专利名称：传动与变速系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种传送与变速系统。
即以常见的交通工具的变速为例，脚踏车是采取切换传输链轮的方式，而该链轮的大小，则形成变速；以机车而言，则常以调整传动皮带轮的方式，汽车或卡车则经由变速箱，而变速箱内则具有尺寸不同的切换用传动齿轮；以引擎为动力输出的场合，则采取离合器方式，将该离合器直接安装在动力传动轴上。
这些方式的共通处在于速比的切换均在同一组传动元件的相同动向上，只是施力方向的互逆，且速比切换上，无段变速的传输动力大小有其上限，传输元件的磨耗大，而有段变速的速比切换机构体积庞大，交换时必须调整或切换动力源负载侧，复杂性与困难度高，是为美中不足之处。
有鉴于此，设计人乃本于长年来从事产品研发与产销的经验，潜心研究，期能克服上述缺失，经再三实验，始创作出本发明传动与变速系统。
为实现上述目的，本发明提供的一种传动与变速系统，其包括
一输入齿轮组，其进一步包括一输入太阳齿轮，至少一输入行星齿轮及一输入外环内齿轮，所述输入行星齿轮是可旋转地定位于中央的承座所预设的输入座孔，且输入行星齿轮分别与输入太阳齿轮及输入外环内齿轮啮合，组合成输入行星齿轮组；一输出齿轮组，其进一步包括一输出太阳齿轮，至少一输出行星齿轮及一输出外环内齿轮，所述输出行星齿轮是可旋转地定位于中央的承座所预设的输出座孔，且输出行星齿轮分别与输出太阳齿轮与输出外环内齿轮啮合组合成输出行星齿轮组；以便藉不同的齿轮选择性的为输入轴与输出轴，两组行星齿轮的扭力差，形成速比控制轴以为变速，改变速比控制轴与输入轴的转速比，即可改变输入轴与输出轴的变速。
所述的传动与变速系统，其中输入行星齿轮与输出行星齿轮是分别藉枢轴自中央穿越定位于承座。
所述的传动与变速系统，其中速比控制轴的外围得加置有段或无段的变速装置。
所述的传动与变速系统，其中各齿轮俱可为输出入轴，且可为对应或非对应设置。
所述的传动与变速系统，其中输出入外环内齿轮间，输出入太阳齿轮间，输入太阳齿轮与输出承座间，输入太阳齿轮与输出外环内齿间，输入承座与输出承座间，输入承座与输出太阳齿轮间，输入承座与输出外环内齿轮间为一体设置。
所述的传动与变速系统，所述行星齿轮组为差速器。
所述的传动与变速系统，其为多组串联或并联设置。
所述的传动与变速系统，其得以外加置于速比控制轴以达输出轴的加减速。
所述的传动与变速系统，所述行星齿轮组其太阳齿轮、行星齿轮、承座、外环内齿轮皆可自由旋转。
所述的传动与变速系统，所述行星齿轮组可为两组或以上相互组合。
所述的传动与变速系统，其中输入为偏心或不偏心。
所以，本发明有如下优点1、两组或以上齿轮组的设计，可藉齿数变化，而获致各种不同的组合，以满足不同转速与扭力的需求。
2、藉由减速时的扭力放大，而达速度减缓，扭力加大的变速效果，尤其是经由非传动主轴的侧向减速，交易获致变速。
3、整只装置体积小，造型简单，如本发明的实施例，是为一圆柱形，比较于共知的传动装置的突兀或庞大体积而言，于后续的使用上，更能发挥产品使用的空间。
4、输出入轴可选择性地设太阳齿轮或内齿轮，乃至于承座且不必然为输出与输入的对应设置，因此，产品设计上具更弹性的选择。
基本上，本发明的创作思路，在于主传动路径外，加设一速比调整路径，以便由间接控制方式，控制主动力的输出，进而产生扭力的变化，且输入与轴出轴可为选择性且非对应的设置。
如
图1所示，基本上，本发明是由两组或以上的齿轮组，亦即一输入齿轮组1，一输出齿轮组2，以及一承座(carrier)3所组合而成。
其中，输入齿轮组1是由一输入太阳齿轮11，至少一或以上设于承座3的输入行星齿轮12，如为两只以上时，则等角平衡或对称设置，及一输入外环内齿轮13所组合而成，而使它们之间形成如图3所示的态样，亦即输入行星齿轮12是各经由一输入枢轴14可旋转的定位于承座3所预设的输入座孔31上，而其是分别啮合于输入太阳齿轮11及输入外环内齿轮13，基本上，为使其可为包覆定位，故外侧得藉如套筒或壳体包覆，且其输入得为偏心或不偏心的输入，唯此乃公知技艺，故不拟赘述。
