[0007] 本发明的目的是克服普通波轮洗衣机和普通滚筒洗衣机的电动机在效率较低的工作状态下运行的缺点,提供一种具有传动比大、输出转矩大的优点,以及确保电动机高效率运行的洗衣机双锥齿差速减速系统控制法。本发明的实施方案如下:
[0008] 所述减速系统包括输入轴部件一、输入轴部件二、行星支架部件、双锥齿轮部件,输入轴部件一包括输入锥齿轮一、输入轴一,输入轴部件二包括输入锥齿轮二、输入轴二,行星支架部件包括行星支架传动轴、行星锥齿轮、行星轴、行星支架、轴套三,双锥齿轮部件包括双锥齿轮一、双锥齿轮二、轴套一、轴套二、挡圈一、销一、挡圈二、销二,或者在上述部件中采用轴承分别替换轴套一、轴套二、轴套三,该轴承承载径向负荷和轴向负荷。输入轴部件一和输入轴部件二分别安装在行星支架部件径向外侧,双锥齿轮部件把输入轴部件一、输入轴部件二、行星支架部件连接在一起,行星支架传动轴是所述减速系统的输出轴。
[0009] 所述减速系统在应用时,输入轴一与电动机一的输出轴连接在一起,输入轴二与电动机二的输出轴连接在一起,行星支架传动轴与滚筒洗衣机的内筒连接在一起,或者,行星支架传动轴与波轮洗衣机的离合器连接在一起,该离合器只起离合作用,没有减速功能,该离合器与波轮洗衣机的波轮和脱水桶连接在一起,该离合器具备洗涤模式与脱水模式转换功能。
[0010] 所述减速系统运行时,控制器一控制电动机一旋转,控制器一能够调节电动机一旋转速度,控制器二控制电动机二旋转,控制器二能够调节电动机二旋转速度,控制器一和控制器二分别对电动机一和电动机二采用无级变速方式或者采用有级变速方式。
[0011] 在洗涤模式时,电动机一驱动输入轴一沿着输入轴一正向旋转方向旋转,电动机二驱动输入轴二沿着输入轴二正向旋转方向旋转。电动机一通过输入轴一、输入锥齿轮一驱动双锥齿轮一沿着双锥齿轮一旋转方向旋转,电动机二通过输入轴二、输入锥齿轮二驱动双锥齿轮二沿着双锥齿轮二旋转方向旋转,双锥齿轮一旋转方向与双锥齿轮二旋转方向相反。双锥齿轮一旋转速度与双锥齿轮二旋转速度相等时,行星锥齿轮围绕行星轴轴线自转,行星支架处于静止状态,行星支架传动轴的转速为零。双锥齿轮一旋转速度与双锥齿轮二旋转速度不相等时,行星锥齿轮在围绕行星轴轴线自转的同时,行星锥齿轮还会围绕输出轴轴线公转,行星锥齿轮驱动行星支架低转速旋转,行星支架通过行星轴驱动行星支架传动轴低转速同向旋转。
[0012] 在脱水模式时,电动机一驱动输入轴一沿着输入轴一正向旋转方向的相反方向旋转,电动机二驱动输入轴二沿着输入轴二正向旋转方向旋转。电动机一通过输入轴一、输入锥齿轮一驱动双锥齿轮一沿着脱水模式时双锥齿轮一旋转方向旋转,电动机二通过输入轴二、输入锥齿轮二驱动双锥齿轮二沿着双锥齿轮二旋转方向旋转,脱水模式时双锥齿轮一旋转方向与双锥齿轮二旋转方向相同。双锥齿轮一旋转速度与双锥齿轮二旋转速度相等,双锥齿轮一与双锥齿轮二通过行星锥齿轮、行星轴驱动行星支架沿着脱水模式时行星支架旋转方向等速同方向旋转,行星支架驱动行星支架传动轴等速同方向旋转。
[0013] 轴套一、轴套二、轴套三呈圆筒形,其径向中间是轴套轴孔,轴向一端是轴套止推轴肩。行星轴呈圆柱形。行星锥齿轮径向中间是锥齿轮轴孔,径向外侧是轮齿,其轴向一端是齿轮前端面,轴向另一端是齿轮后端面。行星支架呈环形,行星支架径向内侧是支架內腔,行星支架径向内表面均布若干个支架安装平面,每一个支架安装平面中心有一个支架固定轴孔。
