專利名稱:液力電機一體式傳動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于機電一體式動力傳動裝置領(lǐng)域,特別涉及一種基于外轉(zhuǎn)子電機和液力耦合器的液力電機一體式傳動裝置。
背景技術(shù):
電機和液力傳動裝置通常是兩個獨立的個體,通過法蘭和聯(lián)軸器聯(lián)接。專利號為 90214192. 9的液力變矩電動機是將電機和液力元件用聯(lián)軸器連接,液力元件的輸出端作為整個集成裝置的輸出。該專利僅限于將電機與液力元件進行軸向排列,沒有實現(xiàn)二者的高度化集成,所以體積較大,不能解決電機和耦合器的兩根傳動軸難以同心的問題,同時能量傳遞過程中的機械損失部分相對較大,且電機為內(nèi)轉(zhuǎn)子電機,電機輸出轉(zhuǎn)矩較小,故可為系統(tǒng)提供的起動轉(zhuǎn)矩較小,加速特性不好?,F(xiàn)有專利還沒有針對于外轉(zhuǎn)子電機與液力元件集成的相關(guān)研究。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電機和耦合器的兩根傳動軸完全同心,元件高度集成,起動轉(zhuǎn)矩大,加速特性好的液力電機一體式傳動裝置。本發(fā)明包括機座、外轉(zhuǎn)子電機、液力耦合器,其中機座由機座端蓋和機座外殼組成,外轉(zhuǎn)子電機和液力耦合器安裝在機座內(nèi),液力耦合器的泵輪葉片直接與外轉(zhuǎn)子電機的外轉(zhuǎn)子固連,且外轉(zhuǎn)子電機的內(nèi)定子軸與液力耦合器的輸出軸同心,外轉(zhuǎn)子電機的內(nèi)定子軸的軸端固定在機座外殼上,液力耦合器的輸出軸伸出機座端蓋。本發(fā)明的優(yōu)點是電機與液力元件高度集成,解決了電機和耦合器的兩根傳動軸難以同心的問題,同時減小了能量傳遞過程中的機械損失部分,提高了傳動效率、增加了傳動平穩(wěn)性、降低了噪音,而且外轉(zhuǎn)子電機相比于內(nèi)轉(zhuǎn)子,由于外轉(zhuǎn)子電機輸出轉(zhuǎn)矩較大,故可為系統(tǒng)提供較大的起動轉(zhuǎn)矩;電機與液力元件的高度集成,可以增大傳動裝置的比功率, 使結(jié)構(gòu)緊湊,體積減小以及成本降低,特別是能夠吸收外負載帶來的沖擊和振動,過載保護性好,甚至在輸出軸卡死時動力源仍能運轉(zhuǎn)而不受損傷,帶載啟動性好,能實現(xiàn)自動變速, 傳動裝置的動力性能好。
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖; 圖2為圖1中A部的放大圖3為圖2中B部的放大圖; 圖4為通線圓盤通線圓盤; 圖5為圖4的左視圖; 圖6為本發(fā)明的傳動裝置的工作原理圖。附圖中,1 :內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的導線,2內(nèi)定子軸,3 機座外殼,4 電機轉(zhuǎn)動裝置左端蓋,5 通線檔環(huán),6 滑環(huán),7 通線圓盤,8 外轉(zhuǎn)子繞線,9 內(nèi)定子繞線,10 外轉(zhuǎn)子鐵芯, 11 :內(nèi)定子鐵芯,12 電機轉(zhuǎn)動裝置,13 泵輪,14 電機轉(zhuǎn)動裝置右端蓋,15 渦輪,16 泵輪殼,17 機座端蓋,18 液力耦合器的輸出軸,19 電刷。
具體實施例方式如附圖1所示,本發(fā)明包括機座、外轉(zhuǎn)子電機、液力耦合器,其中機座由機座端蓋 17和機座外殼3組成,機座外殼可以與外界固連,采用鑄造工藝制作。外轉(zhuǎn)子電機和液力耦合器安裝在機座內(nèi),機座內(nèi)部與外轉(zhuǎn)子電機之間留有空間,用于儲存冷卻液,機座內(nèi)通入冷卻油液,對外轉(zhuǎn)子電機進行油冷,很好地解決外轉(zhuǎn)子電機的發(fā)熱問題。或是在電機外轉(zhuǎn)子外側(cè)安裝風扇葉片,機座端蓋開散熱孔,對外轉(zhuǎn)子電機進行風冷。外轉(zhuǎn)子電機由內(nèi)定子和外轉(zhuǎn)子構(gòu)成。