专利名称：二排行星齿轮组无级变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械类无级变速器，尤其涉及一种用于汽车传动系统中 以机械齿轮为主来工作的二排行星齿轮组无级变速器。
背景技术：
目前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，液力传动效率较低，结构复杂，保养维护不便。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弱点是金属带承载能力小， 传递功率有限，且造价高寿命短，其控制系统相当复杂，致使辅助成本增加， 目前只能用于轿车。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，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。本发明二排行星齿轮组无级变速器，只用了二排 行星齿轮，便可满足以上要求。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，在工作过程中直接根据负载变化，完全自动 的实行无级变转速变扭矩运转，本发明二排行星齿轮组无级变速器，目前国 内尚未见有同类结构产品与相关资料。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种二排行星齿轮组无级变速器，它采用 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中二排行星齿轮组无级变速器主要零部件由输入轴l、转臂盘2、 一级行星齿轮3、 二级行星齿轮4、进动臂盘5、检 差行星齿轮6、输出轴7、换档圈8、倒档齿轮9、壳体10组成，且在输入轴l 上制有进齿轮la、倒齿轮lb、在转臂盘2上刚联有推动齿圈2a、滑杆2b、刚 联有一级行星轮轴2c、 二级行星轮轴2d、在进动盘5上制造或刚联有进动齿圈 5a、进动轴5b、输出轴7上制造或刚联有一速齿轮7a、 二速齿轮7b、在换档 齿圈8上制造或刚联有进齿圈8a、倒齿圈8b、制造有滑孔8c，其基本结构是 输入轴1与输出轴7同轴线并由壳体10支承、输入轴1上的进齿轮la在前进 档D时与换档齿圈8上的进齿圈8a啮合、倒档齿轮9在倒档R时与换档齿圈 8上的倒齿圈8b啮合、在转臂盘2上刚联的一级行星轮轴2c上支承有一级行 星齿轮3 、 一级行星齿轮3与输出轴7上的一速齿轮7a啮合、二级行星轮轴 2d上支承有二级行星齿轮4、二级行星齿轮4与进动盘5上的进动齿圈5a啮合、 一级行星齿轮3与二级行星齿轮4互相啮合、由一速齿轮7a、一级行星齿轮3 、 二级行星齿轮4、进动齿圈5a组成第一排行星齿轮组、在进动盘5刚联的进动 轴5b上支承有检差行星齿轮6、检差行星齿轮6与转臂盘2上的推动齿圈2a 啮合、还与输出轴7上的二速齿轮7b啮合、组成第二排行星齿轮组、倒档齿轮 9安装在与壳体10刚联的倒档轮轴9a上并与输入轴1上的倒齿轮lb常啮合、 转臂盘2上的滑杆2b与换档齿圈8上的滑孔8a轴向滑动配合、换档圈8可在 滑杆2b上轴向滑动并有三个定位、即空挡N、倒档R、前进档D。