[0014] 行星支架传动轴呈圆柱形,行星支架传动轴从轴向一端至另一端依次是轴段一、轴颈一、固定轴肩、轴颈二、轴段二,固定轴肩径向外表面均布若干个径向的固定轴孔,轴段一靠近轴颈一一端径向外表面有径向的定位销孔一,轴段二靠近轴颈二一端径向外表面有径向的定位销孔二。
[0015] 行星支架部件在装配时,把若干个行星锥齿轮安装在行星支架传动轴的固定轴肩径向外侧,把每一个行星锥齿轮的锥齿轮轴孔与行星支架传动轴的固定轴孔对齐,使每一个行星锥齿轮的齿轮后端面位于径向外侧,把若干个轴套三分别安装在行星锥齿轮的锥齿轮轴孔中,把轴套三的轴套止推轴肩与行星锥齿轮的齿轮后端面接触安装在一起,把行星支架安装在若干个轴套三径向外侧,把行星支架的支架安装平面与轴套三的轴套止推轴肩接触安装在一起,把行星支架的支架固定轴孔与轴套三的轴套轴孔对齐,把若干个行星轴分别依次插入行星支架的支架固定轴孔、轴套三的轴套轴孔、行星支架传动轴的固定轴孔中,使行星锥齿轮能够围绕行星轴轴线旋转。
[0016] 输入轴一呈圆柱形,其轴向一端是输入锥齿轮一,输入锥齿轮一的齿轮前端面位于输入轴一轴向外侧一端。输入轴二呈圆柱形,其轴向一端是输入锥齿轮二,输入锥齿轮二的齿轮前端面位于输入轴二轴向外侧一端。
[0017] 挡圈一呈圆筒形,挡圈一径向中心是挡圈轴孔,挡圈一径向外表面有径向的挡圈销孔。挡圈二呈圆筒形,挡圈二径向中心是挡圈轴孔,挡圈二径向外表面有径向的挡圈销孔。销一、销二呈圆柱形。
[0018] 双锥齿轮一径向中间是双锥齿轮轴孔一,双锥齿轮一从径向内侧向外依次是内侧轮齿一、外侧轮齿一,内侧轮齿一、外侧轮齿一在轴向同一侧。双锥齿轮二径向中间是双锥齿轮轴孔二,双锥齿轮二从径向内侧向外依次是内侧轮齿二、外侧轮齿二,内侧轮齿二、外侧轮齿二在轴向同一侧。
[0019] 所述减速系统在装配时,把双锥齿轮一安装在行星支架部件的轴向右侧,使双锥齿轮一的双锥齿轮轴孔一安装在行星支架部件的行星支架传动轴的轴颈一径向外侧,使双锥齿轮一的内侧轮齿一与行星支架部件的行星锥齿轮啮合,把轴套一安装在行星支架传动轴的轴颈一径向外表面,使轴套一径向外表面与双锥齿轮一的双锥齿轮轴孔一径向内表面接触安装在一起,使轴套一的轴套止推轴肩与双锥齿轮一没有内侧轮齿一的一端接触安装在一起,把挡圈一安装在行星支架传动轴的轴段一径向外表面,把销一安装在挡圈一的挡圈销孔中和行星支架传动轴的定位销孔一中。
[0020] 把双锥齿轮二安装在行星支架部件的轴向左侧,使双锥齿轮二的双锥齿轮轴孔二安装在行星支架部件的行星支架传动轴的轴颈二径向外侧,使双锥齿轮二的内侧轮齿二与行星支架部件的行星锥齿轮啮合,把轴套二安装在行星支架传动轴的轴颈二径向外表面,使轴套二径向外表面与双锥齿轮二的双锥齿轮轴孔二径向内表面接触安装在一起,使轴套二的轴套止推轴肩与双锥齿轮二没有内侧轮齿二的一端接触安装在一起,把挡圈二安装在行星支架传动轴的轴段二径向外表面,把销二安装在挡圈二的挡圈销孔中和行星支架传动轴的定位销孔二中。
[0021] 输入轴部件一安装在行星支架部件的径向外侧,并且,输入轴部件一安装在双锥齿轮一与双锥齿轮二轴向之间的位置,输入轴部件一的输入锥齿轮一与双锥齿轮一的外侧轮齿一啮合,输入轴部件二安装在行星支架部件的径向外侧,并且,输入轴部件二安装在双锥齿轮一与双锥齿轮二轴向之间的位置,输入轴部件二的输入锥齿轮二与双锥齿轮二的外侧轮齿二啮合。
