专利名称：气垫自动无级变速机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有缓冲性能的、能主动和自动对输出扭矩作无级调变的变速机构，特别涉及一种水陆运输机械及耕作机械的变速机构；它的主要特徵是用四组外啮式星轮差动机构(以下简称星轮系)通过四组变速齿轮副依次串接，并通过蜗轮蜗杆使气垫机构制约星轮系中的差动轮或星轮架而达到缓冲、变速、前进、倒向的目的。
吉林工业大学汽车教研室编《汽车构造》下册(人民交通出版社1976年·北京)一书第58页记载的红旗牌小客车的液力机械无级变速器以及国外同类型无级变速器，均由液力变扭器、多片摩擦离合器、机械变速器(包括内啮式星轮系变速器)组合而成；它虽然在起动平稳、操作简便、能无级调速、对恶劣路有较高的通性等方面超过了一般的同步器机械变速器，但它还存在下述不足之处1、它的液力变扭器和内啮式星轮机构制造工艺条件要求苛刻，加工难度大，产品不易维修，而且造价很高，一般在万元以上；特别是液力变扭器的中介能耗较高，易发热，还须一套冷却设备，否则易产生安全事故。
2、它的高低挡是用多片离合器来完成的，因此它的无级变速功能不是连续的、完整的无级变速；摩擦片打滑时产生的粉尘易造成污染。
3、内啮式星轮机构的变速比范围较小，并且是恒定的，它不能满足超速档的要求，对要求低耗、高速的现代汽车等行走机械来说，它是不很理想的变速器，因此，从客观上限制了它的适用范围。
本实用新型的任务是根据上述已有产品存在的不足之处，设计一种起动平稳，能无级调速、也能主动变速、无中介能耗、无易损件、无特殊工艺要求、操作简便、安全可靠、造价低(一般在三千元左右)维修费用少的变速机构。
本实用新型以下述设计方案来实现以上所述任务一种气垫自动无级变速机构，它主要由输入轴、中间轴、输出轴、四组外啮式差动星轮机构(以下简称星轮系)，第一副轴、第二副轴、四组变速齿轮副、四组星轮系气垫机构和四组蜗轮蜗杆及壳体组合而成，其特徵在于1、第一星轮系(按输入轴至输出轴顺序)中的一个差动轮与输入轴固定连接，另一个差动轮与输入轴滑配合，星轮架与输入轴滑配合并通过其星轮与两差动轮常啮合，第二星轮系中的各构件与输入轴的连接与第一星轮系中的各构件与输入轴的连接相同，第三星轮系的两个差动轮与中间轴滑配合，星轮架与中间轴固定连接，并通过其星轮与两个差动轮常啮合，第四星轮系中的各构件与输出轴的连接与第三星轮系中的各构件与中间轴的连接相同。
2、第一星轮系通过星轮架外圆柱面上的轮齿与固定在第一副轴上的变速齿轮常啮合，第二星轮系通过其与输入轴滑配合的差动轮上的圆柱齿与第一副轴上的滑动变速齿轮常啮合，所述滑动变速齿轮的塔轮与固定在中间轴上的变速齿轮常啮合，固定在第一副轴的另一变速齿轮与固定在中间轴上的另一变速齿轮常啮合，第三星轮系的一个差动轮的变速齿轮与固定在第二副轴上的变速齿轮常啮合，另一个差动轮的变速齿轮与第二副轴上的滑动变速齿轮常啮合，第四星轮系的一个差动轮的变速齿轮与固定在第二副轴上的另一变速齿轮常啮合，第四星轮系的另一个差动轮的变速齿轮与第二副轴上的滑动变速齿轮的塔轮常啮合。
3、第一星轮系的滑动差动轮通过与其固定连接的蜗杆与第一汽垫机构的蜗轮常啮合，第二星轮系的星轮架通过其外圆柱面上的连续螺旋轮齿与第二气垫机构的蜗轮常啮合，第三星轮系的两个滑动差动轮分别通过与其固定连接两个蜗杆分别与第三和第四气垫机构的两个蜗轮常啮合。
4、第三星轮系的两个滑动差动轮分别以一个超速档的速比或直接档的速比输出和一个一档的速比输出。
