图2-C所示那样。图2-C完全可以看成是主链轮I被固定时行星架3逆时针转过了 Θ度，此时次链轮2顺时针转过了 180-Θ度，因此次链轮2与行星架3之间的传动方向是相反的，其转角比为(180-θ)/θ = (m-n)/n，这便是当主链轮I固定时次链轮2与行星架3之间的转速比，且转动方向相反；再将图2-B整图(除坐标轴外)绕坐标原点逆时针转过180度，则次链轮2回到了原来图2-A时的位置，相当于被固定了，如图2-D所示，此时行星架3逆时针转过了 180度，而主链轮I也逆时针转过了 180- Θ度，因此主链轮I与行星架3之间的转角比为(180- Θ )/180 = (m-n)/m是同方向转动的。
[0021]需要特别说明的是:图2中规定的主行星链轮4与次行星链轮5是同样大小的，而主链轮I与次链轮2却大小不一样，这不仅是为了让计算过程简化，其实也代表着一个普遍的设计思想。下面就本发明的行星链轮变速器中各链轮的大小情况作一下讨论:一、当主行星链轮4与次行星链轮5相等，并让主链轮I和次链轮2也相等时，那么整个行星链轮变速器变成一个只有行星架3可以自由转动，而主链轮I与次链轮2却无法相对转动的装置(相当于前面计算式中的m = η时的情况)，这与前面说过的主链轮I与主行星链轮4之间的传动比等于次链轮2与次行星链轮5之间的传动比时的情况一样，这是一个特例，是本发明的一个特殊性质。二、当主行星链轮4与次行星链轮5 —样大，且主链轮I小于次链轮2时，这种情况与主链轮I大于次链轮2时的情况是一样的，因为本发明给链轮冠以“主”或“次”，作用在于区别二个链轮，纯是因为说明的需要而为之，因此无论是主链轮I大，还是次链轮2大，只要简单地把大的那个看作为主链轮I即可:三、当主链轮1、次链轮2、主行星链轮4和次行星链轮5这四个链轮都不一样大时，如图3所示，这种情况其实也很简单地可以说明，我们完全可以采用链轮替换的办法，使之变为主行星链轮4与次行星链轮5相等时的情况。假设主链轮I与主行星链轮4之间的传动比为a，那么我们只要先找到一个与次行星链轮5同样大小的链轮替换原来的主行星链轮4，再找一个能与新替换的主行星链轮4构成传动比为a的链轮，替换原来的主链轮1，这样便得到了一个主链轮I与主行星链轮4之间的传动比为a，而且主行星链轮4与次行星链轮5相等的行星链轮变速器，这与链轮被替换之前的那个行星链轮变速器是完全等同的。图2中之所以设定主行星链轮4与次行星链轮5—样大，也就是这个道理。
[0022]图4是链轮与齿轮混合使用的行星链轮变速器示意图，这相当于用链轮传动部分地取代行星齿轮变速器中的齿轮传动，而得到的齿轮与链轮混合传动的行星链轮变速器，本发明称其为齿轮式行星链轮变速器。图中的主链轮I被主齿轮10所取代，主行星链轮4被主行星齿轮11所取代，显然这也完全可以实施本发明。由于齿轮传动正好与原来的链轮传动的旋转方向相反，因此，这种齿轮式行星链轮变速器最接近原有的行星齿轮变速器，其上的主齿轮I相当于太阳轮，而次链条7则相当于一个安装在次链轮2上的软的内齿圈，但行星齿轮变速器无法将内齿圈做得与太阳轮一样大(现行的差速器可以说是，但结构相差很大)，然而本发明中的次链轮2的大小不受主齿轮10的限制，完全可以等大而成为差速器。也即当主齿轮10与主行星齿轮11之间的传动比在数值上等于次链轮2与次行星链轮5的传动比时，本发明的齿轮式行星链轮变速器便成为一个差速器，这个差速器的输入端是行星架3 (可简单地将行星架3制成一个链轮，直接用链条进行传动)，两个输出端分别是主齿轮10和次链轮2。由此可见，对于本发明而言，差速器也属于变速器，是某个特定传动比下的变速器，一旦传动比发生变化，这个差速器也就成为了变速器。
[0023]图5是本发明的两个差速器不意图。右图5_A中，左边是主齿轮10和两个主彳丁星齿轮11，中间是行星架3，这里已制成一个较大的链轮，可简单地用链条带动，当然也可以制成伞齿轮用传动轴传动，但造价较高；右边是两个次链轮2与两个次行星链轮5组成的两个链传动副，这里的链条用虚线表示，整个差速器可以有一个外壳，如图中的点划线所示，但也可以没有外壳，让这些齿轮和链轮直接裸露于外，因为图5-A中的主齿轮10的安装轴与次链轮2的安装轴是套在一起的，完全可以形成一个牢固的整体。图5-B也是一个差速器，它的结构略有不同，行星架3将整个差速器的内部机件包裹了起来，并在外部安装了链齿，这种结构虽然复杂一点，但效果较好(如有必要，也可以将主齿轮10的安装轴与次链轮2的安装轴象图5-A那样套装起来，则结构会更加牢固)。
[0024]在图5中的两个差速器的行星架3上均对称地安装了两条行星轴9，两个主行星齿轮11和两个次行星链轮5，其作用主要是求得差速器的旋转平衡(动平衡)，其次是提高传动扭矩，显然，前面的所有的本发明的实施例，为了旋转的平衡，均可采用此方法。
