同軸纏繞帶傳動自動無級變速增扭矩電機啟動器的製作方法

2023-09-19 12:24:45

專利名稱：同軸纏繞帶傳動自動無級變速增扭矩電機啟動器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種安裝在電動機與負載之間的自動變速傳動裝置。屬於機械工業技術領域。
背景技術：
目前在許多場合下，電動機拖動工作機械，要達到啟動時克服靜止的慣性負載所要求的啟動扭矩，其對電機的功率要求往往比啟動後拖動工作機械正常運轉要求的功率大很多，有的要大一倍以上，這樣造成大馬拉小車；而且電機大的啟動扭矩帶來大的電流波動，在有幾個電機同時啟動時，這種衝擊可造成電路開關跳閘，中斷生產，甚至造成損失和事故。2010年7月公開的申請號為201010034304. 1的中國發明專利電磁離合式增扭矩啟動同軸自動變速機，是在原電動機與原負載之間增加一個減速機，但它的不足之處是1、減速機只有一個固定速比，也就是說這種變速啟動只是使原來的一次啟動變成二次啟動，每一次所需啟動力有所減小，但仍然沒有解決根本問題；2、該發明在上述一次啟動後，給出二次啟動訊號採用人為啟動開關或設定時間開關電路，即不是自動給出二次啟動訊號的「自動變速機」；3、整個變速機結構複雜，體積龐大，成本太高。
發明內容本實用新型的目的在於克服上述不足，提供一種可以使電機的啟動扭矩成倍增加，且使用可靠、結構簡單、成本低的同軸纏繞帶傳動自動無級變速增扭矩電機啟動器。本實用新型的目的是這樣實現的一種同軸纏繞帶傳動自動無級變速增扭矩電機啟動器，包括外殼、行星架、輸入纏繞帶輪、輸出纏繞帶輪、纏繞帶復位扭簧機構、多個雙聯纏繞帶輪、多根輸入纏繞帶、多根輸出纏繞帶和多個滑鍵離合機構；所述外殼包括殼座與法蘭端蓋，殼座與法蘭端蓋連接，殼座內腔有多個均布的鍵槽；所述行星架包括行星架座和行星架法蘭，行星架法蘭與行星架座固連，行星架通過滾動軸承支撐在外殼內可轉動，在行星架內部有多個周向均布的徑向直槽，與多個徑向直槽錯開沿周向均布裝有多個雙聯纏繞帶輪，在行星架的中心通孔左端孔內轉動配合安裝有輸入纏繞帶輪，右端孔內可轉動配合安裝有輸出纏繞帶輪；多根輸入纏繞帶的一端頭按圓周角等分分別固連在輸入纏繞帶輪的深槽中，另一端頭分別固連在多個雙聯纏繞帶輪的大纏繞輪深槽中；多根輸出纏繞帶的一端頭按圓周角等分分別固定在輸出纏繞帶輪的深槽中，另一端頭分別固定在雙聯纏繞帶輪的小纏繞帶輪深槽中；所述纏繞帶復位扭簧機構裝在行星架輸出軸端和輸出纏繞帶輪軸端之間，或安裝在行星架中間的位置；所述多個滑鍵離合機構分別設置於行星架內部靠外圍的多個周向均布的徑向直槽中。本實用新型同軸纏繞帶傳動自動無級變速增扭矩電機啟動器，所述滑鍵離合機構包括滑鍵、脫開拔爪、拔爪壓塊、滑鍵滾輪、壓塊滾輪、滑鍵壓簧、壓簧轉座、壓簧銷軸以及三根軸銷和一根滑鍵中間銷杆，所述滑鍵和拔爪壓塊成對疊放在所述行星架內部靠外圍的多個周向均布的徑向直槽中；脫開拔爪和銷軸夾在滑鍵和拔爪壓塊之間；軸銷橫穿上述徑向直槽兩側的牆板並固定，軸銷並橫穿過脫開拔爪中心的孔；滑鍵中間銷杆固定在滑鍵中部一個橫穿的腰圓形孔中；所述壓簧銷軸的一端插入壓簧轉座中間的橫向通孔中，另一端轉動地支承在滑鍵中間銷杆上；壓簧轉座插裝在滑鍵的滑槽兩側牆板上的孔中，滑鍵壓簧套裝在壓簧銷軸上；所述滑鍵滾輪和壓塊滾輪通過軸銷安裝在滑鍵和拔爪壓塊靠近中心一端。