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电动车辆减速器

阅读:967发布:2021-06-12

专利汇可以提供电动车辆减速器专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 为解决 电动车 辆减速器存在的 电机 断轴问题、电机的扫膛问题和电机或电机输出端对大 曲拐 之间的 传动比 小以及传动比分部曲线分布不合理引起电动车辆减速器的不缓解问题、电机 电流 大的问题提供了一种方法,并根据该方法设计出几种电动车辆减速器的整体或局部方案。,下面是电动车辆减速器专利的具体信息内容。

1.为解决电动车辆减速器所存在的四大问题提供了一种方法,该方法是:在电机输出端与大曲拐之间采用各种增机构增加电机输出端对大曲拐之间的传动比小以及传动比分布曲线不合理、增加电机从缓解位到制动位的转动度、在系统中的某一个部位或多个部位采用缓冲设计、在系统的传力过程中采用非刚性传力的方法、在传动系统中加入支撑装置使系统传给电机轴方向的力除扭矩以外尽量通过支撑装置直接或间接传给机架,再通过机架传给轨枕或大地、在传动系统中加入减速装置、减少系统中运动部件的质量和速度、减小转动部件的惯性矩、减小转动部件的半径、提高电机磁路的导磁能力和/或提高电机导电层的导电能力以提高电机效率减小电机电流、对外转子电机要让电机转子的两端得到支撑和/或让定子的两端支撑,这个方法分八个方面:一是在电机输出端与大曲拐之间采用各种增力机构以改善电机输出端对大曲拐之间的传动比分布曲线、增加电机从缓解位到制动位的转动角度,如用四杆机构或四杆机构与其它机构组合、曲柄摇杆机构与单连杆组合、双摇杆机构与单连杆组合、曲柄导杆机构与单连杆组合、曲柄导杆机构与其它机构组合、曲柄连杆机构与单连杆组合、曲柄连杆机构与其它机构的组合、行星轮系机构、差动轮系机构、行星轮系机构与其它机构组合、差动轮系机构与其它机构组合、摆杆、摆臂增力机构、异心星形五连杆机构、星形五连杆机构、可调心拨杆式联轴器、各种能增加电机输出端从缓解位到制动位的转动角度的机构或机构的组合;二是在系统中的某一个部位或多个部位采用缓冲设计,让系统中的某些部件/杆件在制动和/或缓解过程中的末端部分行程中在弹性元件或摩擦元件的作用下完成,让系统中的一个或多个杆件/部件采用弹性材料制作,使曲柄/摇杆或曲柄/连杆在行程未端打击弹性元件、在系统的动轴上加上弹性装置或磨擦装置;三是在系统的传力过程中采用非刚性传力的方法,在力的传递过程中加入缓冲装置,使系统通过缓冲装置传递动力,缓冲装置可以是各种挠性联轴器、各种靠磨擦力传递扭矩的磨擦联轴器、各种弹性缓冲装置、各种用弹性元件吸能的各种弹性联轴器、各种具有过载保护作用的联轴器、弹力珠磨擦联轴器、电流变液联轴器、磁流变液联轴器、永磁联轴器、电磁联轴器以及液力藕合器、各种形式的离合器、用摩擦力包括用磨擦联轴器和弹力钢珠磨擦联轴器来限制各种行星齿轮减速器包括齿差行星齿轮减速器一个自由度转动;四是在传动系统中加入支撑装置使系统传给电机轴方向的力除扭矩以外尽量通过支撑装置直接或间接传给机架再通过机架传给轨枕或大地使电机轴不受力并且在制动位时使车辆减速器对车辆制动力的反作用力及车辆和车辆减速器的重力在向电机轴方向传递的过程中使力的作用线通过上述一个或二个或多个支撑装置中心或尽量接近支撑装置中心;五是在传动系统中加入减速装置,如圆柱齿轮减速器、圆锥及圆锥与圆柱齿轮减速器、行星齿轮减速器包括齿差行星齿轮减速器、谐波齿轮减速器、蜗杆及齿轮与蜗杆减速器、摆线针轮减速器或其它各种已知减速器或各种减速器的组合;该方法六是减少系统中运动部件的质量和速度、减小转动部件的惯性矩、减小转动部件的半径,如将旋转的电机转子由圆周运动改为直线运动,即采用直线电机或电动推杆等等,也可以将外转子电机改为内转子电机,如用机壳导磁电机以减小电机转子的转动半径达到减小电机转子的转动惯量;七是提高电机磁路的导磁能力和/或提高电机导电层的导电能力以提高电机效率减小电机电流,如采用机壳导磁电机作车辆减速器的动力。八是对外转子电机,要让电机转子的两端得到支撑和/或让定子的两端支撑在电机轴上,如让电机转子的一端支撑在电机轴上,另一端通过滚针轴承或其它方法支撑在机壳上,让定子的两端通过轴承或直接支撑在电机轴上。
2.根据权利要求1所说的机壳导磁电机,其特征是:导电层直接或间接固定在机壳内表面上,机壳作为电机磁路的一部分或在机壳与导电层之间加一层导磁层,当机壳与导电层之间加有一层导磁层时机壳可以是导磁材料也可以不是导磁材料,机壳导磁电机的励磁线圈及导磁芯固定在转子上,定子固定在机壳上,定子上可以有感应线圈,定子上也可以用励磁线圈,当定上用的感应线圈是一层导电体时,本文将这一层导电体叫做导电层,导电层就是一种由无数线圈组成的感应线圈,导电层直接固定在铁芯的内表面上,导电层可以是所有的导电材料,如导电材料可以是或铜合金、银合金、铝合金或各种超导体等等,当定子不用铁芯时,导电层直接固定在机壳的内表面上,这时的机壳就是定子的导磁体,即机壳就是电机磁路的一部分,机壳的材料可以是高钢或铸铁也可以是低碳钢或高导磁材料,其中高导磁材料可以是钢或矽钢等等,低碳钢可以是A3钢或20号钢或15号钢或10号钢等等所有已知的低碳钢,低碳钢也可以是所有的低碳铸钢如35#铸钢等,如果定子不用铁芯时,为了提高定子的导磁能力,可以在导电层与机壳之间加入一层或多层高导磁材料层,高导磁材料层是由整张硅钢板/矽钢板组成的圆筒状导磁层,高导磁材料层也可以是由整张其它高导磁材料组成的圆筒状导磁层,高导磁材料层是也可是圆筒状低碳钢,当导电层与机壳之间加入一层或多层高导磁材料层时,机壳可以用导磁材料也可以不用导磁材料,当导电层与机壳之间加入一层或多层高导磁材料层时,这个导磁层实质就是机壳的组成部分转子与电机轴之间可以刚性联接在一起也可以非刚性联接在一起,本文所说的转子与电机轴之间非刚性联接在一起就是指转子与电机轴之间靠磨擦联轴器包括弹力钢珠磨擦联轴器或本文所说的其它缓冲装置非刚性地联接在一起,当转子与电机轴之间靠磨擦联轴器联系在一起时,磨擦联轴器通过花键或其它联接方式与电机轴联接,转子通过磨擦联轴器带动电机轴转动,磨擦联轴器的主动端可直接或间接由转子代替,当转子与电机轴之间传递的扭矩大于设定值时,转子与电机轴之间产生相对转动起到缓冲作用以解决电机的断轴问题。
3.根据权利要求1所说的可调心拨杆式联轴器,其特征是:是能完成主动端与被动端的传力和调心,且能使被动端的运动滞后主动端一定的角度,当拨杆数等于1或拨杆数大于1但不以其旋转中心对称分布时,可调心拨杆式联轴器在输出动力时主动端给被动端的合力不为零,当拨杆数大于1且以其旋转中心对称分布或分组对称分布时,可调心拨杆式联轴器在输出动力时主动端给被动端的合力为零,也即被动端给电机输出端的所有力的合力为零,也即外界对电机轴的作用力只有扭矩不受径向力作用,使电机不易扫膛,解决电动车辆减速器因电机扫膛引起的不缓解问题,主动端与被动端在传力接触时可采用弹性接触和非弹性接触两种,当可调心拨杆式联轴器是单拔杆时被动端运动滞后的角度在0到360度之间,当可调心拨杆式联轴器是双拔杆时被动端运动滞后的角度在0到180度之间,当可调心拨杆式联轴器是n个拔杆时被动端运动滞后的角度在0到360/n度之间,可调心拨杆式联轴器能使与主动端相联的物体如电机在无负荷的情况下起动一定角度并使电机的转子存贮动能,提高与主动端相联物体(如电机)的动力性,其结构形式在完成传力和调心功能的前提条件下可以千变万化,此种可调心拨杆式联轴器用在铁路驼峰调速设备中,由于具有贮能作用可以提高调速设备的缓解能力和制动能力,尤其是能提高调速设备的缓解能力。
4.根据权利要求1所说的弹力钢珠磨擦联轴器,其特征是:这种联轴器主动端与被动端靠弹性力作用下的钢珠联接传力;第一类弹力钢珠磨擦联轴器特征是联轴器主动端/被动端的传力面上加工有一个或多个圆锥形凹槽或弧形凹槽,这些凹槽以相同的旋转半径均布或以一定的规律分布在主动端或被动端的圆面上,钢珠在弹性元件的作用下处在圆锥形凹槽或弧形凹槽中,钢珠的另一侧在被动端或主动端上也有限位,钢珠处在主动端和被动端相邻的平面或圆面之间,主动端和被动端相邻的平面或圆面之间的间隙小于钢珠的直径,主动端通过钢珠驱动被动端转动,随着传动扭矩的增大,钢珠沿圆锥形凹槽或弧形凹槽的斜面上升并压缩弹性元件,当主动端和被动端传动扭矩的增大到一定值时,钢珠爬出圆锥形凹槽或弧形凹槽沿被动端或主动端上的平面或导槽基本无阻力运动,主动端可以基本无阻力的转动,基本不向被动端传递扭矩直至钢珠再次落入圆锥形凹槽或弧形凹槽为止,有时主动端或被动端自身就可以是弹性元件,第二类弹力钢珠磨擦联轴器特征是弹力钢珠磨擦联轴器是主动端和被动端都是通过钢珠与弹性元件接触传力,主动端通过钢珠驱动弹性元件运动,弹性元件通过钢珠驱动被动端运动,弹性元件上与钢珠接触的地方应有限位,当弹性元件是蝶簧时,蝶簧上可以用小于钢珠直径的圆孔或其它形状的孔/槽对钢珠限位,主动端和被动端上分别都有凹槽或其它方法对钢珠限位。
