扭矩匹配自锁错位对接的齿轮式耦合器的制造方法
【专利摘要】扭矩匹配自锁错位对接的齿轮式耦合器，属于机械制造领域。本发明采用两个周转轮系构成扭矩匹配自锁错位对接的齿轮式耦合器：这两个周转轮系各三个元件间，各取其一作为输入与输出端后，一个轮系其余的两个元件与另一个轮系其余的两个元件按扭矩匹配自锁的方式相互错位对接。本发明的扭矩匹配自锁错位对接的齿轮式耦合器为常啮合的齿轮机构，结构简单，稳定传动时，表现为一个刚体，内部不存在相互转动；而受冲击时，内部发生相对转动，可以起到缓冲减震作用。相对于液力耦合器和液力变矩器有更好的效率和加工工艺性。
【专利说明】扭矩匹配自锁错位对接的齿轮式耦合器
【技术领域】 [0001] 本发明属于机械制造领域。本发明系统地涉及一种由两个周转轮系 按照"扭矩匹配自锁"、"错位对接"方式构成的机构，该机构在传递扭矩时具有柔性传动特 征--比如运用于汽车技术，当输出端因车辆下坡超速时，表现出与输入端运动关系脱开 的超越离合器的功能；或者相反，当油门不足而无法爬坡或车辆制停时，实现输出端逐渐停 止转动、输入端自行运转的过载保护。本说明书称之为扭矩匹配自锁错位对接的齿轮式耦 合器。用以取代液力耦合器和液力变矩器有更好的工作效率和制造工艺性。
【背景技术】 [0002] 车辆在行驶中切换档位时对动力切断后恢复过程中的平顺性要求最 高。目前车辆技术中关于动力传递中断与恢复主要有两种方案：自动变速器（AT)的多片摩 擦离合器和手动变速器（MT)的单片摩擦离合器。单片离合器通过操作脱开实现分离时动 力切断，但它的平顺恢复需要操作熟练度，在城市工况等频繁操作时容易造成驾驶疲劳；液 力变矩器的柔性传动被用以改善自动变速器中的多片摩擦离合器中断与恢复动力过程的 平顺性。目前所有避开液力变矩器的自动化变速器如自动的手动变速器AMT、双离合器变速 器DCT(或称直接换档齿轮箱DSG)都遇到了现实的问题：单片或多片摩擦离合器的长期使 用磨损都会造成自动控制的标定参数发生漂移，导致接合时反复冲击耸车与自我保护；即 便在显著的使用磨损发生前，也因为在某种工况比如低速跟车中反复脱开与结合，产生高 温，致使变速器总成进入自我保护模式而停止工作。
【发明内容】
[0003] 液力变矩器的柔性传动对于变速器的自动化很重要，但液力变矩器存 在效率不高（其前身液力耦合器效率更差已无实用意义）、制造工艺独特等主要不足。本发 明针对液力传动的这些不足，采用两个周转轮系按照"扭矩匹配自锁" "错位对接"的原则 构成一种新型的柔性联轴节，本说明书称之为扭矩匹配自锁错位对接的齿轮式耦合器。
[0004] 较好的是，两个周转轮系各三个元件间，一个轮系的两个元件与另一个轮系的两 个元件之间按扭矩匹配自锁的方式相互错位对接，各自另一个元件分别作为输入输出端。
[0005] 较好的是，两个周转轮系都是差速器，这两个差速器各以自己的一个中心轮通过 自带的过渡齿轮与对方的保持架齿轮啮合传动，各自另一个中心轮分别作为输入输出端。
[0006] 较好的是，两个周转轮系都是单行星排周转轮系，一个周转轮系在半径方向套在 另一个周转轮系的外围，其内中心轮与另一个轮系的外中心轮对接，两者的保持架对接，其 余的一个外中心轮与一个内中心轮分别作为输入输出端。
[0007] 较好的是，两个周转轮系都是双行星排周转轮系，一个周转轮系在半径方向套在 另一个周转轮系的外围，其内中心轮与另一个轮系的外中心轮对接，两者的保持架对接，其 余的一个外中心轮与一个内中心轮分别作为输入输出端。