[0022] 所述减速系统的双锥齿轮二、行星锥齿轮、行星轴、行星支架、双锥齿轮一组成双锥齿行星齿轮减速器,双锥齿行星齿轮减速器的主动件一是双锥齿轮一,主动件二是双锥齿轮二,从动件是行星支架。双锥齿行星齿轮减速器做减速传动。双锥齿轮一旋转方向与双锥齿轮二旋转方向相反。双锥齿轮一旋转速度与双锥齿轮二旋转速度相等时,行星锥齿轮围绕行星轴轴线自转,行星支架处于静止状态。双锥齿轮一旋转速度与双锥齿轮二旋转速度不相等时,行星锥齿轮在围绕行星轴轴线自转的同时,行星锥齿轮还会围绕输出轴轴线公转,行星锥齿轮驱动行星支架低转速旋转,行星支架旋转速度等于双锥齿轮一旋转速度与双锥齿轮二旋转速度之差的绝对值。若双锥齿轮一旋转速度大于双锥齿轮二旋转速度,洗涤模式时行星支架旋转方向与双锥齿轮一旋转方向相同。若双锥齿轮二旋转速度大于双锥齿轮一旋转速度,洗涤模式时行星支架旋转方向与双锥齿轮二旋转方向相同。所述减速系统洗涤模式运行时,交替改变电动机一驱动双锥齿轮一旋转速度和电动机二驱动双锥齿轮二旋转速度之差,能够实现洗涤模式时交替改变滚筒洗衣机的内筒旋转方向,或者能够实现洗涤模式时交替改变波轮洗衣机的波轮旋转方向。
[0023] 所述减速系统的输入轴部件一的输入锥齿轮一与双锥齿轮一的外侧轮齿一组成一个第一级减速器,输入轴部件二的输入锥齿轮二与双锥齿轮二的外侧轮齿二组成另一个第一级减速器,双锥齿行星齿轮减速器是所述减速系统的第二级减速器。所述减速系统洗涤模式时,滚筒洗衣机的内筒旋转速度或者波轮洗衣机的波轮旋转速度是经过第一级减速器和第二级减速器减速后的低转速,所述减速系统脱水模式时,滚筒洗衣机的内筒旋转速度或者波轮洗衣机的波轮和脱水桶旋转速度是经过第一级减速器减速后的高转速。
[0024] 所述减速系统运行过程是:
[0025] 所述减速系统洗涤模式运行时,电动机一驱动输入轴一沿着输入轴一正向旋转方向旋转,电动机二驱动输入轴二沿着输入轴二正向旋转方向旋转。电动机一通过输入轴一、输入锥齿轮一驱动双锥齿轮一沿着双锥齿轮一旋转方向旋转,电动机二通过输入轴二、输入锥齿轮二驱动双锥齿轮二沿着双锥齿轮二旋转方向旋转,双锥齿轮一旋转方向与双锥齿轮二旋转方向相反。控制器一和控制器二分别控制电动机一和电动机二旋转速度,若双锥齿轮一旋转速度大于双锥齿轮二旋转速度,洗涤模式时行星支架旋转方向与双锥齿轮一旋转方向相同,行星支架传动轴旋转方向与双锥齿轮一旋转方向相同,滚筒洗衣机的内筒或者波轮洗衣机的离合器输入轴处于正向旋转状态,并且波轮洗衣机的离合器使波轮处于正向旋转状态。若双锥齿轮一旋转速度与双锥齿轮二旋转速度相等,行星锥齿轮围绕行星轴轴线自转,行星支架处于静止状态,滚筒洗衣机的内筒或者波轮洗衣机的波轮和脱水桶不旋转,此时电动机一和电动机二处于空转状态。若双锥齿轮二旋转速度大于双锥齿轮一旋转速度,洗涤模式时行星支架旋转方向与双锥齿轮二旋转方向相同,行星支架传动轴旋转方向与双锥齿轮二旋转方向相同,滚筒洗衣机的内筒或者波轮洗衣机的离合器输入轴处于反向旋转状态,并且波轮洗衣机的离合器使波轮处于反向旋转状态。所述减速系统洗涤模式时,滚筒洗衣机的内筒或者波轮洗衣机的离合器输入轴旋转速度是经过第一级减速器和第二级减速器减速后的低转速,交替改变电动机一驱动双锥齿轮一旋转速度和电动机二驱动双锥齿轮二旋转速度之差,能够实现洗涤模式时交替改变滚筒洗衣机的内筒旋转方向,或者实现洗涤模式时交替改变波轮洗衣机的波轮旋转方向,并且实现洗涤模式时滚筒洗衣机的内筒低速旋转,或者实现洗涤模式时波轮洗衣机的波轮低速旋转。
