专利名称：有/无控制设备的改变齿轮传动比而不分离齿轮的自动变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械工程工业，并且可在其他行业用于驱动机器和机械装置；具体地， 本发明可用作无控制设备的具有无级可变齿轮传动比而无需分离齿轮的齿轮自动变速器。本发明不具有类似物。
背景技术：
已知类型的齿轮装置(包括行星齿轮传动，差速器，波状物和其他类型的齿轮装置)不能实现无控制设备的自动改变齿轮传动比而不分离齿轮(参见 B.H.KyAP-aBu;eB 《ΓΙι ΕΗβτΕρΗωθ nepe^aHH. Cnpa B ohhhk》..M. M a πι η η ο c τ ρ ο e η η e , 1 9 7 7 ； K) . H . K η ρ a flme B 《Mho γ ο π ο τ ο μ η ω e ΠθρθΑ&ΜΗΑΗφφθρθΗ ;ΗΕπ 3Η0Γ0 THna 》.Jl. ManiHHO c τ ρ ο e η η e ,1981 ； A . K ρ a η e B 《Mex a η η κ a
ΜΕΠΙΗΗ.ΦγΗΑ&ΜΘΗΤΕπ 3Ηω Ο ΟΒΕρΚ^.Μ.
ManiHHO c τ ρ ο e η η e , 2000)。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种在变化的负载施加到驱动轴和/或被驱动轴的情况下无控制设备的能够改变齿轮传动比而无需分离齿轮的齿轮自动变速器。根据本发明，该技术问题通过提供如下的齿轮自动变速器来解决，该齿轮自动变速器包括至少两级的行星齿轮传动系，该变速器包括具有至少三个自由度的运动链，具有至少两个动力传输流，并提供至少一个齿轮的最初停止的可能性或者提供将所述齿轮置于和停止位置靠近的位置的可能性，其中其他齿轮保持可动。所述最初停止是由于从不同侧和从不同动力流施加至所述齿轮的力的作用而实现的，其中所述这些力最初大小相等或具有相似值、方向相反，并且所述这些力取决于负载、齿轮直径的选择、以及其间中心到中心的距离。同时，通过另一运动链传输的动力具有可动的齿轮。在由于相对的力改变平衡而使施加到驱动齿轮和/或被驱动齿轮的负载变化时，齿轮传动比改变，由此自动地改变被止动齿轮的可动性，其自动地将齿轮圆拉到一起并改变相对速度，直到它们完全彼此匹配 (反之亦然)而无 需分离齿轮。上述齿轮在停止位置或者在与该停止位置邻近的位置的最初停止用作在已知类型的齿轮装置——诸如行星齿轮传动、差速器、波状物等——中停止齿轮，其中停止通过紧固件、控制设备、或其他装置实现。因此，由于力的比率的改变而导致的齿轮的可动性确定了由于齿轮圆和相对速度改变而导致的齿轮传动比的自动改变。力的最初平衡依赖于以下因素
-齿轮的具体直径和中心到中心的距离；_运动链的结构方案；-动力传输流的分布。该齿轮自动变速器包含至少两级的行星齿轮系、太阳轮、行星齿轮(其可为两侧的)、以及可选地一个或更多个齿轮架。此外，该齿轮自动变速器具有至少三个自由度，从而允许重新分配负载，包括当驱动齿轮或另一齿轮被停止时的情况；至少两个动力传输流；以及提供停止一个或多个齿轮而其他齿轮保持可动的可能性，其中