5.根据权利要求1所说的摆杆、摆臂增力机构,其特征是:摆杆、摆臂增力机构在电机输出端拔动摆杆摆动,摆杆、摆臂都固定在摆轴上,摆杆驱动摆轴转动,摆轴驱动摆臂转动,摆轴的转动心轴轴线为P,P与摆臂平面交与P1点,P与摆杆平面交与P2点,摆臂平面和摆杆平面分别垂直于P,P1与P2两点可以重合也可以不重合,摆轴通过轴承或滑动轴承或其它方法固定在大底板上;摆臂一端与连杆铰接,铰接点为S,摆臂另一端固定在摆轴上随摆轴一摆动,连杆另一端与大曲拐铰接,铰接点为A;电机驱动电机输出端即曲柄转动,曲柄拔动摆杆摆动,摆杆驱动摆轴转动,摆轴驱动摆臂摆动,摆臂通过连杆驱动大曲拐摆动,大曲拐驱动六连杆机构运动,完成电动车辆减速器的制动与缓解。调整曲柄、摆杆、摆臂的长度以及摆杆与摆臂之间的夹角,可以使电动车辆减速器处在制动位时,A、S、P1三点成一条直线或基本成一条直线就可以阻断车辆和减速器的重力向电机轴传递,这样可以改善电机轴受力以解决电机的扫膛问题;调整曲柄、摆杆、摆臂的长度以及摆杆与摆臂之间的夹角,摆杆、摆臂增力机构可以使电机输出端从缓解位到制动位的转动角度趋近于360°;摆杆、摆臂增力机构可以在曲柄与摆杆之间自也可以在S点自锁,在S点自锁时可以在S点下方加限位块,限位块可以是弹性限位块以对系统进行缓冲。
6.根据权利要求1所说的磨擦力联接联轴器,其特征是:靠磨擦材料的磨擦力联接联轴器主动端与被动端的各种联轴器。
7.一种电动车辆减速器,它是由电机直接或间接带动电机输出端,电机输出端通过各种机构和/或各种减速装置和/或联轴器带动六连杆机构,再由六连杆机构带动制动钳、制动轨运动,完成电动车辆减速器的制动和缓解;其中两个小曲拐与后拉杆和一个小曲拐、一个大曲拐与前拉杆组成的六连杆机构(如图1和图2所示),本文所述的六连杆机构的本质就是两个前后串联的双摇杆式四连杆机构,这两个双摇杆机构通过前拉杆和后拉杆的铰接实现串联运动;六连杆机构在运动过程中前拉杆和后拉杆始终成一条直线,小曲拐和大曲拐的摆动角度始终一致,小曲拐和小支座的铰点与大曲拐和大底板的铰点在一条平线上,但六连杆机构的这种运动规律和结构也可以变化。电机直接或间接驱动电机输出端转动,电机输出端通过各种机构或各种机构的组合向大曲拐传力,然后大曲拐带动前/后拉杆,前/后拉杆带动小曲拐,小曲拐和大曲拐共同带动制动钳、制动轨运动,完成电动车辆减速器的制动和缓解,其中制动钳的尾部压在支撑在小曲拐和大曲拐顶端的滚轮上,制动钳的头部与钢轨承座铰接,钢轨承座吊在基本轨上,当车辆进入处于制动位的电动车辆减速器时,由于制动轨的开口小于车轮厚度,制动轨被推开并带动制动钳以滚轮为支点向上摆动,带动钢轨承座向上运动,钢轨承座带动基本轨向上运动,其特征是:电机可以直接带动电机输出端转动,电机也可以各种减速装置和/或联轴器和/或各种缓冲装置带动电机输出端转动,电机输出端通过各种机构和/或各种减速装置和/或各种联轴器和/或各种缓冲装置带动六连杆机构运动。
8.根据权利要求7所说的电动车辆减速器,其特征是:电机通过可调心拨杆式联轴器驱动磨擦联轴器或弹力钢珠磨擦联轴器带动电机输出端转动,电机输出端通过星形五连杆机构或异心星形五连杆机构或摆杆、摆臂增力机构驱动大曲拐摆动。
9.根据权利要求7所说的电动车辆减速器,其特征是:电机通过联轴器驱动磨擦联轴器或弹力钢珠磨擦联轴器带动电机输出端转动,电机输出端通过星形五连杆机构或异心星形五连杆机构或摆杆、摆臂增力机构驱动大曲拐摆动。
10.一种浮动式停车器或用于铁路到发场的浮动式到发线防溜器或用于铁路道岔转换设备电动转辙机,其特征是:采用了权利1-9所述的方法或方案。

说明书全文

电动车辆减速器

所属技术领域

:本发明涉及到一种用于驼峰编组场的调速设备,特别是涉及到一种用于铁路驼峰调速设备的六连杆机构浮动式电动车辆减速器,本发明如果用于铁路驼峰编组场的尾部,该设备又叫停车器,用于铁路到发线防溜,该设备又叫到发线防溜器,本发明也可用于铁路道岔转换设备,即电动转辙机。

技术背景:铁路驼峰调速器设备中原来使用的电动车辆减速器存在四大问题:一是电机断轴问题;二是因电机的扫膛问题引起的车辆减速器不缓解问题;三是电机的输出端对大曲拐之间的传动比小以及传动比分部曲线分布不合理引起车辆减速器的不缓解问题,四是电机电流大的问题。这四大问题尤其是前两个问题严重影响了电动车辆减速器的进一步发展。

发明内容

:本发明所述的电动车辆减速器是由电机直接或间接带动电机输出端,电机输出端通过各种机构和/或各种减速装置和/或各种联轴器和/或各种缓冲装置带动六连杆机构,这里的各种机构包括各种增机构,再由六连杆机构带动制动钳、制动轨运动,完成电动车辆减速器的制动和缓解;其中两个小曲拐与后拉杆和一个小曲拐、一个大曲拐与前拉杆组成的六连杆机构,本文所述的六连杆机构的本质就是两个前后串联的双摇杆式四连杆机构,这两个双摇杆机构通过前拉杆和后拉杆的铰接实现串联运动;六连杆机构在运动过程中前拉杆和后拉杆始终成一条直线,小曲拐和大曲拐的摆动度基本一致,小曲拐和小支座的铰点与大曲拐和大底板的铰点在一条平线上,但六连杆机构的这种运动规律和结构也可以根据需要变化。电机直接或间接驱动电机输出端转动,电机输出端通过各种机构或各种机构的组合向大曲拐传力,然后大曲拐带动前/后拉杆,前/后拉杆带动小曲拐,小曲拐和大曲拐共同带动制动钳、制动轨运动,完成电动车辆减速器的制动和缓解,其中制动钳的尾部压在支撑在小曲拐和大曲拐顶端的滚轮上,制动钳的头部与轨承座铰接,钢轨承座吊在基本轨上,当车辆进入处于制动位的电动车辆减速器时,由于制动轨的开口小于车轮厚度,制动轨被推开并带动制动钳以滚轮为支点向上摆动,带动钢轨承座向上运动,钢轨承座带动基本轨向上运动,所以本发明所述的电动车辆减速器也可以是浮动式电动车辆减速器,如果用于铁路驼峰编组场的尾部,该设备也可以称作浮动式停车器,用于铁路到发线防溜,该设备又叫浮动式到发线防溜器,本发明用于铁路道岔转换设备时,将车辆减速器的执行部分,换成道岔转换设备的执行部分,即是一种新的电动转辙机。
本发明为解决电动车辆减速器所存在的四大问题提供了一种方法,该方法是:在电机输出端与大曲拐之间和/或在电机输出端与电机之间采用各种增力机构以提高电机输出端或电机对大曲拐之间的传动比以及改善电机输出端或电机对大曲拐之间传动比分布曲线不合理问题、增加电机从缓解位到制动位的转动角度、在系统中的某一个部位或多个部位采用缓冲设计、在系统的传力过程中采用非刚性传力的方法、在传动系统中加入支撑装置使系统传给电机轴方向的力除扭矩以外尽量通过支撑装置直接或间接传给机架、在传动系统中加入减速装置、减少系统中运动部件的质量和速度、减小转动部件的半径、减小运动部件的惯量或惯性矩、提高电机磁路的导磁能力和/或提高电机导电层的导电能力、对外转子电机要让电机转子的两端得到支撑和/或让定子的两端支撑,下面将该方法分八个方面进一步说明:该方法一是:在电机输出端与大曲拐之间和/或在电机输出端与电机之间采用各种增力机构以提高电机输出端或电机对大曲拐之间的传动比以及改善电机输出端或电机对大曲拐之间传动比分布曲线不合理问题、增加电机从缓解位到制动位的转动角度,本文所说的增力机构可以是四杆机构或四杆机构与其它机构组合,本文所说的其它机构组合包括多连杆机构和多连杆机构组合,四杆机构与其它机构组合也可以是曲柄摇杆机构与单连杆/多连杆机构组合或双摇杆机构与单连杆/多连杆机构组合或曲柄导杆机构与单连/多连杆机构杆组合或曲柄导杆机构与其它机构组合等等,本文所说的增力机构也可以是曲柄连杆机构与单连杆组合或曲柄连杆机构与其它机构的组合,如摆杆、摆臂增力机构就是曲柄连杆机构与二连杆机构的组合,其中曲柄连杆机构中的连杆与二连杆机构中的一个连杆刚性联接,二连杆机构中的这个连杆可以是刚性元件也可以是弹性元件,如可以是钢板弹簧,本文所说的增力机构也可以是行星轮系机构或差动轮系机构,本文所说的增力机构也可以是行星轮系机构与其它机构组合或差动轮系机构与其它机构组合,本文所说的增力机构也可以是可调心拨杆式联轴器,本文所说的增力机构也可以是其它各种能增加电机输出端从缓解位到制动位的转动角度的己知机构/已知机构的组合或多连杆机构和多连杆机构组合;这些增力机构能增加电机输出端从缓解位到制动位的转动角度,改善电机输出端对大曲拐之间的传动比分部曲线分布不合理的问题,使系统在制动轨开始接触车轮两侧以后的行程中传动比尽量大,这样既提高了电动车辆减速器的制动能力,尤其是提高了电动车辆减速器在二次制动时的制动能力,也提高了电动车辆减速器的缓解能力,解决了电动车辆减速器的不缓解问题,同时由于二次制动能力和缓解能力的提高,电动车辆减速器的电机的输出扭矩可以适当降低,也即可以降低电机的电流。
