安装有自动换挡的行星齿轮变速器的卷扬机的制作方法

本发明涉及一种安装有自动换挡的行星齿轮变速器的卷扬机，属于行星齿轮变速器及卷扬机技术领域。

背景技术：

流动式起重机使用的卷扬机基本都是定减速比的，液压马达及液压系统可以有级或无级调速，柱塞式液压马达通过改变斜盘角度α，或利用比例电磁铁控制配油盘移动改变供油量实现调速，低速大扭矩液压马达通过变挡控制阀开关部分油路使得马达可以高中低速工作，大型起重机采用多泵合流基本完善了调速；但是，因为变速液压马达价格昂贵且变速范围有限，起重机空载、轻载或滑轮组动滑轮绕绳倍率a＞2及大减速比的卷扬机空载、轻载升降或牵引时，耗时费能严重，从利勃海尔全路面起重机安装动臂式塔式起重机的视频中看到，提升一个标准节从发动机的声音判断已是最高转速，根据该起重机起升能力与所提升标准节重量比较提升速度并不快，原因是滑轮组钢丝绳倍率大及卷扬机减速比恒定，空载、轻载提速节能是需要解决的关键。

塔机、港机等动力机构多采用电动机，利用变频或变极等方式调速，变频器能根据载荷大小自动变换频率换挡，实现轻载快速重载低速升降，因为减速器是定减速比的且塔机升降行程大，空载、轻载时电动机超频恒功率输出，可提速但不省电，超频越大转矩输出衰减越大，超频还受到减速器高速齿轮最大线速度、噪声、振动等因素的限制，变频调速工频以下为恒转矩输出，只有低频时节电效果才显著；变极调速有调速成本低、经久耐用等优点，采用单绕三速或双绕组双速等，可以得到二速、三速等多速，因为是定减速比传动，使得调速范围及轻载节能受到限制；矿用等大传动比的卷扬机有可以换挡调速的机型，但其变速范围小且结构庞大。

现在因为石油资源日渐匮乏及大气污染严重，使得电动汽车、老年代步电动车、小型电动货车等快速普及，市场上销售的小型电动汽车大部分没有变速器或变速范围小，使其上坡及节能提速受到限制，因为车用变速器扭矩输出小，在本专利行星齿轮变速器的离合器及离合换挡器中设置同步器、位移与转速传感器，即可解决电动车及其他机构需要变速的问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种安装有自动换挡的行星齿轮变速器的卷扬机，可根据升降载荷变换档位，解决了空载、轻载起重机的大马拉小车问题，变速器选择挡位后左侧行星齿轮不转动减少摩擦阻力，空载、轻载动力机构经主动轴直接驱动卷筒1：1的输出转速、扭矩提速节能；因本发明变速器结构简单设置同步器后可作为小型电动汽车等的变速器。

本发明所述的包括动力机构为电动机或液压马达、行星齿轮变速器、卷筒、制动器、机架、传感器的卷扬机，因为在左侧机架上设置主动轴轴承以及可自由转动一定角度的联轴器，所以加设一个过渡节将动力机构用螺栓安装在机架左侧；

变速器安装在卷筒内减小轴向尺寸，内径带锥度的变速器外壳便于安装与拆卸内部机构及彻底换油，左右两端外径加厚设置锥形或圆柱形加强段ⅰ和加强段ⅱ，左侧加强段ⅰ外径小于右侧加强段ⅱ外径，左侧加强段ⅰ增加了与机架连接处的强度，在上半部设置多个轴向沟槽，从机架对应的孔及沟槽内安装换挡、润滑、电控用的油管及强弱电线路，右侧加强段ⅱ提高外齿圈及行星齿轮架轴承处强度，便于右侧端盖设置密封圈用螺栓固定在变速器外壳，右侧端盖中心孔设置轴承与最后一级n级行星齿轮架空心输出轴外径结合，行星齿轮架空心输出轴内径与主动轴之间设置内花键与主动轴外花键结合的轴承，或采用标准轴承在内圈设置带内花键的内圈与主动轴花键结合，n级行星齿轮架空心输出轴设置半联轴器与卷筒连接，加大半联轴器主动件与从动件间隙使空心输出轴可自由转动α角度，α角度乘以n级行星齿轮传动比i≥n级行星齿轮左侧离合器ⅱ一个齿距p的角度，垂直升降重物换挡卷筒必须停转并制动，此α角度使得换挡时无转矩结合力可轻松换挡；

卷筒左侧经轴承安装在变速器外壳左侧加强段ⅰ上，右侧端盖用螺栓与绕绳部筒身连接，右端盖中心孔设置轴承与空心支撑架结合，空心支撑架用螺栓或带螺纹的法兰固定在右侧机架上，右侧机架与横向机架组件及底座用螺栓连接，以方便安装与拆卸；

设置外花键的主动轴贯穿变速器从各级中心太阳轮中心孔穿过，左侧设置可调心轴承与机架连接，消除变速器外壳轴线与机架不垂直的误差，右侧设置轴承安装在n级行星齿轮空心输出轴及空心支撑架内，左侧端部设置联轴器与动力机构连接，加大联轴器主动件与联轴器从动件之间的间隙使主动轴可自由转动≥主动轴动力输出齿轮一个齿距p的角度，可自由转动角度使得换挡时无转矩结合力，主动轴作为传动轴主要承受动力机构的扭矩及右侧轴伸上制动器的制动力矩，可等直径设置，各级行星齿轮减速后放大的扭矩由各级离合换挡器的管状件逐级传递到卷筒；

第一级行星齿轮左侧设置离合器ⅰ，设置齿轮式、牙嵌式或多片式离合器，设置传感器与plc(可编程控制器)连接实现自动控制；

各级行星齿轮左侧的行星齿轮架与右侧的中心太阳轮由离合换挡器的管状件连接，空挡时管状件将左侧行星齿轮架的扭矩直接传递给右侧的中心太阳轮，得到换挡指令所述挡位离合换挡器的驱动单元ⅱ驱动套装在主动轴上的执行单元管状件向右侧移动，左侧离合器ⅱ分离的同时，右侧定位在管状件内的主动轴动力输出齿轮与中心太阳轮对应的齿啮合换挡，主动轴驱动该挡位行星齿轮至n级行星齿轮架带动卷筒转动；管状件在弹簧力或驱动单元作用下向左侧移动主动轴动力输出齿轮与中心太阳轮分离后离合器ⅱ结合，然后变换新挡位，设置传感器与plc连接，监测挡位工作状况、发出指令实现自动换挡。

