CN215831060U - 一种可受控的恒速行星齿轮传动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可受控的恒速行星齿轮传动机构，包括太阳轮、行星轮、行星架、齿圈构成的行星轮系，还包括齿轮，齿轮与太阳轮、行星架、齿圈三者中作为受控部件的任意一者啮合传动连接。本实用新型可使行星轮系应用于输入变化而要求输出不变的应用场合中，扩展了行星轮系的应用范围，并能够实现行星轮系的主动可调控制。

Description

一种可受控的恒速行星齿轮传动机构

技术领域

本实用新型涉及行星轮系领域，具体是一种可受控的恒速行星齿轮传动机构。

背景技术

行星齿轮系统(行星轮系)由太阳轮、齿圈、行星架、行星轮构成的周转轮系系统，应用中常常固定一个元件，则另外两个元件形成一个固定传动比的传动装置，使行星轮系能得到一个确定的传动比，如果三个元件均不加约束，则得到一个不定传动比的装置，难以在现实中应用。

在某些应用场合，输入条件会发生变化，但是要求输出有确定的结果，如风力发电机组进行发电时，风带动叶轮旋转形成机械转矩，然后通过主轴传动链，经齿轮箱增速到异步发电机的主轴所需要的转速，通过发电机形成发电。风力发电机组需要发电机主轴转速保持不变，但在风力发生变化的情况下，若采用传统的定速比的行星轮系，明显无法适用于输入条件发生变化而要求输出不变的风机发电机组中。因此，传统的行星轮系存在应用受到制约的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可受控的恒速行星齿轮传动机构，以解决现有技术行星轮系难以应用于输入变化的应用场合的问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种可受控的恒速行星齿轮传动机构，包括行星轮系，所述行星轮系包括太阳轮、行星轮、行星架、齿圈，其特征在于：太阳轮、行星轮、行星架、齿圈四者均可转动，其中所述太阳轮、行星架、齿圈三者中任意一者作为输入部件、任意另一者作为输出部件、任意第三者作为受控部件，还包括控制齿轮，所述控制齿轮与所述受控部件啮合传动连接。

所述的一种可受控的恒速行星齿轮传动机构，其特征在于：所述太阳轮作为输入部件或输出部件时，太阳轮其中心位置与外部输入轴或输出轴同轴固接。

所述的一种可受控的恒速行星齿轮传动机构，其特征在于：所述太阳轮作为受控部件时，太阳轮其中心位置同轴固接从动齿轮，所述控制齿轮与从动齿轮相互啮合实现传动连接。

所述的一种可受控的恒速行星齿轮传动机构，其特征在于：所述行星架作为输入部件或输出部件时，行星架其中心位置与外部输入或输出轴同轴固接；或者，行星架其非中心位置通过连接件固接与行星架同轴的外部输入轴或输出轴。

所述的一种可受控的恒速行星齿轮传动机构，其特征在于：所述行星架作为受控部件时，行星架其中心位置同轴固接从动齿轮，所述控制齿轮与从动齿轮相互啮合实现传动连接；或者，行星架其非中心位置通过连接件固接与行星架同轴的从动齿轮，所述控制齿轮与从动齿轮相互啮合实现传动连接。

所述的一种可受控的恒速行星齿轮传动机构，其特征在于：所述齿圈作为输入部件或输出部件时，齿圈通过连接件固接与齿圈同轴的外部输入轴或输出轴。

所述的一种可受控的恒速行星齿轮传动机构，其特征在于：所述齿圈作为受控部件时，齿圈其外圆周成型有齿面，所述控制齿轮与齿圈外圆周的齿面相互啮合实现传动连接。

本实用新型在现有行星轮系的基础上，增加控制齿轮，使行星轮系中太阳轮、行星架、齿圈三者其中一个元件受到控制作为受控元件，在传动比可变的情况下，使行星轮系在实际应用中根据条件的变化不断地调整传动比，从而使输出能得到一个稳定的结果。由此，可使行星轮系应用于输入变化而要求输出不变的应用场合中，扩展了行星轮系的应用范围，并能够实现行星轮系的主动可调控制。