[0008] 较好的是，两个周转轮系一个是单行星排周转轮系，另一个是双行星排周转轮系， 一个轮系的两个元件与另一个轮系的两个元件之间按扭矩匹配自锁的方式相互错位对接， 各自另一个元件分别作为输入输出端。
[0009] 较好的是，单行星排周转轮系的外中心轮与保持架各自与双行星排周转轮系的内 中心轮与外中心轮对接，两者其余的一个内中心轮与保持架分别作为输入输出端。
[0010] 较好的是，单行星排周转轮系的外中心轮与保持架各自与双行星排周转轮系的保 持架与外中心轮对接，两者其余的各一个内中心轮分别作为输入输出端。
[0011] 较好的是，单行星排周转轮系的内中心轮与保持架各自与双行星排周转轮系的保 持架与外中心轮对接，两者其余的一个外中心轮与内中心轮分别作为输入输出端。
[0012] 较好的是，单行星排周转轮系的内中心轮与保持架各自与双行星排周转轮系的内 中心轮与外中心轮对接，两者其余的一个外中心轮与保持架分别作为输入输出端。
[0013] 较好的是，单行星排周转轮系的外中心轮与内中心轮各自与双行星排周转轮系的 保持架与内中心轮对接，两者其余的一个保持架与外中心轮分别作为输入输出端。
【专利附图】
【附图说明】 [0014] 首先说明，本发明的说明书附图均为结构简图，省略了所有轴承、润滑 方式、机体、密封件、放油口等 申请人:认为与说明技术方案无关的具体结构细节；采用齿轮 的侧面视图，将每个齿轮的辐板简化为线段、轮齿简化为辐板两端的短线段，进而以轮齿的 靠近相对表示啮合；当齿轮空套在轴上时，以代表轴的线段穿过两平行短线段表示。
[0015] 图1为两个差速器构成扭矩匹配自锁错位对接的齿轮式耦合器的结构示意图；
[0016] 图2为两个单行星排周转轮系构成扭矩匹配自锁错位对接的齿轮式耦合器的各 种结构方式分析所用示意图；
[0017] 图3为单/双行星排周转轮系分别采用内中心轮/保持架作为输入输出端构成扭 矩匹配自锁错位对接的齿轮式耦合器的结构示意图；
[0018] 图4为单/双行星排周转轮系分别采用内中心轮/内中心轮作为输入输出端构成 扭矩匹配自锁错位对接的齿轮式耦合器的结构示意图；
[0019] 图5为单/双行星排周转轮系分别采用外中心轮/内中心轮作为输入输出端构成 扭矩匹配自锁错位对接的齿轮式耦合器的结构示意图；
[0020] 图6为单/双行星排周转轮系分别采用外中心轮/保持架作为输入输出端构成扭 矩匹配自锁错位对接的齿轮式耦合器的结构示意图；
[0021] 图7为单/双行星排周转轮系分别采用保持架/外中心轮作为输入输出端构成扭 矩匹配自锁错位对接的齿轮式耦合器的结构示意图；
[0022] 图8为两个单行星排周转轮系采用外中心轮/内中心轮作为输入输出端构成扭矩 匹配自锁错位对接的齿轮式耦合器的结构示意图；
[0023] 图9为两个双行星排周转轮系采用外中心轮/内中心轮作为输入输出端构成扭矩 匹配自锁错位对接的齿轮式耦合器的结构示意图；
[0024] 为进一步说明本发明的齿轮式耦合器的结构、效果及其优点，下面结合附图在具 体实施方式中加以详细说明。
【具体实施方式】
[0025] 本说明书所有附图涉及两种类型的周转轮系（也简称为轮系）、及一个特例：附图 2中，外中心轮（内齿圈）3或12与内中心轮21或22通过保持架5或10上安装的行星齿 轮4与7 (可以沿圆周均布更多）或8与11单个齿轮构成啮合传动关系，称为单行星排周 转轮系；附图3中，外中心轮31与内中心轮34通过安装在保持架35上的两个相互啮合的 行星齿轮32、33 (可以沿圆周在保持架上均布多对）构成啮合传动关系，称为双行星排周转 轮系；附图1则是单行星排周转轮系的一个特例，52或55为保持架齿轮，其上带有行星齿 轮65/60或57/59,左右两个中心轮53/64或56/58都是相同的，所以每个轮系都称为对称 式周转轮系，在车辆技术中也直接称为差速器（另有不能独立转动的过渡齿轮54、61作为 必要连接零件介于两个对接差速器之间构成齿轮式耦合器）。