进一步的，所述离合器ⅰ结构为齿轮式、牙嵌式、多片摩擦式等形式，从动力输入侧在主动轴上设置环槽安装限位弹性挡圈、轴肩上设置推力轴承的主动轴动力输出齿轮、弹簧、限位弹性挡圈、耐磨材料垫圈、中心太阳轮、耐磨材料垫圈、限位弹性挡圈，离合器设为常结合式则弹簧设置在主动轴动力输出齿轮左侧，驱动单元ⅰ推动或拉动推力轴承使离合器结合或分离，主动轴动力输出齿轮根据中心太阳轮结构设置齿形、牙嵌齿与中心太阳轮左侧对应的齿形、牙嵌齿结合，位移传感器轴向排列左右对称设置2套，其中1套作为补缺或备用避免因为传感器失效造成事故或拆机，位移传感器根据所接近的材料性质为磁性材料、永磁磁铁、非磁性材料，选用电感式、霍尔式或电容式接近开关，传感器线引出机体外与plc连接实现自动控制，离合器及传感器支架安装在圆环型支架上，圆环型支架用螺栓固定在变速器外壳内；

驱动单元为弹簧复位式液压缸或气动缸时设置常开式多片摩擦式离合器，从左向右在主动轴上设置限位弹性挡圈，推力轴承，中心太阳轮空心轴伸内设置弹性挡圈、带凸爪的圆环状压板、压板的凸爪定位在中心太阳轮环状轴伸轴向槽内并且可以轴向移动、凸爪两侧的边线平行，安装在中心太阳轮环状轴伸轴向槽底部圆孔内的数量≥3个压缩弹簧与压板凸爪接触，防止弹簧弯曲的销钉插入外伸弹簧内弹簧压缩后其右侧插入销钉孔内、销钉的端部帽直径等于弹簧外径，主动片内花键与主动轴外花键结合，从动片外花键或凸爪与中心太阳轮环状轴伸内花键或凹槽结合，中心太阳轮，耐磨材料垫圈，限位弹性挡圈，弹簧复位的驱动单元直接驱动推力轴承使离合器结合，驱动单元外置的电磁阀出口管路中设置压力传感器，压力低于设定值时自动报警，驾驶员在驾驶室内根据显示屏、指示灯或报警器等知道离合器工作状态；加大压板行程导致弹簧外伸加长，为的是延长更换摩擦片的周期，设置销钉防止加长的外伸弹簧弯曲。

进一步的，所述离合换挡机构驱动单元为弹簧复位式中空轴液压缸、中空轴汽动缸、或中空轴电磁吸拉开关、圆柱形多个电磁吸拉开关；

采用中空轴弹簧复位双向作用式液压缸可拉动或推动推力轴承使得管状件向右侧移动，左侧离合器分离此时左1号传感器导通空挡指示灯熄灭，移动到右止点主动轴动力输出齿轮与右侧中心太阳轮结合，左2号传感器导通本挡位指示灯亮并且动力机构导通，可使主动轴驱动本挡位行星齿轮至n级行星齿轮带动卷筒转动，得到变换新挡位指令原先结合的挡位外置的电磁阀换向卸荷，弹簧力与驱动单元驱动执行单元管状件向左侧移动到离合器结合，主动轴动力输出齿轮与中心太阳轮分离，左2号传感器复位本挡位指示灯熄灭，左1号传感器导通，经plc控制本挡位空挡指示灯亮的同时新挡位电磁阀导通驱动单元动作，驱动管状件向右侧移动完成换挡；传感器支架上轴向排列对称设置2套位移传感器，传感器根据所接近的材料设置电感式、霍尔式、电容式接近开关，传感器与外置的plc连接，传感器支架与驱动单元安装在圆环状支架上，圆环状支架用螺栓固定在变速器外壳内径；

采用中空轴弹簧复位单作用式液压缸原理同双作用液压缸，本挡位执行单元管状件在弹簧力的作用下离合器齿接触或结合时，右侧主动轴动力输出齿轮与中心太阳轮分离后随主动轴空转，传感器导通新挡位驱动单元动作完成换挡；

采用圆环型汽缸驱动换挡原理基本同上，气体压力较液压小，向右侧移动应采用面积大的活塞面作为推力施力侧。

采用中空电磁推拉开关原理同环形液压缸，设置的吸拉、保持线圈，任一线圈均能单独完成推拉工作，或采用圆柱式吸拉电磁开关，单个即可驱动换挡，数量n≥2个且按圆周均布，由位移传感器、plc控制环形、圆柱形电磁开关动静铁心接近吸合时切断吸拉线圈电路，减小冲击磨损，也可采用保持式电磁吸拉开关驱动换挡，动静铁心吸合后传感器导通切断吸拉线圈电路，需要铁心回位时经plc变换线圈正负极极性形成与电磁铁相反的磁场，铁心在弹簧作用下回位，保持式电磁吸拉开关缺陷是电路故障执行单元管状件不能自动复位。

驱动单元中空轴端部及内径位于推力轴承两侧设置圆环型拉爪、推爪，圆柱形式吸拉电磁开关设置圆形推拉爪，本挡位空挡时拉爪、推爪与推力轴承不接触。

进一步的，所述离合换挡器执行单元管状件为套装在主动轴上的管状件总成，管状件左侧外径设置轴肩安装推力轴承，轴承的左侧设置弹性挡圈限制轴承轴向移动，设置弹簧一端与推力轴承接触，另一端与右侧套装在耐磨材料管状件上镶嵌在行星齿轮架上的推力轴承接触，左侧端部与行星齿轮架设置为牙嵌式或齿形离合器(也可设置摩擦式离合器缺陷是需要很大的体积才能传递大扭矩)，右侧设置内或外花键与中心太阳轮左侧环状轴伸的外或内花键啮合并可轴向滑动，管状件内径从左侧向右依次设置内轴肩、轴承、弹性挡圈、推力轴承、主动轴动力输出齿轮、弹性挡圈，主动轴动力输出齿轮采用端面齿形或牙嵌齿与中心太阳轮对应的齿啮合的，管状件圆周均布设置的定位销插入动力输出齿轮外径的环槽内，限制其只能随管状件轴向移动、空挡时只随主动轴转动；

主动轴动力输出齿轮设置内花键与主动轴外花键啮合并可以轴向滑动，在驱动单元驱动下执行单元管状件与主动轴动力输出齿轮一起向右侧移动，外齿或牙嵌齿与中心太阳轮左侧内齿或牙嵌齿啮合完成换挡，执行单元管状件在弹簧力或驱动单元驱动下移动到左侧离合器接触或结合时，主动轴动力输出齿轮与中心太阳轮分离后随主动轴空转；

中心太阳轮左侧环状轴伸花键长度≥与执行单元管状件力学结构计算啮合长度，加上离合器与主动轴动力输出齿轮总行程长度，内径或端部设置内齿或牙嵌齿与主动轴动力输出齿轮的外齿或牙嵌齿结合，两侧设置锥形坡脚，锥形坡脚及行星齿轮中心径向均布设置润滑油透孔，右侧锥形坡脚与执行单元管状件空间设置开孔发泡的聚氨酯海绵或其他耐油的保油材料，中心孔内径设置内圈内花键与主动轴外花键结合的滚针轴承、滑动轴承，或浮动安装滑动轴承，左、右侧各设置耐磨材料垫圈及弹性挡圈限位；中心太阳轮绕主动轴空转，主动轴动力输出齿轮的齿与中心太阳轮对应的齿结合后，由主动轴经动力输出齿轮驱动中心太阳轮转动逐级减速至卷筒输出扭矩。

