超低转速大范围调速的恒功率无级调速装置探讨.pdf

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1、第27卷第2期有色矿冶V01．27．№22011年4月NoN—FERRoUSMININGANDMETALLURGYApril201I文章编号：1007～967X(2011)02—0044—03超低转速大范围调速的恒功率无级调速装置探讨胡秀芬，黄浩[中国有色(沈阳)冶金机械有限公司，辽宁沈阳】10141]摘要：将差速器的速度合成原理与定量液压泵和变量液压马达构成的容积调速原理结合起来，构成一个整体的变速机构，并通过对它的结构形式和效率特性进行分析，对实现超低转速性能及大调速范围的恒功率无级变速的可能性进行了初步探讨。关键词：超底转速；恒功率；无级调速；液压泵；马达；差速器中图

2、分类号：TH137文献标识码：A无级变速与有级变速相比具有很多优越性能。因为差速器中Z=Z，所以上式可整理为：无极变速机构在各种机构上的应用，对这些机械向nd=(n+nb)／2(2)高效率、自动化发展有着很重要的意义。如果用齿轮a和b为合成速度的输入端，令齿在实际应用中，该机构的恒功率无级调速范围轮a、b同方向旋转，齿轮a为固定转速转动，b为变将受到结构强度的限制。但可以解决超低转速条件动转速传动，根据公式(2)，则有：下的恒功率调速问题，同时，机构还具有很大的调速ndma=(I1+11．b)／2和n：(n+nb)／2范围和一些独到性能。这些都是现有无级变速机构齿轮b的变速

3、比ib为：ib：nbmax／nbj(3)无法实现的。输出速度的变速比i为：1变速原理id=(n+nb)／(n+rlbmin)(4)当0≤n≤+∞；0≤nb≤+oQ时，必然有：差速器可以将两种速度(或功率)合成为一种nbmax／／n≥(na+nbnlax)／(n+nbi)速度(或功率)，也可以将一种速度(或功率)分解为所以：i≤inb两种速度(或功率)。利用这一原理，在差速器两个式中i与i差值的大小主要取决于固定转速输入速度端的齿轮a和齿轮b中(见图1)，任意改传动轮的转速值的大小。固定转速值越大，i就越变其中一端的输人速度n或n，都将会使输出端齿小于i，也就是输入速度的变速

4、比在输出端被缩小轮d的输出速度n随之发生相应的改变。同样道的越多。理，只要使差速器任意一端的输入速度发生无极变如果用齿轮a和齿轮d为速度输人端，并令齿化，其与另外一端输入速度在合成后输出的速度也轮a和齿轮d同方向旋转，齿轮a同样为固定转速必将发生相应的无级变化。值得注意的是输入端输传动，齿轮d为变速转速传动，根据公式(2)则有：入速度的变化范围经过差速器进行速度合成后，可nbmax=2ndma一na和nn=2ndm1一n以在输出端得到扩大和缩小。这一点可以从差速器齿轮d的变速比i为：i：ndmax／n(5)各轮之间的关系式中得到证明。输出速度的变速比i为：ib：(2ndn1

5、a一n)／(2n一n)(6)当0≤n≤+oo；0≤nb≤+∞；0<2n一n时，必然有：(2nd⋯一13)／(2n一n)≥rldn,ax／n图1差速器两个输入速度端的齿轮a和齿轮b所以：inl≥i】如图1型式的差速器有如下关系式：式中i与i差值的大小同样也取决于固定转(n一nd)／(nb—nd)=一Za／zh(1)速传动轮的转速值的大小；固定转速值越大，而且收稿日期：2Ol1—02—16作者简介：胡秀芬(1965一)，女，大学本科，多年从事机械设计L=件。第2期胡秀芬等：超低转速大范围调速的恒功率无级调速装置探讨45n越接近n，lnb就越大于i，也就是输人速度的变变量马达组成

6、的容积变速回路实现的。(若仅采用速比在输出端被扩大的越多。这种容积变速回路进行传动，其变速比一般应小于在差动轮系中，只要适当选择输入端齿轮的旋4)。在选用组合形式时应注意：在机构分解功率的转方向，变速比和速度变化范围，任意两端的齿轮进反馈作用下，表一中各种组合型式的恒功率变速范行速度合成后，都可以得到输出端齿轮输出速度的围，速度适应范围和传动功率是不同的。变速比i=∞。3功率特性通过分析差速器中各传动件之间的关系，可以看到差速器的输出速度不仅可以从零点起发生变2K—H型差速器的传动功率是很高的，合理选化，而且在输出速度为零时，两个输入端的输入速度择合成速度对提高差速器的传动

7、功率有着重要关并不为零。如果合理的选择传动型式和有关参数系。以I型差速器组合形式为例，差速器中各个传值，在输出速度为零时的两个输入速度甚至可以很动件之间的关系可以在运动向量图上得到(见图4)。高。这就使得机构具有良好的低速性能。上面的分析说明差速器具有可以用较高的输入速度和较小的输人速度的变速比，就可以得到较低的输出速度和较大的输出速度变化范围的特性。这种特性为可能在超低转速条件下进行具有较大变速范围的恒功率无级变速创造了有力条件。2结构形式图4运动问量图图4中，当差速器中各个传动件的运动速度都为了满足恒功率传动和