专利名称：大扭矩无级变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及传动系中的变速机构，具体讲就是无级变速器。
背景技术：
已装车使用的金属带式无级变速器受金属间摩擦系数的限定以及带抗拉能力的制约，至多只能传递3·-ι 的扭矩，适用于中、小排量轿车。与金属带式无级变速器相比， 牵引式半环面型无级变速器借助位于输入、输出锥盘和传力滚轮接触区域的牵引油传递运动和动力，极大地改善了接触面间的摩擦条件，提高了半环面型无级变速器的承载能力，适用于大排量轿车。由于受牵引油剪切极限和运动构件材料的抗弯曲强度极限的限制，仅由牵引式半环面型无级变速器传递的扭矩无法满足工程机械作业时对大扭矩的需求。
发明内容
本发明的目的就是提供一种传递大扭矩的无级变速器，满足工程机械对大扭矩的需求。实现本发明目的的技术解决方案为一种功率分流无级变速器，包括牵引驱动的双腔半环面型无级变速单元、双排差动轮系以及定轴轮系和输出换向机构。其中双腔半环面型无级变速单元包括2个输入锥盘(4a、4b)、2个输出锥盘(6a、6b)和4个传力滚轮(5)； 双排差动轮系包括第一内齿轮(29)、第二内齿轮(28)、第一行星轮(15)、第二行星轮(16)、 第三离合器(30)和行星架(31);定轴轮系由第一齿轮(7)、第二齿轮(8)、第一副轴(9)、第二离合器(10)、第二副轴(11)、第三齿轮(12)、第四齿轮(13)、第五齿轮(14)组成；换向机构由第六齿轮(18)、第三主轴(17)、第四离合器(19)、第四主轴(20)、第七齿轮(21)、第八齿轮(23)、输出轴(22)、第五离合器(24)、第五主轴(25)、第九齿轮(26)、换向轮(27)组成。发动机的功率输入后分为两部分一部分经主轴传递至双排差动轮系的行星架(31)， 另一部分通过双腔半环面型无级变速单元、定轴轮系传递至第一内齿轮(29)；这两部分功率在双排差动轮系汇合后从第二内齿轮(28)输出，经换向机构实现输出轴的正反向转动。本发明所述的无级变速器的双排差动轮系与第二主轴(32)、双腔半环面型无级变速单元以及定轴轮系形成一个闭环系统；封闭系统内部的功率以功率循环或功率分流形式存在。若功率循环，将加大构件的载荷，加剧构件的磨损，产生较大的振动和噪音，严重降低传动系统的性能；若功率分流，输入功率将通过双路径传递，减小各构件承受的转矩，提高系统的传递效率。为了避免该闭环系统内部发生功率循环，保证实现功率分流，大扭矩无级变速器的定轴轮系齿轮的外啮合数为奇数。本发明所述的无级变速器的双排差动轮系齿数的选择满足第一内齿轮(29)、第二行星轮(16)齿数的乘积小于第二内齿轮(28)、第一行星轮(15)齿数的乘积。该条件保证双排差动轮系行星架(31)和第一内齿轮(29)的输入扭矩同向，进而保证双排差动轮系第二内齿轮(28)输出扭矩的大小为行星架(31)和第一内齿轮(29)输入扭矩的大小之和， 方向与行星架(31)和第一内齿轮(29)的输入扭矩反向。
本发明所述的无级变速器与现有技术相比，其显著优点为(1)定轴轮系齿轮的奇数次外啮合保证封闭的系统内部实现功率分流，满足工程机械对大功率的需求。(2)双排差动轮系齿数配置的特殊要求保证无级变速器的大扭矩输出，满足工程机械对大扭矩的需求。(3)通过对离合器不同状态的设置，实现恒高速或变减速输出。
图1是本发明的功率流程图2是本发明的传动机构原理示意图。
具体实施例方式参见图1、2，大扭矩无级变速器，包括牵引驱动的双腔半环面型无级变速单元、定轴轮系以及双排差动轮系和输出换向机构。其中，双腔半环面型无级变速单元包括2个输入锥盘(4a、4b)、2个输出锥盘(6a、6b)和4个传力滚轮(5)，由输入锥盘(4a)和输出锥盘 (6a)形成一个半环面型腔，在该型腔内对称地分布2个传力滚轮(5)；同样地，由输入锥盘 (4b)和输出锥盘(6b)形成一个半环面型腔，在该型腔内对称地分布2个传力滚轮(5);定轴轮系由第一齿轮(7)、第二齿轮(8)、第一副轴(9)、第二离合器(10)、第二副轴(11)、第三齿轮(12)、第四齿轮(13)、第五齿轮(14)组成；双排差动轮系包括第一内齿轮(29)、第二内齿轮(28)、第一行星轮(15)、第二行星轮(16)、第三离合器(30)和行星架(31);输出换向机构由第六齿轮(18)、第三主轴(17)、第四离合器(19)、第四主轴(20)、第七齿轮(21)、第八齿轮(23)、输出轴(22)、第五离合器(24)、第五主轴(25)、第九齿轮(26)、换向轮(27)组成。 