进一步的，所述离合换挡器主动轴动力输出齿轮的齿与中心太阳轮对应的齿之间有一段自由行程，此自由行程的长度＞离合器齿啮合长度或主动轴动力输出齿轮与中心太阳轮齿啮合长度，取两者长度大者，执行单元管状件向左侧移动到离合器齿接触时不一定正好对应啮合，此自由行程保证了离合器齿接触时主动轴动力输出齿轮与中心太阳轮已彻底分离；现结合挡位在新挡位右侧则主动轴驱动新挡位使得现挡位行星齿轮架转动，离合器齿对应时在弹簧力作用下自动结合，现挡位在新单位左侧则主动轴直接驱动新挡位行星齿轮至卷筒转动；设置双向驱动单元时能强制推动换挡，根据现有技术可将齿尖设置为尖角或弧形，齿侧设置＜2～8度的坡脚或加大侧隙等措施，可不设置此自由行程，将自由行程缩小为适当的离合间隙。

进一步的，所述内径带锥度的变速器外壳内各级行星齿轮内齿圈外径下半部间隔均布设置排油孔，从内齿圈外径轴向切除同弧等高度两侧以等高度为半径的缺口作为排油孔，在变速器外壳右侧底部位置设置泄油孔，泄油孔用带螺纹的丝堵封堵，与泄油孔对应的顶部设置通气器兼加油孔，卷筒与泄油孔、通气器对应的位置设置换油孔，以便加油及彻底换油；

机架左侧位于动力机构底部设置可视油位高度的换油管，换油管设置为弧形随过渡节外径等距离设置，换油管t形短管经活接或快速接头与机体内引出的油管连接，上部或中部设置定位卡固定换油管，换油管上、下部设置带螺纹的端盖封堵，拧下端盖可进行加油或排出多余的润滑油；

所选挡位工作时其左侧的行星齿轮不转动，导致左侧中心太阳轮轴承及执行单元内轴承或湿式多片离合器润滑不良，影响变速器使用寿命，在机体外设置强制润滑系统，从机体内引出的进出油管底部设置空心的三通接头连接吸油管，经带旁路的机油过滤器与液压泵连接过滤掉润滑油中部分杂质，与液压泵出口连接的润滑油管中设置溢流阀、压力传感器与流量传感器，从溢流阀排出的油液经回油管直接流到吸油管进入再循环，压力与流量传感器使得驾驶员随时掌握润滑系统工况，润滑油管从左侧机架孔经变速器外壳设置的轴向沟槽进入变速器外壳上半部，在变速器外壳各级行星齿轮之间的上部设置孔引入分支油管，直接润滑行星齿轮中心太阳轮轴承，液压泵经plc控制，主动轴驱动一级行星齿轮工作时液压泵可以不工作，正常工况可以间断的工作，达到润滑目的的情况下能长寿命的工作；

变速器外壳内设置油位高度传感器，驾驶室内显示屏或指示灯、报警器可提示油位高度及润滑油污染程度。

进一步的，所述n级行星齿轮架与卷筒之间设置离合换挡器，空载、轻载或次重载滑轮组动滑轮绕绳倍率a≥6以上升降时，动力机构经主动轴直接驱动卷筒转动。管状件外径设置外花键与变速器右端盖轴承内圈的内花键结合，也可将轴承设为滑动轴承，换挡时执行单元管状件可在轴承中轴向滑动，设置外花键的半联轴器中心管状件左侧与执行单元管状件内花键结合，管状件可轴向滑动，右侧与半联轴器主动件的内花键过盈配合，内径设置2个带内花键的轴承与主动轴结合，左侧端部设置牙嵌齿或齿形与主动轴动力输出齿轮对应的牙嵌齿或齿形动态结合，半联轴器压板用螺栓固定在从动件左侧限制主动件轴向移动，加大半联轴器主动件与从动件之间的间隙，使得n级行星齿轮左侧执行单元管状件可以自由转动一个离合器齿距p的角度，换挡轻松便捷，半联轴器从动件用螺栓固定在卷筒内部中心位置；得到换挡指令驱动单元驱动执行单元管状件向右侧移动，左侧离合器分离，右侧主动轴动力输出齿轮的齿与半联轴器中心管状件对应的齿结合，主动轴直接驱动卷筒转动提速节能。

进一步的，所述卷筒两侧各设置1个制动器，制动器可采用钳盘式、带式或抱块式等形式，其中1个常闭式，动力机构停转制动器制动；1个常开式，在空载快速下降或其他需要制动配合时，人工脚踏带传感器的踏板操控制动，停止工作时锁止使其处于制动状态可起到双重保险作用；主动轴右侧轴伸端部设置盘式等形式的常开式制动器，直接制动主动轴较小的制动力矩可使卷筒停止转动；

所述卷筒端面设置永磁磁铁、凹凸齿或光栅，设置两路霍尔、光电等传感器，一路记录卷筒正反转数，可设定吊钩最大出绳及上、下限报警、停止限制；另一路检测卷筒转速，卷筒转速超过设定值，传感器经微电脑及plc控制常开式制动器制动，使卷筒降速或停止转动。

进一步的，所述空钩下降按下空钩下降开关使离合器ⅰ及离合换挡器都在空挡位置，电动机或液压马达转动，常闭式制动器开启卷筒可以自由转动，空钩在常开式制动器制动下可以快速下降，动力机构停止转动常闭式制动器制动，解决了空钩下降的安全性问题；变速器第一级离合器ⅰ采用常开式多片摩擦式，空钩接近指定位置前使离合器结合，其他齿型离合器ⅰ根据卷筒转速乘以所述挡位至卷筒的减速比，由微电脑根据转速传感器检测的转速控制动力机构提速离合器主、从动件同步后结合，电动机再生发电制动状态使得筒逐渐减速，再生的电能由设置在起重机金属制成配重件内的电动汽车旧电池蓄能电池组或超能电容存储部分，余者被制动电阻消耗掉，常开式制动器配合制动安全更有保证；动力机构为液压马达驱动方式则利用液压马达自带制动器及液压系统的节流调速、容积调速等功能协助制动；传感器(6)固定在机架(5)上并且与微电脑及plc连接，实现人控或自动控制卷扬机的制动。