附图说明

图1是本实用新型行星架为输入部件、太阳轮为输出部件、齿圈为受控部件时结构示意图。

图2是本实用新型太阳轮为输入部件、行星架为输出部件、齿圈为受控部件时结构示意图。

图3是本实用新型齿圈为输入部件、太阳轮为输出部件、行星架为受控部件时结构示意图。

图4是本实用新型太阳轮为输入部件、齿圈为输出部件、行星架为受控部件时结构示意图。

图5是本实用新型齿圈为输入部件、行星架为输出部件、太阳轮为受控部件时结构示意图。

图6是本实用新型行星架为输入部件、齿圈为输出部件、太阳轮为受控部件时结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1-图6所示，本实用新型一种可受控的恒速行星齿轮传动机构，包括行星轮系，行星轮系包括太阳轮1、行星轮2、行星架3、齿圈4，太阳轮1、行星轮2、行星架3、齿圈4按行星轮系结构组装构成自由的差动轮系，且四者均可转动，其中太阳轮1、行星架3、齿圈4三者中任意一者作为输入部件、任意另一者作为输出部件、任意第三者作为受控部件，还包括控制齿轮5，控制齿轮5与受控部件啮合传动连接。

实施例1

如图1所示，行星架3作为输入部件通过其非中心位置固接与行星架3同轴的输入轴。太阳轮1作为输出部件通过其中心位置同轴固接输出轴。齿圈4作为受控部件，齿圈4外圆周成型齿面与控制齿轮5相互啮合。

应用中，本实用新型恒速行星齿轮传动机构未开始工作前，控制系统不动作，控制齿轮5不转动，并将齿圈4固定不动，行星轮系依据自身的齿轮参数会有一个初始传动比。当输入轴被外部机构带着转动到一定速度时，输出转速到达预定的转动速度，整个系统开始工作。

设定太阳轮1的转速为n₁，齿圈4的转速为n₂，行星架3的转速为n₃，控制齿轮5的转速为n₄，齿圈4与太阳轮1的齿数比为a，齿圈4与控制齿轮5的齿数比为b，其中太阳轮1的转速n₁与为恒定的输出；行星架3的转速n₃不确定的输入量；齿圈4的转速n₂是被控制量；控制齿轮5的转速n₄是控制量。由行星轮系的固有规律可得：

n₁+a n₂-(1+a)n₃＝0，

在太阳轮1转速n₁为已知设定值，行星架3转速n₃转速不确定的情况下，可计算出齿圈4的转速n₂：

n₂＝((1+a)n₃-n₁)/a，

为了得到齿圈7的转速n₂，由齿圈4与控制齿轮5的啮合关系，计算出控制齿轮5的转速n₄：

n₄＝b n₂＝b((1+a)n₃-n₁)/a，

然后控制系统使控制齿轮5按得出的转速n₄运转即可。

实施例2

如图2所示，太阳轮1作为输入部件其中心位置同轴固接输入轴。行星架3作为输出部件其非中心位置通过连接件固接与行星架3同轴的输出轴。齿圈4作为受控部件，齿圈4外圆周成型齿面与控制齿轮5相互啮合。

设定太阳轮1的转速为n₁，齿圈4的转速为n₂，行星架3的转速为确定恒速转速n₃，控制齿轮5的转速为n₄，齿圈4与太阳轮1的齿数比为a，齿圈4与控制齿轮5的齿数比为b，其中太阳轮1的转速n₁是不确定的输入转速；行星架3的转速n₃与是确定的输出转速；齿圈4的转速n₂是被控制量；控制齿轮5的转速n₄是控制量，计算出控制齿轮5的转速n₄为：

n₄＝b n₂＝b((1+a)n₃-n₁)/a，

然后控制系统使控制齿轮5按得出的转速n₄运转即可。

实施例3

如图3所示，齿圈4作为输入部件通过连接件固接与齿圈4同轴的输入轴(图中未画出)。太阳轮1作为输出部件其中心位置同轴固接输出轴。行星架3作为受控部件，行星架3非中心位置通过连接件固接与行星架3同轴的从动齿轮，控制齿轮5与从动齿轮相互啮合。

设定太阳轮1的转速为为确定恒速转速n₁，齿圈4的转速为n₂，行星架3的转速n₃，控制齿轮5的转速为n₄，齿圈4与太阳轮1的齿数比为a，行星架3与控制齿轮5的齿数比为b，其中齿圈4是不确定的输入转速；太阳轮1的转速n₁为确定的输出转速；行星架3的转速n₃是被控制量；控制齿轮5的转速n₄是控制量，计算出控制齿轮5的转速n₄为：

n₄＝b n₃＝b(n₁+an₂)/(1+a)，

然后控制系统使控制齿轮5按得出的转速n₄运转即可。

实施例4

如图4所示，太阳轮1作为输入部件，其中心位置同轴固接输入轴。齿圈4作为输出部件，其通过连接件固接与齿圈4同轴的输出轴(图中未画出)。行星架3作为受控部件，行星架3非中心位置通过连接件固接与行星架3同轴的从动齿轮，控制齿轮5与从动齿轮相互啮合。