本文所说的异心星形五连杆机构和星形五连杆机构是本文所说的曲柄摇杆机构与单连杆组合的两种具体形式,当然也是本文所说的增力机构的两种具体形式,异心星形五连杆机构和星形五连杆机构中的单连杆一端与大曲拐铰接,另一端与曲柄摇杆机构中的摇杆铰接,曲柄摇杆机构中的摇杆与单连杆铰接的位置可以根据需要变化。
该方法二是:在系统中的某一个部位或多个部位采用缓冲设计,本方法所述的在系统中某一部位或多个部位采用缓冲设计,是指让系统中的某些部件/杆件在制动和/或缓解过程中的末端部分行程中在弹性元件或摩擦元件的作用下完成,使系统在制动和/或缓解过程的末端在弹性力或摩擦力作用下减速、尤其是让电机的转子减速以减少转子的冲击动能,从而减少转子对系统的冲击;在系统中的某一个部位或多个部位采用缓冲设计也可以是让系统中的一个或多个杆件/部件采用弹性材料制作,如起始连杆可以用钢板弹簧做成;在系统中的某一个部位或多个部位采用缓冲设计也可以是在曲柄摇杆机构中或曲柄连杆机构中,使曲柄/摇杆或曲柄/连杆在行程未端打击弹性元件,也可以是让系统中的一个或多个杆件/部件在行程未端打击弹性元件;在系统中的某一个部位或多个部位采用缓冲设计也可以是在系统的动轴上加上弹性装置或磨擦装置,也可以是在系统中的某些部件/杆件上加上弹性装置或磨擦装置,这几种缓冲方法,都可以吸收系统的冲击动能,尤其是吸收电机转子在制动和缓解过程中所产生的冲击动能,减少了转子对系统冲击,主要是对电机轴的冲击,解决了电机的断轴问题;在动轴上加磨擦装置也是缓冲设计的一个方案;本文所说的动轴是指系统中力的传递需通过这些轴的转动才能传递,若将这些轴中的一个轴固定,则系统中的力无法传递,这种轴就叫动轴,本文中的电机轴、电机输出端的心轴都是动轴的一种;本文所说的在动轴上加磨擦装置就是让磨擦装置通过超越离合器棘轮机构作用在动轴上,磨擦装置可以由调力螺杆、摩擦钳、弹性元件、调力螺母组成的磨擦装置通过中间盘作用于动轴上,中间盘可以看作是磨擦装置的一个部件,中间盘也可以看作是联接动轴与磨擦装置的一个中间部件,中间盘与动轴通过棘轮机构产生相互作用,磨擦装置中的两个圆弧形摩擦钳的固定端通过铰销直接或间接固定在机架上,两个圆弧形摩擦钳的自由端开口在调力螺杆、调力螺母、弹性元件作用下收紧抱在中间盘的外圆上,中间盘通过棘轮机构与动轴联接,通过调整调力螺母在调力螺杆上的位置改变弹性元件的变形量,以调整摩擦钳对中间盘的抱紧力的大小,当车辆减速器在制动过程中,中间盘在棘轮机构作用下不随动轴转动,磨擦装置对动轴的整个转动过程不起作用,当车辆减速器在缓解过程中,中间盘在棘轮机构作用下随动轴的整个转动过程或随动轴的末尾部分的转动过程一起转动,动轴的整个转动过程或末尾部分转动过程通过中间盘在磨擦装置的磨擦力作用下转动,使动轴减速,从而降低电机转子的转速,以降低转子对电机轴的冲击,这样不仅能解决电机的断轴问题,还可以提高系统各个部件的寿命,并能节约材料降低成本,在动轴上也可以加弹力钢珠磨擦联轴器,让弹力钢珠磨擦联轴器作用在中间盘上,中间盘通过棘轮机构作用在动轴上,弹力钢珠磨擦联轴器对动轴的作用原理与磨擦装置对动轴的作用原理一样;动轴也可以通过弹力钢珠磨擦联轴器向系统传力,系统中的某些部件/杆件是指从电机到制动轨之间完成动力传递的所有部件/杆件中的一个部件/杆件或多个部件/杆件。
该方法三是:在系统的传力过程中采用非刚性传力的方法,如在力的传递过程中加入缓冲装置,使系统通过缓冲装置传递动力,缓冲装置可以是各种挠性联轴器,缓冲装置也可以是各种靠磨擦力传递扭矩的磨擦联轴器,缓冲装置也可以是各种弹性缓冲装置,弹性缓冲装置包括各种用弹性元件吸能的各种已知挠性联轴器挠包括各种弹性联轴器,缓冲装置也可以是各种具有过载保护作用的联轴器,如弹力钢珠磨擦联轴器、电流变液联轴器、磁流变液联轴器、永磁联轴器、电磁联轴器、以及液力藕合器、可调心拨杆式联轴器等等,缓冲装置也可以是各种形式的离合器,缓冲装詈也可以是各种形式刚性联轴器与前述各种挠性联轴器和/或前述各种有过载保护作用的联轴器的组合或多重组合,如用十字沟槽联轴器前述各种联轴器的组合,有了过载保护作用的联轴器以及离合器,各种旋转电机都可以用于车辆减速器;在系统的传力过程中采用非刚性传力的方法,除在传动系统中加入缓冲装置外,还可以采用其它方法使系统完成力的非刚性传递,如用摩擦力来限制行星齿轮减速器(包括各种齿差行星齿轮减速器,如一齿差行星齿轮减速器)的一个自由度转动包括用弹力钢珠磨擦联轴器中钢珠来限制行星齿轮减速器的一个自由度转动的方法也是本文所说的非刚性传力的一种形式,包括用弹力钢珠磨擦联轴器中钢珠来限制行星齿轮减速器的一个自由度转动的方法也是本文所说的非刚性传力的一种形式,当行星齿轮减速器输出动力的那个自由度受到的阻力太大不能转动时,该自由度在摩擦力作用下转动,这种靠摩擦力来限制行星齿轮减速器的一个自由度转动的方法也是本文所说的非刚性传力的一种形式。
本文所说的力的传递过程是指完成力的传递所需的所有零部件的总和组成的有机系统;本文所说的在力的传递过程中加入缓冲装置,可以是在系统的各个所需部位加入所需的各种缓冲装置,本文所说的所有缓冲装置、所有减速装置、所有增力机构都可以根据需要加在电机与电机输出端之间和/或电机输出端与大曲拐之间。
本文所说的磨擦联轴器可以是靠磨擦材料的磨擦力联接联轴器主动端与被动端的各种联轴器,也可以是各种靠钢珠联接联轴器主动端与被动端的各种弹力钢珠磨擦联轴器。
本文所说的弹力钢珠磨擦联轴器特征是:该种联轴器是在弹性力作用下的钢珠并靠钢珠的传力来联接联轴器主动端与被动端,第一类弹力钢珠磨擦联轴器特征是联轴器主动端/被动端的传力面上加工有一个或多个圆锥形凹槽或弧形凹槽或其它形状凹槽,这些凹槽以相同的旋转半径均布/分组分布或以多个不同的旋转半径分别均布/分组分布或这些凹槽以一定的规律分布在主动端或被动端的圆面上,钢珠在弹性元件的作用下处在圆锥形凹槽或弧形凹槽或其它形状凹槽中,钢珠的另一侧在被动端或主动端上也有限位,钢珠处在主动端和被动端相邻的平面或圆面之间,主动端和被动端相邻的平面或圆面之间的间隙小于钢珠的直径,主动端通过钢珠驱动被动端转动,随着传动扭矩的增大,钢珠沿圆锥形凹槽或弧形凹槽或其它形状凹槽的斜面上升并压缩弹性元件,当主动端和被动端传动扭矩的增大到一定值时,钢珠爬出圆锥形凹槽或弧形凹槽或其它形状凹槽沿被动端或主动端上的平面或锥面或导槽或其它有一定规律的曲面基本无阻力运动,主动端可以基本无阻力的转动,基本不向被动端传递扭矩直至钢珠再次落入圆锥形凹槽或弧形凹槽或其它形状凹槽为止,有时主动端或被动端自身就可以是弹性元件,第二类弹力钢珠磨擦联轴器特征是:弹力钢珠磨擦联轴器是主动端和被动端都是通过钢珠与弹性元件接触传力,弹性元件上与钢珠接触的地方应有限位,当弹性元件是蝶簧时,蝶簧上可以用小于钢珠直径的圆孔或其它形状的孔/槽对钢珠限位,主动端和被动端上分别都有凹槽或其它方法对钢珠限位,这里所说的限位是相对的,能对钢珠运动产生一定的阻力,这里所说的弧形凹槽是指形状有一定规律的各种凹槽,主动端通过钢珠驱动弹性元件转动,弹性元件通过钢珠驱动被动端转动,随着传动扭矩的增大,钢珠沿圆锥形凹槽或弧形凹槽或其它形状凹槽的斜面上升并压缩弹性元件,当主动端和被动端传递的扭矩增大到一定值时,钢珠爬出圆锥形凹槽或弧形凹槽或其它形状凹槽沿被动端或主动端上的平面或导槽基本无阻力运动,主动端可以基本无阻力的转动,基本不向被动端传递扭矩直至钢珠再次落入圆锥形凹槽或弧形凹槽或其它形状凹槽为止,其它形式的靠弹性力作用下的钢珠联接联轴器主动端与被动端并靠弹性力作用下的钢珠实现主动端与被动端传力的联轴器本文都叫做第三类弹力钢珠磨擦联轴器。
当电机的转子与电机轴之问靠摩擦力传递扭矩时,转子、电机轴以及联系转子和电机轴的磨擦元件组成了一种特殊的磨擦联轴器,这也是本文所说的靠磨擦力传递扭矩的磨擦联轴器一种特殊形式。