[0025]本发明的这种差速器，由于各传动副之间的作用力均为径向分布，无轴向力产生，因此结构甚为简单，对于普通小型行走机械上使用的差速器，它的厚度仅有几厘米，因此这种差速器极为廉价实用。
[0026]图6是两个进行反链传动的链轮布置示意图。本发明将这种具有反链传动结构的行星链轮变速器称为反链式行星链轮变速器。图6-A中的中间链轮与上下两个链轮的旋转方向是相反的，很明显，采用这种反链传动，可以制成一个全部由链轮进行传动的差速器，中间的链轮正好安装在差速器上的一条输出轴上，而上下两个链轮正好安装在行星架3上的两条行星轴9 (如图5中的两条行星轴)上。图6-A中间的链轮做得较小，主要是为了不使右侧的链条与其产生摩擦。如要将中间的链轮制大，则可采用导板将链条隔开。图6-B是用右边的一个链轮将中间链轮与右侧链条进行隔开的反链传动示意图，图中的中间链轮与其周边上的三个链轮的转动方向是相反的，这也是反链传动的一种布置方法。显然，采用这种反链传动，不但可以制成差速器，而且完全可以替换前面的本发明的各实施例中的传动副而实施本发明。
[0027]尽管行走机构的转速一般不是很高，但我们还是要力争使整个差速器的动平衡达到最佳，显然反链传动的动平衡较难调整，效果不比图5中的差速器好，但只要细致配重，精心调整，其效果也会很理想。
[0028]综上所述，本发明的行星链轮变速器，不但有着与行星齿轮变速器一样的变速特性，同时由于链轮传动的转动方向可与齿轮传动相反，因此本发明还可弥补行星齿轮变速器在某些传动方向上的不足:如将行星架3固定时，按照行星齿轮变速器的传动特性，外围的内齿圈与太阳轮的转动方向是相反的，但是运用本发明不但完全可以在行星架3被固定时，使主链轮I与次链轮2进行同方向的转动(如图1所示)，而且也可以反方向的转动(如图4、图6所示)，事实上，光凭借这一点，本发明的行星链轮变速器，便具有了它的存在价值，这是在本发明追求低成本制造以外的一大收获。此外运用本发明的反链式及齿轮式行星链轮变速器而制成的差速器，具有结构简单，制造容易，体积小，成本低等诸多优点，是一个极具市场潜力的产品。
[0029]本发明的行星链轮变速器，可以有多种的结构形式(如还可以用内齿圈与链轮传动进行混用等)，这里不再一一举例，对于一切变速器的熟悉者，在阅读了本发明后，自然也可以作出较多种结构上的变化，这一切均应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种包括行星架(3)及在行星架(3)的旋转中心的中心轴系(8)和安装于行星架(3)上的行星轴(9)在内的行星链轮变速器，其特征在于:它还包括:主链轮(1)、次链轮(2)、主行星链轮(4)、次行星链轮(5)及主链条(6)和次链条(7)联合组成；主链轮⑴和次链轮(2)分别安装于中心轴系(8)上的不同向位置上，并与安装于行星轴(9)上的主行星链轮(4)和次行星链轮(5)的轴向位置一一对应，使得主链轮(I)与主行星链轮(4)相对应，次链轮(2)与次行星链轮(5)相对应，并分别用主链条6连接主链轮(I)和主行星链轮(4)，用次链条(7)连接次链轮(2)和次行星链轮(5)。2.根据权利要求1所述的行星链轮变速器，其特征在于，主链轮(I)与主行星链轮(4)之间为反链传动。3.根据权利要求1或2所述的行星链轮变速器，其特征在于:主链轮(I)与主行星链轮(4)之间的传动比在数值上等于次链轮(2)与次行星链轮(5)之间的传动比。4.根据权利要求1所述的行星链轮变速器，其特征在于:它的主链轮(I)被主齿轮(10)所替换，主行星链轮(4)被主行星齿轮(11)所替换，并使主齿轮(10)与主行星齿轮(11)相互啮合。5.根据权利要求1或4所述的行星链轮变速器，其特征在于:主齿轮(10)与主行星齿轮(11)之间的传动比在数值上等于次链轮(2)与次行星链轮(5)之间的传动比。
【专利摘要】本发明公开了一种用链传动全部或部分地替换行星齿轮中的齿轮传动的行星链轮变速器。大幅度地降低了变速器的制造成本，是行星齿轮变速器的低成本替代产品，可广泛地应用于各种变速装置上，特别是当主链轮(主齿轮)与主行星链轮(主行星齿轮)之间的传动比和次链轮与次行星链轮之间的传动比相等且传动方向相反时，整个变速器便可成为一个差速器。该差速器结构简单、体积小、造价低，是小型三轮车等低成本行走机械的首选产品。
【IPC分类】F16H9/26
【公开号】CN105114570
【申请号】CN201510444105
【发明人】马燕翔
【申请人】马燕翔
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月21日