5、输入轴、中间轴、输出轴同在一直线上，第一副柱和第二副轴同在另一条直线上，所述二直线平行。
现结合附图
对本实用新型作进一步描述对附图中各构件的标号说明1－输入轴19－中间轴33－输出轴3，6－第一星轮系的两个差动轮5－第一星轮系星轮架2，4－第一星轮系的星轮架上的两个星轮8，11－第二星轮系的两个差动轮10－第二星轮系的星轮架9，14－第二星轮系的星轮架上的两个星轮20，12－第三星轮系的两个差动轮
23－第三星轮系的星轮架21，22－第三星轮系的星轮架上的两个星轮29，32－第四星轮系的两个差动轮28－第四星轮系的星轮架27，30－第四星轮系的星轮架上的两个星轮35，41－第一副轴和第二副轴34，39，37，38，40，44，42，43，13，15，16，18，25，26，31－变速齿轮36－壳体7，17，24－蜗杆45，46，47，49－四个气垫机构的四个蜗轮上述附图中标号构件的连接关系3和8与1固定连接，6和11与5和10同在1上自由转动，2和4同在5上自由转动，其中心轴线与1的中心轴线垂直，并与3和6分别常啮合。9和14同在10上自由转动，其中心轴线与1的中心轴线垂直，并与8和11常啮合。
20和12同在19上自由转动，23与19固定连接，22和21同在23上自由转动，其中心轴线与19的中心轴线垂直，并分别与20和12常啮合。
29和32同在33自由转动，28与33固定连接，27和30同在28上自由转动，其中心轴线与33的中心轴线垂直，并分别与29和32常啮合。
39和24固定在35上，并分别与16和5的外圆柱面上的轮齿常啮合，其中16固定在19上；37和38同在35上自由转动并与13和15常啮合，其中13与11固定连接。
40和44与41固定连接，并与18和31常啮合，其中18与20固定连接，31与32固定连接，42和43同在41上自由转动，并分别与25和26常啮合，其中25与12固定连接，26与29固定连接；7与6固定连接并与45常啮合；10的外圆柱面上的连续螺旋轮齿与46常啮合；17与20固定连接并与47常啮合；24与12固定连接并与48常啮合。
1，19，33顺次排列在同一轴线上；35，41亦顺次排列在另一轴线上；所述两轴线相互平行。
操作说明本变速机构的操作是由四个相互独立的气垫机构(已分案申请专利)来完成；并分别通过四个连通管上的四个油阀门来实现本变速机构的以下四种功能1、空档或前进档操作打开第一气垫机构的高压柜与储油柜的连通管的油阀门，使油泵的泵油处于循环状态，45，7，6，3则处于无载荷空转；关闭连通管的油阀门，则高压柜的压力逐渐升高，6逐渐被制动，2和4在6上滚动，则5随2和4回转，并通过34，39，16，19传给23。
倒档操作首先使第一星轮系处于空档，再关闭第二气垫机构的连通管上的油阀门，则8通过14和9使11反转，再通过13，37，38，15，19传给23。
自动调速和强制变速操作发动机通过倒档或前进档扭矩传给23，23又通过12，25，42，43，26以直接档或超速档的速比传给29；又通过20，18，40，44，31以一档或低速档的速比传给32；起步时因后桥对差动轮20的阻力小于另一差动轮12的阻力，故起步时能以适合工况要求的减速比输出扭矩；当车速与20的转速持平或大于20的转速时，23开始从12输出扭矩；20和12两端的输出量是靠21和22不同程度的回转来调节的。当要主动选定某种速度上下坡或通过恶劣路面时，可以动用47和48分别对20或12以不同程度的制动来强制增大或减小28的输出转速；特别是采用发动机制动下坡时，对12采用不同程度的制动，更能保证车辆行驶的安全要求。
