全速比2K-H行星輪系及其變速機構的制作方法

本發明涉及機械技術領域,更具體地說,涉及一種全速比2K-H行星輪系及其變速機構。

背景技術：

目前在行星輪系實驗中,全速比2K-H行星輪系及其變速機構在市場上仍是一項空白。傳統的實驗裝置和設備行星輪實驗中，都是單軸輸入、單軸輸出的單檔單速行星輪系變速結構,觀察到的實驗效果比較單調,獨立,人們無法直觀清晰地觀察實驗過程中多檔多速不同輸入和輸出的傳動效果，缺少行星輪實驗的視覺體驗。傳統的變速行星輪系結構集成度底、成本高,結構復雜,使用壽命低。

技術實現要素：

發明目的：

本發明提供了一種全速比2K-H行星輪系及其變速機構，其目的是解決以往所存在的問題。

技術方案：

一種全速比2K-H行星輪系及其變速機構,其特征在于：該機構包括階梯軸、太陽輪輸入軸、太陽輪輸出軸、輸出階梯軸、第一換擋齒輪、第二換擋齒輪、第三換擋齒輪、第四換擋齒輪、第五換擋齒輪、第六換擋齒輪、第一傳動齒輪、第二傳動齒輪、第三傳動齒輪、第四傳動齒輪、第五傳動齒輪、第六傳動齒輪、行星輪、太陽輪、內齒圈、內齒圈支架、行星架、行星架輸入軸、內齒圈輸入軸、內齒圈輸出軸和行星架輸出軸；

行星架輸入軸套在太陽輪輸入軸外并能與太陽輪輸入軸之間相互轉動，內齒圈輸入軸套在行星架輸入軸外并能與行星架輸入軸之間相互轉動，行星架輸出軸套在太陽輪輸出軸外并能與太陽輪輸出軸之間相互轉動，內齒圈輸出軸套在行星架輸出軸外并能與行星架輸出軸之間相互轉動，太陽輪輸入軸和太陽輪輸出軸分設在太陽輪的前后兩側并與太陽輪的軸心固定連接；

太陽輪位于內齒圈中間與內齒圈同心，太陽輪與內齒圈之間設置行星輪，行星輪與太陽輪外嚙合,與內齒圈內嚙合；

行星架與行星輪通過軸承連接，行星架前方連接行星架輸入軸，后方連接行星架輸出軸；

內齒圈支架與內齒圈通過軸承連接，內齒圈支架的前方連接內齒圈輸入軸，后方連接內齒圈輸出軸；

第一傳動齒輪固定在太陽輪輸入軸上，第二傳動齒輪固定在行星架輸入軸上，第三傳動齒輪固定在內齒圈輸入軸上，第四傳動齒輪固定在內齒圈輸出軸上，第五傳動齒輪固定在行星架輸出軸上，第六傳動齒輪固定在太陽輪輸出軸上；

第一換擋齒輪、第二換擋齒輪和第三換擋齒輪依次設置在階梯軸上，第一換擋齒輪、第二換擋齒輪和第三換擋齒輪分別與第一傳動齒輪、第二傳動齒輪和第三傳動齒輪嚙合；第一換擋齒輪、第二換擋齒輪和第三換擋齒輪為能在階梯軸上軸向移動的結構，第一換擋齒輪、第二換擋齒輪和第三換擋齒輪均包括檔位、虛位和制動位，當第一換擋齒輪、第二換擋齒輪和第三換擋齒輪移動至檔位的時候與階梯軸通過鍵連接使其與階梯軸臨時固定并能與階梯軸同轉，當第一換擋齒輪、第二換擋齒輪和第三換擋齒輪移動至虛位的時候，階梯軸空轉，當第一換擋齒輪、第二換擋齒輪和第三換擋齒輪移動至制動位的時候均被限制轉動；

