專利名稱：液壓調速錐差馬達的制作方法
技術領域：
本實用新型液壓調速錐差馬達的技術領域屬液力機械和液力發動機。
目前，一般軸向柱塞馬達輸出轉速高、轉矩小，在使用中需要體積龐大的多級減速裝置。通常的低速大轉矩馬達，雖然輸出轉速較低、轉矩較大，但結構復雜、排量大、體積大、精度高、工藝難度大、制造成本高、在低轉速輸出的條件下，性能不穩定、使用不經濟。美國曾研究一種偏擺齒輪馬達(專利號3675539)，動力部分為一軸向柱塞式缸體，周圍均布有若干油缸和柱塞，利用柱塞的軸向移動直接推動偏擺錐齒輪作偏擺運動。減速部分為一齒差偏擺錐齒輪副，其中偏擺錐齒輪用直齒花鍵與輸出軸上鼓形花鍵相聯接，另一外錐齒輪固定在殼體中。工作時該偏擺齒輪作高頻率偏擺運動，同時又帶動輸出軸作低速轉動。這種結構精度要求高、工藝難度大、制造維修困難，而且球面花鍵直徑較小、滑動摩擦及磨損嚴重、承載能力低、壽命短。特別是采用三通柱塞式循環配流，不可能實現調速性能。
本發明目的在于獲得一種適用于低轉速、大轉矩、高效率及多速輸出領域的液壓馬達。這種新型馬達不另設輸出機構、缸體不轉動，結構簡單、工作平穩、零件數目少、體積小、制造成本低，尤其適用于低速重載的工作條件。
本實用新型液壓調速錐差馬達含液壓、減速和調速三部分(見附
圖1)。液壓部分由周圍均布有若干軸向油缸的缸體(1)、柱塞(2)、連桿(3)、配流筒(4)等組成。減速部分由二齒差內錐齒輪副(W1、W2)和零齒差外錐齒輪周向限制副(W3、W4)及歪軸(5)等組成。每個柱塞都通過連桿(3)與內錐齒輪(W1)用球鉸聯接，形成一組空間連桿機構。內錐齒輪(W1)通過滾動軸承裝在歪軸(5)上，與周向限制副中的外錐齒輪(W3)相固結。周向限制副中另一外錐齒輪(W4)固定于機殼中，用以限制內錐齒輪轉動，即只允許W1和W3沿固定外錐齒輪(W4)的定瞬軸面作純滾動偏擺運動。運動和動力由外錐齒輪(W2)輸出。歪軸(5)具有通軸結構，軸的兩端在同一中心線上，中部歪軸的偏角為β。
油缸內部中間軸(6)上裝一配流筒(4)，由內錐齒輪(W1)驅動歪軸(5)、經過中間軸(6)和調速裝置(7)帶動旋轉，以實現循環配流。
調速部分由調速裝置(7)、調速軸(8)和調速手柄(9)組成。該調速手柄設多個檔位，可直接驅動調速軸(8)作軸向移動，通過調速裝置(7)控制調速盤(16)作附加轉動(見附圖2)，可調節配流筒(4)配流斷面的中心線相對于內錐齒輪副嚙合節點P的位置角α，以實現多檔調速。調速范圍與柱塞數目有關。本發明另有換向閥(10)及其操作手柄(11)，可控制換向輸出。
本實用新型馬達的工作過程為壓力油經換向閥(10)和配流筒(4)進入一側油缸(見附
圖1)，另一側油缸回油。內錐齒輪(W1)在柱塞(2)和連桿(3)推動下作偏擺運動，經歪軸(5)、中間軸(6)和調速裝置(7)帶動配流筒(4)轉動，以實現循環配流。該偏擺運動經二齒差內錐齒輪副(W1、W2)減速，直接轉換為外錐齒輪(W2)的低速轉動。
搬動調速手柄(9)驅動調速軸(8)作軸向移動(見附圖2、3、4)。通過軸承支架(15)和(21)、拉桿(19)、彈簧(17)、調速杠桿(18)和調速盤(16)上弧形槽與銷軸(22)，迫使調速盤(16)帶動配流筒(6)作附加轉動，以調節配流筒的超前位置實現多檔調速。操作換向手柄(11)改變換向閥(10)的位置(見附
圖1)，可改變進、回油的方向，以實現換向輸出。
