多层变径齿轮无级变速器的制作方法

本发明涉及的多层变径齿轮无级变速器，属于机械制造和汽车制造技术领域。

背景技术：

了解汽车的人都知道，汽车发动机的转速，都有一个最经济、最高效的转速段，在这个转速段，油耗最低，扭矩最大。变速器的作用是在保持发动机转速尽可能工作在高效速度段的情况下，还能保证汽车以不同的速度行驶。例如，大多数发动机最佳转速区间在2000转-4000转/分钟，但是汽车是需要在不同速度下行驶的，为了既能改变汽车的行驶速度，又能保持发动机的最佳转速，人们开始采用机械变速器来改变输出轴的转速，来适应路况和行驶速度的需求。但是，目前技术的变速器，其传动比受到限制，一般的手动档变速器，最高速档传动比为0.85，最低速档传动比为4，主减速比为4，这意味着，在最高档，如果发动机转速3000转/分钟，车轮直径0.7米，车速为3000/0.85/4*3.14*0.7*60=116公里/小时，如果此时需要200公里/小时的速度，就只好加大油门提高发动机转速到5200转/分钟了。如果起步时变速箱在1档，发动机转速在3000转/分，则扭矩增大了4倍，车速为3000/4/4*3.14*0.7=24.7公里/小时=6.87米/秒，相当于百米运动员的速度，显然这个速度是不适于起步的，所以只好降低发动机转速。而发动机在低速段和高速段都是不经济的，而且扭矩低，变速器增大的4倍扭矩，由于发动机转速的降低，又打了很大的折扣。为了解决这个问题，一些车采用了液力变矩器，液力变矩器虽然可以部分解决低速时的增扭问题，但是其传动效率低，占用空间大，而且只能低速时起作用，高速时需锁止。为了让发动机工作在最佳转速，人们在变速器上下了很大的功夫。最初的手动变速箱，因换档时有顿挫感，换档时机难以把握，逐渐被自动变速箱所取代。自动变速箱因结构复杂、体积大、造价高、油耗高而正在面临考验。最新推出的cvt变速器，由于采用无级变速的原理，得到业界的广泛重视，各国均投入巨资研发，但时至今日，并没有太大的突破。纵观以上变速器，其最大的问题在于，其归根到底，还是有档变速，在各个档位上，发动机的转速还是需要改变的，否则车速无法连续调节，档位也无法衔接。即使是cvt变速器，其无级变速的区间也是有限的，高速段和低速段同样需要调整发动机转速来适应车速和路况。而且其为摩擦传动，效率低、易损坏、输出扭矩受限。如果有一台真正的全范围无级变速器，以上的问题将迎刃而解。多层变径齿轮无级变速器即是这样一台变速器，它档位多，档位之间速度差很小而且级差均匀，传动比范围广，其为纯齿轮调速，没有摩擦损耗，效率高；更加可贵的是：其操作通过一个手轮全部解决，简单、直接；无需离合器、电磁阀，也不需要电子、液压、气动控制；体积小、重量轻、造价低廉。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种高性能的无级变速器。本发明提出的多层变径齿轮无级变速器，其变速器由2个多层行星齿轮组和一根多层中间轴齿轮组组成；具有大于100个不同传动比的档位，涵盖汽车起步至最高车速段的所有传动比，档位之间传动比均匀变化；其结构简单、体积小、重量轻、造价低廉。

本发明所达到的有益效果是：

安装了多层变径齿轮变速器的汽车，可以是这样的，发动机转速无需调整，以固定的最佳转速运行。取消油门踏板，改为手轮控制变速器的变比。取消离合器、取消液力变矩器、取消复杂的变速箱液压控制系统和电子控制系统，因发动机定转速运行，也可以部分取消或者简化发动机的电喷控制系统。采用了这样的无级变速器，车的操纵变得简单，只需一个速度控制手轮即可控制汽车实现加速、减速、刹车、空档、倒车的所有动作。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