第四換擋齒輪、第五換擋齒輪和第六換擋齒輪依次設置在輸出階梯軸上，第四換擋齒輪、第五換擋齒輪和第六換擋齒輪分別與第六傳動齒輪、第五傳動齒輪和第四傳動齒輪嚙合，第四換擋齒輪、第五換擋齒輪和第六換擋齒輪為能在輸出階梯軸上軸向移動的結構，第四換擋齒輪、第五換擋齒輪和第六換擋齒輪均包括檔位、虛位和制動位，當第四換擋齒輪、第五換擋齒輪和第六換擋齒輪移動至檔位的時候與輸出階梯軸通過鍵連接使其與輸出階梯軸臨時固定并能與輸出階梯軸同轉，當第四換擋齒輪、第五換擋齒輪和第六換擋齒輪移動至虛位的時候，輸出階梯軸空轉，當第四換擋齒輪、第五換擋齒輪和第六換擋齒輪移動至制動位的時候均被限制轉動。

第一換擋齒輪、第二換擋齒輪和第三換擋齒輪在檔位、虛位和制動位之間切換時始終與第一傳動齒輪、第二傳動齒輪和第三傳動齒輪嚙合；

第四換擋齒輪、第五換擋齒輪和第六換擋齒輪在檔位、虛位和制動位之間切換時始終與第六傳動齒輪、第五傳動齒輪和第四傳動齒輪嚙合。

行星輪為三個，沿太陽輪圓周方向均勻布置。

階梯軸與第一換擋齒輪、第二換擋齒輪和第三換擋齒輪檔位連接時連接方式為花鍵連接。

該變速機構還設置有撥叉和固定制動擋板，撥叉為撥動換擋齒輪使其在檔位、虛位和制動位之間移動的結構，固定制動擋板為卡住換擋齒輪使其停止轉動的結構。

該變速機構還包括箱體，撥叉和固定制動擋板都與導向桿相連，固定制動擋板伸出箱體外部。

所述內齒圈支架與行星架上按圓周分布開有散熱孔。

優點效果：

本發明實現了在同一個行星輪系中,可以直觀清晰地觀察到實驗過程中不同輸入和輸出的傳動效果，使人們對行星輪實驗有更豐富的視覺體驗與親身感受。

其適用于行星輪系實驗，填補了市場上全速比2K-H行星輪系及其變速機構的空白。避免了傳統的實驗裝置和設備行星輪實驗中的缺點和不足，由傳統實驗中單檔單速行星輪系結構到六檔六速的多檔多速的變速行星輪系結構，人們可以直觀清晰地觀察實驗過程中由太陽輪輸入軸輸入到內齒圈輸出軸輸出,由太陽輪輸入軸輸入到行星架輸出軸輸出,由內齒圈輸入軸輸入到行星架輸出軸輸出,內齒圈輸入軸輸入到太陽輪輸出軸輸出,由行星架輸入軸輸入到太陽輪輸出軸輸出,由行星架輸入軸輸入到內齒圈輸出軸輸出等六檔六速不同輸入和輸出的傳動效果，增加了行星輪實驗的視覺體驗。本發明同時具有集成度高、成本底的優點。

附圖說明：

圖1是本發明的整體結構示意圖；

圖2是本發明的整體結構剖視圖。

上圖中，1. 第二傳動齒輪；2. 第一傳動齒輪；3.太陽輪輸入軸；4.軸承；5.輸入階梯軸；6. 第一換擋齒輪；7.導向桿；8.撥叉；9.固定制動擋板；10. 第二換擋齒輪；11. 第三換擋齒輪；12.內齒圈支架；13.行星輪支架；14.行星輪；15.太陽輪；16.內齒圈輸出軸；17. 第四傳動齒輪；18.行星架輸出軸；19. 第五傳動齒輪；20.太陽輪輸出軸；21. 第六傳動齒輪；22. 第四換擋齒輪；23.輸出階梯軸；24. 第五換擋齒輪；25. 第六換擋齒輪；26.箱體；27.內齒圈；28.內齒圈輸入軸；29. 第三傳動齒輪；30.行星架輸入軸；A.實擋；B.虛位；C.制動位。

具體實施方式：

下面結合本發明的整體結構示意圖對本發明進行詳細的描述。

如圖1所示，本發明提供一種全速比2K-H行星輪系及其變速機構,該機構包括階梯軸5、太陽輪輸入軸3、太陽輪輸出軸20、輸出階梯軸23、第一換擋齒輪6、第二換擋齒輪10、第三換擋齒輪11、第四換擋齒輪22、第五換擋齒輪24、第六換擋齒輪25、第一傳動齒輪2、第二傳動齒輪1、第三傳動齒輪29、第四傳動齒輪17、第五傳動齒輪19、第六傳動齒輪21、行星輪14、太陽輪15、內齒圈27、內齒圈支架12、行星架13、行星架輸入軸30、內齒圈輸入軸28、內齒圈輸出軸16和行星架輸出軸18；