本文所说的非刚性传力是指在系统中采用一些装置或机构或方法使系统中用于制动的零/部件或其它零/部件在突然停止运动或因系统自使系统的某些部件突然停止运动时,系统中的电机仍能转动/转动一定的角度或系统中的其它部件仍能运动/运动一定的位移。
本文所说的具有过载保护作用的联轴器是指该种联轴器的被动端在被堵转或受到的阻力突然增大到大于联轴器的额定值时,主动端仍能转动或仍能转动一定的角度;本文所说的联轴器包括所有的离合器,本文认为离合器也是联轴器的一种。
本文所说的机架就是设备通过它与大地或轨枕相联接固定的部件,如本文所说的大底板就是直接固定在轨枕上的机架。
该方法四是:在传动系统中加入支撑装置使系统传给电机轴方向的力除扭矩以外尽量通过支撑装置直接或间接传给机架再通过机架传给轨枕或大地使电机轴不受力以解决电机的扫膛问题,当支撑装置就是机架的一部分时,支撑装置就是机架;支撑装置的本质就是对系统中的动轴或销轴进行支撑的铰座,所以对系统中的动轴或销轴进行支撑的铰座就是本文所说的支撑装置,在大曲拐与电机输出端之间的传动过程中加入一个或多个铰座,使铰座直接或间接固定在机架上,在制动位时车辆减速器对车辆制动力的反作用力及车辆和车辆减速器的重力在向电机轴方向传递的过程中使力的作用线通过上述铰座中心或尽量接近铰座中心,也可以使这些力在传递的过程中依次经过一个或二个或多个铰座中心,或者让这些力的作用线尽量接近这些铰座中心,使车辆减速器对车辆制动力的反作用力及车辆和车辆减速器的重力在传递的过程中通过机架传给轨枕或大地而不向电机轴传递,这样车辆减速器在对车辆制动时,不仅可以阻断车辆减速器对车辆制动力的反作用力以及车辆和车辆减速器的重力向电机轴传递,还可以解决电机的断轴问题和电机的扫膛问题也即车辆减速器的不缓解问题,同时也提高了电机的缓解能力,因为系统也即车辆减速器在自锁状态下电机只有克服了车辆和减速器重力的情况下才能缓解,而这些力在传递的过程中的力作用臂等于零或趋近于零,所以这些力所产生的阻力矩也等于零或趋近于零,所以电机克服这些阻力所需的力矩很小。
本文所说的支撑装置中心就是指这些支撑装置所支撑的销轴或动轴的旋转中心。
该方法五是:在传动系统中加入减速装置,本文所说的减速装置可以是各种减速器,如圆柱齿轮减速器、圆锥及圆锥与圆柱齿轮减速器、行星齿轮减速器包括齿差行星齿轮减速器、谐波齿轮减速器、蜗杆及齿轮与蜗杆减速器、摆线针轮减速器或其它各种已知减速器,本文所说的减速装置也可以是各种减速器的组合,本文所说的减速装置也可以是根据需要分别分布在传动系统中各个位置上,包括分布在电机与电机输出端之间和/或电机输出端与大曲拐之间,本文所说的减速装置也可以是各种减速机构或各种减速机构的组合或各种减速机构和各种己知减速器的组合,本文所说的减速装置也可以是各种能提高缓解能力或能提高二次制动能力的各种增力机构,本文所说的减速装置也可以是各种能提高缓解能力或能提高二次制动能力的各种已知机构或各种已知机构的组合,在传动系统中加入减速装置和各种具有过载保护作用的各种联轴器后车辆减速器的电机可以根据情况使用效率高的二极电机或四极电机或六极电机或八极电机或十二极电机等等,也可以根据情况使用各种力矩电机或各种能将电能转化成机械能的各种装置,也可以根据情况使用各种外转子电机或各种内转子电机,有了减速装置后在满足系统所需扭矩的情况下可以减小电机的功率,即可以减小电机的电流。
本文所说的各种能提高缓解能力或能提高二次制动能力的各种增力机构就是指这种机构或机构的组合能在车辆减速器的缓解初期阶段提高电机输出端与大曲拐之间的传动比或者在制动过程中当制动轨开始接触车轮两侧以后的行程中能提高电机输出端与大曲拐之间的传动比。
该方法六是减少系统中运动部件的质量和速度以减小运动部件的惯量和动能、减小转动部件的半径以减小运动部件的惯性矩达到减小对系统的冲击,提高电机磁路的导磁能力和/或提高电机导电层的导电能力以提高电机效率达到减小电机电流的目的,如将旋转的电机转子由圆周运动改为直线运动,即采用直线电机或电动推杆达到减小系统中运动部件的质量和速度以降低对系统的冲击,也可以将外转子电机改为内转子电机以减小转动部件的半径达到减小运动部件的惯性矩以降低对系统的冲击,如用机壳导磁电机以减小电机转子的转动半径达到减小电机转子的转动惯量,提高电机磁路的导磁能力和电机导电层的导电能力以提高电机效率减小电机电流。
本文所说的机壳导磁电机的特征是:导电层直接或问接固定在机壳内表面上,机壳作为电机磁路的一部分或在机壳与导电层之间加一层导磁层,当机壳与导电层之间加有一层导磁层时机壳可以是导磁材料也可以不是导磁材料,机壳导磁电机的励磁线圈及导磁铁芯固定在转子上,定子固定在机壳上,定子上可以有感应线圈,定子上也可以用励磁线圈,当定上用的感应线圈是一层导电体时,本文将这一层导电体叫做导电层,导电层就是一种由无数线圈组成的感应线圈,导电层直接固定在铁芯的内表面上,导电层可以是所有的导电材料,如导电材料可以是或铜合金、银合金、铝合金或各种超导体等等,当定子不用铁芯时,导电层直接固定在机壳的内表面上,这时的机壳就是定子的导磁体,即机壳就是电机磁路的一部分,机壳的材料可以是高钢或铸铁也可以是低碳钢或高导磁材料,其中高导磁材料可以是钢或矽钢等等,低碳钢可以是A3钢或20号钢或15号钢或10号钢等等所有已知的低碳钢,低碳钢也叫以是所有的低碳铸钢如35#铸钢等,如果定子不用铁芯时,为了提高定子的导磁能力,可以在导电层与机壳之间加入一层或多层高导磁材料层,高导磁材料层是由整张硅钢板/矽钢板组成的圆筒状导磁层,高导磁材料层也可以是由整张其它高导磁材料组成的圆筒状导磁层,高导磁材料层也可是圆筒状低碳钢,当导电层与机壳之间加入一层或多层高导磁材料层时,机壳可以用导磁材料也可以不用导磁材料,当导电层与机壳之间加入一层或多层高导磁材料层时,这个导磁层实质就是机壳的组成部分,转子与电机轴之间可以刚性联接在一起也可以非刚性联接在一起,本文所说的转子与电机轴之间非刚性联接在一起就是指转子与电机轴之间通过磨擦联轴器包括弹力钢珠磨擦联轴器或本文所说的其它缓冲装置非刚性地联接在一起,当转子与电机轴之间靠磨擦联轴器联系在一起时,磨擦联轴器通过花键或其它联接方式与电机轴联接,转子通过磨擦联轴器带动电机轴转动,磨擦联轴器的主动端可直接或问接由转子代替,当转子与电机轴之间传递的扭矩大于设定值时,转子与电机轴之间产生相对转动起到缓冲作用以解决电机的断轴问题。
本文所说的铁芯是指用溥硅钢片板或溥矽钢片板层层叠压在一起用于导磁的中空圆柱体,在圆柱体的内侧或外侧可加工或不加工用于绕线圈的齿槽,如在铁芯的表面用的是导电层而不是线圈,则铁芯上不用加工用于绕线圈的齿槽。
该方法七是提高电机磁路的导磁能力和/或提高电机导电层的导电能力以提高电机效率减小电机电流,如采用机壳导磁电机作车辆减速器的动力,就是要提高电机磁路的导磁能力、提高电机导电层的导电能力,以提高电机效率达到减小电机的电流。
该方法八是:对外转子电机,要让电机转子的两端得到支撑和/或让定子的两端支撑在电机轴上,以保证电机的气隙不易改变,使电机不易扫膛,解决车辆减速器的不缓解问题,要让电机转子两端得到支撑可以让电机转子的一端支撑在电机轴上,另一端通过滚针轴承或其它方法支撑在机壳上,让定子的两端通过轴承或直接支撑在电机轴上。
将上述方法的八个方面全部使用或单独使用或任意组合使用可以全部或部分解决电动车辆减速器存在的四大问题,其中方法一、方法五和方法七可以减小电机的功率,也即可以减小电机的电流,同时可以提高了电机的缓解能力和制动能力。
本文所说的电机轴是指支承着电机转子并向系统输出电机力矩的轴。
本文所说的电机输出端是指电机向外输出动力的元件,它可以是皮带轮、齿轮、法兰链轮凸轮、曲柄、拨叉、拨杆或其它能向外输出动力的元件等,电机输出端可以直接固定在电机轴上,也可以间接与电机轴联接;当电机输出端间接与电机轴联接时,本文所说的绕电机轴转动是指绕电机输出端转动,本文所说的绕电机轴转动的角度是指绕电机输出端转动的角度;本文所说的曲柄就是电机输出端的一种形式,当曲柄直接固定在电机轴上时,曲柄是绕电机轴转动的杆件,该杆件即曲柄一端固定在电机轴上与电机轴一起转动,另一端与其它杆件或零部件联接向外输出动力。
电机输出端有时是构成减速装置或缓冲装置或联轴器的一部分,这时的减速装置或缓冲装置或联轴器本文认为是处在电机输出端与大曲拐之间。