-至少一个太阳轮可被制成灵活的；-任意齿轮可被用于动力输入和动力输出；-一个或更多个太阳轮，其可被用于内部齿轮传动和/或外部齿轮传动；-第一级和/或第二级的行星齿轮可被制成两侧的(用于分立或合并所述动力传输流)；_第一级的齿轮架可与第二级的太阳轮成一体，或者与第二级的齿轮架成一体；_对于特定的运行模式，至少一个控制设备可被联接至任意齿轮；-动力可以正向或反向被传输；-运动链可按任意顺序被整体地配置。有利地，该齿轮自动变速器提供_关于驱动齿轮和被驱动齿轮、从最大差异到其完全匹配的变化，提供负载的重新分配以及齿轮传动比的平滑和离散的改变，其中所述齿轮不分离，动力流不被中断，不使用控制设备；-几乎接近1的高效率因素，当驱动齿轮和被驱动齿轮的转动差异减小时；-高马达能力；-在制造过程中低的材料消耗、劳动力消耗和功率消耗；-在制造过程中高的加工性能；-高的运行特性；-对于驱动器(马达)运行于不同模式的优化工况，从而降低燃油消耗和废气排放
量_结构紧凑，重量轻；-简单的构造设计；_低的生产成本·
图1-40示出了齿轮变速器的运动链的非限制性实施例，附图中I-第一级的太阳轮；2-第一级的第一行星轮；3-第一级的第二行星轮，其与所述第一级的行星轮2成一体；4-第一级的齿轮架；5-第一级的外太阳齿轮；
6-第一级的内太阳齿轮；7-第二级的外太阳齿轮；8-第二级的内太阳齿轮；9-第二级的齿轮架；10-第二级的第一行星轮；11-第二级的第二行星轮；12-第二级的太阳轮； 13-第一级的齿轮传动系.
具体实施例方式第一级的太阳轮1可用作驱动齿轮，而第二级的太阳轮12可用作被驱动齿轮，或者反之亦然。通过将任意合适的齿轮配对，所述运动链可被配置为与另外的运动链集成。该齿轮自动变速器提供至少两个动力传输流。如图1中所示，一个动力传输流是外部的，从太阳轮1、经过第一级的第一行星轮2、然后经过第一级的太阳轮5和第二级的太阳轮7 (其中太阳轮5和7彼此成一体)、然后所述动力传输流经过第二级的行星轮10、并最终到太阳轮12，所述太阳轮12是一个被驱动齿轮；所述另一动力传输流是内部的，从太阳轮1、经过第一级的第一行星轮2和第一级的行星轮3 (齿轮3与齿轮2成一体)、然后所述动力传输流经过第一级的第二太阳轮6、经过第二级的齿轮架9、经过第二级的行星轮10、并最终到太阳轮12。运行原理齿轮停止在停止位置或停止在与停止位置邻近的位置是通过从不同侧施加至所述齿轮的力的平衡实现的，所述这些力源自不同的动力流，其中所述这些力大小相等或相似并且方向相反。如图1中所示，源自外部的动力传输流并且被施加至与太阳轮7成一体的太阳轮 5的力通过源自内部的动力传输流并且被施加至齿轮7的力而被平衡；根据所述齿轮之间的运动链，源自这些动力流的力方向相反，由此允许彼此成一体的太阳轮5和7最初平衡或停止在与其停止位置邻近的位置。此外，对于其他齿轮可实现这种平衡，例如对于第一级的齿轮架4和第二级的太阳轮7(参见图6、8、9)等。这些平衡力的大小通过所述齿轮的几何特征和其间中心到中心的距离确定，其进一步通过所述齿轮的齿数和齿轮啮合模数并通过考虑输入功率而确定。该齿轮变速器齿轮的自动运行基于力之间的最初的相互关系，如下-F71 = F72 = F9/2，(1)其中F71-源自所述外部的动力传输流的施加至第一级的太阳轮的力；F72-源自所述内部的动力传输流的施加至第二级的太阳轮的力，其中该力等于施加至相同级的齿轮架的力的一半F9/2。由此，这些力的相反的方向——即源自所述外部的动力传输流的力-F71和源自所述内部的动力传输流的力F72的相反的方向——使得其彼此平衡并且建立条件以最初地将齿轮7停止在停止位置或停止在与所述停止位置邻近的位置，由此实用地经由所述外部的动力传输流停止动力传输，其中所述动力经由另一动力传输流(例如，经由所述内部的动力传输流)可操作地被传输。