附图1多层变径齿轮无级变速器总装系统结构图

附图2输入级行星齿轮组装配结构图

附图3输出级行星齿轮组装配结构图

附表1

图中：90、外壳；93、外壳中心支架；91、外壳右端盖；92、外壳左端盖；30、输入级多层太阳齿轮组；31、输出级多层太阳齿轮组；50、输入轴；60、输出轴；70、中间轴；40、输入级多层中间轴齿轮组；41、输出级多层中间轴齿轮组；11、输入级控制齿轮1；12、输入级控制齿轮2；13、输出级控制齿轮1；14、输出级控制齿轮2；80、档位控制轴；100、输入级行星齿轮左端面圆环；101、第1层输入级行星齿轮组；102、第2层输入级行星齿轮组；103、第3层输入级行星齿轮组；104、第4层输入级行星齿轮组；105、第5层输入级行星齿轮组；106、第6层输入级行星齿轮组；107、第7层输入级行星齿轮组；108、第8层输入级行星齿轮组；109、第9层输入级行星齿轮组；110、第10层输入级行星齿轮组；111、输入级行星齿轮右端面圆环；112、太阳齿轮、113、行星齿轮；114、行星齿轮轴；115、行星齿轮支架圆环；116、轴承；117、连接销轴；200、输出级行星齿轮左端面圆环；201、第1层输出级行星齿轮组；202、第2层输出级行星齿轮组；203、第3层输出级行星齿轮组；204、第4层输出级行星齿轮组；205、第5层输出级行星齿轮组；206、第6层输出级行星齿轮组；207、第7层输出级行星齿轮组；208、第8层输出级行星齿轮组；209、第9层输出级行星齿轮组；210、第10层输出级行星齿轮组；211、第11层输出级行星齿轮组；212、输出级行星齿轮右端面圆环。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

优选实施例1

如图1-3及附表1所示，一种多层变径齿轮无级变速器，输入级由10层行星齿轮组组成，输出级由11层行星齿轮组组成，所有齿轮模数均为2；输入级分为11个档位，第11档为空档，第1层101传动比为1，为第10档，；第2层102传动比为1.07，为第8档；第3层103传动比为1.11，为第6档；第4层104传动比为1.18，为第4档；第5层105传动比为1.24，为第2档；第6层106传动比为1.04，为第9档；第7层107传动比为1.09，为第7档；第8层108传动比为1.17，为第5档；第9层109传动比为1.20，为第3档；第10层110传动比为1.27，为第1档；输出级也分为11个档位，第1层201传动比为1，为第10档，；第2层202传动比为1.69，为第8档；第3层203传动比为2.89，为第6档；第4层204传动比为4.84，为第4档；第5层205传动比为8.10，为第2档；第6层206传动比为-2.8，为倒档；第7层207传动比为1.30，为第9档；第8层208传动比为2.23，为第7档；第9层209传动比为3.72，为第5档；第10层210传动比为6.29，为第3档；第11层211传动比为10.75，为第1档；档位传动比变化范围在1-13.68之间；档位的调整，由档位控制齿轮组来实现，档位控制齿轮组由4个控制齿轮组成，其中，输入级控制齿轮1（11）与输入级控制齿轮2（12）啮合，均为11齿；输出级控制齿轮1（13）与输出级控制齿轮2（14）啮合，输出级控制齿轮1（13）为11齿；输出级控制齿轮2（14）为1齿(11齿中10齿被削掉)；档位控制轴80的两端从外壳端盖91的轴承内孔中穿出；穿出的档位控制轴80上装有链轮或者齿轮，与档位控制手轮相连；旋转档位控制手轮可以操纵档位控制轴80旋转，档位控制轴80每转动32.73度，输入级行星齿轮组变换一组行星齿轮与中间轴齿轮啮合，也就是变换一个档位；档位控制轴80每转动360度，输出级行星齿轮组变换一组行星齿轮与中间轴齿轮啮合，也就是变换一个档位；档位控制轴80顺时针旋转1周，输入级行星齿轮组档位加速方向变化10个，输出级行星齿轮组档位变化1个；因输出传动比为输入级行星齿轮组传动比与输出级行星齿轮组传动比的乘积，故输出档位数量为输入级档位数与输出级档位数的组合，因此，档位控制轴顺时针旋转10周，档位加速方向变化100个；逆时针旋转1周，输入级行星齿轮组档位减速方向变化10个，输出级行星齿轮组档位变化1个；逆时针旋转10周档位减速方向变化100个，逆时针旋转的第11周为倒档，有10个倒档档位。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。