设定太阳轮1的转速n₁，齿圈4的转速为确定已知转速n₂，行星架3的转速n₃，控制齿轮5的转速为n₄，齿圈4与太阳轮1的齿数比为a，行星架3与控制齿轮5的齿数比为b，其中太阳轮1是不确定的输入转速n₁；齿圈4的转速为确定的输出转速n₂；行星架3的转速n₃是被控制量；控制齿轮5的转速n₄是控制量，计算出控制齿轮5的转速n₄为：

n₄＝b n₃＝b(n₁+an₂)/(1+a)，

然后控制系统使控制齿轮5按得出的转速n₄运转即可。

实施例5

如图5所示，齿圈4作为输入部件，其通过连接件固接与齿圈4同轴的输入轴(图中未画出)。行星架3作为输出部件，其非中心位置通过连接件固接与行星架3同轴的输出轴。太阳轮1作为受控部件，太阳轮1中心位置同轴固接从动齿轮，控制齿轮5与从动齿轮相互啮合。

设定太阳轮1的转速n₁，齿圈4的转速为n₂，行星架3的转速为确定一致转速n₃，控制齿轮5的转速为n₄，齿圈4与太阳轮1的齿数比为a，太阳轮1与控制齿轮5的齿数比为b，其中齿圈4是不确定的输入转速n₂；行星架3的转速为确定的输出转速n₃；太阳轮1的转速n₁是被控制量；控制齿轮5的转速n₄是控制量，计算出控制齿轮5的转速n₄为：

n₄＝b n₁＝b((1+a)n₃-an₂))

然后控制系统使控制齿轮5按得出的转速n₄运转即可。

实施例6

如图6所示，行星架3作为输入部件，其通过连接件固接与行星架3同轴的输入轴。齿圈4作为输出部件，其通过连接件固接与齿圈4同轴的输出轴(图中未画出)。太阳轮1作为受控部件，太阳轮1中心位置同轴固接从动齿轮，控制齿轮5与从动齿轮相互啮合。

设定太阳轮1的转速n₁，齿圈4的转速为确定一致转速n₂，行星架3的转速为n₃，控制齿轮5的转速为n₄，齿圈4与太阳轮1的齿数比为a，太阳轮1与控制齿轮5的齿数比为b，其中行星架3是不确定的输入转速n₃；齿圈4的转速为确定的输出转速n₂；太阳轮1的转速n₁是被控制量；控制齿轮5的转速n₄是控制量，计算出控制齿轮5的转速n₄为：

n₄＝b n₁＝b((1+a)n₃-an₂))，

然后控制系统使控制齿轮5按得出的转速n₄运转即可。

本实用新型所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行的描述，并非对本实用新型构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (7)

1.一种可受控的恒速行星齿轮传动机构，包括行星轮系，所述行星轮系包括太阳轮、行星轮、行星架、齿圈，其特征在于：太阳轮、行星轮、行星架、齿圈四者均可转动，其中所述太阳轮、行星架、齿圈三者中任意一者作为输入部件、任意另一者作为输出部件、任意第三者作为受控部件，还包括控制齿轮，所述控制齿轮与所述受控部件啮合传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种可受控的恒速行星齿轮传动机构，其特征在于：所述太阳轮作为输入部件或输出部件时，太阳轮其中心位置与外部输入轴或输出轴同轴固接。

3.根据权利要求1所述的一种可受控的恒速行星齿轮传动机构，其特征在于：所述太阳轮作为受控部件时，太阳轮其中心位置同轴固接从动齿轮，所述控制齿轮与从动齿轮相互啮合实现传动连接。

4.根据权利要求1所述的一种可受控的恒速行星齿轮传动机构，其特征在于：所述行星架作为输入部件或输出部件时，行星架其中心位置与外部输入或输出轴同轴固接；或者，行星架其非中心位置通过连接件固接与行星架同轴的外部输入轴或输出轴。

5.根据权利要求1所述的一种可受控的恒速行星齿轮传动机构，其特征在于：所述行星架作为受控部件时，行星架其中心位置同轴固接从动齿轮，所述控制齿轮与从动齿轮相互啮合实现传动连接；或者，行星架其非中心位置通过连接件固接与行星架同轴的从动齿轮，所述控制齿轮与从动齿轮相互啮合实现传动连接。

6.根据权利要求1所述的一种可受控的恒速行星齿轮传动机构，其特征在于：所述齿圈作为输入部件或输出部件时，齿圈通过连接件固接与齿圈同轴的外部输入轴或输出轴。

7.根据权利要求1所述的一种可受控的恒速行星齿轮传动机构，其特征在于：所述齿圈作为受控部件时，齿圈其外圆周成型有齿面，所述控制齿轮与齿圈外圆周的齿面相互啮合实现传动连接。

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