本實用新型同軸纏繞帶傳動自動無級變速增扭矩電機啟動器，所述纏繞帶復位扭簧機構包括扭簧座、扭簧蓋和兩個扭簧，扭簧座固連在行星架法蘭的外端，兩扭簧的最外圈末端勾卡固定在扭簧座的最大外筒上，兩扭簧的最內圈末端勾卡固定在輸出纏繞帶輪的靠近軸端的位置。本實用新型所述同軸纏繞帶傳動無級變速增扭矩電機啟動器，是一種自動無級變速裝置，主要原理是利用纏繞帶(採用類似同步帶的材料或其他高強度金屬絲或尼龍、纖維材料製成)可以承受的高拉力來傳遞扭矩，並且利用纏繞帶的柔性和厚度，在傳遞扭矩的同時，改變主、從動輪的直徑，實現傳動比的無級連續變化；本實用新型又利用主、從動帶輪直徑的變化來推動滑鍵作徑向離合運動，當啟動過程中輸入與輸出傳動比無級變化到(1 1) 時，變速過程自動結束，電機(輸入端)和負載(輸出端)達到同步運轉的正常工作狀態。本實用新型的有益效果是本實用新型同軸地連接在原系統的電機與負載之間，在啟動開始時，它使原電機與負載之間有一個大的傳動比，然後再逐漸無級地變化為1:1 ；關機時，本啟動器利用在啟動過程中被拉緊的扭簧釋放彈力使啟動器自動復位到初始的大傳動比狀態。本實用新型的啟動器為純機械式，使用可靠、結構簡單、成本低，它可以使電機的啟動扭矩成倍增加，大大降低了對電機啟動功率的要求，大大減小了電機的啟動電流，可以從根本上改變歷來存在的大馬拉小車現象，在節能、節材和更安全生產等方面均產生顯著的效果。

圖1為本實用新型的啟動器在靜止狀態(尚未啟動)的主視圖。圖2為本實用新型的啟動器在啟動完成狀態的主視圖。圖3為圖1的A-A剖視圖。圖4為圖1的B-B剖視圖。圖5為圖1的C-C剖視圖。圖6為圖2的D-D剖視圖。圖7為圖2的E-E剖視圖。圖8為圖2的F-F剖視圖。
4[0028]附圖中標記殼座1、行星架座2、雙聯纏繞帶輪3、三根輸出纏繞帶4、輸入纏繞帶5、輸入纏繞帶輪6、滑鍵滾輪7、壓塊滾輪8、軸銷9、拔爪壓塊10、脫開拔爪11、軸銷12、法蘭端蓋13、行星架法蘭14、扭簧蓋15、扭簧座16、扭簧17、輸出纏繞帶輪18、軸銷19、滑鍵中間銷杆20、滑鍵
21、壓簧轉座22、滑鍵壓簧23、壓簧銷軸對、螺釘25、鉚釘沈、鉚釘27。
具體實施方式
本實用新型的同軸纏繞帶傳動自動無級變速增扭矩電機啟動器連接在電機與負載之間，它由外殼、行星架、三個雙聯纏繞帶輪3、輸入纏繞帶輪6、輸出纏繞帶輪18，三根輸入纏繞帶5、三根輸出纏繞帶4、纏繞帶復位扭簧機構和三個滑鍵離合機構組成。所述外殼由殼座1與法蘭端蓋13組成，如圖1圖2。殼座1左面可通過止口和螺釘與電機外殼連接(電機和螺釘未畫出)，右面通過止口和螺釘與法蘭端蓋13連接(螺釘未畫出)，殼座1內圓柱面上加工有12個均布的鍵槽(見圖4圖7)。所述行星架由行星架座2與行星架法蘭14組成，行星架法蘭14通過止口和螺釘與行星架座2固連(止口、螺釘未畫出)，行星架通過滾動軸承支撐在外殼內可轉動，在行星架內部有三個周向均布的徑向直槽，與三直槽錯開60°沿周向均布裝有三個雙聯纏繞帶輪 3 (形似NW行星機構的雙聯行星齒輪)(見圖廣圖6)。在行星架的中心部分左端孔內轉動配合安裝有輸入纏繞帶輪6，輸入纏繞帶輪6的內孔與電機軸伸連接，右端孔內可轉動配合安裝有輸出纏繞帶輪18，輸出纏繞帶輪18內孔與負載連接；輸入纏繞帶輪6的中心通孔與電機軸伸為過渡配合併以平鍵周向定位(電機軸伸和平鍵未畫出)，輸出纏繞帶輪18的中心通孔與負載軸伸同樣為過渡配合併以平鍵使孔和軸伸周向定位(負載軸伸和平鍵未畫出)。