本文所说的电机输出端间接与电机轴联接,就是指电机轴通过各种减速装置或各种缓冲装置或各种联轴器或其它各种装置与电机输出端联接,本文所说的各种形式的联轴器还包括各种形式的磨擦联轴器和各种形式的挠性联轴器以及各种形式的离合器(本文认为离合器就是联轴器的一种形式),还包括各种形式的弹力钢珠磨擦联轴器、各种形式的电流变液联轴器、各种形式的磁流变液联轴器、各种形式的永磁联轴器、各种形式的电磁联轴器以及各种形式的刚性联轴器和可调心拨杆式联轴器以及其它各种已知形式的联轴器等等;本文所说的各种形式的减速装置可以是圆柱齿轮减速器、圆锥及圆锥与圆柱齿轮减速器、行星齿轮减速、谐波齿轮减速器、蜗杆及齿轮与蜗杆减速器、摆线针轮减速器和其它各种已知形式的减速器或减速机构或增力机构等等;这里所说的各种形式的缓冲装置就是本文所说的各种形式的缓冲装置以及其各种各种已知形式的缓冲装置。
可调心拨杆式联轴器的特征是能完成主动端与被动端的传力和调心,且能使被动端的运动滞后主动端一定的角度,当拨杆数等于1或拨杆数大于1但不以其旋转中心对称分布时,可调心拨杆式联轴器在输出动力时主动端给被动端的合力不为零,当拨杆数大于1且以其旋转中心对称分布或分组对称分布时,可调心拨杆式联轴器在输出动力时主动端给被动端的合力为零,也即被动端给电机输出端的所有力的合力为零,也即外界对电机轴的作用力其本只有扭矩作用,使电机不易扫膛,解决电动车辆减速器因电机扫膛引起的不缓解问题,主动端与被动端在传力接触时可采用弹性接触和非弹性接触两种,当可调心拨杆式联轴器是单拔杆时被动端运动滞后的角度在0到360度之间,当可调心拨杆式联轴器是双拔杆时被动端运动滞后的角度在0到180度之间,当可调心拨杆式联轴器是n个拔杆时被动端运动滞后的角度在0到360/n度之间,可调心拨杆式联轴器能使与主动端相联的物体如电机在无负荷的情况下起动一定角度并使电机的转子存贮动能,提高与主动端相联物体(如电机)的动力性,其结构形式在完成传力和调心功能的前提条件下可以千变万化,此种可调心拨杆式联轴器用在铁路驼峰调速设备中,由于具有贮能作用可以提高调速设备的缓解能力和制动能力,尤其是能提高调速设备的缓解能力。可调心拨杆式联轴器除用于铁路产品外还可以用于其它工业领域。
本文所说的可调心拨杆式联轴器主动端的拔杆可以有多种形式,主动端的拔杆可以有一个也可以有多个;如主动端拔杆可以以凸轮的形式驱动被动端运动,主动端的拔杆也可以以圆柱杆的形式拔动被动端运动,主动端的拔杆也可以以曲柄的形式驱动被动端运动,曲柄形式可以千变万化,可以是已知机构中任何一种曲柄形式;可调心拨杆式联轴器主动端与被动端的形式可互换。
本文所说的电动车辆减速器因电机扫膛引起的不缓解就是说由于电机的转子与定子因受外力而相互接触产生磨擦,使电机的输出扭矩降低,满足不了系统缓解所需动力,使系统即电动车辆减速器无法缓解。
本文所说的系统是指组成电动车辆减速器或者是指组成停车器或者是指组成到发线防溜器或者是指组成电动转辙机的所有零部件总和,这些零部件是按照一定规律组合在一起形成一个有机的系统。
本文所说的电动车辆减速器或者停车器或者到发线防溜器可以对车辆的两侧车轮都产生作用,如去掉一侧车轮的执行机构就可以只对车辆的单侧车轮产生作用。
本文所说的电动车辆减速器或车辆减速器除用作驼峰编组场的一、二、三、四部位的调速设备外,还可用于铁路其它部位的调速设备,如驼峰编组尾部的停车器、到发线的防溜器等等。
多连杆机构可以是单连杆、二连杆机构、三连杆机构、四连杆机构、四连杆以上机构,多连杆机构有时也可以是零连杆,即多连杆机构不存在。
在设计增力机构时,设计两个铰接在一起的连杆,我们分别叫做前连杆和后连杆,他们的共同铰接点为C点,前连杆的另一个铰点与大曲拐铰接,铰接点为A点,后连杆通过铰座铰接在大底板上,铰接点为B点,大底板固定在轨枕上,B点处的铰座就是根据方法四的发明原理设计的,这个铰座就是本文所说的支撑装置;当车辆减速器处于制动位时,设计A、B、C三点成一条直线或基本成一条直线,使车辆减速器对车辆制动力的反作用力及车辆和车辆减速器的重力通过大曲拐上的A点由大底板传给轨枕而不向电机轴方向传递,增力机构中与曲柄(或其它形式的电机输出端)铰接的那个连杆称为起始连杆,如果起始连杆与后连杆铰接,曲柄、起始连杆、后连杆与机架组成了一个曲柄摇杆机构,所以起始连杆与曲柄和后连杆的组合是根据方法一的发明原理设计的,前连杆也就是本文所说的单连杆,单连杆与曲柄摇杆机构组成了本文所说的增力机构,当被制动车辆通过处于制动位的车辆减速器时,车辆重力通过系统传给增力机构的力通过前/后连杆传给固定在大底板上的铰点B,最后通过大底板传给轨枕,使系统不再向电机输出端传力,也使电机轴不再受力,从而解决因电机轴受到垂直于电机轴方向的径向力而引起的电机扫膛问题,也就解决了因电机扫膛引起的电动车辆减速不缓解问题;其它连杆的设计及前/后连杆的长短应满足电机输出端的转动角度尽量大以及增力机构在制动时电机输出端与曲拐的传动比在后半程尽量大一些的发明思想。
起始连杆的一端与曲柄铰接,另一端与其它连杆的铰接点本文称作W点。当起始连杆的另一端与前连杆铰接时,则W点在前连杆上;当起始连杆的另一端与后连杆铰接时,则W点在后连杆上;当起始连杆的另一端既与前连杆铰接又与后连杆铰接时,则W点与C点重合。
当W点与C点重合时,则前/后连杆和起始连杆以及曲柄组成了一个以C点为星心的星形五连杆机构,星形五连杆机构在缓解初期有两级放大作用,即在MDC(也即MDW)的处放大作用和在ACB(也即AWB)的处放大作用。星形五连杆机构使电机输出端从缓解位到制动位的转动角度达到230°左右,比起始连杆直接与大曲拐联接时电机输出端所转动的角度180°大25%左右。
这种星形五连杆机构就是本文所说的增力机构的一种形式,也是本文所说的单连杆与曲柄摇杆机构组合。
当增力机构为星形五连杆机构时,如果希望车辆减速器在C点自锁,可以在前/后连杆上分别加工两个平面,当C点向下或向上离开AB连线一小段距离后,前/后连杆上的两个平面接触,也即在制动过程的末端,当C点向下或向上刚刚离开A、B连线一小段距离后,前/后连杆上的两个平面接触,实现车辆减速器在C点自锁;也可以在C点下方加一限位,使电动车辆减速器制动到位时C点处在A、B连线的下方,被限位块限位,但C点离AB连线的距离非常小,限位块也可以是弹性元件,限位块也可以是大底板。如果希望车辆减速器在D点自锁,设计M、D、C三点在制动位时成一条线直线,在起始连杆与曲柄上分别加工两个平面,当D点向下或向上离开C、M连线一小段距离后,起始连杆与曲柄上的两个平面接触,也即在制动过程的末端,当D点向下或向上刚刚离开C、M连线一小段距离后,起始连杆与曲柄上的两个平面接触,实现车辆减速器在D点自锁。本文所说的向下或向上自锁由转轴的旋转方向确定,为了利用重力的自锁作用一般选用向下自锁。
电动车辆减速器可以有多个自锁点,如当增力机构为星形五连杆机构时,电动车辆减速器可以在C点和D点都实现自锁,也可以只在C点或D点其中一点实现自锁。
当起始连杆的一端与曲柄铰接,另一端与前连杆铰接且与前连杆的铰接点W点不与C点重合时,这种五连杆机构本文叫不定星形五连杆机构。
当起始连杆的一端与曲柄铰接,另一端与后连杆铰接且与后连杆的铰接点W点不与C点重合时,这种五连杆机构本文叫做异心星形五连杆机构,异心星形五连杆机构仍然是本文所说的单连杆与曲柄摇杆机构的组合。在异心星形五连杆机构中,根据需要,BW的长度大于等于BC的长度,也可以小于等于BC的长度,这种异心星形五连杆机构比星形五连杆机构更能使电机输出端转动角度增大,当BW的长度大于BC的长度时,这种异心星形五连杆机构能使电机输出端转动角度最大达到290°左右,比起始连杆直接与大曲拐联接时电机输出端所转动的角度大60%左右,另外在缓解初期此种异心星形五连杆机构除具有星形五连杆机构的两级放大作用外,在后连杆上由于动力力臂BW大于阻力力臂BC,所以这种BW大于BC的异心星形五连机构比星形五连杆机构多一级放大作用,且异心星形五连机构比星形五连杆机构更能改善电机输出端对大曲拐之间的传动比分部曲线分布不合理的问题,并更能使系统在制动轨开始接触车轮两侧以后的行程中传动比尽量大,这样即提高了电动车辆减速器的制动能力,尤其是提高了电动车辆减速器在二次制动时的制动能力,也提高了电动车辆减速器的缓解能力;当BW的长度小于或等于BC的长度时,这种异心星形五连杆机构可以调整电动车辆减速器的初始制动能力。
本文所说的转轴是指:当电机输出端直接固定在电机轴上时,电机轴即转轴,转轴的旋转中心即电机轴的旋转中心;当电机输出端间接与电机轴联接时,本文将电机输出端的心轴叫转轴,这时转轴的旋转中心即电机输出端的旋转中心。起始连杆与曲柄的铰接点为D点,则电机输出端的旋转中心与曲柄上向外传力的力作用线平面交于M点,曲柄上向外传力的力作用线平面垂直于或基本垂直于电机输出端的旋转中心。