输出齿轮组2亦经由一输出太阳齿轮21，一输出行星齿轮22，以及一输出外环内齿轮23，其中，输出外环内齿轮23是可与前述的输入外环内齿轮13为一体设置，以便可为连动，且其一如前述的输入齿轮组1，输出行星齿轮22是可旋转地藉输出枢轴24定位于承座3所预留的输出座孔32，形成输出行星齿轮22分别啮合输出太阳齿轮21及输出外环内齿轮23。
承座3是为环状物，前已述及，其对应于输入行星齿轮12开具输入座孔31，以及对应于输出行星齿轮22开具输出座孔32，因此，输入座孔31与输出座孔32可呈交错地排列于承座3对分的两部份处，而前已述及，由于输入外环内齿轮13与输出外环内齿轮23是一体设置且齿数可为相同或不同，故可为同步同方向旋转，唯亦可为分别设置。
请再参阅图示，本发明于组立后，是如图4所示，其中输入行星齿轮12及输出行星齿轮22是部份外露于承座3之外，并分别啮合于输入太阳齿轮11，输入外环内齿轮13，以及输出太阳齿轮21，及输出外环内齿轮23，于组立后，各齿轮均可自由旋转。
请再参阅图5，由学理得知，此行星齿轮系统，因固定方式的不同，而会产生如图5(a)的行星型(planetarv type)，亦即外环内齿轮固定，则太阳齿轮输入，承座输出；(b)太阳型(solar type)，亦即太阳齿轮固定，则内齿轮输入，承座的轴输出；以及(c)星星型(star type)，亦即承座固定，行星齿轮转动绕行，因此，本案的输出入轴的配置，亦可具一般变速装置为较多的配置方式。
此外，于传动的转速比上，由于各齿轮的齿数不同，会产生不同的转速比变化，如下表所示，是为行星型态的转速公式。 由上表得知，当太阳齿轮的齿数Za为16，则行星轮的齿数Zb为16，内齿轮的齿数Zc为48时，则经由承座的最后输出的转数比的公式为 同理，如齿数不变，采行太阳型时，则其是为 而此时的转速比为1/1.3333而于星星型的场合，由于承座是为固定，故行星齿轮无法绕行，而走自转，因此，失去了作用，而变成通常的齿轮传输，则其转速比＝Za/Zc＝-1/3(逆转)因此，本发明的输出与输入的选择，由于是输入组与输出组对向设计，可视所需情况以及齿数比而变化，此较一般的变速系统而言，具较佳的选择，亦即于实施时可选择性的经由前述的型态外，亦可采取三者之一为分离方式，而为不同的输出入。尤有进者，输入与输出的选择，不必为全然对应，例如可经由太阳轮输入，唯承座输出。
而吾人皆知，转速与扭力存在者反比关系，亦即转速越大，则扭力越小，反之亦然，此关系会因齿轮组的齿速配比而有所变化，由于本案是采两组齿轮，唯其中至少一组齿轮一体设置方式，因此，其余一组齿轮的齿数变化，则会产生变速与扭力变化的效果。
如图6所示，是为一转速变化的实施例，其中，第一组(SPA)是为输入齿轮组，而第二组(SPB)是为输出齿轮组，其中A是为输入太阳齿轮11的齿数，经设定为24齿，B则为输入行星齿轮12的齿数，其数目为18齿，而C则为输入外环内齿轮13的齿数，其数目为60齿，则输出组的太阳齿轮的齿数为32，行星齿轮的齿轮数则为14，而输出外环内齿轮23是与输入外环内齿轮13一体，亦为齿数60，由于是输入齿轮组1与输出齿轮组2共设，故输入轴I是经由输入组的太阳齿轮(A)输入形成I轴，而其可能经过C(形成A至C)或B(形成A至B)。同理，C与输出齿轮组2的输出外环内齿轮C间，形成J轴，则其传至输出太阳齿轮21后输出形成L轴，此外，两行星齿轮组的承座连结一体则形成K轴，而此K轴即为速比控制轴，是以，改变速比控制轴与输入轴的转速比即可改变输入轴与输出轴的变速比。
则经由前述公式，其各齿轮间的传速转数比，是为如图6左上角所示，(SPA为输入组，SPB为输出组)。
请再配合图6，当经由I轴到K轴，亦即由输入轴经过SPA的A至B而至K轴时，则其转速为0.2857(2/7)，而其扭力则为3.500。