如圖3，圖6，三根輸入纏繞帶5的一端頭分別通過鉚釘沈按120°角等分固連在輸入纏繞帶輪6的深槽中，另一端頭分別固連在三個雙聯纏繞帶輪3的大纏繞輪深槽中。如圖4，圖7，三根輸出纏繞帶4的一端頭分別通過鉚釘27按120°角等分固定在輸出纏繞帶輪18的深槽中，另一端頭通過螺釘25分別固定在雙聯纏繞帶輪3的小纏繞帶輪深槽中。所述纏繞帶復位扭簧機構由扭簧座16、扭簧蓋15和兩個扭簧17組成。扭簧座16 固連在行星架法蘭14的外端，兩扭簧17的最外圈末端勾卡固定在扭簧座16的最大外筒上，兩扭簧17的最內圈末端勾卡固定在輸出纏繞帶輪18的靠近軸端的位置(圖5，圖8)。所述三個滑鍵離合機構分別安裝在行星架內部靠外圍三個周向均布的徑向直槽中，它由滑鍵21、脫開拔爪11、拔爪壓塊10、滑鍵滾輪7、壓塊滾輪8、滑鍵壓簧23、壓簧轉座
22、壓簧銷軸M以及三根軸銷9、12、19和一根滑鍵中間銷杆20組成(圖1，圖4，或圖2，圖 7)。所述滑鍵21和拔爪壓塊10成對疊放在所述行星架內部靠外圍的三個周向均布的徑向直槽中的，可作徑向直線運動；脫開拔爪11和銷軸12夾在滑鍵21和拔爪壓塊10之間；軸銷12橫穿上述徑向直槽兩側的牆板並固定，軸銷12並橫穿過脫開拔爪11中心的孔， 脫開拔爪11可以以銷軸12為軸轉動；滑鍵中間銷杆20固定在滑鍵21中部一個橫穿的腰圓形孔中。當滑鍵21向外伸出時，脫開拔爪11順時針轉動把拔爪壓塊10向內撥(圖1); 當撥爪壓塊10被輸入纏繞帶5向外推時，撥爪壓塊10推動脫開拔爪11反時針轉動把滑鍵 21向內拔(向行星架中心方向)(圖2)。
5[0037]所述壓簧銷軸M的一端插入壓簧轉座22中間的橫向通孔中，另一端形似一塊軸瓦可轉動地支承在滑鍵中間銷杆20上；壓簧轉座22插裝在滑鍵21的滑槽兩側牆板上的孔中(孔為軸向，中間有開口)壓簧轉座22可以在孔中轉動；滑鍵壓簧23套裝在壓簧銷軸M 上，滑鍵壓簧23的壓力一端作用在滑鍵中間銷杆20上，另一端作用在壓簧轉座22上，再通過壓簧轉座22而作用在行星架上；在圖4位置，兩滑鍵壓簧23作用在滑鍵中間銷杆20的壓力的合力徑向向外；在圖7位置，兩滑鍵壓簧23作用在滑鍵中間銷杆20的壓力的合力徑向向內。所述滑鍵滾輪7、壓塊滾輪8分別通過軸銷19和軸銷9安裝在滑鍵21和拔爪壓塊 10上端(靠近中心一端)(圖1圖2)，滑鍵滾輪7、壓塊滾輪8可以在軸銷19和軸銷9上轉動，纏繞帶輪6和輸出纏繞帶輪18上的纏繞帶在推動拔爪壓塊10或滑鍵21時，均只與滑鍵滾輪或壓塊滾輪接觸。啟動器在靜止狀態時，三根滑鍵21從行星架內的徑向直槽中伸出到殼座1內圓柱面上的鍵槽中，使行星架與外殼周向定位，這樣在整個啟動過程中，動力從輸入端到輸出端經過二級定軸纏繞帶傳動。本實施例在啟動開始時，通過輸入、輸出兩級的減速，使啟動開始時扭矩成倍增大。在啟動過程中，隨著纏繞帶的運動，主從動輪的直徑連續向相反的方向無級變化，直至啟動結束時，輸入級與輸出級總傳動比變為1 (即同步運轉)。此時輸入纏繞帶5和輸出纏繞帶4 (圖6，圖7)均己完全纏繞到上述二級纏繞帶傳動的主動輪上(啟動前是纏繞在從動輪上)。