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一种采用液力耦合器的行星调速装置
申请号	CN201710155532.6	申请日	2017-03-16	公开(公告)号	CN106870680A	公开(公告)日	2017-06-20
申请人	江苏大学;			发明人	朱荣生; 李扬; 付强; 王学吉; 王海彬; 司翔宇; 张国玉;
摘要	本发明提供了一种采用液力耦合器的行星调速装置，包括液力耦合器、输入轴、行星轮系和外啮合轮系；所述行星轮系包括齿圈，所述齿圈内侧为内齿轮，外侧外齿轮；所述输入轴与所述行星轮系中的太阳轮连接；所述输入轴上设有外啮合轮系；所述液力耦合器两端连接液力耦合器输入轴和液力耦合器输出轴；所述液力耦合器输入轴与所述外啮合轮系的输出端连接；所述液力耦合器输出轴与液力耦合器输出齿轮连接；所述液力耦合器输出齿轮与所述齿圈外啮合。本发明可以在电动机转速不变的情况下，改变泵的转速，其特点是可以实现无级变速，满足低负荷工况要求，可以空载启动，离合方便，对动力过载起保护作用。
权利要求	1.一种采用液力耦合器的行星调速装置，其特征在于，包括液力耦合器(5)、输入轴(1)、行星轮系和外啮合轮系；所述行星轮系包括齿圈(8)，所述齿圈(8)内侧为内齿轮，外侧外齿轮；所述输入轴(1)与所述行星轮系中的太阳轮(10)连接；所述输入轴(1)上设有外啮合轮系；所述液力耦合器(5)两端连接液力耦合器输入轴(4)和液力耦合器输出轴(6)；所述液力耦合器输入轴(4)与所述外啮合轮系的输出端连接；所述液力耦合器输出轴(6)与液力耦合器输出齿轮(7)连接；所述液力耦合器输出齿轮(7)与所述齿圈(8)外啮合。 2.根据权利要求1所述的采用液力耦合器的行星调速装置，其特征在于，所述外啮合轮系的为一级减速，包括输入齿轮(2)和输出齿轮(3)；所述输入齿轮(2)与输出齿轮(3)外啮合。 3.根据权利要求2所述的采用液力耦合器的行星调速装置，其特征在于，所述输入齿轮(2)的齿数Z2与所述输出齿轮(3)的齿数Z3的比值为1.2～2。 4.根据权利要求2所述的采用液力耦合器的行星调速装置，其特征在于，所述输出齿轮(3)齿数Z3与所述液力耦合器输出齿轮(7)齿数Z7的比值为1.5～2.5。 5.根据权利要求1所述的采用液力耦合器的行星调速装置，其特征在于，所述行星轮系为单排行星轮机构。 6.根据权利要求5所述的采用液力耦合器的行星调速装置，其特征在于，所述单排行星轮机构减速比为1.5～2。
说明书全文	一种采用液力耦合器的行星调速装置技术领域 [0001] 本发明涉及传动领域，尤其应用于水泵的传动系统，特别涉及一种采用液力耦合器的行星调速装置。背景技术 [0002] 随着我国工业生产的迅速发展，电力工业虽然有了长足进步，但能源的浪费却是相当惊人的。一般的潜水轴流泵为大型泵，其体积大、重量大，而且其功率因数低，效率低。目前应用的轴流泵机组的泵都是直接与电动机相连，水泵与电动机转速相同。而在实际应用中，由于许多泵的拖动电机处于恒速运转状态，而生产中的水流量要求处于变工况运行；还有许多企业在进行系统设计时，容量选择得较大，系统匹配不合理，往往会造成大量的能源浪费。因此，搞好泵的节能工作，对国民经济的发展具有重要意义。 [0003] 泵一般由电动机直接或间接驱动。因此，常规的泵转速和体积流量取决于电动机的转速。从泵的选型来看，水泵需要在较低转速下才能运行在高效区，若采用电动机直接传动，水泵与电动机转速相同，水泵就会因转速过高而不能在高效区运行。 [0004] 目前，变频调速在泵的节能方面应用广泛，但在实际应用中往往由于对影响其节能效果的因素考虑不周，导致选择与使用存在着较大的盲目性，影响其节能效益的发挥。变频调速节能技术是一项集现代先进电力电子技术和计算机技术于一体的高效节能技术。现有的调速器或者减速器都有一个共通的缺点，即结构复杂，零部件繁多，很难实现大规模集中生产，多数调速器制造商属于劳动密集型企业，这样就会导致生产效率低，材料损耗严重，资源不能得到充分利用。在供水系统中，变频调速一般采用变频恒压变流量供水和变频变压变流量供水。其中，变频恒压变流量供水应用得更广泛，而变频变压变流量供水技术上更为合理，但是其实施难度大。 [0005] 专利号为200710097638.1号的中国发明专利中公开了一种行星调速器，其提供的行星调速器应用范围广泛，可供大功率设备使用，如电机、减速器、变速器实验，其体积小、承载能力大、结构刚性好、传动平稳，但是相对于本发明其结构零件繁多，设备组装、制造较困难，随之成本也相对变高。 [0006] 专利号为201120306775.3号的中国实用新型专利中公开了一种行星齿轮的调速机构，其通过水力制动器对行星齿轮减速机的内齿圈进行制动，通过调整制动器水压大小，来改变内齿圈的制动力大小以达到调速的目的，能有效地保护零部件安全，但是其运转还需要外接一变频水泵来调节水压大小，虽然达到了调速的目的，但是会造成能源浪费。 [0007] 专利号为201220376790.X号的中国实用新型专利中公开了一种可手动调速的行星齿轮减速机，可以通过手动旋转调速外壳来调整减速机的速度，以此来获得两种不同的输出扭矩，其单机减速比可以转换，但它仅有两个档位转换，使用时有一定的局限性。 [0008] 专利号为201120065435.6号的中国实用新型专利中公开了一种抽油机电动液力减速器，其特征是输入轴通过液力耦合器与电机连接，输入轴经过齿轮传动传递到输出轴，通过输入轴齿轮、内外齿圈和行星齿轮使输出具有两条路径，实现减速器传动能耗低、效率高、节电效果明显，但是其液力耦合器输入轴直接与电机相连，电机直接将扭矩传递到液力耦合器，其扭矩较大，不利于液力耦合器寿命，并且一旦液力耦合器出现问题时，其减速机就不能工作。发明内容 [0009] 针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种采用液力耦合器的行星调速装置，可靠的机械装置，该调速机构承载能力大、传动平稳、传动效率高，为解决轴流泵调速节能创造了有利条件，可以较大范围地调节轴流泵转速，实现轴流泵无极调速，有效地减少能量损失，实现了节约电能和经济效益的提高。 [0010] 本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。 [0011] 一种采用液力耦合器的行星调速装置，包括液力耦合器、输入轴、行星轮系和外啮合轮系；所述行星轮系包括齿圈，所述齿圈内侧为内齿轮，外侧外齿轮；所述输入轴与所述行星轮系中的太阳轮连接；所述输入轴上设有外啮合轮系；所述液力耦合器两端连接液力耦合器输入轴和液力耦合器输出轴；所述液力耦合器输入轴与所述外啮合轮系的输出端连接；所述液力耦合器输出轴与液力耦合器输出齿轮连接；所述液力耦合器输出齿轮与所述齿圈外啮合。 [0012] 进一步，所述外啮合轮系的为一级减速，包括输入齿轮和输出齿轮；所述输入齿轮与输出齿轮外啮合。 [0013] 进一步，所述输入齿轮的齿数Z2与所述输出齿轮的齿数Z3的比值为1.2～2。 [0014] 进一步，所述输出齿轮齿数Z3与所述液力耦合器输出齿轮齿数Z7的比值为1.5～2.5。 [0015] 进一步，所述行星轮系为单排行星轮机构。 [0016] 进一步，所述单排行星轮机构减速比为1.5～2。 [0017] 本发明的有益效果： [0018] 1.本发明所述的采用液力耦合器的行星调速装置，可以在电动机转速不变的情况下，改变输出转速，其特点是可以实现无级变速，满足低负荷工况要求，可以空载启动，离合方便，对动力过载起保护作用。 [0019] 2.本发明所述的采用液力耦合器的行星调速装置，可以在输入端转速不变的条件下，通过在运行中调节工作腔的充液量而改变输出力矩和输出转速。 [0020] 3.本发明所述的采用液力耦合器的行星调速装置，液力耦合器间接地安装在输入轴与行星齿轮组之间，其所受扭矩较小，有利于液力耦合器的持续使用，以及维修更换。附图说明 [0021] 图1为本发明所述的采用液力耦合器的行星调速装置的原理图。 [0022] 图中： [0023] 1-输入轴；2-输入齿轮；3-输出齿轮；4-液力耦合器输入轴；5-液力耦合器；6-液力耦合器输出轴；7-液力耦合器输出齿轮；8-齿圈；9-行星轮；10-太阳轮；11-输出轴。具体实施方式 [0024] 下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。 [0025] 如图1所示，一种采用液力耦合器的行星调速装置，包括液力耦合器5、输入轴1、行星轮系和外啮合轮系；所述行星轮系包括齿圈8，所述齿圈8内侧为内齿轮，外侧外齿轮；所述输入轴1为所述行星轮系中的太阳轮10连接；所述输入轴1上设有外啮合轮系；所述外啮合轮系优选为一级减速，包括输入齿轮2和输出齿轮3；所述输入齿轮2的齿数Z2与所述输出齿轮3的齿数Z3的比值为1.2～2；所述输入齿轮2与输出齿轮3外啮合。所述液力耦合器5两端连接液力耦合器输入轴4和液力耦合器输出轴6；所述液力耦合器输入轴4与所述外啮合轮系的输出端连接；所述液力耦合器输出轴6与液力耦合器输出齿轮7连接；所述液力耦合器输出齿轮7与所述齿圈8外啮合。 [0026] 所述行星轮系一般单排行星轮机构，所述行星轮系包括太阳轮10、行星轮9和齿圈8；所述输入轴1与太阳轮10连接；所述太阳轮10与行星轮9外啮合；所述行星轮9与齿圈8内啮合；行星轮9通过第一行星架与输出轴11连接；齿圈8通过第二行星架间隙配合在所述输入轴1上。所述单排行星轮机构减速比为1.5～2。 [0027] 本发明工作过程如下：输入轴1旋转，同时带动行星轮系太阳轮10转动，行星轮9在太阳轮10的带动下低速旋转，其转向与太阳轮10相反，行星轮9通过第一行星架使输出轴11低速旋转，齿圈8在行星轮的作用下按照相同方向旋转，从而带动液力耦合器输出齿轮7反向转动；输入轴1旋转同时也带动输入齿轮2和输出齿轮3转动，从而带动液力耦合器输入轴4旋转；液力耦合器5不工作时，液力耦合器输入轴4和液力耦合器输出轴5是断开的，即液力耦合器输出齿轮7起到减速作用。当液力耦合器5工作时，输出齿轮3带动液力耦合器输出齿轮7转动，液力耦合器输出齿轮7影响齿圈的转速，从而影响行星轮的转速，通过在运行中调节液力耦合器5工作腔的充液量而改变输出力矩和输出转速，从调速范围内控制行星轮9转速，最终经由行星轮支架传递到输出轴11。根据实际工作的需要，在调速范围内控制液力耦合器5，实现输出端的增速减速。即可以在电动机转速不变的情况下，改变输出端的转速，其特点是可以实现无级变速，满足低负荷工况要求，可以空载启动，离合方便，对动力过载起保护作用。 [0028] 所述输出齿轮3齿数Z3与所述液力耦合器输出齿轮7齿数Z7的比值为1.5～2.5。 [0029] 所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。