进一步的，所述安装有自动换挡的行星齿轮变速器的卷扬机作为电动汽车、轻型电动货车的变速器等，管状件左侧设置同步器ⅰ、右侧设置同步器ⅱ，常态下同步器ⅰ结合将左侧行星齿轮架的扭矩经管状件传递给右侧中心太阳轮，同步器ⅰ的花键毂ⅰ内孔设置轴承与主动轴连接、右侧环状轴伸外径设置滚针或滑动轴承与管状件内径结合减少管状件径向跳动；同步器ⅱ花键毂ⅱ的内花键与主动轴外花键啮合，花键毂ⅰ、ⅱ两侧设置耐磨材料垫圈及弹性挡圈限制轴向位移；

在管状件左侧内径设置内齿作为接合套ⅰ与花键毂ⅰ外齿啮合、并与锁环ⅰ及接合齿圈ⅰ的外齿滑动啮合，在滑块ⅰ位置设置上部凹槽及左、右坡脚分别与定位销结合，外径设置轴肩安装推力轴承，推力轴承左侧设置弹性挡圈限制其轴向位移，弹簧左侧与推力轴承接触、右侧与行星齿轮架处的推力轴承或耐磨材料垫圈接触，管状件右半部的定位销插入设置在管状件内的接合套ⅱ的环槽ⅱ内使得接合套ⅱ与接合套ⅰ同步轴向移动，管状件右侧花键与中心太阳轮环状轴伸花键结合，花键长度≥同步器ⅰ与同步器ⅱ总行程长度+结构计算结合长度；

行星齿轮架右片中心孔位置向右轴向排列设置接合齿圈ⅰ、锥面ⅰ、与锥面ⅰ结合的碟形弹簧、单锥或三锥锁环ⅰ、花键毂ⅰ；中心太阳轮环状轴伸端面或左侧端面从右向左设置接合齿圈ⅱ、锥面ⅱ，与锥面ⅱ连接的碟形弹簧、锁环ⅱ、花键毂ⅱ，接合套ⅱ的内齿与花键毂ⅱ外齿常啮合并可轴向滑动，与锁环ⅱ、接合齿圈ⅱ的外齿滑动结合；

驱动单元ⅱ左侧传感器支架上设置位移传感器，各级行星齿轮架与转速传感器对应位置设置永磁磁铁，位移传感器，转速传感器与变速器控制器tcu连接，变速器控制器tcu与电机控制器mcu经电动汽车整车控制器vcu控制，根据输出扭矩及油门反馈信息发出指令，原结合挡位驱动单元驱动管状件向左移动到空挡位置，并且延时到新挡位的同步器ⅱ结合后原挡位同步器ⅰ结合，完成自动换挡。

进一步的，所述变速器行星齿轮架外径没有设置轴承与变速器外壳结合、并且在中心太阳轮环状轴伸左侧端面向右设置接合齿圈ⅱ、锥面ⅱ的，行星齿轮架左片内径设置内圈带内花键的轴承与环状轴伸外花键结合，左侧设置弹性挡圈限制位移，在行星齿轮架右片内径设置轴承与中心太阳轮右侧锥形坡脚平面结合，轴承右侧设置弹性挡圈限位；

从中心太阳轮左侧端面向左轴向排列设置接合齿圈ⅱ、锥面ⅱ的，管状件右侧花键设置为外花键与中心太阳轮环状轴伸的内花键结合并可以轴向滑动，在行星齿轮架左片的内径设置轴承与中心太阳轮环状轴伸外径结合，左侧用弹性挡圈限位；行星齿轮架右片内径设置轴承与中心太阳轮右侧坡脚平面结合，右侧设置弹性挡圈限位，此结构可以消除行星齿轮架径向跳动使得同步器能正常工作；

同步器ⅰ或同步器ⅱ的的锁环与接合齿圈之间设置碟形弹簧，使得同步器不结合时摩擦件之间不接触或少接触，避免摩擦结合或烧结，碟形弹簧外径与锁环侧面的凹进台阶接触、内径与锥面与接合齿圈立面相交处接触；设置三锥同步器采用中间钢环凸爪与接合齿圈连接的方式，蝶形弹簧外径与锁环侧面的凹进台阶接触、内径与中间钢环与接合齿圈立面相交处接触；汽车变速器同步器近距离设置在同轴上径向跳动影响甚微，本专利结构及零部件加工安装等因素容易引起不同心度及径向跳动加大，碟形弹簧的设置能消除此类误差影响。

进一步的，所述变速器n级行星齿轮右片与管状件之间设置同步器ⅰ连接，管状件左侧外径设置推力轴承，弹簧左侧与推力轴承接触、右侧与行星齿轮架左侧推力轴承或耐磨材料垫圈接触，管状件右侧外径设置外花键与变速器右端盖中心轴承的内花键啮合并可以轴向滑动，也可设置光轴与变速器右端盖的滑动轴承结合并可以轴向滑动，管状件右侧设置动力输出花键，管状件上设置的销钉插入接合套ⅱ的凹槽内，花键毂ⅱ右侧设置同步器ⅱ从动件，从动件从右向左设置接合齿圈ⅱ、锥面ⅱ、与锥面ⅱ连接的碟形弹簧、锁环ⅱ、花键毂ⅱ、与花键毂ⅱ啮合的接合套ⅱ，从动件中心孔设置内圈带内花键的滚针轴承或滑动轴承与主动轴结合，两侧设置耐磨材料垫圈、弹性挡圈定位于主动轴上，外径设置外花键与管状件右侧花键间隙配合；同步器ⅱ从动件右侧设置内端盖并用弹性挡圈定位，主动轴右端部无花键的光轴部位与内端盖的油封结合；变速器右端盖上设置传感器支架、支架上设置转速传感器；

驱动单元驱动管状件向右侧移动左侧同步器ⅰ分离，右侧同步器ⅱ的接合套带动定位销、滑块推动锁环ⅱ与锥面ⅱ结合，主动轴与管状件转速同步后接合套ⅱ的内齿与结合齿圈ⅱ外齿啮合，同步器ⅰ及ⅱ的定位销落入左侧坡脚处锁止，动力机构经主动轴驱动管状件直接输出扭矩；驱动单元驱动管状件向左侧移动同步器ⅰ结合，同时同步器ⅱ的结合套与接合齿圈分离，2个同步器的定位销落入右侧坡脚处锁止，主动轴驱动所选挡位行星齿轮至n级行星齿轮经管状件输出扭矩。

本发明的有益效果是：

(1)与现有的技术相比，本发明根据升、降及载荷大小通过换挡，空钩轻载最后一级n级行星齿轮与卷筒间设置离合换挡器，动力机构直接驱动卷筒转动，改变传动比消除大马拉小车现象，驾驶员根据显示屏显示的升降重量数据，依据起重机起升能力参数计算的挡位换挡；单设或利用起重机微电脑根据测重单元采集的数据及各级传动比升降重量，计算各挡位经济起重范围并编程，可以实现自动换挡；以三级行星齿轮带直接驱动卷筒转动变速为例，空载、轻载时电动机或液压马达经主动轴直接驱动卷筒转动，采用变频调速低频输出可完成快速升降，较同样采用变频调速使用定减速比减速器的卷扬机节电60％～90％左右，轻载变换到n级行星齿轮单级减速节电40％～70％左右，次重载类推，重载减速比相同不节电；采用低速大转矩液压马达，本专利换挡变速可减小所配置的液压马达功率，空载、轻载经主动轴直接驱动卷筒转动，输出较少的液压油即可完成快速升降，节能效果同样显著；本专利节能的同时可提高工作效率，减少一吊次的平均时间，缩短工期、节省机械台班、还能降低工程造价。