发动机的功率经输入轴(1)、第一离合器(2)和第一主轴(3)后分为两部分一部分经第二主轴(32)传递至行星架(31)，另一部分通过双腔半环面型无级变速单元的输入锥盘(4a、 4b)、传力滚轮(5)、输出锥盘(6a、6b)以及定轴轮系的第一齿轮(7)、第二齿轮(8)、第一副轴(9)、第二离合器(10)、第二副轴(11)、第三齿轮(12)、第四齿轮(13)、第五齿轮(14)传递至第一内齿轮(29);这两部分功率汇合于双排差动轮系，从第二内齿轮(28)输出，流经第三主轴(17)、接合的第四离合器(19)、第四主轴(20)、第七齿轮(21)、第八齿轮(23)，经输出轴(22)反向输出，或流经第三主轴(17)、第六齿轮(18)、换向轮(27)、第九齿轮(26)、第五主轴(25)，接合的第五离合器(24)，经输出轴(22)正向输出。选择型号为YC6A200L-T20的柴油机提供本发明所述的无级变速器的输入功率，其中柴油机的标定功率为148KW，标定转速2200r/min，最大扭矩730况·· m。双排差动轮系的模数为 4. 5mm，第一内齿轮(29)、第二内齿轮⑶)的齿数依次为
权利要求
1.一种传递大扭矩的功率分流无级变速器由双腔半环面型无级变速单元、定轴轮系、 双排差动轮系和输出换向机构组成，其中双腔半环面型无级变速单元包括输入锥盘(4)、传力滚轮(5)和输出锥盘(6)；定轴轮系由第一齿轮(7)、第二齿轮(8)、第一副轴(9)、第二离合器(10)、第二副轴(11)、第三齿轮(12)、第四齿轮(13)和第五齿轮(14)组成；双排差动轮系包括第一内齿轮(29)、第二内齿轮(28)、第一行星轮(15)、第二行星轮(16)、第三离合器(30)和行星架(31)；输出换向机构由第六齿轮(18)、第三主轴(17)、第四离合器(19)、 第四主轴(20)、第七齿轮(21)、第八齿轮(23)、输出轴(22)、第五离合器(24)、第五主轴 (25)、第九齿轮(26)、换向轮(27)组成；其特征在于输入功率分两路传递，其中一路经由第一主轴(3 )和第二主轴(32 )传递至双排差动轮系的行星架(31)，另一路经过双腔半环面型无级变速单元、定轴轮系传递到双排差动轮系的第一内齿轮(29)；两路传输功率在双排差动轮系内汇合，由第二内齿轮(28)输出；当第二离合器(10)断开、第三离合器(30)接合时，无级变速器恒高速输出，当第二离合器(10)接合、第三离合器(30)断开时，无级变速器实现恒低速或变减速输出。
2.根据权利要求1所述的无级变速器，其特征在于起功率汇流作用的双排差动轮系与第二主轴(32)、双腔半环面型无级变速单元、定轴轮系形成一个闭环系统；为了避免闭环系统内部发生功率循环，保证封闭系统内部实现功率分流，提高系统的传递效率，定轴轮系的传动比必须为负值，即要求该定轴轮系中齿轮的外啮合数为奇数。
3.根据权利要求1所述的无级变速器，其特征在于双排差动轮系第一内齿轮(29)、第二行星轮(16)齿数的乘积小于第二内齿轮(28)、第一行星轮(15)齿数的乘积，该条件使得双排差动轮系行星架(31)和第一内齿轮(29)的输入扭矩同向，从而保证双排差动轮系第二内齿轮(28)输出扭矩的大小为行星架(31)和第一内齿轮(29)输入扭矩的大小之和，方向与行星架(31)和第一内齿轮(29)的输入扭矩反向。
全文摘要
本发明涉及一种传递大扭矩的功率分流无级变速器，该无级变速器由牵引驱动的双腔半环面型无级变速单元、定轴轮系、双排差动轮系和换向机构组成，输入功率分两路传输一路经由主轴传递至双排差动轮系的行星架，另一路经过双腔半环面型无级变速单元、定轴轮系传递到双排差动轮系的第五齿轮，这两部分功率在双排差动轮系汇合后经第二内齿轮输出，设计上定轴轮系齿轮的奇数次外啮合，保证了封闭系统内部实现功率分流，双排差动轮系齿数的合理选择保证了该无级变速器大扭矩输出。为了满足工程机械运行中前进和后退的要求，该装置在输出端设置了换向机构。
文档编号F16H37/02GK102338200SQ20111027789
公开日2012年2月1日 申请日期2011年9月19日 优先权日2011年9月19日
发明者姚进, 张庆功, 李华 申请人:四川大学