本實用新型馬達的技術特色和創新有采用配流筒配流及其超前位置調速具有首創性，操作方便、控制準確、工作可靠。而且工作配流和多檔調速可同時實現。其中，配流筒的轉動是由內錐齒輪的偏擺運動通過歪軸反饋實現的，形成封閉的“無功”配流系統。該配流筒相對于內錐齒輪副嚙合節點的超前位置由調速軸驅動調速杠桿和調速盤調節。當柱塞數目較多時，可實現較大的調速范圍和調速級數。美國現有的偏擺齒輪馬達采用三通柱塞式循環配流，不可能實現調速性能。如本實用新型錐差馬達樣機，柱塞數目為8，用調速手柄可實現三檔調速，輸出轉速分別為21、31.5、42r/min。
利用柱塞的高速往復運動、通過一組空間連桿推動內錐齒輪作循環偏擺運動，經二齒差內錐齒輪副減速，直接轉換為輸出錐齒輪的低速轉動，不需另設輸出機構。特別是采用零齒差外錐齒輪副作為周向限制副，內錐齒輪可實現純滾動的循環偏擺運動，顯著提高了傳動平穩性，而且承載能力大，壽命長。特別是采用具有通軸結構的歪軸，不僅提高了軸系零件的支承剛性，而且改善了內錐齒輪軸承的受載條件。
減速比大、矩功比高、能耗低、特別適用于低速、大轉矩、高效率、多速輸出的領域。特別是在輸出轉速低于70-100r/min的條件下，該型馬達具有最優的性能、最低的制造成本和最佳的節能、降噪及壽命指標。當輸出轉速達100-200r/min，或者低于1-10r/min時，同樣能保證良好的工作。這是一般軸向柱塞馬達不可能實現的。
內錐齒輪副的齒形綜合和加工技術，國外至今未見有任何研究報告，國內有些資料提出用平面齒輪近似代替內錐齒輪，嚙合性能差、傳動不平穩。本發明采用平面齒面的內錐齒輪與鼓形齒修形的外錐齒輪實現″失配″嚙合，可獲得較理想的小區面多齒線接觸，而且可利用普通錐齒輪刨齒機床切齒或修形加工。
本發明的結構實施方案為總體結構(見附
圖1)整體采用臥式結構。殼體由機座(LGB)、缸體(1)、左蓋(FGB)、上蓋(UGB)等組成。
液壓部分(見附
圖1)周圍均布有8個軸向油缸的缸體(1)和8個柱塞(2)。每個柱塞都用連桿(3)與內錐齒輪(W1)作球鉸聯接。在缸體內裝有配流筒(4)、中間軸(6)、調速裝置(7)、調速軸(8)。缸體外側裝有調速手柄(9)與調速軸(8)相連。搬動調速手柄(9)驅動調速軸(8)作軸向移動，通過調速裝置(7)可控制調速盤(16)作附加轉動(見附圖2)，以實現三檔調速I、II、III。
減速部分(見附
圖1)由二齒差內錐齒輪副(W1、W2)和零齒差外錐齒輪周向限制副(W3、W4)和歪軸(5)組成。其中內錐齒輪(W1)裝在歪軸(5)上，并與周向限制副中的外錐齒輪(W3)相固結。連桿(3)兩端用球鉸分別與內錐齒輪和柱塞相鉸接。周向限制副中另一外錐齒輪(W4)固定在殼體中。運動和動力由外錐齒輪(W2)輸出。歪軸兩端由滾動軸承支承，歪軸中段的偏角為β，其伸出端與中間軸(6)的端部采用凸起和凹槽嵌合聯接。
缸體上還裝有換向閥(10)及其換向手柄(11)，該換向閥的進、回油口用油管與油缸(1)及供油設備相接通。在換向閥(10)前面裝有安全閥(13)。
外錐齒輪周向限制副(W3、W4)不旋轉，用潤滑泵(12)采用壓力油潤滑。該潤滑泵由外錐齒輪(W2)上的凸輪驅動。
內錐齒輪(W1)采用平面齒面，外錐齒輪(W2)采用鼓形齒修形，以實現“失配”嚙合，可獲得較理想的小區面多齒線接觸。
