专利名称：齿轮式无级变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无级变速器，尤其涉及一种用于大型变排量压縮 机和汽车传动系统中的齿轮式无级变速器。
背景技术：
目前在大型变排量压縮机领域，尚未见有使用齿轮式无级变速器 的先例，而在汽车上较多使用的自动变速技术是将液力变矩器和行星 齿轮系组合的自动变速器技术，但是液力变矩器和行星齿轮系的组合 有着明显的缺点传动比不连续，液力传动的效率较低，结构复杂， 保养和维护不便。另外一种无级变速(CVT)，它采用金属传动带和工作
直径可变的主、从动轮相配合来传递动力。CVT可以实现传动比的连 续改变，但CVT的致命弱点是金属带的承载能力小，传递功率有限， 且造价极高，寿命也短，其控制系统相当复杂，致使辅助成本增加， 因此，只能用于轿车。因此，开发一种全刚性齿轮且传动比连续，承 载力大且安全可靠，结构简单且辅助件少，材料一般且使用期长，加 工方便且造价低廉的无级变速器，成为机械行业急需解决的问题。本 发明齿轮式无级变速器，基本满足以上要求。它将设计所需的最高转 速输出轮系与最大扭矩输出轮系结合形成混合轮系，在工作过程中无 需外力系统与变扭部件，而最直接的根据负载变化，完全自动的实今亍 无级变转速变扭矩运转，本发明齿轮式无级变速器，目前国内尚未见 有同类结构的产品与相关资料。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种齿轮式无级变速器，其采用全刚 性齿轮，在工作过程中无需外力系统与变扭部件，而最直接的根据负载 变化，完全自动的实行无级变转速变扭矩运转。
本发明是这样实现的在图1:齿轮式无级变速器主要零部件由输
入轴l、转盘臂la、行星轮轴lb、联动齿轮2、分流齿轮2a、动压齿轮 2b、进动架3、进动齿圈3a、进动轮轴3b、齿圈架4 、直扭齿圈4a、 后拉齿圈4b、检差齿轮5、输出轴6、直扭齿轮6a，输出齿轮6b、壳体 7组成。其基本结构是输入轴1与输出轴6同轴线，并由壳体7支承， 输入轴1上刚联有周向均匀分布的2至8个转盘臂la，转盘臂la上刚 联有周向均匀分布的同等数量的行星轮轴lb，行星轮轴lb上均安装有 联动齿轮2,联动齿轮2可以分流齿轮2a与动压齿轮2b刚联或制成一 体，分流齿轮2a分别与刚联或制造在输出轴6上的直扭齿轮6a啮合和 刚联或制造在齿圈架4上的直扭齿圈4a啮合，动压齿轮2b与刚联或制 造在进动架3上的进动齿圈3a啮合，在进动架3上，还刚联有周向均匀 分布的2至8个进动轴3b，进动轴3b上均安装有检差齿轮5,检差齿轮 5分别与刚联或制造在齿圈架4上的后拉齿圈4b和刚联或制造在输出轴 6上的输出齿轮6b啮合。其工作原理是当输入轴1带动转盘臂la与 行星轮轴lb —齐转动时，安装在齿轮轴lb上的联动齿轮2便以输入轴 1的轴线为中心，以与输入轴1相同的角速度同向公转，设初起时输出 轴6不动转速为零，由于分流齿轮2a与刚联或制造在输出轴6上的直扭 齿轮6a啮合，所以，分流齿轮2a在带动齿圈架4绕输入轴1的轴线作 公转的同时还作自转，动压齿轮2b也一齐公转与自转，由于动压齿轮