[0026] 本说明书所有附图中，除在附图3至7中将右侧的中心轮编列序号为23而不是21 或22、附图9部分序号另行说明外，其它零件名称与序号均已解释说明，以下关于各附图不 再说明，而着重分析左右两个轮系的连接关系与效果。
[0027] 当R-转速，Z-齿数，T-扭矩；a-外中心轮，b-内中心轮，e-保持架，则
[0028] 单行星排周转轮系的内部运动关系与扭矩关系为：
[0029]
【权利要求】
1. 扭矩匹配自锁错位对接的齿轮式耦合器，包括： 两个周转轮系，其特征在于， 这两个周转轮系各三个元件间，一个轮系的两个元件与另一个轮系的两个元件之间按 扭矩匹配自锁的方式相互错位对接，各自另一个元件分别作为输入输出端。
2. 如权利要求1所述的扭矩匹配自锁错位对接的齿轮式耦合器，其特征在于， 所述两个周转轮系都是差速器，这两个差速器各以自己的一个中心轮通过自带的过渡 齿轮与对方的保持架齿轮哨合传动，各自另一个中心轮分别作为输入输出端。
3. 如权利要求1所述的扭矩匹配自锁错位对接的齿轮式耦合器，其特征在于， 所述两个周转轮系都是单行星排周转轮系，一个周转轮系在半径方向套在另一个周转 轮系的外围，其内中心轮与另一个轮系的外中心轮对接，两者的保持架对接，其余的一个外 中心轮与一个内中心轮分别作为输入输出端。
4. 如权利要求1所述的扭矩匹配自锁错位对接的齿轮式耦合器，其特征在于， 所述两个周转轮系都是双行星排周转轮系，一个周转轮系在半径方向套在另一个周转 轮系的外围，其内中心轮与另一个轮系的外中心轮对接，两者的保持架对接，其余的一个外 中心轮与一个内中心轮分别作为输入输出端。
5. 如权利要求1所述的扭矩匹配自锁错位对接的齿轮式耦合器，其特征在于， 所述两个周转轮系一个是单行星排周转轮系，另一个是双行星排周转轮系。
6. 如权利要求5所述的扭矩匹配自锁错位对接的齿轮式耦合器，其特征在于， 单行星排周转轮系的外中心轮与保持架各自与双行星排周转轮系的内中心轮与外中 心轮对接，两者其余的一个内中心轮与保持架分别作为输入输出端。
7. 如权利要求5所述的扭矩匹配自锁错位对接的齿轮式耦合器，其特征在于， 单行星排周转轮系的外中心轮与保持架各自与双行星排周转轮系的保持架与外中心 轮对接，两者其余的各一个内中心轮分别作为输入输出端。
8. 如权利要求5所述的扭矩匹配自锁错位对接的齿轮式耦合器，其特征在于， 单行星排周转轮系的内中心轮与保持架各自与双行星排周转轮系的保持架与外中心 轮对接，两者其余的一个外中心轮与内中心轮分别作为输入输出端。
9. 如权利要求5所述的扭矩匹配自锁错位对接的齿轮式耦合器，其特征在于， 单行星排周转轮系的内中心轮与保持架各自与双行星排周转轮系的内中心轮与外中 心轮对接，两者其余的一个外中心轮与保持架分别作为输入输出端。
10. 如权利要求5所述的扭矩匹配自锁错位对接的齿轮式耦合器，其特征在于， 单行星排周转轮系的外中心轮与内中心轮各自与双行星排周转轮系的保持架与内中 心轮对接，两者其余的一个保持架与外中心轮分别作为输入输出端。
【文档编号】F16H1/36GK104100682SQ201310129570
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年4月11日 优先权日:2013年4月11日
【发明者】孟良吉 申请人:孟良吉