以下结合附图描述实施例本变速机构能以各种不同的速比设计来适应各种不同车型的工况要求；本变速机构只确定12的上限和20的下限，12代表某种车型的直接档或超速档；20代表某种车型一档或起步档；中间速比的变化是随发动机的工况和后桥的阻力变化而变化。并由21和22不同程度的回转来自动调节。因本变速器为倒档前置，故倒档亦能调速，又因气垫机构的缓冲性能很高，驾驶人员可酌情采用较高速起步或倒车。在协调速比时应注意凡以一差动轮作输入，星轮架输出的，其减速比为3；反之，其增速比为3；如差动轮为输入另一差动轮为输出，为倒向输出，其速比为1。
本实用新型的优点是起动平稳，能自动或主动无级变速、无中介能耗、无易损件、无特殊工艺要求、操作简便、安全可靠、维修费用少、造价低(一般在三千元左右)。
权利要求一种气垫自动无级变速机构，它主要由输入轴、中间轴、输出轴、四组外啮式差动星轮机构(以下简称星轮系)、第一副轴、第二副轴、四组变速齿轮副、四组星轮系气垫机构和四组蜗轮蜗杆及壳体组合而成，其特徵在于1、第一星轮系(按输入轴至输出轴顺序)中的一个差动轮与输入轴固定连接，另一个差动轮与输入轴滑配合，星轮架与输入轴滑配合并通过其星轮与两差动轮常啮合，第二星轮系中的各构件与输入轴的连接与第一星轮系中的各构件与输入轴的连接相同，第三星轮系的两个差动轮与中间轴滑配合，星轮架与中间轴固定连接，并通过其星轮与两个差动轮常啮合，第四星轮系中的各构件与输出轴的连接与第三星轮系中的各构件与中间轴的连接相同；2、第一星轮系通过星轮架外圆柱面上的轮齿与固定在第一副轴上的变速齿轮常啮合，第二星轮系通过其与输入轴滑配合的差动轮上的圆柱齿与第一副轴上的滑动变速齿轮常啮合，所述滑动变速齿轮的塔轮与固定在中间轴上的变速齿轮常啮合，固定在第一副轴的另一变速齿轮与固定在中间轴上的另一变速齿轮常啮合，第三星轮系的一个差动轮的变速齿轮与固定在第二副轴上的变速齿轮常啮合，另一个差动轮的变速齿轮与第二副轴上的滑动变速齿轮常啮合，第四星轮系的一个差动轮的变速齿轮与固定在第二副轴上的另一变速齿轮常啮合，第四星轮系的另一个差动轮的变速齿轮与第二副轴上的滑动变速齿轮的塔轮常啮合；3、第一星轮系的滑动差动轮通过与其固定连接的蜗杆与第一气垫机构的蜗轮常啮合，第二星轮系的星轮架通过其外圆柱面上的连续螺旋轮齿与第二气垫机构的蜗轮常啮合，第三星轮系的两个滑动差动轮分别通过与其固定连接两个蜗杆分别与第三和第四气垫机构的两个蜗轮常啮合；4、第三星轮系的两个滑动差动轮分别以一个超速档的速比或直接档的速比输出和一个一档的速比输出；5、输入轴、中间轴、输出轴同在一直线上，第一副柱和第二副轴同在另一条直线上，所述二直线平行。
专利摘要本实用新型涉及一种具有缓冲性能的、能主动和自动无级变速的变速机构，特别适用于水陆运输机械及耕作机械的变速机构；它主要用四组外啮式星轮差动机构，通过四组变速齿轮副依次串接，并通过蜗轮蜗杆使气垫机构制约星轮系中的差动轮或星轮架而达到缓冲、变速、前进、倒向的目的；它起动平稳，能动和主动无级变速、无中介能耗、无易损件、无特殊工艺要求、操作简便、安全可靠、维修费用少、造价低。
文档编号F16H3/44GK2093266SQ9121454
公开日1992年1月15日 申请日期1991年5月27日 优先权日1991年5月27日
发明者黄明鑫 申请人:黄明鑫, 刘忠, 胡家均, 傅忠林