2b与刚联或制造在进动架3上的进动齿圈3a啮合，而在进动架3上， 刚联有进动轴3b，进动轴3b上安装检差齿轮5，检差齿轮5分别与刚联 或制造在齿圈架4上的后拉齿圈4b和刚联或制造在输出轴6上的输出 齿轮6b啮合，因此，当各互啮齿轮之间齿距相等时，可视为当输入轴l 旋转时，便以相同的角速度带动转盘臂la、行星轮轴lb、分流齿轮2a、 动压齿轮2b、进动架3、进动齿圈3a、进动轴3c、齿圈架4 、直扭齿 圈4a、后拉齿圈4b、检差齿轮5 —齐绕输入轴1的轴线同向旋转，同时， 分流齿轮2a绕直扭齿轮6a、检差齿轮5绕输出齿轮6b同步滚动，此 时，不管输入轴1的转速是多少，输出轴6的转速均是零。但是，当各 互啮齿轮之间齿距不相等时，各互啮齿轮之间除具有一般互啮齿轮的传 动特性外，还具有了推压进动的特性，在本发明齿轮式无级变速器中， 我们将分流齿轮2a与直扭齿轮6a设计为一组基本传动齿轮，而将分流 齿轮2a和齿圈4a啮合的一组齿轮设计为不等齿距齿轮组，并使直扭齿 圈4a的角速度产生变化后小于其原来的角速度，再将动压齿轮2b和进 动齿圈3a啮合的一组齿轮设计为不等齿距齿轮组，并使进动架3的角速 度产生变化后大于其原来的角速度，又由于分流齿轮2a与动压齿轮2b 可视为联动齿轮，所以当轴1旋转并以相同的角速度带动分流齿轮2a 与动压齿轮2b—齐绕输入轴1的轴线同向旋转时,进动架3的角速度将 大于齿圈架4的角速度，进动架3的角速度与齿圈架4的角速度之差， 经与后拉齿圈4b啮合的检差齿轮5检出后，在绕输出齿轮6b同步滚动 的同时，进动推压输出齿轮6b旋转并输出最大扭矩，也就是说，分流齿 轮2a与输出轴6上的直扭齿轮6a和齿圈架4上的直扭齿圈4a啮合，
其公转时将输入轴1的扭矩分流后直接作用于直扭齿圈4a和直扭齿轮 6a，而进动架3与后拉齿圈4b绕输入轴1的轴线旋转时，进动架3的角 速度与后拉齿圈4b的角速度之差，经检差齿轮5检测变换后又含有进动 推压输出齿轮6b旋转的最大扭矩，这样它便将最高转速输出轮系与最大 扭矩输出轮系结合在一起形成一个混合轮系，在工作过程中无需外力系 统与变扭部件，而最直接的根据负载变化，完全自动的实行无级变转速 变扭矩运转，如当负荷减小后，输出轴6的转速在输入轴1、联动齿轮2 、 进动架3、齿圈架4、检差齿轮5的共同作用下，将有转速加快的趋势， 直到它们之间的扭矩相对平衡为止，反之亦然。另外，为了满足汽车加 速性能，联动齿轮2可以是普通齿轮，也可做成带有阻尼功能的阻尼联 动齿轮2zn，即在阻尼联动齿轮2zn的中部，制造有空腔2c，安装有凸 轮2d，阻尼片2e，阻尼联动齿轮2zn的周向部分，制造有供阻尼片2e 滑动的滑槽2f,当输出轴6转速较慢时，阻尼联动齿轮2zn转动较快， 阻尼片2e在离心力的作用下縮入滑槽2f中，此时阻尼作用极小，阻尼 联动齿轮2zn的工作状态等同于联动齿轮2,当输出轴6转速增快后， 阻尼联动齿轮2zn转动渐慢，此时在公转离心力作用下部分阻尼片2e 滑出滑槽2f，由于空腔2c中含有来自注油道2g的润滑油，阻尼片2e产 生的阻尼力将进一步阻止阻尼联动齿轮2zn自转，以使直扭齿轮6a上直 接获取分流齿轮2a的更大扭矩。
本发明所述的齿轮式无级变速器传动比连续，承载力大，在工作过 程中无需外力系统与变扭部件，而最直接的根据负载变化，完全自动的 实行无级变转速变扭矩运转。
图l:齿轮式无级变速器结构剖视图。 图2:阻尼联动齿轮2zn结构剖视图。
具体实施例方式
实施例1:图1中，齿轮式无级变速器主要零部件由输入轴1、转盘