，，在啟動過程中，輸入纏繞帶5逐漸由雙聯纏繞帶輪3向輸入纏繞帶輪6上纏繞，隨著帶的厚度疊加外徑變大，輸入纏繞帶輪6上的纏繞帶向外推拔爪壓塊10 (圖2，圖6)，拔爪壓塊10又推動脫開拔爪11以軸銷12為軸反時針轉動，使滑鍵21在徑向直槽中向內滑動，離開外殼內腔的鍵槽；此時裝在壓簧銷軸M上的滑鍵壓簧23在滑鍵中間銷杆20和壓簧轉座22的共同作用下壓力換向，壓簧23的合力將滑鍵21徑向向內壓(不壓住會因為離心力作用而向外運動)，行星架保持與外殼內腔的脫開狀態，所有輸入和輸出纏繞帶保持拉緊，整個行星架與其中的全部機構均隨著輸入、輸出軸伸同步轉動，啟動過程結束。本啟動器的行星架輸出軸端和輸出纏繞帶輪18軸端之間裝有扭簧機構，兩根扭簧17最外端卡在扭簧座16外筒上，最內端卡在輸出纏繞帶輪18的內孔端壁上。在啟動過程中，由於扭簧座16與行星架相固連(行星架在啟動過程中與外殼周向定位不能轉動)，致使兩根扭簧17外端不動，而內端隨著輸出纏繞帶輪18轉動，兩根扭簧17同時被拉緊纏繞在輸出纏繞帶輪的末端上(圖5，圖8)。啟動結束時，扭簧機構也隨著行星架與輸入、輸出軸同步運轉，扭簧17保持拉緊狀態。當工作機構停止運轉，關閉電源，在電機斷電停轉的瞬間，由於輸入、輸出纏繞帶上的拉力同時消失，扭簧17隨即釋放彈性力使行星架反向轉動(運轉方向的相反方向)，輸出纏繞帶輪18 (與負載相連不會動)上的輸出纏繞帶4會反過來拉動三個雙聯纏繞帶輪3， 隨著行星架的轉動三個雙聯纏繞帶輪3上的輸出纏繞帶4會纏繞到輸出纏繞帶輪18上；在另一端則是已經纏繞到輸入纏繞帶輪6上的三根輸入纏繞帶5會分別纏繞到雙聯纏繞帶輪 3上(輸入端)。在輸出端，輸出纏繞帶輪18被纏繞後當外徑增大到一定程度，就徑向外推動三根滑鍵21 ；由於壓簧轉座22插裝在滑鍵21的滑槽兩側牆板上的孔中只能轉動不能移動，隨著滑鍵21被推到一定程度滑鍵中間銷杆20帶動壓簧銷軸M的連接著軸瓦的一端向外移動，壓簧銷軸M的軸瓦一端會向外超出插入壓簧轉座22的另一端，此時滑鍵壓簧23 會壓力換向，壓簧23的合力將滑鍵21徑向向外壓，使滑鍵21向外快速伸出卡入殼體1的鍵槽中，並保持被向外壓住的狀態，行星架與外殼周向固定而停止轉動，整個啟動器恢復到啟動前的初始狀態。本啟動器纏繞帶復位扭簧機構裝在行星架輸出軸端和輸出纏繞帶輪18軸端之間，也可以安裝在行星架中部的位置，只要能使兩根或三根扭簧的扭力一端作用在行星架上，一端作用在輸出纏繞帶輪上就行。本實施例中採用的行星架內部是三個徑向直槽，對應的是三個雙聯纏繞帶輪3、三根輸入纏繞帶5、三根輸出纏繞帶4和三個滑鍵離合機構，在實際使用中根據不同情況行星架內部可以做成兩個、四個或多個徑向直槽，對應的雙聯纏繞帶輪3、輸入纏繞帶5、輸出纏繞帶4和滑鍵離合機構即為兩個，四個或多個。
權利要求1.一種同軸纏繞帶傳動自動無級變速增扭矩電機啟動器，其特徵在於所述啟動器包括外殼、行星架、輸入纏繞帶輪(6)、輸出纏繞帶輪(18)、纏繞帶復位扭簧機構、多個雙聯纏繞帶輪(3)、多根輸入纏繞帶(5)、多根輸出纏繞帶(4)和多個滑鍵離合機構；所述外殼包括殼座(1)與法蘭端蓋(13)，殼座(1)與法蘭端蓋(1 連接，殼座(1)內腔有多個均布的鍵槽；所述行星架包括行星架座⑵和行星架法蘭(14)，行星架法蘭(14)與行星架座(2)固連，行星架通過滾動軸承支撐在外殼內可轉動，在行星架內部有多個周向均布的徑向直槽， 與多個徑向直槽錯開沿周向均布裝有多個雙聯纏繞帶輪(3)，在行星架的中心通孔左端孔內轉動配合安裝有輸入纏繞帶輪(6)，右端孔內可轉動配合安裝有輸出纏繞帶輪(18)；多根輸入纏繞帶(5)的一端頭按圓周角等分分別固連在輸入纏繞帶輪(6)的深槽中， 