第一柔轮（22）、第一刚轮（23）相互配合工作，第一柔轮（22）与输出齿轮副（8）的输入齿轮（81）联接,输出齿轮副（8）的输出齿轮（82）与输入齿轮副（6）的输入齿轮（61）联接,输入齿轮副（6）的输出齿轮（62）与第二刚轮（26）以及第三刚轮（28）联接,第二波型发生器（24）、第二柔轮（25）、第二刚轮（26）相互配合工作，第二波型发生器（24）与固定元件固接,第三柔轮（27）、第三刚轮（28）、第三波型发生器（29）相互配合工作，第三柔轮（27）与输出轴（5）联接。
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