(2)本发明应用于变极调速电动机，以电动机二至三速为例，使用本专利变速器以四挡计算可输出8～12速，根据载荷选择挡位及电动机转速，使异步电动机运行于额定工作点附近可提升效率，节能提速效果同样显著，但是没有变频调速节能。

(3)本发明节能与提速计算实例：以中联重科7052-25塔式起重机说明书数据为例：起升机构电动机63kw，转速713r/min(35hz)、换算成50hz约为1420r/min左右属于4极电动机，减速器速比：33.97，卷筒转速(r/min)62，钢丝绳最大线速度160m/min，采用的是降低恒功率频率变频调速方式；根据以上数据分析最大出绳速度160m/min时，电动机转速是62*33.97＝2106r/min，超频2106/713-1＝195％。

恒转矩输出节能估算：根据gb12497《三相异步电动机经济运行》强制性国家标准实施监督指南中，“2、恒转矩类负载的调速节能，对恒转速类负载有：pl＝tln1/9550(3)，电机的输入功率与转速的一次方成正比，采用变频调速后节省的功率可由下式计算：ki＝(p1-p2)/p1＝(n1-n2)/n1(4)，(p1-p2)＝(t1n1-t2n2)/9550＝t(n1-n2)/9550(5)，节省的功率与系统调速的速差成正比，速差越大，节能越显著”。

空载节电率估算：设电动机转速n1为100、400、713r/min，本发明空载电动机直接驱动卷筒转动转速n2为100/33.97、400/33.97、713/33.97，节电率计算：ki＝(n1-n2)/n1＝(n1100-n2100/33.97)/n1100*100/％＝97％，ki＝(n1400-n2400/33.97)/n1400*100/％＝97％；ki＝(n1713-n2713/33.97)/n1713*100/％＝97％，证明公式(4)与公式(5)后面的说明“节省的功率与系统调速的速差成正比，速差越大，节能越显著”，与实际计算相符。

轻载节电估算：设三级行星齿轮减速比i＝3.539*3.2*3＝33.97，此时本发明最大恒转矩转速是713*3/33.97＝63r/min，节电率ki＝(n1-n2)/n1＝(n1713-n263)/n1713*100/％＝91％；

次重载节电估算：713*3*3.2/33.97＝202r/min，节电率ki＝(n1-n2)/n1＝(n1713-n2202)/n1713*100/％＝71％；

重载节电估算：因为传动比一样，所以根据公式对比不节电；

恒功率输出节能估算：本发明空载电动机转速62r/min卷扬机出绳速度达到160m/min，全部在恒转矩范围内；本发明轻载电动机转速3*62＝186r/min即可达到出绳速度160m/min，所以全部在恒转矩范围内；本发明次重载电动机转速3*3.2*62＝595.2r/min即可达到出绳速度160m/min，全在恒转矩范围内；本发明重载电动机转速≤713/33.97＝21r/min(卷筒转速)为恒转矩输出，卷筒转速≥21r/min此时电动机转≥713r/min才是恒功率输出，电动机主要工作在恒转矩范围内，所以节电效果是非常显著。

动滑轮钢丝绳倍率a＝4或a≥6时，更能显示其低频运行节能的优势，扣除变频器内耗功率为5％左右，起重机空载、轻载占工作比例偏大，综合估算节电率＞30％～40/％，如果空钩利用常开式制动器及一级行星齿轮多片摩擦式离合器配合控制下降节电率约计＞40％左右；液压马达节能提速计算略。

(4)根据《日本内爬式塔式起重机的发展趋势》分析，“……现在日本的高扬程(250m以上)的乃怕是塔式起重机的最高提升速度为121～160m/min，但并非速度越快越好高速化还受到因高速而需相应增大电机容量和使速度控制装置复杂造成增大成本的制约，权衡利弊生产厂商认定为高速化以200～300m/min为宜”。高速一般适合于空载或轻载，本发明出绳按2m/r估算，要达到300m/min钢丝绳倍率a＝2时，电动机转速300r/min即可，同理钢丝绳倍率a＝4时电动机转速600r/min即可，所以本发明空载、轻载即节能又提速。

(5)本发明变速器结构简单可应用于电动汽车及小型电动货车，用于轿车可设置1台后置电机连接变速器经空心输出轴与分动器连接，正常由分动器连接前驱动桥驱动前轮行驶，路面状况差则连接前、后驱动桥4轮驱动；用于小型货车1台电机经变速器直接驱动后驱动桥使汽车行驶；利用微电脑根据所需扭矩及速度要求选择合适的传动比，使电动汽车运行于高效率范围内，同时也减轻了电机和电源的负载，减少功率的损失。