調速部分(見附圖2、3、4、5、6)調速裝置(7)具有特殊結構(見附圖2)。由調速盤(16)，調速杠桿(18)、軸套(23)、軸承支架(15)和(21)、調速軸(8)等組成。調速盤(16)兩邊各裝二個調速杠桿(18)，二杠桿一端鉸接在調速盤(16)上(見附圖3、5)，另一端用銷軸(22)穿過調速盤上兩個弧形通槽插入配流筒(4)端部的叉形缺口(見附圖6)。當中間軸轉動時，經調速盤上穿過的二個銷軸帶動配流筒轉動，可同時實現工作配流和超前位置調節。殼體上裝有調速控制板(25)。中間軸(6)與軸套(23)、軸套(23)與軸承支架(21)采用方形斷面聯接。軸承支架(15)與(21)用螺栓緊固，由調速軸(8)帶動作軸向移動，在軸承支架(21)上鉸接兩個彎形拉桿(19)(見附圖4)，另一端通過彈簧(17)與滑塊(20)相鉸接，滑塊(20)可在調速盤(16)的斜形槽中滑動(見附圖3)。
軸承支架的作用允許并隨同中間軸、軸套、調速盤與配流筒同步轉動，同時可在調速軸的作用下作軸向移動，以帶動調速盤和配流筒作附加轉動，由此可調節配流筒的超前位置實現多檔調速。
附圖3為圖2的A-A剖視，表示殼體(24)、中間軸(6)、軸套(23)、調速盤(16)、調速杠桿(18)、彈簧(17)與滑塊(20)之間的關系。
附圖4為圖3的K-K剖視，表示調速盤(16)、調速杠桿(18)、拉桿(19)、軸承支架(21)、彈簧(17)、滑塊(20)之間的關系。
附圖5為圖3的K1-K1剖視，表示調速盤(16)與調速杠桿(18)之間的關系。
附圖6為圖3的K2-K2剖視，表示配流筒(4)、調速盤(16)、調速杠桿(18)及銷軸(22)之間的關系。
權利要求1.一種具有液壓驅動、齒輪減速及多檔調速的液壓調速錐差馬達，其特征在于(1).液壓部分由周圍均布有若干軸向油缸的缸體(1)、柱塞(2)、連桿(3)及配流筒(4)等組成；(2).減速部分由內錐齒輪副(W1，W2)、外錐齒輪周向限制副(W3，W4)及歪軸(5)等組成；(3).調速部分由中間軸(6)、調速盤(16)、拉桿(19)、調速杠桿(18)、軸承支架(15)和(21)、調速軸(8)及操作手柄(9)等組成。
2.按權利要求1所述的液壓調速錐差馬達，其特征在于內錐齒輪)(W1)裝在歪軸(5)上，經中間軸、調速盤驅動配流筒實現“無功”配流，歪軸的偏角為3-7度。
3.按權利要求1所述的液壓調速錐差馬達，其特征在于通過調速手柄、調速軸、調速杠桿、調速盤用調節配流筒的超前位置實現多檔調速。
4.按權利要求1所述的液壓調速錐差馬達，其特征在于缸體(1)上均布有偶數個軸向油缸和柱塞。
5.按權利要求1所述的液壓調速錐差馬達，其特征在于采用二齒差內錐齒輪副(W1、W2)減速、同時采用零齒差外錐齒輪副(W3、W4)作為周向限制副。
6.按權利要求1所述的液壓調速錐差馬達，其特征在于內錐齒輪(W1)為平面齒面，外錐齒輪(W2)為鼓形齒修形齒面，兩者組成“失配”嚙合。
專利摘要本實用新型馬達屬液力機械和液力發動機，由液壓、減速、調速三部分組成，適用于低轉速、大轉矩、高效率輸出的領域。液壓部分含缸體(1)、柱塞(2)、連桿(3)和配流筒(4)等；減速部分含內錐齒輪副(W
文檔編號F03C1/00GK2270820SQ94207329
公開日1997年12月17日 申請日期1994年3月16日 優先權日1994年3月16日
發明者胡來容, 杜烏特 申請人:湖北工學院