其工作原理是当换档圈8位于空挡N,输入轴l旋转时(设其为正向)， 其上的倒齿轮lb带动倒档齿轮9反向空转，进齿轮la也无啮合，变速器无 输出，当换档圈8左拨(如视图所示)位于倒档R时，倒齿圈8b与倒档齿轮9 啮合，换档圈8反向旋转，由于换档圈8通过其上制有的滑孔8c与转臂盘2 上刚联的滑杆2b轴向滑动配合，故转臂盘2反向旋转并带动输出轴7反向旋转，是为倒档，当换档圈8右拨位于前进档D时，进齿圈8a与进齿轮la套 合，换档圈8正向旋转，并通过滑杆2b带动转臂盘2正向旋转，第一排行星 齿轮组的转臂盘2上刚联的一级行星轮轴2c与二级行星轮轴2d即带动行星 齿轮3与行星齿轮4绕输出轴7上的一速齿轮7a作公转，进动盘5上的进动 齿圈5a、进动轴5b与检差行星齿轮6跟随转动、与此同时第二排行星齿轮组 的转臂盘2上刚联的推动齿圈2a也带动检差行星齿轮6绕输出轴7上的二速 齿轮7b作公转，在此机构中，进动盘5上的进动轴5b除支承检差行星齿轮6 外还作为第一排行星齿轮组与第二排行星齿轮组的传动元件使用，假使将进 动轴5b去除，则第一排行星齿轮组与第二排行星齿轮组将按各自结构所设 定的转速旋转，设计时使第一排行星齿轮组的进动齿圈5a即进动盘5的角速 度值大于第二排行星齿轮组的检差行星齿轮6的公转角速度值，且将二者角 速度差值作为变速器输出最大扭矩时的角速度参考值，当第一排行星齿轮组 的进动齿圈5a通过进动轴5b将其角速度叠加于第二排行星齿轮组的检差行 星齿轮6轴心时，检差行星齿轮6将以转臂盘2上刚联的推动齿圈2a啮合处 为力点推动输出轴7上的二速齿轮7b旋转，由于进动轴5b —直是围绕着输 出轴7上的二速齿轮7b旋转并进动，所以不管二速齿轮7b的转速以及与检 差行星齿轮6的啮合相位如何，最大扭矩都可直接作用于二速齿轮7b即输出 轴7，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 恒功率输出的混合轮系，且在工作过程中无需液电装置伺服，而直接根据负 载变化，完全自动的实行无级变转速变扭矩运转，如当负载减小后，输出轴 7的转速在进动轴5b的直接作用下，将有转速加快扭矩减小的趋势，反之则 有扭矩加大转速减少的趋势，直到变速器输出与负载之间的扭矩相对平衡为 止。由上述原理可知，设计时只要将第一排行星齿轮组的进动齿圈5a即进动盘5的角速度值大于第二排行星齿轮组的检差行星齿轮6在未叠加进动轴5b 运动时的公转角速度值，且将两个角速度的差值设计为变速器输出最大扭矩 时的角速度值，就能达到用齿轮实施无级变速的功效，据此，变速器还能设 计成不同类型，如上例所述，其第一排行星齿轮组有二级行星齿轮，第二排 行星齿轮组只有一级行星齿轮，为减速减速型，也可第一排行星齿轮组与第 二排行星齿轮组都只有一级行星齿轮，为加速减速型，因原理一样可不赘述。 本发明所述的二排行星齿轮无级变速器，由于创新了刚联有推动齿圈 2a、滑杆2b、刚联有一级行星轮轴2c、 二级行星轮轴2d的关键部件即转臂盘 2，从而仅仅只用了二排行星齿轮组，且无需液电装置伺服就达到用齿轮实施 无级变速的功效，因而结构更简单，价格更低廉，传动比连续承载力大，安 全可靠使用期长。
图l: 二排行星齿轮组无级变速器结构剖视图。 图2: 二排行星齿轮组无级变速器实施结构图。
具体实施例方式