附图说明

图1(a)是实施例1中自动换挡变速卷扬机的示意图。

图1(b)是图1(a)的左视图。

图2是实施例1中自动换挡变速卷扬机的剖面示意图。

图3(a)是实施例1、4中带自由行程的离合换挡器及离合器ⅰ牙嵌齿结合示意图。

图3(b)是实施例4中离合器ⅰ内齿与内外结合示意图。

图3(c)是实施例4中离合器ⅰ外齿与内齿结合示意图。、

图4是实施例2中行星齿轮外齿圈排油孔示意图。

图5是实施例2中行星齿轮外循环润滑系统示意图。

图6(a)是实施例3中n级行星齿轮与卷筒间设置离合换挡器示意图。

图6(b)是图6(a)的a-a剖视图。

图7(a)是实施例1中离合器ⅰ的常开式摩擦片式离合器示意图。

图7(b)是图7(a)b-b剖视图。

图8(a)是实施例5中变速器1～n级行星齿轮及n级行星齿轮右侧设置同步器示意图。

图8(b)是实施例5中变速器中心太阳轮左端面设置接合齿圈的示意图。

图8(c)是实施例5中变速器n级行星齿轮右侧设置同步器及动力输出轴的示意图。

图中：1、动力机构；1.1、过度节；1.2、联轴器；1.21、联轴器主动件；1.22、联轴器从动件；

2、变速器；2.1、变速器外壳；2.1a、加强段ⅰ；2.1a1、轴向沟槽；2.1b、加强段ⅱ；2.1c、右侧端盖；2.2、1～n级行星齿轮；2.2a、中心太阳轮；2.2a1、中心太阳轮中心孔；2.2a11、锥形坡脚；2.2a12、润滑油透孔；2.2a13、锥形坡脚平面；2.2a2、环状轴伸；2.2a21、环状轴伸花键；2.2a22、环状轴伸轴向槽；2.2a23、底部圆孔；2.2a24、销钉孔；2.2a25、内花键或凹槽；2.2a26、齿形或牙嵌齿ⅱ；2.2b、行星齿轮架；2.2b1、空心输出轴；2.2c、外齿圈；2.2c1、排油孔；2.3、主动轴；2.31、主动轴外花键；2.3a、主动轴动力输出齿轮；2.3a1、齿形或牙嵌齿ⅰ；2.3a2、外径环槽；2.3a3、动力输出齿轮的内花键；2.4、离合器ⅰ；2.4a、驱动单元ⅰ；2.4b、执行单元；2.4b1、圆环状压板；2.4b2、销钉；2.4b3、主动片；2.4b4、从动片；2.5、离合换挡器；2.5a、驱动单元ⅱ；2.5a1、拉爪；2.5a2、推爪；2.5a3、圆形拉爪；2.5b、离合换挡器执行单元管状件；2.5b1、左侧离合器ⅱ；2.5b2、轴肩；2.5b3、耐磨环状件；2.5b4、管状件右侧花键；2.5b5、定位销；2.5b6、与轴承结合的外花键；2.5b7、内部端盖；2.6、润滑系统；2.61、泄油孔；2.62、通气器兼加油孔；2.63、进出油管；2.63a、空心管接头；2.63b、吸油管；2.63c、机油过滤器；2.63d、润滑油管；2.63e、液压泵；2.63f、溢流阀；2.64、活接或快速接头；2.65、换油管；2.66、定位卡；2.67、带螺纹的端盖；2.68、保油材料；2.7、半联轴器；2.71、中心管状件；2.711、齿形或牙嵌齿ⅲ；2.712、中心管状件外花键；2.72、主动件；2.73、从动件；2.74、压板；2.8、圆环状支撑架；

3、卷筒；3.1、绕绳部筒身；3.2、右侧端盖；3.3、换油孔；3.4、永磁磁铁、凹凸齿或光栅；

4、制动器；4.1、常闭式制动器；4.2、卷筒常开式制动器；4.3、主动轴常开式制动器；

5、机架；5.1、左侧机架；5.1a、机架孔；5.2、右侧机架；5.2a、空心支撑架；5.3、机架横向组件；5.4、底座；

6、传感器；6.1、传感器支架；6.2、位移传感器；6.3、压力传感器；6.4、流量传感器；6.5、油位高度传感器；6.6、圈数传感器；6.7、转速传感器；

7、轴承；7a、推力轴承；7b、滑动轴承；7c、滚针轴承；

8、耐磨材料垫圈；

9、弹性挡圈；

10、弹簧；10.1、碟形弹簧；

11、同步器ⅰ；11.1、接合套ⅰ；11.11、接合套ⅰ内齿；11.12、中部凹槽ⅰ；11.13凹槽ⅰ左坡脚；11.14、凹槽ⅰ右坡脚；11.2、花键毂ⅰ；11.21、花键毂ⅰ内孔；11.3、滑块ⅰ；11.4定位销ⅰ；11.5锁环ⅰ；11.51锁环ⅰ侧面凹进台阶；11.6、锥面ⅰ；11.7、接合齿圈ⅰ；

12、同步器ⅱ；12.1、接合套ⅱ；12.11、接合套ⅱ内齿；12.12、中部凹槽ⅱ；12.13、凹槽ⅱ左坡脚；12.14、凹槽ⅱ右坡脚；12.15、接合套ⅱ环槽；12.2、花键毂ⅱ；12.21、花键毂ⅱ外齿；12.22、花键毂ⅱ内花键；12.3、滑块ⅱ；12.4定位销ⅱ；12.5锁环ⅱ；12.51锁环ⅱ侧面凹进台阶；12.6、锥面ⅱ；12.7、接合齿圈ⅱ；12.8、同步器ⅱ从动件；12.81、同步器ⅱ从动件外花键。

具体实施方式

为了使本发明目的、技术方案更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明。

图1(a)至图2所述安装有自动换挡的行星齿轮变速器的卷扬机，包括动力机构1电动机或液压马达、变速器2、卷筒3、制动器4、机架5、传感器6，动力机构1经过度节1.1与左侧机架5.1连接，变速器2置于卷筒3内部，内径带锥度的变速器外壳2.1左侧外径设置锥形或圆柱形加强段ⅰ2.1a用螺栓与机架5.1连接，右侧设置加强段ⅱ2.1b其外径大于左侧强段ⅰ2.1a，右侧端盖2.1c用螺栓固定在加强段ⅱ端面，右侧端盖2.1c中心孔内设置轴承7与n级行星齿轮架空心输出轴2.2b1结合；设置外花键的主动轴2.3从各级行星齿轮中心太阳轮中心孔2.2a1中穿过，左侧由轴承7固定在机架5.1上，左端部经可自由转动主动轴动力输出齿轮一个齿距p角度的联轴器1.2与动力机构1电动机或液压马达连接，右侧经内圈带内花键的轴承7与n级行星齿轮架空心输出轴2.2b1内径结合，端部经轴承7固定于机架5.2上的空心支撑架5.2a内。

卷筒3左侧内径设置轴承7与加强段ⅰ2.1a结合，右侧端盖3.2用螺栓与绕绳部筒身3.1连接，右侧端盖中心孔设置轴承7与固定在机架5.1上的空心支撑架5.2a结合，机架5.2与机架横向组件5.3及底座5.4用螺栓连接。

1级行星齿轮左侧设置离合器ⅰ2.4，离合器分为常结合式与常开式两种；1～n级行星齿轮之间设置离合换挡器2.5，空挡时套装在主动轴上的离合换挡器执行单元管状件2.5b将左侧行星齿轮架2.2b的扭矩传递给右侧行星齿轮的中心太阳轮2.2a；n级行星齿轮架2.2b与卷筒3之间设置可自由转动α角度的半联轴器2.7，自由转动α角度乘以n级行星齿轮传动比i≥左侧离合器ⅱ2.5b1一个齿距p的角度，使得换挡轻松自如；动力机构1经主动轴的动力输出齿轮2.3a驱动1级行星齿轮至n级行星齿轮逐级减速，由n级行星齿轮架的空心输出轴2.2b1驱动卷筒3转动升降重载；轻载或空载n级行星齿轮左侧离合换挡器的驱动单元ⅱ2.5a驱动执行单元管状件2.5b向右侧移动，左侧离合器ⅱ2.5b1分离，定位在管状件2.5b内的主动轴动力输出齿轮2.3a与n级行星齿轮中心太阳轮2.2a结合，主动轴驱动n级行星齿轮单级减速后驱动卷筒3转动，n-1级、n-2级及其他级行星齿轮传动原理同，换挡原则是先将卷筒3制动，原结合挡位左侧离合器ⅰ结合再换新挡。