行星架輸入軸30套在太陽輪輸入軸3外并能與太陽輪輸入軸3之間相互轉動，內齒圈輸入軸28套在行星架輸入軸30外并能與行星架輸入軸30之間相互轉動，行星架輸出軸18套在太陽輪輸出軸20外并能與太陽輪輸出軸20之間相互轉動，內齒圈輸出軸16套在行星架輸出軸18外并能與行星架輸出軸18之間相互轉動，太陽輪輸入軸3和太陽輪輸出軸20分設在太陽輪15的前后兩側并與太陽輪15的軸心固定連接；

太陽輪15位于內齒圈27中間與內齒圈27同心，太陽輪15與內齒圈27之間設置行星輪14，行星輪(14)與太陽輪(15)外嚙合,與內齒圈(27)內嚙合;

行星架13與行星輪14通過軸承連接，行星架13前方連接行星架輸入軸30，后方連接行星架輸出軸18；

內齒圈支架12與內齒圈27通過軸承連接，內齒圈支架12的前方連接內齒圈輸入軸28，后方連接內齒圈輸出軸16；

第一傳動齒輪2固定在太陽輪輸入軸3上，第二傳動齒輪1固定在行星架輸入軸30上，第三傳動齒輪29固定在內齒圈輸入軸28上，第四傳動齒輪17固定在內齒圈輸出軸16上，第五傳動齒輪19固定在行星架輸出軸18上，第六傳動齒輪21固定在太陽輪輸出軸20上；

第一換擋齒輪6、第二換擋齒輪10和第三換擋齒輪11依次設置在階梯軸5上，第一換擋齒輪6、第二換擋齒輪10和第三換擋齒輪11分別與第一傳動齒輪2、第二傳動齒輪1和第三傳動齒輪29嚙合；第一換擋齒輪6、第二換擋齒輪10和第三換擋齒輪11均能在階梯軸5上軸向移動，第一換擋齒輪6、第二換擋齒輪10和第三換擋齒輪11均包括檔位、虛位和制動位，當第一換擋齒輪6、第二換擋齒輪10和第三換擋齒輪11移動至檔位的時候與階梯軸5通過鍵連接使其與階梯軸5臨時固定并能與階梯軸5同轉，當第一換擋齒輪6、第二換擋齒輪10和第三換擋齒輪11移動至虛位的時候，階梯軸5空轉，當第一換擋齒輪6、第二換擋齒輪10和第三換擋齒輪11移動至制動位的時候均被限制轉動；

第四換擋齒輪22、第五換擋齒輪24和第六換擋齒輪25依次設置在輸出階梯軸23上，第四換擋齒輪22、第五換擋齒輪24和第六換擋齒輪25分別與第六傳動齒輪21、第五傳動齒輪19和第四傳動齒輪17嚙合，第四換擋齒輪22、第五換擋齒輪24和第六換擋齒輪25為能在輸出階梯軸23上軸向移動的結構，第四換擋齒輪22、第五換擋齒輪24和第六換擋齒輪25均包括檔位、虛位和制動位，當第四換擋齒輪22、第五換擋齒輪24和第六換擋齒輪25移動至檔位的時候與輸出階梯軸23通過鍵連接使其與輸出階梯軸23臨時固定并能與輸出階梯軸23同轉，當第四換擋齒輪22、第五換擋齒輪24和第六換擋齒輪25移動至虛位的時候，輸出階梯軸23空轉，當第四換擋齒輪22、第五換擋齒輪24和第六換擋齒輪25移動至制動位的時候均被限制轉動。