为了阻断车辆减速器的制动力及车辆和车辆减速器的重力向电机轴传递、增加电机输出端从缓解位到制动位的转动角度,还可以在系统中加入摆杆、摆臂增力机构,本文所说的摆杆、摆臂增力机构是指曲柄(电机输出端)拔动摆杆摆动,摆杆、摆臂都固定在摆轴上,摆杆驱动摆轴转动,摆轴驱动摆臂转动,摆轴的转动心轴轴线为P,P与摆臂平面交与P1点,P与摆杆平面交与P2点,摆臂平面和摆杆平面分别垂直于P,P1与P2两点可以重合也可以不重合,摆轴通过轴承或滑动轴承或其它方法固定在大底板上;摆臂一端与连杆铰接,铰接点为S,摆臂另一端固定在摆轴上随摆轴一块摆动,连杆另一端与大曲拐铰接,铰接点为A;电机驱动电机输出端即曲柄转动,曲柄拔动摆杆摆动,摆杆驱动摆轴转动,摆轴驱动摆臂摆动,摆臂通过连杆驱动大曲拐摆动,大曲拐驱动六连杆机构运动,完成电动车辆减速器的制动与缓解。调整曲柄、摆杆、摆臂的长度以及摆杆与摆臂之间的夹角,可以使电动车辆减速器处在制动位时,A、S、P1三点成一条直线或基本成一条直线就可以阻断车辆和减速器的重力向电机轴传递,这样可以改善电机轴受力以解决电机的扫膛问题;调整曲柄、摆杆、摆臂的长度以及摆杆与摆臂之问的夹角,摆杆、摆臂增力机构可以使电机输出端从缓解位到制动位的转动角度趋近于360°。摆杆、摆臂增力机构可以在曲柄与摆杆之间自锁也可以在S点自锁,在S点自锁时可以在S点下方加限位块,限位块可以是弹性限位块以对系统进行缓冲。
根掘上述提供的解决电动车辆减速器四大问题的方法,可以在星形五连杆机构或异心星形五连杆机构或摆杆、摆臂增力机构中的所有杆件或其中某几个杆件或其中某一个杆件采用弹性杆件,也可以在所有杆件或其中某几个杆件或其中某一个杆件的行程末端加弹性元件,使这些杆件在缓解行程或制动行程的末端在弹性元件作用下减速后停止运动,使系统得到缓冲,如在后连杆或曲柄的行程末端加弹性元件,使后连杆件在缓解行程或制动行程的末端在弹性元件作用下减速后停止运动;对于摆杆、摆臂增力机构,可以在曲柄或摆杆或摆臂的行程末端加弹性元件,使曲柄或摆杆或摆臂在缓解行程或制动行程的末端在弹性元件作用下减速后停止运动;另外也可以在星形五连杆机构或异心星形五连杆机构或摆杆、摆臂增力机构的一个或多个动轴上加磨擦装置,磨擦装置通过棘轮机构与动轴联接,在制动过程中充许动轴自由转动,在缓解过程中,使动轴的整个转动过程或后部分转动过程是在磨擦装置的磨擦力作用下减速或低速转动。
本文所说的动轴是指系统中力的传递需通过这些轴的旋转才能传递,如将这些轴中的一个固定不能转动则系统的力将无法传递,系统中的销轴一旦与其相联系的杆件或部件固定后一起转动,销轴也就变成了动轴;电机轴或电机输出端的心轴就是动轴;本文所述的转轴也是动轴。
本文所述的大曲拐可以是指图1和图2中所示的大曲拐也可以是其它形式的大曲拐,电机输出端通过机构向大曲拐传力,然后再通过大曲拐向前/后拉杆、小曲拐、制动钳、制动轨传递力,完成电动车辆减速器的制动和缓解。
电动车辆减速器可以用机壳导磁电机驱动可调心拨杆式联轴器,可调心拨杆式联轴器驱动弹力钢珠磨擦联轴器/弹力钢珠磨擦联轴器与减速装置组合或磨擦联轴器/磨擦联轴器与减速装置组合驱动电机输出端转动,再通过电机输出端驱动异心星形五连杆机构/星形五连杆机构运动,再通过异心星形五连杆机构/星形五连杆机构驱动大曲拐运动完成电动车辆减速器的制动和缓解。
根据上述发明思想,可以设计出多种多样的电动车辆减速器,本文仅举以下几个电动车辆减速器的整体方案或局部方案的具体例子对上述发明思想做进一步说明。
附图说明
:图1是一种电动车辆减速器示意图,该图在电机输出端与大曲拐之间采用星形五连杆机构传力并在转轴上加有带有棘轮机构的磨擦装置。
图2是一种电动车辆减速器示意图,该图在电机输出端与大曲拐之间采用异心星形五连杆机构传力并在转轴上加有带有棘轮机构的磨擦装置。
图3就是异心星形五连杆机构的一种具体形式。
图4就是在电机与电机输出端之间依次加有可调心拨杆式联轴器和磨擦联轴器的示意图。
图5是一种电动车辆减速器示意图,该图在电机输出端与大曲拐之间加入摆杆、摆臂增力机构并在电机轴上加有带有棘轮机构的磨擦装置。
图6与图4结构基本一样,两图中的电机输出端的形式稍有区别。
图7是一种在电机输出端与大曲拐之间采用了特殊的摆杆、摆臂增力机构示意图。
图8是一种在电机轴上加有带有棘轮机构的磨擦装置示意图。
图9与图8结构基本一样,两图中的电机输出端的表现形式稍有区别。
图10所示的是一种采用直线电机或电动推杆做动力的电动车辆减速器。
图11所示的是一种电动车辆减速器的动力部分示意图。
图12所示的是一种机壳导磁电机示意图。
图13所示的是一种弹力钢珠磨擦联轴器的局部特征图。
图14所示的是一种弹力钢珠磨擦联轴器的局部特征图。
图15所示的是一种弹力钢珠磨擦联轴器的局部特征图。
图16所示的是一种在电机与电机输出端之间依次加有可调心拨杆式联轴器和磨擦联轴器的动力部分示意图。
图17所示的是一种在电机与电机输出端之间依次加有齿轮减速器和磨擦联轴器的动力部分示意图。
图18所示的是一种在电机与电机输出端之间依次加有齿轮减速器和弹力钢珠磨擦联轴器的动力部分示意图。

具体实施方式

:如图1、图2、图5、图7和图10所示,图中轨动轨1、制动钳2、钢轨承座3、小曲拐4、小支座5、基本轨6、前拉杆8、后拉干7、大底板9、大曲拐10、滚轮23。当电机输出端正转或反转时,通过星形五连杆机构或异心星形五连杆机构或摆杆、摆臂增力机构或其它增力机构驱动大曲拐10正转或反转,大曲拐10铰接在大底板9上,大曲拐10通过前拉杆8和后拉杆7带动小曲拐4正转或反转,大曲拐和小曲拐分别通过其顶端的滚轮23推动制动钳2升起或降下,制动钳2带动固定在其上的制动轨1运动,完成电动车辆减速的制动和缓解,其中3个小曲拐4、一个前拉杆8、一个后拉杆7、一个大曲拐10组成六连杆机构;小曲拐铰接在小支座5上,小支座5直接或间接固定在轨枕上,大曲拐铰接在大底板上,大底板直接或间接固定在轨枕上,4个滚轮23分别用销轴销在3小曲拐和1个大曲拐的顶端,以减小制动钳与小曲拐和大曲拐之间的磨擦力。
各图中Z方向为制动方向,H方向为缓解方向,当转轴20是电机轴时,转轴20就是电机轴,当转轴20不是电机轴时,转轴20是由电机轴通过各种联轴器(包括各种离合器)或各种减速器或各种联轴器与各种减速器的组合驱动下转动,电机固定在大底板上或通过其它方式固定在轨枕上,电机可以是各种能将电能转化为机械能的设备或装置。
图1所示的是一种在电机输出端与大曲拐之间采用星形五连杆机构传力并在电机轴上加有带有棘轮机构的磨擦装置电动车辆减速器示意图,前连杆11、后连杆12、起始连杆13、曲柄14、调力螺杆15、中间盘16、摩擦钳17、弹性元件18、调力螺母19、转轴20、固定座21、限位块22。曲柄14固定在转轴20上;当曲柄直接固定在电机轴上时,本文所述的转轴20就是电机轴,如果曲柄不直接固定在电机轴上,转轴20就是电机输出端的心轴,转轴20可以通过各种联轴器和/或各种减速器或其它元器件与电机轴联接在一起,联接转轴和电机轴的联轴器或减速器可以是多个并且可以分布在不同的位置;星形五连杆机构由前连杆11、后连杆12、起始连杆13、曲柄14组成;调力螺杆15、中间盘16、摩擦钳17、弹性元件18、调力螺母19组成摩擦装置,摩擦装置通过固定座21与轨枕联接,摩擦装置也可以铰接在大底板9上,摩擦装置中的摩擦钳17抱在中间盘16上,中间盘16通过棘轮机构与转轴20联接;A点为前连杆与大曲拐的铰接点,B为后连杆与大底板的铰接点,C为星形五连杆机构的星心,E为起始连杆上的一个平面,F为曲柄上的一个平面。磨擦装置铰接在固定座21上,固定座21可以直接或间接固定在轨枕上,固定座21也可以是大底板9。当电机执行制动动作时,磨擦装置中的中间盘16在棘轮机构作用下不随转轴20转动,磨擦装置不起作用,转轴带动曲柄14转动,曲柄通过起始连杆驱动前/后连杆运动,前连杆推动大曲拐转动,完成电动车辆减速器的制动,当电动车辆减速器制动到位时,A、C、B三点成一条直线,如果希望车辆减速器在C点自锁,可以在前/后连杆上分别加工两个平面L和K,当C点向下离开AB连线一小段距离后,前/后连杆上的平面L和平面K接触,也即在制动过程的末端,当C点向下刚刚离开A、B连线一小段距离后,前/后连杆上的两个平面接触,实现车辆减速器在C点自锁;也可以在C点下方加一限位块22,使电动车辆减速器制动到位时C点处在A、B连线的下方,被限位块22限位,限位块也可以是弹性元件。如希望电动车辆减速器在D点自锁,则可以在起始连杆与曲柄上分别加工两个平面E和F,当D点向下离开C、M连线一小段距离后,起始连杆与曲柄上的平面E和平面F接触,也即在制动过程的末端,当D点向下刚刚离开C、M连线一小段距离后,起始连杆与曲柄上的两个平面接触,实现车辆减速器在D点自锁。电动车辆减速器可以在C点自锁,也可以在D点自锁,也可以在C点和D点都自锁,当电动车辆减速器在制动位时,ACB三点和CDM三点各成一条直线,所以当电动车辆减速器在开始缓解时的初时阶段,车辆及车辆减速器的重力通过ACB三点和CDM三点后对转轴20形成的阻力矩已经很小,所以电机只需很小的输出扭矩就能使车辆减速器缓解,同时车辆及车辆减速器的重力通过前/后连杆传向B点,再通过B点传向大底板,传向电机轴的力其本为零,使电机不易扫膛也使电机的输出扭矩不再降低,从而解决了车辆减速器因电机输出扭矩降低而引起的不缓解问题。当电动车辆减速器缓解时,转轴在棘轮机构的作用下转动一定角度后带动中间盘转动,弹性元件18在调力杆15与调力螺母19的作用下使二个对称的摩擦钳17抱紧中间盘16,使中间盘在摩擦钳17的摩擦阻力作用下减速,转轴也跟着减速,电机转子也跟着减速,系统中的其它动件也跟着减速,从而系统的冲击动能减少,保护系统不受冲击,也使保护电机轴不受冲击,解决了电机的断轴问题。