[0026] 所述减速系统脱水模式运行时,电动机一驱动输入轴一沿着输入轴一正向旋转方向的相反方向旋转,即电动机一反向旋转,电动机二驱动输入轴二沿着输入轴二正向旋转方向旋转。电动机一通过输入轴一、输入锥齿轮一驱动双锥齿轮一沿着脱水模式时双锥齿轮一旋转方向旋转,电动机二通过输入轴二、输入锥齿轮二驱动双锥齿轮二沿着双锥齿轮二旋转方向旋转,脱水模式时双锥齿轮一旋转方向与双锥齿轮二旋转方向相同。双锥齿轮一旋转速度与双锥齿轮二旋转速度相等,双锥齿轮一与双锥齿轮二通过行星锥齿轮、行星轴驱动行星支架沿着脱水模式时行星支架旋转方向等速同方向旋转,行星支架驱动行星支架传动轴等速同方向旋转,并且脱水模式时波轮洗衣机的离合器使波轮和脱水桶等速同方向旋转。所述减速系统脱水模式时,滚筒洗衣机的内筒旋转速度或者波轮洗衣机的波轮和脱水桶旋转速度是经过第一级减速器减速后的高转速,能够实现脱水模式时滚筒洗衣机的内筒高速旋转,或者能够实现脱水模式时波轮洗衣机的波轮与脱水桶高速同方向旋转。
[0027] 所述减速系统运行过程中,同时增加或者减少电动机一驱动双锥齿轮一旋转速度和电动机二驱动双锥齿轮二旋转速度,则电动机一和电动机二经由行星支架传递的总输出功率沿着洗衣机总输出功率曲线增加或者减少。增加或者减少电动机一驱动双锥齿轮一旋转速度和电动机二驱动双锥齿轮二旋转速度之差,则行星支架旋转速度沿着行星支架旋转速度曲线增加或者减少,并随着双锥齿轮一旋转速度与双锥齿轮二旋转速度之差变化而改变行星支架的旋转方向。
[0028] 若电动机一和电动机二旋转速度增加,并且电动机一驱动双锥齿轮一旋转速度与电动机二驱动双锥齿轮二旋转速度之差的绝对值增加,行星支架旋转速度沿着行星支架旋转速度曲线加速,滚筒洗衣机或者波轮洗衣机在总输出功率增加的前提下增加洗涤模式或脱水模式的输出转速。
[0029] 若电动机一和电动机二旋转速度增加,并且电动机一驱动双锥齿轮一旋转速度与电动机二驱动双锥齿轮二旋转速度之差的绝对值不变,行星支架旋转速度沿着行星支架旋转速度曲线等速旋转,滚筒洗衣机或者波轮洗衣机在输出转速不变的前提下增加总输出功率。
[0030] 若电动机一驱动双锥齿轮一旋转速度减少,与此同时电动机二驱动双锥齿轮二旋转速度增加,或者电动机一驱动双锥齿轮一旋转速度增加,与此同时电动机二驱动双锥齿轮二旋转速度减少,则行星支架旋转速度沿着行星支架旋转速度曲线交替变化,并交替改变行星支架的旋转方向。此时若电动机一和电动机二旋转速度按照相同的加速度变化,则滚筒洗衣机或者波轮洗衣机的总输出功率不变。
[0031] 所述减速系统运行过程中,电动机一和电动机二总输出功率沿着洗衣机总输出功率曲线变化的控制过程中,与电动机一和电动机二转速之差的变化不相互关联,即所述减速系统具备输出转速与输出转矩分别控制能力。
[0032] 所述减速系统运行过程中,控制器一和控制器二分别对电动机一和电动机二采用有级变速方式适用于滚筒洗衣机和波轮洗衣机。所述减速系统采用有级变速方式时,电动机一和电动机二分别至少有两个电机转速档位,并且电动机一与电动机二分别至少有一个电机转速档位的旋转速度相等。
[0033] 若电动机一和电动机二各有两个电机转速档位,分别是电动机一的高档转速A、低档转速C,电动机二的高档转速a、低档转速c,并且电动机一的高档转速A旋转速度与电动机二的高档转速a旋转速度相等,电动机一的低档转速C旋转速度与电动机二的低档转速c旋转速度相等。所述减速系统运行过程中,有两个电机转速档位的有级变速方式控制方法是:
[0034] 所述减速系统洗涤模式时,洗衣机输出转速交替变化一个周期是,电动机一在高档转速A状态运行,与此同时电动机二在低档转速c状态运行,行星支架正向低速旋转。电动机一在低档转速C状态运行,与此同时电动机二在低档转速c状态运行,行星支架不旋转,电动机一和电动机二处于空转状态。电动机一在低档转速C状态运行,与此同时电动机二在高档转速a状态运行,行星支架反向低速旋转。电动机一和电动机二各有两个电机转速档位时洗衣机有一个洗涤转速档位。