另一端頭分別固連在多個雙聯纏繞帶輪(3)的大纏繞輪深槽中；多根輸出纏繞帶的一端頭按圓周角等分分別固定在輸出纏繞帶輪(18)的深槽中，另一端頭分別固定在雙聯纏繞帶輪(3)的小纏繞帶輪深槽中；所述纏繞帶復位扭簧機構裝在行星架輸出軸端和輸出纏繞帶輪(18)軸端之間，或安裝在行星架中間的位置；所述多個相同的滑鍵離合機構分別設置於行星架內部靠外圍的多個周向均布的徑向直槽中。
2.根據權利要求1所述的一種同軸纏繞帶傳動自動無級變速增扭矩電機啟動器，其特徵在於所述滑鍵離合機構包括滑鍵、脫開拔爪(11)、拔爪壓塊(10)、滑鍵滾輪(7)、壓塊滾輪(8)、滑鍵壓簧(23)、壓簧轉座(22)、壓簧銷軸04)以及三根軸銷(9、12、19)和一根滑鍵中間銷杆(20)，所述滑鍵和拔爪壓塊(10)成對疊放在所述行星架內部靠外圍的多個周向均布的徑向直槽中；脫開拔爪(11)和銷軸(1 夾在滑鍵和拔爪壓塊(10) 之間；軸銷(12)橫穿上述徑向直槽兩側的牆板並固定，軸銷(12)並橫穿過脫開拔爪(11) 中心的孔；滑鍵中間銷杆OO)固定在滑鍵中部一個橫穿的腰圓形孔中；所述壓簧銷軸04)的一端插入壓簧轉座0 中間的橫向通孔中，另一端轉動地支承在滑鍵中間銷杆 (20)上；壓簧轉座0 插裝在滑鍵的滑槽兩側牆板上的孔中，滑鍵壓簧套裝在壓簧銷軸04)上；所述滑鍵滾輪(7)和壓塊滾輪(8)通過軸銷安裝在滑鍵和拔爪壓塊(10)靠近中心一端。
3.根據權利要求1或2所述的一種同軸纏繞帶傳動自動無級變速增扭矩電機啟動器， 其特徵在於所述纏繞帶復位扭簧機構包括扭簧座(16)、扭簧蓋(1 和兩個扭簧(17)，扭簧座(16)固連在行星架法蘭(14)的外端，兩扭簧(17)的最外圈末端勾卡固定在扭簧座 (16)的最大外筒上，兩扭簧(17)的最內圈末端勾卡固定在輸出纏繞帶輪(18)的靠近軸端的位置。
4.根據權利要求1、2或3所述的一種同軸纏繞帶傳動自動無級變速增扭矩電機啟動器，其特徵在於所述雙聯纏繞帶輪(3)、輸入纏繞帶(5)、輸出纏繞帶G)、滑鍵離合機構和行星架座2中徑向直槽的數量為兩個、四個或多個。
專利摘要本實用新型是一種安裝在電動機與負載之間的同軸纏繞帶傳動自動無級變速增扭矩電機啟動器，啟動外殼內腔有多個均布的鍵槽和可轉動的行星架、在行星架內部有多個周向均布的徑向直槽和與多個徑向直槽錯開的沿周向均布安裝的多個雙聯纏繞帶輪(3)，多個徑向直槽中均裝有一套滑鍵離合機構；在行星架左端中間孔內轉動配合安裝有輸入纏繞帶輪(6)，右端中間孔內可轉動配合安裝有輸出纏繞帶輪(18)；在行星架的外端和輸出纏繞帶輪(18)軸端裝有纏繞帶復位扭簧機構；本啟動器在啟動開始時使原電機與負載之間的傳動比很大，然後再逐漸無級地變化為1:1；關機時，利用在啟動過程中被拉緊的扭簧釋放彈力使啟動器自動復位到初始大傳動比狀態。本實用新型可以多倍擴大電機的啟動扭矩、減小啟動電流。
文檔編號H02P1/02GK201947209SQ20102066484
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月17日 優先權日2010年12月17日
發明者劉水泉, 史宏, 張理罡, 皮煉武, 邵飛 申請人:江陰江順精密機械零部件有限公司