图2、图7(a)、图7(b)为离合器ⅰ的常开式摩擦片式离合器示意图，1级行星齿轮左侧设置常开式摩擦片式离合器2.4，在变速器外置压力传感器6.3，显示屏数字显示正常液压油压力，低于设定值指示灯亮、报警器报警，或者支架6.1上的位移传感器6.2与plc连接编程自动控制；

1～n级行星齿轮之间设置离合换挡器2.5，轴向设置左右对称安装2套位移传感器6.2，左1号传感器6.2的作用是正常显示空挡指示灯亮、离合器分离后指示灯灭，执行单元管状件2.5b到达右止点左2号传感器6.2导通，本挡位指示灯亮的同时动力机构接触器线圈接通，本挡位工作完成需要变换新挡位本挡位驱动单元ⅱ2.5a卸荷，执行单元2.5b在驱动单元ⅱ2.5a及弹簧力作用下向左侧移动到离合器结合，左2号传感器6.2使得挡位指示灯灭，左1号传感器6.2导通空挡指示灯亮并且新挡位驱动单元ⅱ2.5a导通自动换挡；手控电动换挡依据显示屏显示载荷重量，根据各挡位经济升降重量范围换挡，按照事先计算的数据编程，采用微电脑控制可以实现自动换挡。

图3(a)为带自由行程的离合换挡器示意图，采用空心单作用弹簧复位式驱动单元ⅱ2.5a时，执行单元2.5b依靠弹簧复位，离合器2.5b1的齿不对应无法完全结合，将导致主动轴动力输出齿轮2.3a与中心太阳轮不能完全分离，加设自由行程使得离合器齿接触时，右侧主动轴动力输出齿轮2.3a与中心太阳轮完全分离；离合器2.5b1接触没有完全结合时，新挡位在本挡位右侧可直接驱动行星齿轮至卷筒3转动；新挡位在本挡位左侧，新挡位转动时带动行星齿轮架2.2b转动，离合器齿对应瞬间在弹簧力作用下离合器结合；采用双向驱动单元ⅱ2.5a时能推动管状件2.5b向左移动使离合器ⅱ结合，可减小自由行程为适当间隙。

实施例2

图1(a)、图1(b)、图2是卷扬机总体结构图，图4、图5是齿圈排油孔示意图及外循环润滑系统示意图，内部自润滑包括中心太阳轮及坡脚径向设置的润滑油透孔2.2a12，中心太阳轮2.2a右侧与执行单元2.4b间设置保油材料2.68；为防止所选挡位长时间工作导致左侧行星齿轮中心太阳轮轴承7a润滑不良，从左侧进出油管的空心管接头2.63a安装吸油管2.63b，经带旁路的机油过滤器2.63c与液压油泵2.63e连接，润滑油管2.63d上设置溢流阀2.63f、压力传感器6.3、流量传感器6.4，溢流阀2.63f泄露的油液经油管到机油过滤器2.63c循环，润滑油管2.63d经机架孔5.1a、变速器壳轴向沟槽2.1a1引入变速器外壳2.1上部，润滑油支管从各级行星齿轮间上部的孔进入变速器内，直接润滑中心太阳轮2.2a轴承，液压泵由plc控制1级行星齿轮工作时停转，其他时间段可间歇供油润滑。

进出油管2.63与t型可视液位高度的换油管2.65经活接或快速接头2.64连接，上半部设置定位卡2.66将换油管2.65固定在机架5.1上，换油管2.65上下端部由带螺纹的端盖2.67封堵，从外齿圈下半部设置排油孔2.2c1经内径带锥度的变速器外壳右侧底部设置泄油孔2.61排油，与泄油孔2.61对应的顶部设置通气器兼加油孔2.62，卷筒3与泄油孔2.61、通气器兼加油孔2.62对应的位置设置换油孔3.3换油，带锥度的变速器外壳右侧底部设置泄油孔2.61可以彻底换油。

实施例3

图6(a)、图6(b)为n级行星齿轮与卷筒间设置离合换挡器示意图，离合换挡器执行单元管状件2.5b外径设置外花键2.5b6与变速器右端盖轴承7内圈的内花键结合并可以轴向滑动，也可设置为滑动轴承连接并可轴向滑动，管状件右侧花键2.5b4与半联轴器中心管状件外花键2.712结合并可轴向滑动，半联轴器中心管状件右侧外花键2.712与半联轴器主动件2.72内花键过盈结合，左侧端部设置齿形或牙嵌齿ⅲ2.711与动力输出齿轮的齿形或牙嵌齿ⅰ2.3a1动态结合，内径设置2个内圈带内花键的轴承与主动轴外花键2.31结合，定位在半联轴器从动件2.73上的半联轴器压板2.74限制主动件2.72轴向移动，加大半联轴器主动件2.72与从动件2.73侧面间隙使得执行单元管状件2.5b可自由转动α角度，α角度乘以n级行星齿轮传动比i≥执行单元离合器ⅱ一个齿距p的角度，方便离合换挡；得到换挡指令驱动单元2.5a驱动管状件2.5b向右侧移到，左侧离合器ⅱ2.5b1分离，右侧定位在管状件2.5b内的主动轴动力输出齿轮的齿形或牙嵌齿ⅰ2.3a1与半联轴器中心管状件对应的齿形或牙嵌齿ⅲ2.711结合，动力机构1经主动轴2.3直接驱动卷筒3转动。

实施例4

图3(a)为常开式离合器ⅰ示意图，在弹簧10的作用下牙嵌式离合器ⅰ分离，主动轴动力输出齿轮2.3a随主动轴2.3空转，驱动单元ⅰ2.4a推动推力轴承7a向右侧移动主动轴动力输出齿轮的齿形或牙嵌齿ⅰ2.3a1与环状轴伸端面的齿形或牙嵌齿ⅰ2.2a26结合，位移传感器6.2为感应式接近开关导通挡位指示灯亮并且动力机构1接通，经主动轴驱动中心太阳轮逐级减速带动卷筒转动；图3(b)为中心太阳轮外齿与主动轴动力输出齿轮内齿结合的示意图，驱动单元2.4a驱动推力轴承7a使得主动轴动力输出齿轮的齿形或牙嵌齿ⅰ2.3a1与环状轴伸端面的齿形或牙嵌齿ⅰ2.2a26结合，得到换挡指令外置的电磁阀回油旁路开通驱动单元2.4a在内弹簧及弹簧10作用下向左移动，主动轴动力输出齿轮2.3a与中心太阳轮2.2a在弹簧10的推动下分离；图3(c)为常结合式离合器示意图，弹簧10安装在主动轴动力输出齿轮左侧，主动轴动力输出齿轮在弹簧10推动下与中心太阳轮结合，得到换挡指令驱动单元2.4a拉动推力轴承7a使得主动轴动力输出齿轮2.3a与中心太阳轮2.2a分离。