可建立如公式(1)所表述的条件用于该齿轮自动变速器的其他齿轮。改变施加至驱动轴和/或被驱动轴的负载，使得最初的平衡条件改变，由此导致在动力 传输流之间的动力重新分配，其转而导致改变齿轮的位置，因此改变由差异和齿轮圆的匹配和相对速度(从中间值到完全匹配是变化的，并且反之亦然)确定的齿轮传动比； 由此，施加至所述齿轮的力不相等-F71 Φ F72 Φ F9/2 (2)因此，当负载减小时，施加至所述齿轮的力趋于平衡位置，当负载增大时，平衡被干扰，由此能够自动改变齿轮传动比而无需分离齿轮，其中所述改变可通过使用控制设备进行协助或者无需通过使用控制设备进行协助。
权利要求
1.齿轮自动变速器，其包括两级或更多级的行星齿轮机构、太阳轮、行星轮或齿轮传动系，所述齿轮可为两侧的、安装在齿轮架的轴线上或者不安装在齿轮架的轴线上，该变速器还包括至少一个齿轮架或可替代地不包括齿轮架，该变速器具有至少三个自由度和至少两个动力传输流，其中第一级的齿轮架可与第二级的太阳轮成一体或者与第二级的齿轮架成一体，第一级的太阳轮可与第二级的齿轮架成一体或与第二级的太阳轮成一体，依赖于源自不同动力流的相等或相接近的力并且由于所述齿轮的可动性，该变速器可通过将至少一个齿轮最初地停止在停止位置或者停止在与该停止位置邻近的位置从而在无控制设备的情况下改变齿轮传动比而无需分离所述齿轮，所述力大小相等或相似并且方向相反，并且所述力从被运动链的齿轮分离的主动力流、从不同侧被施加，所述力进一步通过负载、齿轮直径之间的比值、其间中心到中心的距离而确定，其进一步通过齿轮的齿数和啮合模数确定，通过改变负载、力、齿轮圆和相对速度使得通过所述力将所述齿轮平衡并设至其最初的平衡位置的趋势而重新获得平衡，从而确定所述齿轮的可动性。
2.根据权利要求1所述的齿轮自动变速器，其特征在于，至少一个所述太阳轮是灵活的。
3.根据权利要求2所述的齿轮自动变速器，其特征在于，至少一个所述太阳轮包括内部齿和外部齿。
4.根据权利要求3所述的齿轮自动变速器，其特征在于，该变速器的任意齿轮用于动力输入和/或动力输出。
5.根据权利要求4所述的齿轮自动变速器，其特征在于，至少一个控制设备被使用。
6.根据权利要求5所述的齿轮自动变速器，其特征在于，所述运动链以任意顺序被整体配置。
全文摘要
提供一种齿轮自动变速器，其包括两级或更多级的行星齿轮机构，每一级的行星齿轮机构包括太阳轮、齿轮架和可选地是两侧的行星齿轮。该行星齿轮机构包括两个或更多个动力传输流。在一个结构实施方案中，第一级的齿轮架可与第二级的太阳轮成一体，第一级的太阳轮可与第二级的齿轮架成一体，依赖于源自不同动力流的相等或相近的力并且由于所述齿轮的可动性，通过使至少一个齿轮最初地停止在停止位置或停止在与该停止位置邻近的位置，传动比被改变而无需分离齿轮也无需使用控制设备，所述力方向相反，并且所述力从被运动链的齿轮分离的主动力流、从不同侧被施加，所述力进一步通过负载、齿轮直径之间的比值、其间中心到中心的距离确定，其进一步通过齿轮的齿数和齿距模数确定，通过改变负载、力、齿轮圆和相对速度使得通过所述力将所述齿轮平衡并设至最初的平衡位置的趋势而重新获得平衡，从而确定所述齿轮的可动性。
文档编号F16H3/74GK102209860SQ200880131912
公开日2011年10月5日 申请日期2008年12月1日 优先权日2008年9月11日
发明者S·A·韦德耐乌 申请人:自动传输有限责任公司