其中图2和图1所示的电动车辆减速器工作原理基本相同,只是把图1中的星形五连杆机构换成了异心星形五连杆机构,后连杆12与起始连杆13交与W点,后连杆12与前连杆11交与C点,其中BW长度大于BC长度,当电动车辆减速器在制动位时,ACB三点和WDM三点各成一条直线,所以异心星形五连杆机构型电动车辆减速器在从制动位开始缓解时具有三级放大作用。
图3所示的就是异心星形五连杆机构的一种具体形式,图中所示的大底板9、大曲拐10、前连杆11、后连杆12、起始连杆13、曲柄14、转轴20与图2中所示的零部件相同,后连杆12与起始连杆13交与W点,后连杆12与前连杆11交与C点,后连杆12通过销轴29铰接在大底板9上,B点是销轴29的旋转轴心线在异心星形五连杆机构所在平面内的投影,曲柄14的中心线与转轴20的中心线交于M点,曲柄14的中心线与起始连杆13铰接于D点,其中BW长度大于BC长度,当电动车辆减速器在制动位时,ACB三点和WDM三点其本成一条直线,本图的自锁点在D点,当D点向下刚刚离开WM连线时起始连杆与曲柄上的两个平面接触实现自锁;电动车辆减速器在制动或缓解末尾部分行程可以作用在弹性元件22上使系统减速后停止运动。
图4所示的是在电机与电机输出端之间依次加有可调心拨杆式联轴器和磨擦联轴器的示意图,其中电机30,电机轴32是电机30的电机轴,其它零部是拔义31、压簧螺杆33、防磨垫34、蝶簧35、弹性套36、主动压盘37、磨擦片38、被动压盘39、转轴20、销轴29,其中拔杆40固定在拔叉31上是拔叉31的组成部分,被动压盘39、曲柄14固定在转轴20上并与转轴20一块转动,拔叉31、弹性套36、主动压盘37组成可调心拨杆式联轴器,压簧螺杆33、防磨垫34、蝶簧35、主动压盘37、磨擦片38、被动压盘39组成磨擦联轴器,异心星形五连杆机构或星形五连杆机构的后连杆通过销轴29与大底板9铰接也可以通过其它方法与大底板9铰接,电机30通过电机轴32驱动拔叉31转动,主动压盘37和磨擦片38如图依次活套在转轴20上并都有可以在转轴20上转动,防磨垫34、蝶簧35如图依次套在压簧螺杆33上,压簧螺杆33穿过转轴20在螺母的作用下将蝶簧35压紧,对蝶簧35的压紧力可以通过螺母来调整,在蝶簧35的作用下主动压盘37将磨擦片38紧紧压在被动压盘39上,拔叉31通过套在拔杆40上的弹性套36拔动主动压盘37转动,在磨擦力的作用下通过磨擦片38带动被动压盘39转动,压盘39驱动转轴20转动,转轴20驱动曲柄14转动,由于拔杆40在电机起动后需先转动θ角度才能对主动压盘37产生作用力,因此电机30可以在无负载情况下起动并贮存能量,提高了电机的制动能力和缓解能力。在采用其它机构时销轴29有时不要,这种电机加可调心拨杆式联轴器和磨擦联轴器可分别代替图1、图2、图5中的动力部分,也可作为图7中的动力部分。
图5所示的电动车辆减速器工作原理与图1所示的电动车辆减速器工作原理基本相同,且与图1中标注相同零部件的工作原理也相同,只是将图1中的星形五连杆机构换成了摆杆、摆臂增力机构,该图中的制动钳组部分只显示了一半,为了便于表达P和P1点,将摆杆、摆臂增力机构有意在图5的平面内偏转了一定角度,实际摆轴52的中心线P和P1点及P2点在图5的平面内投影为同一个点,其中连杆50、摆臂51、摆轴52、摆杆53、滑块54组成摆杆、摆臂增力机构,滑块54可以是滑块也可以是轴承,摆轴52通过轴承或滑动轴承或其它方式固定在大底板9上,摆轴52的转动心轴轴线为P,连杆50与大曲拐10铰接于A点,摆臂51与连杆50的另一端铰接于S点,摆臂51固定在摆轴52上随摆轴52一块摆动,摆杆53也固定在摆轴52上,P与摆臂51所在平面交与P1点,P与摆杆53所在平面交与P2点,摆臂51平面和摆杆53平面分别垂直于P,P1与P2两点可以重合也可以不重合;电机驱动电机输出端即曲柄14转动,滑块54在曲柄14拔动下沿摆杆53的导槽中滑动并驱动摆杆53摆动,摆杆53驱动摆轴52转动,摆轴52驱动摆臂51摆动,摆臂51通过连杆50驱动大曲拐10摆动,大曲拐10驱动六连杆机构运动,完成电动车辆减速器的制动与缓解;对摆轴52的支撑位置及方式可以根据情况改变,摆杆与摆臂在摆轴上位置也可以根据需要改变,当图5中P1点与P2点重合时就形成图7所示的特殊摆杆、摆臂增力机构。图7所示弹性元件26、25的工作原理也可用于本图。
图6与图4所标注的大部分零件都相同,只是将图4中的曲柄形状和位置做了如图6中的变化,为了方便曲柄14能转动更大的角度,将图4中曲柄的销轴由两端支撑改为悬臂支撑,并在销轴上加有轴承或滑块41。这种电机加可调心拨杆式联轴器和磨擦联轴器可分别代替图1、图2、图5中的动力部分,也可作为图7中的动力部分。
图7所示的电动车辆减速器工作原理与图5所示的电动车辆减速器工作原理基本相同,且与图5中标注相同零部件的工作原理也相同,只是将图7中摆杆、摆臂在同一平面内,省略了图5中的动力部分,图7所示的摆臂51和摆杆53做成了一体,24是轴承,25、26都是弹性元件,摆臂51在制动时快结束时打击弹性元件26,摆杆53在缓解快结束时打击弹性元件25,使系统的冲击动能被弹性元件25或26吸收,尤其是电机转子的冲击动能被弹性元件25或26全部或部分吸收,弹性元件26也可以不要,当弹性元件26、25都不要时,连杆50或摆臂51可以做成弹性元件,也可以将图8中的磨擦装置用在本图中,让其作用在转轴20上,该图所示的电动车辆减速器也可以在C点自锁,自锁方法和图1在C点自锁的方法一样,可以在C点下方加限位块,也可以让曲柄与摆杆53自锁,即当电动车辆减速器在制动位时,曲柄和摆杆53的夹角θ小于90°。
图8所示的是一种在电机轴上加有带棘轮机构的磨擦装置的示意图,曲柄14、调力螺杆15、中间盘16、摩擦钳17、弹性元件18、调力螺母19、大底板9、转轴20,曲柄14固定在电机轴上,中间盘16通过棘轮机构与转轴20联接在一起,这里的转轴20就是电机轴;当曲柄直接固定在电机轴上时,15、16、17、18、19组成的磨擦装置通过中间盘16作用在电机轴上,其工作原理与图1所示的磨擦装置相同。
图9与图8工作原理相同,只是曲柄14的形状和位置稍有变化,且在曲柄的销轴41上加了轴承。图1、图2、图5、图7中电动车辆减速器可用图9或图8所示的动力。
图10所示的是一种采用直线电机做动力的电动车辆减速器,用直线电机或电动推杆30直接推动六连杆机构中的大曲拐10,将电机转子由旋转运动变为直线运动,降低了电机的运动惯量,其它所标序号与图1相同的工作原理也相同。
图11所示的是一种电动车辆减速器的动力部分,电机30、联轴器60、减速装置61,联轴器60可以是本文所提到的各种联轴器或离合器,包括各种形式的磨擦联轴器和各种形式的挠性联轴器以及各种形式的离合器,还包括各种形式的弹力钢珠磨擦联轴器、各种形式的电流变液联轴器、各种形式的磁流变液联轴器、各种形式的永磁联轴器、各种形式的电磁联轴器以及各种形式的刚性联轴器和可调心拨杆式联轴器、十字沟槽联轴器以及其它各种已知形式的联轴器等等;本文所说的各种形式的减速装置可以是圆柱齿轮减速器、圆锥及圆锥与圆柱齿轮减速器、行星齿轮减速、谐波齿轮减速器、蜗杆及齿轮与蜗杆减速器、摆线针轮减速器和其它各种已知形式的减速器或减速机构或增力机构等等;联轴器60也可以是上述各种联轴器的组合,也可以是上述各种联轴器和各种离合器的组合,减速装置61可以是本文所提到的各种减速器,如圆柱齿轮减速器、圆锥及圆锥与圆柱齿轮减速器、行星齿轮减速、谐波齿轮减速器、蜗杆及齿轮与蜗杆减速器、摆线针轮减速器或其它各种已知减速器,减速装置61也可以是各种已知减速器的组合,减速装置61也可以是各种减速机构或各种能提高缓解能力或能提高二次制动能力的各种增力机构或各种增力的组合,联轴器60和减速装置61的位置根据需要可以互换,数量或种类可以增加,电机30、联轴器60、减速装置61三者之间的相互位置和相互联接方法以及与机架的固定方法可以要据设备需要设计,联轴器60、减速装置61可以根据设备需要取舍。