內(nèi)定子包括內(nèi)定子軸2、固定連接在內(nèi)定子軸上的內(nèi)定子鐵芯11以及內(nèi)定子繞線9 ;外轉(zhuǎn)子包括外轉(zhuǎn)子鐵芯10、外轉(zhuǎn)子繞線8、與外轉(zhuǎn)子鐵芯固定連接的電機轉(zhuǎn)動裝置12、電機轉(zhuǎn)動裝置左端蓋4、電機轉(zhuǎn)動裝置右端蓋14。其中, 內(nèi)定子軸2與機座外殼3相連,固定不動;電機轉(zhuǎn)動裝置左端蓋4、電機轉(zhuǎn)動裝置右端蓋14 與內(nèi)定子軸間均設(shè)有軸承;外轉(zhuǎn)子鐵芯與內(nèi)定子鐵芯通過各自的繞線8、9產(chǎn)生電磁感應, 從而相互作用,相互轉(zhuǎn)動。電機外轉(zhuǎn)子可以是永磁式的,也可以是電磁鐵式的。鑒于與液力耦合器搭配使用的通常為電磁鐵式三相異步電機,本申請的實施例中電機設(shè)計為電磁鐵式三相異步外轉(zhuǎn)子電機。在機座外殼底部中心鉆有可以固定內(nèi)定子軸的孔,孔內(nèi)銑削花鍵槽。 電機的內(nèi)定子軸2的一端由電機轉(zhuǎn)動裝置左端蓋4伸出,通過花鍵固定在機座外殼3上。由于電磁鐵式三相交流電機需要接入轉(zhuǎn)子電磁鐵和定子電磁鐵的導線,故本實施例的傳動裝置中設(shè)置了一組導線通線系統(tǒng),該系統(tǒng)由內(nèi)定子軸2、通線擋環(huán)5、滑環(huán)6和通線圓盤7組成,在內(nèi)定子軸2的軸端設(shè)有內(nèi)定子通線孔,如圖2所示。電機外轉(zhuǎn)子的繞線8隨著外轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動,需要將接線頭引入定子導線孔。本申請通過與外轉(zhuǎn)子的電機轉(zhuǎn)動裝置 12的內(nèi)壁固連的滑環(huán)6,將外轉(zhuǎn)子繞線8的接頭焊接在滑環(huán)上。通線圓盤7通過鍵,固定在定子軸2上,其下端裝有電刷19,電刷的輸出端與滑環(huán)6相接觸;電刷是通過螺紋連接安裝在通線圓盤的下端,其伸出端借助內(nèi)部彈簧力與滑環(huán)接觸,以保證長期摩擦工況下電刷與滑環(huán)接觸良好,如圖3所示。在外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的過程中,外轉(zhuǎn)子繞線隨之一起轉(zhuǎn)動,通線圓盤起到將旋轉(zhuǎn)的外轉(zhuǎn)子繞線的線頭引到內(nèi)定子通線孔的作用。通線圓盤7由兩個對稱的圓盤殼體焊接而成,內(nèi)部為空腔。在焊接好的通線圓盤外側(cè),開有均布的小孔。小孔一方面起到散熱作用;另一方面,內(nèi)定子繞線的線頭通過小孔進入通線圓盤,與外轉(zhuǎn)子導線一起送入內(nèi)定子通線孔,分別與內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的導線1連接,如圖4、圖5所示。為節(jié)省材料,通線圓盤7與電機轉(zhuǎn)動裝置左端蓋軸承之間加入通線擋環(huán)5。通線檔環(huán)5在通線圓盤出線小孔相對應處開與內(nèi)定子通線孔聯(lián)通的導線孔。這樣,由內(nèi)定子軸通線孔、通線檔環(huán)導線孔、通線圓盤的小孔及空腔組成了將內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的導線接入的通道。液力耦合器由泵輪13、渦輪15、泵輪殼16和輸出軸18組成,泵輪和渦輪之間通過封閉腔內(nèi)的液體相互作用,形成液力耦合。電機外轉(zhuǎn)子與液力耦合器泵輪13的葉片通過螺栓連接為一個整體。所述螺栓連接是泵輪葉片通過其上均布的內(nèi)六角螺紋孔與電機外轉(zhuǎn)子連接。液力耦合器的輸出軸通過軸承與機座端蓋連接,并伸出機座端蓋。電機的轉(zhuǎn)動帶動泵輪葉片旋轉(zhuǎn),位于泵輪內(nèi)的工作液由于受到泵輪葉片的作用而獲得能量,隨泵輪一起旋轉(zhuǎn)。離心力作用使液體向泵輪外緣流動,從而把電機的機械能轉(zhuǎn)變成液體的動能。由泵輪流出的液流從泵輪外緣進入渦輪入口,并沖擊渦輪葉片,同時液流被迫沿渦輪葉片間流道流動。 隨著液流的速度減小,液體的能量傳遞給渦輪,并轉(zhuǎn)變成耦合器輸出軸上的機械能。當液體對渦輪做功降低能量以后,又重新回到泵輪吸收能量,如此周而復始不斷循環(huán),實現(xiàn)能量傳遞。 其工作模式如圖6所示。作為傳動裝置,其輸出軸可以直接連接工作機、可以連接分度箱后再連接工作機、可以連接減速機后再連接工作機。