第一換擋齒輪6、第二換擋齒輪10和第三換擋齒輪11在檔位、虛位和制動位之間切換時始終與第一傳動齒輪2、第二傳動齒輪1和第三傳動齒輪29嚙合；

第四換擋齒輪22、第五換擋齒輪24和第六換擋齒輪25在檔位、虛位和制動位之間切換時始終與第六傳動齒輪21、第五傳動齒輪19和第四傳動齒輪17嚙合。

行星輪14為三個，沿太陽輪15圓周方向均勻布置。所謂均勻布置就是行星輪14與太陽輪15中心點連線，相鄰的兩條連線之間的夾角相同。

階梯軸與第一換擋齒輪6、第二換擋齒輪10和第三換擋齒輪11檔位連接時連接方式為花鍵連接。

該變速機構還設置有撥叉8和固定制動擋板9，撥叉8為撥動換擋齒輪使其在檔位、虛位和制動位之間移動的結構，固定制動擋板9為卡住換擋齒輪使其停止轉動的結構。

該變速機構還包括箱體26，撥叉8和固定制動擋板9都與導向桿7相連，固定制動擋板9伸出箱體26外部，人工可對其進行直接操作，進行換擋齒輪的換擋，換擋時，通過導向桿移動撥叉到虛位、實檔位置，進行切換，制動時，通過導向桿移動撥叉到制動位置，直接把固定擋板推向齒輪即可制動進行制動操作。

下面結合附圖做進一步詳細說明：

如圖1和2所示，太陽輪15、行星輪14、內齒圈27、內齒圈支架12、行星架13,位于箱體內部；太陽輪15位于箱體26最中間，其與太陽輪輸入軸3、太陽輪輸出軸21的連接方式為鍵連接；內齒圈27位于最外側，并且通過內齒圈支架12分別與內齒圈輸入軸28和內齒圈輸出軸16連接，三個行星齒輪14外連接內齒圈27、內連接太陽輪15，并且通過行星架13分別與行星架輸入軸30和行星架輸出軸18分別連接，其中內齒圈27與內齒圈支架12之間，行星輪14與行星輪支架13之間，通過軸承傳動；

每個換擋齒輪對應三個位置，實檔，虛位和制動位，換擋齒輪只有在實檔位置時，才能把載荷通過傳動齒輪傳遞給輸入軸；在虛位位置時，只空轉，不傳遞載荷；在制動位位置時，換擋齒輪，停止轉動，不傳遞載荷。輸出階梯軸上分別有三個換擋齒輪同理，通過改變輸出階梯軸上的三個換擋齒輪，輸出不同的傳動變速。

傳動齒輪數量為6個，與階梯軸上的換擋齒輪嚙合；換擋齒輪把輸入的載荷傳給輸入軸，其中傳動齒輪與輸入、輸出軸的連接方式為鍵連接；太陽輪輸入軸與行星架輸入軸之間、行星架輸入軸與內齒圈輸入軸之間、太陽輪輸出軸與行星架輸出軸之間、行星架輸出軸與內齒圈輸出軸之間，安裝有軸承裝置，輸入軸與輸出軸可以獨立轉動，互不影響。

輸入階梯軸5和輸出階梯軸23位于箱體兩側，階梯軸與換擋齒輪之間的連接方式為花鍵連接；

所述內齒圈支架與行星架上按圓周分布開有散熱孔，有利于內部傳動系統的散熱。

下面對本發明的實施例進行闡述：

由太陽輪輸入軸3到輸入到行星架輸出軸18輸出的形式：

輸入階梯軸5上的第一換擋齒輪6位于實檔位置時，輸入階梯軸5通過第一換擋齒輪6與太陽輪輸入軸3上的第一傳動齒輪2的嚙合傳動，把載荷傳遞給太陽輪輸入軸3，進一步傳遞給太陽輪15，此時，第三換擋齒輪11處在制動位，因此，太陽輪15帶動行星輪14繞太陽輪15移動，進而行星輪14帶動行星架13轉動并通過行星架13將荷載傳遞給行星架輸出軸18，進而通過行星架輸出軸18上的第五傳動齒輪19與輸出階梯軸23上的第五換擋齒輪24的嚙合傳動把載荷傳遞給輸出階梯軸23，最后輸出；此時，第四換擋齒輪22和第六換擋齒輪25處在虛位。