图12所示的机壳导磁电机包括转子72、机壳73、导磁层74、导电层75、磨擦联轴器76、弹性元件77、电机轴78,转子72直接或间接支撑在电机轴78上,转子上的线圈通过滑环或其它方法与外界电连接,转子通过磨擦联轴器76与电机轴联接在一起,在没磨擦联轴器时,转子可以在电机轴上自由转动,磨擦联轴器在弹性元件77作用下通过磨擦力与转子联接起来,磨擦联轴器通过花键或其它方法与电机轴联接起来,导磁层74固定在机壳73的内圆柱面上,导电层75固定在导磁层74的内圆柱面上,当不用导磁层时,导电层75直接固定机壳的内圆柱面上,导磁层74可以是单层高导磁材料也可以是多层高导磁材料的复合,导磁层74也可以是与导电层75的复合后固定在机壳的内圆柱面上。当不用磨擦联轴器76时,转子可以直接与电机轴固定在一起并与电机轴一块转动;图1、图2、图4、图2、图5、图6、图7、图8、图9、图11、图16、图17、图18中电机可用机壳导磁电机作动力。
图13和图14所示的是一种弹力钢珠磨擦联轴器的局部特征图,联轴器的主动端81、被动端84、弹性元件82、钢珠83,O为联轴器主动端和被动端的旋转中心轴线,力F1和F2是维持主动端和被动端的联接及调整二者之间距离的因素,由主动端和被动端的具体联接形式可以根据设备需要设计;主动端和被动端是相对的,可以改变;弹性元件可以是各种能产生弹性变形元件;主动端和被动端的形状可以根据需要千变万化,由于联轴器的主动端和被动端有各种各样的联接形式,本图仅示意了该类弹力钢珠磨擦联轴器的局部特征;当联轴器的主动端和被动端所传递扭矩大于联轴器所能传递的最大值时,钢珠83压缩弹性元件82脱离被动端84上凹槽后在被动端的平面上滚动,联轴器所传递扭矩大大降低,甚至联轴器所传递扭矩降低至零,起到对工作系统的保护,当钢珠在被动端的平面上滚动一定角度后落入下一个被动端上凹槽时,联轴器所传递扭矩恢复正常;被动端上凹槽可是各种形状的凹槽,钢珠压缩弹性元件脱离被动端上凹槽后在被动端的平面上滚动中所说的平面并非必须是平面,也可以是各种形状的导槽;凡具有图13和图14所示局部特征的所有联轴器即是本文所说的弹力钢珠磨擦联轴器,图15所示的是一种弹力钢珠磨擦联轴器的局部特征图,联轴器的主动端91、被动端94、弹性元件93、钢珠92,O为联轴器主动端/被动端的旋转中心轴线,力F1和F2是维持主动端和被动端的联接及调整二者之问距离的因素,由主动端和被动端的具体联接形式提供;主动端和被动端是相对的,可以改变;弹性元件可以是各种能产生弹性变形元件,弹性元件与主动端和被动端的具体联接形式可以根据需要千变万化;主动端和被动端的形状可以根据需要千变万化;由于联轴器的主动端和被动端有各种各样的联接形式,本图仅示意了该类弹力钢珠磨擦联轴器的局部特征,本图中所示的弹性元件93是蝶簧,弹性元件93根据需要可以是其它形式的弹性元件,主动端91可以是各种各样的标准和非标准齿轮,也可以是各种各样的法兰盘,也可以是其它各种各样的传力元件;本图中所示的钢珠92分别被主动端和被动端限位,弹性元件93即蝶簧上开有对钢珠92限位小孔,当联轴器的主动端和被动端所传递扭矩大于联轴器所能传递的最大值时,钢珠压缩蝶簧使蝶簧变形,钢珠脱离蝶簧上的小孔后在主动端和被动端的限位下在蝶簧锥面上滚动,联轴器所传递扭矩大大降低,甚至联轴器所传递扭矩降低至零,起到对工作系统的保护,当钢珠在蝶簧锥面上滚动一定角度后落入蝶簧锥面上的下一个小孔时,联轴器所传递扭矩恢复正常;如果钢珠由蝶簧限位相对于蝶簧不动,当联轴器的主动端和被动端所传递扭矩大于联轴器所能传递的最大值时,钢珠压缩蝶簧使蝶簧变形,钢珠脱离主动端或被动端上凹槽后在主动端或被动端的平面上滚动,联轴器所传递扭矩大大降低,起到对工作系统的保护;主动端或被动端上凹槽可是各种形状的凹槽,钢珠脱离主动端或被动端上凹槽后在主动端或被动端的平面上滚动中所说的平面并非一定是平面,也可以是各种形状的导槽;凡具有图15所示局部特征的所有联轴器也是本文所说的弹力钢珠磨擦联轴器。
图16所示的是一种在电机与电机输出端之间依次加有可调心拨杆式联轴器和磨擦联轴器的动力部分示意图,其中电机109、拔叉101、调力元件102、弹性元件103、被动端压盘104、磨擦元件105、主动端磨擦盘106、磨擦元件107、被动端磨擦盘108、被动端转轴110、电机输出端111,可调心拨杆式联轴器由拔叉101、主动端磨擦盘106组成,磨擦联轴器由调力元件102、弹性元件103、被动端压盘104、磨擦元件105、主动端磨擦盘106、磨擦元件107、被动端磨擦盘108组成,被动端磨擦盘108与被动端转轴110固定在一起,被动端压盘104在弹性元件103的作用下通过花键或其它联接方式可以在被动端转轴110上滑动,被动端压盘104与被动端转轴110一块转动,调力元件102可以调整弹性元件103的变形量,调力元件102可以穿过被动端转轴110的中心圆孔在被动端转轴另一端用螺母调整弹性元件的变形量以调整被动端压盘和被动端磨擦盘与主动端磨擦盘对磨擦元件的压紧力,在电机109的带动下拔叉101驱动主动端磨擦盘106转动,主动端磨擦盘106通过磨擦元件105及磨擦元件107驱动被动端压盘104及被动端磨擦盘108转动,被动端转轴110与被动端压盘104及被动端磨擦盘108一块转动,被动端转轴110驱动电机输出端111转动。电机109可以用图11所示的动力部分代替,当电机109用图11所示的动力部分代替时,图11所示的动力部分中的联轴器60可要也可不要。
图17所示的是一种在电机与电机输出端之间依次加有齿轮减速器和磨擦联轴器的动力部分示意图,与图16所示的动力部分基本相似,只是将图16中的可调心拨杆式联轴器换成了图17中的齿轮减速器且电机的位置有所变动。本图中电机112、小齿轮113、调力元件114、弹性元件115、被动端压盘116、磨擦元件117、主动端大齿轮118、磨擦元件119、被动端磨擦盘120、被动端转轴110、电机输出端111,齿轮减速器是由小齿轮113、主动端大齿轮118组成,电机112驱动小齿轮113转动,小齿轮113驱动主动端大齿轮118转动,主动端大齿轮通过磨擦元件117及磨擦元件119驱动被动端压盘116及被动端磨擦盘120转动,被动端压盘及被动端磨擦盘通过被动端转轴110驱动电机输出端111转动;本图中的弹性元件115是蝶簧,弹性元件115也可以是其它形式的弹性元件,如圆柱形弹簧等等;电机112可以用图11所示的动力部分代替,当电机112用图11所示的动力部分代替时,图11所示的动力部分中的联轴器60可要也可不要。
图18所示的动力部分与图17所示的动力部分示基本相似,只是将图17中的磨擦联轴器换成了图18中的弹力钢珠磨擦联轴器且电机的位置有所变动,本图中电机112、小齿轮113、主动端大齿轮125、被动端126、钢珠127、弹性元件128、被动端转轴110、电机输出端111,其中齿轮减速器由小齿轮113、主动端大齿轮125组成,弹力钢珠磨擦联轴器由主动端大齿轮125、被动端126、钢珠127、弹性元件128、被动端转轴110组成,电机112驱动小齿轮113转动,小齿轮113驱动主动端大齿轮125转动,主动端大齿轮通过在弹性元件128作用下的钢珠127驱动被动端126转动,被动端126驱动与其固定在一起的被动端转轴110转动,被动端转轴110驱动电机输出端111转动。本图中的电机112可以用图11所示的动力部分代替,当电机112用图11所示的动力部分代替时,图11所示的动力部分中的联轴器60可要也可不要。
图4、图6、图8、图9中的电机30可以用图11所示的动力部分代替,当电机30用图11所示的动力部分代替时,图11所示的动力部分中的联轴器60可要也可不要。
上述几个方案仅是本发明方法设计的几个具体方案,根据本发明方法可以设计出其它更多的方案。
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