臂la、行星轮轴lb、联动齿轮2、分流齿轮2a、动压齿轮2b、进动架3、 进动齿圈3a、进动轮轴3b、齿圈架4 、直扭齿圈4a、后拉齿圈4b、检 差齿轮5、输出轴6、直扭齿轮6a ,输出齿轮6b、壳体7组成。其基本 结构是输入轴1与输出轴6同轴线，并由壳体7支承，输入轴1上刚联 有周向均匀分布的4个转盘臂la,转盘臂la上刚联有周向均匀分布的 同等数量的行星轮轴lb，行星轮轴lb上均安装有联动齿轮2,联动齿轮 2可以分流齿轮2a与动压齿轮2b刚联或制成一体，分流齿轮2a分别与 刚联或制造在输出轴6上的直扭齿轮6a啮合和刚联或制造在齿圈架4 上的直扭齿圈4a啮合，动压齿轮2b与刚联或制造在进动架3上的进动 齿圈3a啮合，在进动架3上，还刚联有周向均匀分布的4个进动轴3b， 进动轴3b上均安装有检差齿轮5，检差齿轮5分别与刚联或制造在齿圈 架4上的后拉齿圈4b和刚联或制造在输出轴6上的输出齿轮6b啮合。 其工作原理是当输入轴1带动转盘臂la与行星轮轴lb —齐转动时， 安装在齿轮轴lb上的联动齿轮2便以输入轴1的轴线为中心，以与输入 轴l相同的角速度同向公转，设初起时输出轴6不动转速为零，由于分 流齿轮2a与刚联或制造在输出轴6上的直扭齿轮6a啮合，所以，分流 齿轮2a在带动齿圈架4绕输入轴1的轴线作公转的同时还作自转，动压
齿轮2b也一齐公转与自转，由于动压齿轮2b与刚联或制造在进动架3 上的进动齿圈3a啮合，而在进动架3上，刚联有进动轴3b，进动轴3b 上安装检差齿轮5，检差齿轮5分别与刚联或制造在齿圈架4上的后拉 齿圈4b和刚联或制造在输出轴6上的输出齿轮6b啮合，因此，当各互 啮齿轮之间齿距相等时，可视为当输入轴1旋转时，便以相同的角速度 带动转盘臂la、行星轮轴lb、分流齿轮2a、动压齿轮2b、进动架3、 进动齿轮3a、进动轴3c、齿圈架4 、直扭齿圈4a、后拉齿圈4b、检差 齿轮5 —齐绕输入轴1的轴线同向旋转，同时，分流齿轮2a绕直扭齿轮 6a、检差齿轮5绕输出齿轮6b同步滚动，此时，不管输入轴1的转速 是多少，输出轴6的转速均是零。但是，当各互啮齿轮之间齿距不相等 时，各互啮齿轮之间除具有一般互啮齿轮的传动特性外，还具有了推压 进动的特性，在本发明齿轮式无级变速器中，我们将分流齿轮2a与直扭 齿轮6a设计为一组基本传动齿轮，而将分流齿轮2a和齿圈4a啮合的一 组齿轮设计为不等齿距齿轮组，并使直扭齿圈4a的角速度产生变化后小 于其原来的角速度，再将动压齿轮2b和进动齿轮3a啮合的一组齿轮设 计为不等齿距齿轮组，并使进动架3的角速度产生变化后大于其原来的 角速度，又由于分流齿轮2a与动压齿轮2b可视为联动齿轮，所以当轴 1旋转并以相同的角速度带动分流齿轮2a与动压齿轮2b—齐绕输入轴1 的轴线同向旋转时，进动架3的角速度将大于齿圈架4的角速度，进动 架3的角速度与齿圈架4的角速度之差，经与后拉齿圈4b啮合的检差齿 轮5检出后，在绕输出齿轮6b同步滚动的同时，进动推压输出齿轮6b 旋转并输出最大扭矩，也就是说，分流齿轮2a与输出轴6上的直
扭齿轮6a和齿圈架4上的直扭齿圈4a啮合，其公转时将输入轴1的扭 矩分流后直接作用于直扭齿圈4a和直扭齿轮6a，而进动架3与后拉齿 圈4b绕输入轴1的轴线旋转时，进动架3的角速度与后拉齿圈4b的角 速度之差，经检差齿轮5检测变换后又含有进动推压输出齿轮6b旋转的 最大扭矩，这样它便将最高转速输出轮系与最大扭矩输出轮系结合在一 起形成一个混合轮系，在工作过程中无需外力系统与变扭部件，而最直 接的根据负载变化，完全自动的实行无级变转速变扭矩运转，如当负荷 减小后，输出轴6的转速在输入轴1、联动齿轮2 、进动架3、齿圈架4、 检差齿轮5的共同作用下，将有转速加快的趋势，直到它们之间的扭矩 相对平衡为止，反之亦然。