由太陽輪輸入軸3輸入到內齒圈輸出軸16輸出的形式：

輸入階梯軸5上的第一換擋齒輪6位于實檔位置時，輸入軸通過第一換擋齒輪6與太陽輪輸入軸3上的第一傳動齒輪2的嚙合傳動，把載荷傳送給太陽輪輸入軸3，進一步傳遞給太陽輪15，太陽輪15帶動行星輪14傳遞給行星輪14，此時，第二換擋齒輪10處在制動位，進而行星輪14原地轉動并嚙合內齒圈27繞太陽輪15轉動，進而通過內齒圈27動力傳遞給內齒圈輸出軸16，內齒圈輸出軸16上的第四傳動齒輪17與輸出階梯軸23上的第六換擋齒輪25的嚙合傳動把載荷傳遞給輸出階梯軸23，最后輸出；此時第四換擋齒輪22和第五換擋齒輪2處在虛位。

由行星架輸入軸30輸入到到內齒圈輸出軸16輸出的形式：

輸入階梯軸5上的第二換擋齒輪10位于實檔位置時，行星架輸入軸30通過第二換擋齒輪10與行星架輸入軸30上的第二傳動齒輪1的嚙合傳動，通過行星架13把載荷傳送給行星輪14，此時，第一換擋齒輪6處于制動位，行星輪14通過與內齒圈27的嚙合傳動，使得內齒圈27繞太陽輪15轉動，進一步通過內齒圈支架12將載荷傳遞給內齒圈輸出軸16，內齒圈輸出軸16上載荷通過第四傳動齒輪17與階梯軸2上的第六換擋齒輪25的嚙合傳動，進一步把載荷傳遞給輸出階梯軸23，最后輸出；此時，第四換擋齒輪22和第五換擋齒輪24處于虛位。

由行星架輸入軸30輸入到太陽輪輸出軸20輸出的形式：

輸入階梯軸5上的第二換擋齒輪10位于實檔位置時，行星架輸入軸30通過第二換擋齒輪10與行星架輸入軸30上的第二傳動齒輪1嚙合傳動，把載荷傳通過行星架送給行星輪14，此時，第三換擋齒輪11處在制動位，行星輪14通過與太陽輪15的嚙合使太陽輪15傳動，進一步經動力傳遞給太陽輪輸出軸20，太陽輪輸出軸20上載荷通過第六傳動齒輪21與階梯軸2上的第四換擋齒輪22的嚙合傳動，進一步把載荷傳遞給輸出階梯軸23，最后輸出；此時，第五換擋齒輪24和第六換擋齒輪25處在虛位。

由內齒圈輸入軸28輸入到行星架輸出軸18輸出的形式：

輸入階梯軸5上的換擋齒輪11位于實檔位置時，內齒圈輸入軸28通過第三換擋齒輪11與內齒圈輸入軸上的第三傳動齒輪29的嚙合傳動，把載荷傳送給內齒圈27，此時，第一換擋齒輪6處在制動位置，內齒圈27通過與行星輪14的嚙合傳動，進一步傳遞給行星架輸出軸18，行星架輸出軸18上的載荷通過第五傳動齒輪19與階梯軸2上的第五換擋齒輪24的嚙合傳動，進一步把載荷傳遞給輸出階梯軸23，最后輸出；此時，第四換擋齒輪22和第六換擋齒輪25虛位。

由內齒圈輸入軸28輸入到太陽輪輸出軸20輸出的形式：

輸入階梯軸5上的第三換擋齒輪11位于實檔位置時，第三換擋齒輪11與內齒圈輸入軸28上的第三傳動齒輪29嚙合傳動載荷，此時，內齒圈支架12轉動，而第二換擋齒輪10處在制動位，這時，內齒圈支架12就會通過行星輪14帶動太陽輪15轉動，載荷通過行星輪14與太陽輪15的嚙合傳動傳遞給太陽輪15，進一步傳遞給太陽輪輸出軸20，太陽輪輸出軸20通過第六傳動齒輪21與階梯軸23上的第四換擋齒輪22的嚙合傳動，進一步把載荷傳遞給輸出階梯軸23，最后輸出；此時，第五換擋齒輪24和第六換擋齒輪25虛位。

上述實例僅用于說明本發明，其中各部件的結構、連接方式、布置位置以及選擇哪種輸入和輸出的形式等都是可以根據需要進行變化的，置于選擇哪種形式可根據需要進行實際選擇就可以了，在這里不再一一贅述。