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1.結(jié)構(gòu)和工作原理

圖1為驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)原理圖。由圖1可知，驅(qū)動(dòng)裝置分為兩個(gè)對(duì)稱部分，分別由普通三相異步電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，包括帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、錐齒輪傳動(dòng)等機(jī)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)裝置的左右兩個(gè)對(duì)稱部分通過滑動(dòng)聯(lián)軸器5連接，實(shí)現(xiàn)了左右兩套機(jī)構(gòu)的功率、轉(zhuǎn)速、扭矩的互補(bǔ)，從而達(dá)到兩組驅(qū)動(dòng)軸的同步運(yùn)轉(zhuǎn)。主皮帶輪1由普通三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)從皮帶輪2運(yùn)轉(zhuǎn)，從皮帶輪2通過傳動(dòng)軸與錐齒輪3連接并為錐齒輪3提供動(dòng)力，錐齒輪3與錐齒輪4嚙合并通過錐齒輪4將動(dòng)力輸出。

2.驅(qū)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)速推導(dǎo)

圖1 驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)原理圖

圖2 帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速

圖3 驅(qū)動(dòng)裝置各部位受力分析圖

帶傳動(dòng)是一種近似定比傳動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，皮帶作為彈性材料不可避免的會(huì)出現(xiàn)彈性滑動(dòng)，這種彈性滑動(dòng)的比率為滑動(dòng)率ε。由圖2可知，皮帶輪1和皮帶輪2的直徑分別為d1、d2轉(zhuǎn)速分別為n1、n2。

滑動(dòng)率ε為：

則帶輪2的轉(zhuǎn)速為：

齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過錐齒輪嚙合傳動(dòng)，屬于定比傳動(dòng)類型，由圖2可知，齒輪2、齒輪3的轉(zhuǎn)速分別為n3、n4。

式中z3、z4分別代表齒輪3、齒輪4的齒數(shù)，負(fù)號(hào)代表運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變。

如圖1所示，皮帶輪2和齒輪3通過傳動(dòng)軸聯(lián)結(jié)n2=n3。

驅(qū)動(dòng)裝置通過聯(lián)軸器相連，因此左右兩驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速相等n′O=n o。

3.驅(qū)動(dòng)裝置的扭矩

圖3為驅(qū)動(dòng)裝置及各機(jī)構(gòu)受力簡圖。皮帶輪1、皮帶輪2、齒輪3、齒輪4的扭矩T1、T2、T3、T4分別為：

對(duì)稱裝置(對(duì)稱部件編號(hào)統(tǒng)一加“＇”表示)的皮帶輪1'、皮帶輪2'、齒輪3'、齒輪4'的扭矩T′1、T′2、T′3、T′4分別為：

兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的輸入功率分別為PD、P′D轉(zhuǎn)速分別為vi、v′i。則帶輪1和皮帶輪1′的圓周力分別為：

皮帶輪2和皮帶輪1通過皮帶傳動(dòng)，圓周力相等：

皮帶輪2和齒輪3通過軸傳動(dòng)因此輸出扭矩相等：

又因皮帶輪2和皮帶輪2'通過聯(lián)軸器聯(lián)接：

公式(3-4)分別與(3-1)、(3-2)聯(lián)立得：

將（3-7）帶入（3-6）：

齒輪3和齒輪3'輸出扭矩：

公式（3-8）（3-9）聯(lián)立：

整理得：

齒輪3和齒輪4通過齒輪傳動(dòng)圓周力相等：

公式(3-11)帶入(3-12)：

驅(qū)動(dòng)裝置的輸出扭矩為：

式中TO、T′O分別左右兩組對(duì)稱裝置的輸出扭矩。

公式(3-13)帶入(3-14)

當(dāng)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)輸入功率相同時(shí)PD=P′D

4.驅(qū)動(dòng)裝置的輸出功率

則兩組驅(qū)動(dòng)軸的輸出功率為

總輸出功率

當(dāng)左右兩套對(duì)稱裝置工況相同時(shí)

5.驅(qū)動(dòng)裝置的功能和優(yōu)越性

該驅(qū)動(dòng)裝置能夠可靠的實(shí)現(xiàn)兩組輸出軸的反相同步運(yùn)轉(zhuǎn)，左右兩套裝置的輸出功率可以根據(jù)負(fù)荷情況進(jìn)行相互補(bǔ)償和平衡。當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置一側(cè)承受的負(fù)荷和阻力扭矩超過系統(tǒng)左右兩側(cè)的負(fù)荷和扭矩平衡值時(shí)，另一側(cè)電動(dòng)機(jī)提供的富余動(dòng)能和扭矩會(huì)通過聯(lián)軸器傳遞到過載一側(cè)從而使裝置擁有較好的超載能力，當(dāng)然對(duì)于負(fù)荷和扭矩非飽和一側(cè)也能夠?qū)⒇?fù)荷及時(shí)傳出減少了能量的浪費(fèi)，同時(shí)也避免的高速輕負(fù)荷狀態(tài)下對(duì)系統(tǒng)的沖擊。

驅(qū)動(dòng)裝置的一級(jí)傳動(dòng)減速機(jī)構(gòu)采用的帶傳動(dòng)這樣可以更好的吸噪減振，減少?zèng)_擊，過載保護(hù)。驅(qū)動(dòng)裝置的二級(jí)傳動(dòng)減速機(jī)構(gòu)采用的錐齒輪傳功，這可以保證兩套輸出軸的反向同步運(yùn)行。錐齒輪的使用可以使動(dòng)力的傳導(dǎo)方向擴(kuò)展到驅(qū)動(dòng)齒輪的垂直面域內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)兩套輸出軸的在兩個(gè)平行面內(nèi)任意角度反向同步運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)配套機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的靈活性和良好的擴(kuò)展性。根據(jù)傳動(dòng)情況適當(dāng)選項(xiàng)錐齒輪的形式對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和壽命具有決定性作用。對(duì)于重載有沖擊的場合優(yōu)先選擇斜齒錐齒輪或弧齒錐齒輪，尤其是齒錐齒輪可以有效的減少?zèng)_擊和噪聲，能夠傳遞大扭矩。

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