權(quán)利要求
1.一種液力電機一體式傳動裝置,包括機座、外轉(zhuǎn)子電機、液力耦合器,其特征是機座由機座端蓋和機座外殼組成,外轉(zhuǎn)子電機和液力耦合器安裝在機座內(nèi),液力耦合器的泵輪葉片直接與外轉(zhuǎn)子電機的外轉(zhuǎn)子固連,且外轉(zhuǎn)子電機的內(nèi)定子軸與液力耦合器的輸出軸同心,外轉(zhuǎn)子電機的內(nèi)定子軸的軸端固定在機座外殼上,液力耦合器的輸出軸伸出機座端至ΓΤΠ ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力電機一體式傳動裝置,其特征是液力耦合器的泵輪葉片直接與外轉(zhuǎn)子電機的外轉(zhuǎn)子通過螺栓連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液力電機一體式傳動裝置,其特征是泵輪葉片通過其上均布的內(nèi)六角螺紋孔與電機外轉(zhuǎn)子連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力電機一體式傳動裝置,其特征是機座內(nèi)部與外轉(zhuǎn)子電機之間留有空間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液力電機一體式傳動裝置,其特征是機座內(nèi)通入冷卻油液, 對外轉(zhuǎn)子電機進行油冷。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力電機一體式傳動裝置,其特征是在傳動裝置中設(shè)置有一組由內(nèi)定子軸、通線擋環(huán)、滑環(huán)和通線圓盤組成的導線通線系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液力電機一體式傳動裝置,其特征是在內(nèi)定子軸的軸端設(shè)有內(nèi)定子通線孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液力電機一體式傳動裝置,其特征是通線圓盤由兩個對稱的圓盤殼體焊接而成,內(nèi)部為空腔,在通線圓盤外側(cè),開有均布的小孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液力電機一體式傳動裝置,其特征是通線檔環(huán)在通線圓盤出線小孔相對應處開與內(nèi)定子通線孔聯(lián)通的導線孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液力電機一體式傳動裝置,其特征是電刷通過螺紋連接安裝在通線圓盤的下端,其伸出端借助內(nèi)部彈簧力與滑環(huán)接觸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液力電機一體式傳動裝置,包括機座、外轉(zhuǎn)子電機、液力耦合器,其特征是機座由機座端蓋和機座外殼組成,外轉(zhuǎn)子電機和液力耦合器安裝在機座內(nèi),液力耦合器的泵輪葉片直接與外轉(zhuǎn)子電機的外轉(zhuǎn)子固連,且外轉(zhuǎn)子電機的內(nèi)定子軸與液力耦合器的輸出軸同心,外轉(zhuǎn)子電機的內(nèi)定子軸的軸端固定在機座外殼上,液力耦合器的輸出軸伸出機座端蓋。其優(yōu)點是能吸收外負載帶來的沖擊和振動,過載保護性好,甚至在輸出軸卡死時動力源仍能運轉(zhuǎn)而不受損傷,帶載啟動性好,能實現(xiàn)自動變速,傳動裝置的動力性能好。
文檔編號H02K17/32GK102545506SQ20111044734
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者紀弘祥, 趙靜一, 郭銳 申請人:燕山大學