实施例5

图8(a)为实施例5中变速器1～n级行星齿轮及n级行星齿轮右侧设置同步器示意图，图8(b)是实施例5中变速器中心太阳轮左端面设置接合齿圈的示意图，变速器2的驱动单元ⅱ2.5a驱动管状件2.5b向左侧移动，管状件左侧作为接合套ⅰ其内径设置的中部凹槽ⅰ11.12带动定位销ⅰ11.4及滑块ⅰ11.3推动锁环ⅰ11.5与行星齿轮架上设置的锥面ⅰ结合，管状件2.5b左侧内径设置的内齿11.11尖角与锁环11.5的尖角接触并继续施力，管状件2.5b与行星齿轮架2.2b转速同步后接合套ⅰ内齿11.11与接合齿圈ⅰ11.7完全啮合，与此同时管状件2.5b的定位销2.5b5带动同步器ⅱ的接合套ⅱ12.1向左侧移动同步器ⅱ12分离，定位销ⅰ11.4及同步器ⅱ的定位销ⅱ12.4落入凹槽ⅰ左坡脚11.13及凹槽ⅱ左坡脚12.13锁止，左侧行星齿轮架2.2b带动管状件2.5b还有与管状件花键连接的右侧中心太阳轮2.2a转动传递扭矩；管状件左侧接合套ⅰ内齿11.11与花键毂ⅰ外齿11.21啮合带动花键毂ⅰ经轴承7绕主动轴2.3空转，右侧设置在管状件内径的同步器花键毂ⅱ内花键12.22与主动轴花键2.31啮合、花键毂ⅱ外齿12.21与接合套内齿12.15啮合，接合套12.11外径与管状件2.5b内径滑动结合空转。

进一步的，驱动单元2.5a左侧传感器支架6.1上设置位移传感器6.2，各级行星齿轮架2.2b上设置永磁磁铁3.4与转速传感器6.7位置对应，位移传感器6.2与转速传感器6.7与变速器控制器tcu连接，变速器控制器tcu与电机控制器mcu由电动汽车整车控制器vcu控制，根据输出扭矩及油门反馈信息发出指令。原结合挡位在新挡位右侧，原结合挡位驱动单元2.5a驱动管状件2.5b向左移动到空挡位置位移传感器6.2导通驱动单元暂停移动、同时新挡位驱动单元ⅱ2.5a导通驱动管状件2.5b向右侧移动同步器ⅱ结合，电机驱动主动轴2.3转动使得行星齿轮架2.2b与原结合挡位管状件2.5b转速同步驱动单元2.5a驱动管状件2.5b使同步器ⅰ结合，主动轴2.3驱动新挡位中心太阳轮至空心输出轴输出扭矩；原结合挡位在新挡位左侧，原结合挡位驱动单元2.5a驱动管状件2.5b向左移动到空挡位置位移传感器6.2导通驱动单元暂停移动，同时新挡位驱动单元2.5a导通驱动管状件向右侧移动同步器ⅱ结合，电机驱动新挡位主动轴2.3转动至空心输出轴2.2b1输出扭矩，原结合挡位管状件2.5b停止或接近停止转动时驱动单元2.5a驱动管状件2.5b左移同步器ⅰ结合。

进一步的，变速器2行星齿轮架2.2b外径未设置轴承7与变速器外壳2.1结合、并且中心太阳轮环状轴伸2.2a2左侧端面向右设置接合齿圈ⅱ12.7、锥面ⅱ12.6的，其行星齿轮架左片中心孔设置内圈带内花键的轴承7与环状轴伸花键结合，左侧用弹性挡圈限位；行星齿轮架2.2b右片内径设置轴承7与中心太阳轮右侧锥形坡脚平面2.2a13结合消除径向跳动，轴承7右侧设置弹性挡圈9限位。

进一步的，根据附图8(b)中心太阳轮2.2a端面向左轴向排列设置接合齿圈ⅱ12.7、锥面ⅱ12.6的，管状件右侧花键2.5b4的外花键与中心太阳轮环状轴伸花键2.2a21的内花键结合并可轴向滑动，行星齿轮架2.2b左片内径设置轴承7与中心太阳轮环状轴伸2.2a2外径结合，左侧用弹性挡圈9限位；行星齿轮架2.2b右片内径设置轴承7与中心太阳轮右侧坡脚平面2.2a13结合，右侧设置弹性挡圈9限位，消除因为齿轮结合间隙造成的径向跳动。

进一步的，同步器ⅰ或同步器ⅱ的的锁环与接合齿圈之间设置蝶形弹簧10.1使锁环11.5、12.5与锥面11.6、12.6分离，蝶形弹簧10.1外径与锁环凹进台阶11.51、12.51接触、内径与锥面11.6、12.6与接合齿圈11.7、12.7立面相交处接触；设置三锥同步器采用中间钢环凸爪与接合齿圈11.7、12.7连接的方式，蝶形弹簧10.1外径与锁环ⅰ11.5、或锁环ⅱ12.5侧面凹进台阶接触、内径与中间钢环与接合齿圈11.7、12.7立面相交处接触。

进一步的，花键毂ⅱ右侧设置同步器ⅱ从动件12.8，其左侧设置接合齿圈ⅱ12.7、锥面ⅱ12.6，中心孔设置轴承7c或7b与主动轴2.3结合，两侧设置耐磨材料垫圈8、弹性挡圈9限位，外径设置外花键12.81与管状件右侧花键2.5b4结合管状件2.5b4可以轴向滑动；n级行星齿轮架2.2b右侧设置管状件2.5b作为空心输出轴2.2b1，驱动单元2.5a驱动管状件2.5b向左侧移动同步器ⅰ结合，空心输出轴2.2b1输出n级行星齿轮2.2及其左侧的各级行星齿轮不同减速比的转速及扭矩；驱动单元驱动管状件向右侧移动左侧同步器ⅰ分离的同时，右侧同步器ⅱ的锁环与同步器ⅱ从动件12.8左侧的锥面ⅱ12.6结合，转速同步后接合套与接合齿圈啮合，电机经主动轴2.3直接驱动空心输出轴2.2b1以1：1的转速及扭矩输出。

本发明较在先申请的发明专利201710471350.x《自动换挡变速的行星齿轮变速器及安装该变速器的卷扬机》(国内已更名为《安装有自动换挡变速的行星齿轮变速器的卷扬机》)不同的是，本发明动力机构采用实心轴电动机或液压马达，去掉了外伸的换挡机构使轴向尺寸缩短，离合器与换挡机构结合为一体，换挡的同时切断与动力输入侧动力连接，减少机械摩擦，适合于塔式起重机、港口起重机或流动式起重机，以及经常使用的大行程牵引提升设备。在离合换挡变速器中设置同步器可以作为电动汽车等轻载机构使用的变速器，因为其结构简单换挡方便能得到推广。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而己，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的均等修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的专利涵盖范围内。