[0035] 所述减速系统脱水模式时,电动机一在高档转速A状态运行,并且电动机一反向旋转,与此同时电动机二在高档转速a状态运行,行星支架反向高速旋转。电动机一和电动机二各有两个电机转速档位时洗衣机有一个脱水转速档位。
[0036] 若电动机一和电动机二各有三个电机转速档位,分别是电动机一的高档转速A、中档转速B、低档转速C,电动机二的高档转速a、中档转速b、低档转速c,并且电动机一的高档转速A旋转速度与电动机二的高档转速a旋转速度相等,电动机一的中档转速B旋转速度与电动机二的中档转速b旋转速度相等,电动机一的低档转速C旋转速度与电动机二的低档转速c旋转速度相等。所述减速系统运行过程中,有三个电机转速档位的有级变速方式控制方法是:
[0037] 所述减速系统洗涤模式时,洗衣机输出转速交替变化一个周期是,电动机一在中档转速B状态运行,与此同时电动机二在低档转速c状态运行,行星支架正向低速旋转。电动机一在低档转速C状态运行,与此同时电动机二在低档转速c状态运行,行星支架不旋转,电动机一和电动机二处于空转状态。电动机一在低档转速C状态运行,与此同时电动机二在中档转速b状态运行,行星支架反向低速旋转。该交替变化的洗衣机输出转速是洗涤转速档位一。
[0038] 电动机一在高档转速A状态运行,与此同时电动机二在低档转速c状态运行,行星支架正向低速旋转。电动机一在低档转速C状态运行,与此同时电动机二在低档转速c状态运行,行星支架不旋转,电动机一和电动机二处于空转状态。电动机一在低档转速C状态运行,与此同时电动机二在高档转速a状态运行,行星支架反向低速旋转。该交替变化的洗衣机输出转速是洗涤转速档位二。
[0039] 电动机一在高档转速A状态运行,与此同时电动机二在中档转速b状态运行,行星支架正向低速旋转。电动机一在中档转速B状态运行,与此同时电动机二在中档转速b状态运行,行星支架不旋转,电动机一和电动机二处于空转状态。电动机一在中档转速B状态运行,与此同时电动机二在高档转速a状态运行,行星支架反向低速旋转。该交替变化的洗衣机输出转速是洗涤转速档位三。
[0040] 所述减速系统脱水模式时,电动机一在高档转速A状态运行,并且电动机一反向旋转,与此同时电动机二在高档转速a状态运行,行星支架反向高速旋转,该洗衣机输出转速是脱水转速档位一。电动机一在中档转速B状态运行,并且电动机一反向旋转,与此同时电动机二在中档转速b状态运行,行星支架反向高速旋转,该洗衣机输出转速是脱水转速档位二。电动机一在低档转速C状态运行,并且电动机一反向旋转,与此同时电动机二在低档转速c状态运行,行星支架反向高速旋转,该洗衣机输出转速是脱水转速档位三。
[0041] 所述减速系统运行过程中,电动机一和电动机二各有三个电机转速档位时洗衣机有三个洗涤转速档位,有三个脱水转速档位,能够在降低成本的前提下满足波轮洗衣机和滚筒洗衣机的基本配置条件。
[0042] 所述减速系统运行过程中,行星支架传动轴转速与两个电动机转速之差相关,具有传动比大、输出转矩大的优点,两个电动机能够始终处于高速运行状态,在两个电动机旋转方向不变的状态下,能够改变所述减速系统的行星支架传动轴旋转方向,确保电动机在效率较高的工作状态下运行。所述减速系统运行过程中若采用无级变速方式时,所述减速系统具备输出转速与输出转矩分别控制能力,若采用有级变速方式时,能够在降低成本的前提下满足波轮洗衣机和滚筒洗衣机的基本配置条件。