唯若由输入轴I轴经过J轴至K轴，亦即由输入轴至SPA的A至C轴，再经SPB的C至B时，则其转速成为-0.2609，扭力则为-3.833，因此，K轴的扭力和，亦即3.500+(-3.833)而得-0.3333，转速则为-0.2609，易言之，其是为原扭力-3.8328的8.70％，所以，面对较小的扭力与较低的转速，在变速上即较为简单，以此实施例的场合，K轴亦即行星齿轮的承座即为速比控制轴，且由图表得之，即使K轴的转速减缓，扭力亦不致为大幅度的增加。
图7所示，为反向设置，亦即将输入齿轮组1与输出齿轮组2的齿数分别对调，则此时J轴即可成为速比控制轴，亦即输入、输出外环内齿轮13、23可为速比控制轴。
实则，本案的减速比值是可预设，并不限于本案图6及图7的实施例，当各齿轮的齿数变更时，则产生输出与速比亦会随之不同。
此外，若以公知的差速器的伞形齿轮组为两组的设置，其亦能获致本案的效果，易言之，本案的输入齿轮组1与输出齿轮组2，其亦可为差速器。
本发明所揭示乃较佳实施例，举凡局部的变更或修饰而源于本发明的技术思想而为熟悉该项技术的人所易于推知的，俱不脱本发明的专利权范畴。
权利要求
1.一种传动与变速系统，其特征在于，其包括一输入齿轮组，其进一步包括一输入太阳齿轮，至少一输入行星齿轮及一输入外环内齿轮，所述输入行星齿轮是可旋转地定位于中央的承座所预设的输入座孔，且输入行星齿轮分别与输入太阳齿轮及输入外环内齿轮啮合，组合成输入行星齿轮组；一输出齿轮组，其进一步包括一输出太阳齿轮，至少一输出行星齿轮及一输出外环内齿轮，所述输出行星齿轮是可旋转地定位于中央的承座所预设的输出座孔，且输出行星齿轮分别与输出太阳齿轮与输出外环内齿轮啮合组合成输出行星齿轮组；以便藉不同的齿轮选择性的为输入轴与输出轴，两组行星齿轮的扭力差，形成速比控制轴以为变速，改变速比控制轴与输入轴的转速比，即可改变输入轴与输出轴的变速。
2.根据权利要求1项所述的传动与变速系统，其特征在于，其中输入行星齿轮与输出行星齿轮是分别藉枢轴自中央穿越定位于承座。
3.根据权利要求1项所述的传动与变速系统，其特征在于，其中速比控制轴的外围得加置有段或无段的变速装置。
4.根据权利要求1项所述的传动与变速系统，其特征在于，其中各齿轮俱可为输出入轴，且可为对应或非对应设置。
5.根据权利要求1项所述的传动与变速系统，其特征在于，其中输出入外环内齿轮间，输出入太阳齿轮间，输入太阳齿轮与输出承座间，输入太阳齿轮与输出外环内齿间，输入承座与输出承座间，输入承座与输出太阳齿轮间，输入承座与输出外环内齿轮间为一体设置。
6.根据权利要求1项所述的传动与变速系统，其特征在于，所述行星齿轮组为差速器。
7.根据权利要求1项所述的传动与变速系统，其特征在于，其为多组串联或并联设置。
8.根据权利要求1项所述的传动与变速系统，其特征在于，其得以外加置于速比控制轴以达输出轴的加减速。
9.根据权利要求1项所述的传动与变速系统，其特征在于，所述行星齿轮组其太阳齿轮、行星齿轮、承座、外环内齿轮皆可自由旋转。
10.根据权利要求1项所述的传动与变速系统，其特征在于，所述行星齿轮组可为两组或以上相互组合。
11.根据权利要求1项所述的传动与变速系统，其特征在于，其中输入为偏心或不偏心。
全文摘要
一种传动与变速系统，包括一输入齿轮组，进一步包括一输入太阳齿轮，至少一输入行星齿轮及一输入外环内齿轮，输入行星齿轮是可旋转地定位于中央的承座所预设的输入座孔，且输入行星齿轮分别与输入太阳齿轮及输入外环内齿轮啮合，组合成输入行星齿轮组；一输出齿轮组，进一步包括一输入太阳齿轮，至少一输出行星齿轮及一输出外环内齿轮，输出行星齿轮是可旋转地定位于中央的承座所预设的输出座孔，且输出行星齿轮分别与输出太阳齿轮与输出外环内齿轮啮合组合成输出行星齿轮组；以便不同的齿轮选择性的为输入轴与输出轴，两组行星齿轮的扭力差，形成速比控制轴以为变速，改变速比控制轴与输入轴的转速比，即可改变输入轴与输出轴的变速。
文档编号F16H3/44GK1465872SQ0214027
公开日2004年1月7日 申请日期2002年7月2日 优先权日2002年7月2日
发明者陈永通 申请人:陈永通