实施例2:为了满足汽车加速性能，将联动齿轮2改为带有阻尼功能 的阻尼联动齿轮2zn，即在阻尼联动齿轮2zn的中部，制造有空腔2c， 安装有凸轮2d,阻尼片2e,阻尼联动齿轮2zn的周向部分，制造有供 阻尼片2e滑动的滑槽2f，当输出轴6转速较慢时，阻尼联动齿轮2zn 转动较快，阻尼片2e在离心力的作用下縮入滑槽2f中，此时阻尼作用 极小，阻尼联动齿轮2zn的工作状态等同于联动齿轮2，当输出轴6转 速增快后，阻尼联动齿轮2zn转动渐慢，此时在公转离心力作用下部 分阻尼片2e滑出滑槽2f，由于空腔2c中含有来自注油道2g的润滑油， 阻尼片2e产生的阻尼力将进一步阻止阻尼联动齿轮2zn自转，以使直 扭齿轮6a上直接获取分流齿轮2a的更大扭矩。图2为阻尼联动齿轮 2zn结构剖视图。
实施例3:图1为齿轮式无级变速器结构剖视图。实施例3和实施
例1基本相同，图中上部为两个联动齿轮2，所不同的是下部的两个联 动齿轮2改为阻尼联动齿轮2zn。
权利要求
1.一种齿轮式无级变速器，其特征是所述齿轮式无级变速器包括输入轴(1)、转盘臂(1a)、行星轮轴(1b)、联动齿轮(2)、分流齿轮(2a)、动压齿轮(2b)、进动架(3)、进动齿圈(3a)、进动轴(3b)、齿圈架(4)、直扭齿圈(4a)、后拉齿圈(4b)、检差齿轮(5)、输出轴(6)、直扭齿轮(6a)、输出齿轮(6b)、壳体(7)，其基本结构是输入轴(1)与输出轴(6)同轴线，并由壳体(7)支承，输入轴(1)上刚联有周向均匀分布的2至8个转盘臂(1a)，转盘臂(1a)上刚联有同等数量的行星轮轴(1b)，行星轮轴(1b)上安装有同等数量的联动齿轮(2)，联动齿轮2可以分流齿轮(2a)与动压齿轮(2b)刚联或制成一体，分流齿轮(2a)分别与刚联或制造在输出轴(6)上的直扭齿轮(6a)啮合和刚联或制造在齿圈架(4)上的直扭齿圈(4a)啮合，动压齿轮(2b)与刚联或制造在进动架(3)上的进动齿圈(3a)啮合，在进动架(3)上，还刚联有周向均匀分布的2至8个进动轴(3b)，进动轴(3b)上均安装有检差齿轮(5)，检差齿轮(5)分别与刚联或制造在齿圈架(4)上的后拉齿圈(4b)和刚联或制造在输出轴(6)上的输出齿轮(6b)啮合。
2. ^#腰求10^ ^￡级变速器，^!iE是联动齿轮(2)可 以是普通齿轮，也可做成带有阻尼功能的联动齿轮(2zn)。
3. ^^腰求2所3^W^te^级变速器，其ME是联动齿轮(2zn) 的中部有空腔(2c)，空腔(2c)内安装有凸轮(2d)，联动齿轮(2zn) 的周向部分，设计有供阻尼片(2e)滑动的滑槽(2f)，凸轮(2d)上 开有注油道(2g)。
全文摘要
本发明公开了一种无级变速器，其基本结构是输入轴1与输出轴6同轴线，并由壳体7支承，输入轴1上刚联有周向均匀分布的2至8个转盘臂1a，转盘臂1a上刚联有周向均匀分布的同等数量的行星轮轴1b，行星轮轴1b上均安装有联动齿轮2，联动齿轮2可以分流齿轮2a与动压齿轮2b刚联或制成一体，分流齿轮2a分别与刚联或制造在输出轴6上的直扭齿轮6a啮合和刚联或制造在齿圈架4上的直扭齿圈4a啮合，动压齿轮2b与刚联或制造在进动架3上的进动齿圈3a啮合，在进动架3上，还刚联有周向均匀分布的2至8个进动轴3b，进动轴3b上均安装有检差齿轮5。本发明所述的齿轮式无级变速器传动比连续，承载力大，可完全自动的实行无级变转速变扭矩运转。
文档编号F16H3/70GK101101048SQ200710146738
公开日2008年1月9日 申请日期2007年8月13日 优先权日2007年8月13日
发明者汤科儿 申请人:汤科儿