在图2中二排行星齿轮无级变速器的实施结构主要由输入轴1、转臂盘 2、 一级行星齿轮3、 二级行星齿轮4、进动臂盘5、检差行星齿轮6、输出轴 7、换档圈8、倒档齿轮9、壳体10组成，且在输入轴1上制有进齿轮la、倒 齿轮lb、在转臂盘2上刚联有推动齿圈2a、滑杆2b、刚联有一级行星轮轴 2c、 二级行星轮轴2d、在进动盘5上制造或刚联有进动齿圈5a、进动轴5b、 输出轴7上制造或刚联有一速齿轮7a、 二速齿轮7b、在换档齿圈8上制造或 刚联有进齿圈8a、倒齿圈8b、滑孔8c，其基本结构是输入轴1与输出轴7同 轴线并由壳体10支承、输入轴1上的进齿轮la在前进档D时与换档齿圈8上的进齿圈8a啮合、倒齿轮lb与倒档齿轮9常啮合在、转臂盘2上刚联的 一级行星轮轴2c上支承有一级行星齿轮3 、 一级行星齿轮3与输出轴7上的 一速齿轮7a啮合、二级行星轮轴2d上支承有二级行星齿轮4、 二级行星齿轮 4与进动盘5上的进动齿圈5a啮合、因此由一速齿轮7a、 一级行星齿轮3 、 二级行星齿轮4、进动齿圈5a组成第一排行星齿轮组、在进动盘5刚联的进 动轴5b上支承有检差行星齿轮6、检差行星齿轮6与转臂盘2上的推动齿圈 2a啮合、还与输出轴7上的二速齿轮7b啮合、组成第二排行星齿轮组、倒档 齿轮9安装在与壳体10刚联的倒档轮轴9a上并与输入轴1上的倒齿轮lb常 啮合、转臂盘2上的滑杆2b与换档齿圈8上的滑孔8a滑动配合、换档圈8 可在滑杆2b上轴向滑动并有三个定位、即空挡N、倒档R、前进档D。
权利要求
1. 一种二排行星齿轮组无级变速器，其特征是所述二排行星齿轮组无级变速器主要零部件由输入轴(1)、转臂盘(2)、一级行星齿轮(3)、二级行星齿轮(4)、进动臂盘(5)、检差行星齿轮(6)、输出轴(7)、换档圈(8)、倒档齿轮(9)、壳体(10)组成，且在输入轴(1)上制有进齿轮(1a)、倒齿轮(1b)、在转臂盘(2)上刚联有推动齿圈(2a)、滑杆(2b)、刚联有一级行星轮轴(2c)、二级行星轮轴(2d)、在进动盘(5)上刚联有进动齿圈(5a)、进动轴(5b)、输出轴(7)上制造刚联有一速齿轮(7a)、二速齿轮(7b)、在换档齿圈(8)上刚联有进齿圈(8a)、倒齿圈(8b)、制造有滑孔(8c)。
2. ^gfe禾腰求1 M^Kl二排行星齿轮组无级变速器，:基本结构为输入轴(1)与输出轴(7)同轴线并由壳体(10)支承、输入轴(1)上的进齿轮(la)在前进档D时与换档齿圈(8)上的进齿圈(8a)啮合、倒档齿轮(9)在倒档R时与换档齿圈(8)上的倒齿圈(8b)啮合、 一级行星轮轴(2c)上支承有一级行星齿轮(3)、 一级行星齿轮(3)与输出轴(7)上的一速齿轮(7a)啮合、二级行星轮轴(2d)上支承有二级行星齿轮(4)、 二级行星齿轮(4)与进动盘(5)上的进动齿圈(5a)啮合、 一级行星齿轮(3)与二级行星齿轮(4)互相啮合、由一速齿轮(7a)、 一级行星齿轮(3)、 二级行星齿轮(4)、进动齿圈(5a)组成第一排行星齿轮组、在进动盘(5)刚联的进动轴(5b)上支承有检差行星齿轮(6)、检差行星齿轮(6)与转臂盘(2)上的推动齿圈(2a)啮合、还与输出轴(7)上的二速齿轮(7b)啮合、组成第二排行星齿轮组、倒档齿轮(9)安装在与壳体(10)刚联的倒档轮轴(9a)上并与输入轴(1)上的倒齿轮(lb)常啮合、转臂盘(2)上的滑杆(2b)与换档齿圈(8)上的滑孔(8a)轴向滑动配合、换档圈(8)可在滑杆(2b)上轴向滑动并有三个定位、即空挡N、倒档R、前进档D。
全文摘要
本发明公开了一种机械式二排行星齿轮组无级变速器，其主要零部件由输入轴1、转臂盘2、一级行星齿轮3、二级行星齿轮4、进动臂盘5、检差行星齿轮6、输出轴7、换档圈8、倒档齿轮9、壳体10组成，在转臂盘2上刚联有推动齿圈2a、滑杆2b、一级行星轮轴2c、二级行星轮轴2d、由一速齿轮7a与一级行星齿轮3、二级行星齿轮4、进动齿圈5a组成第一排行星齿轮组、检差行星齿轮6与推动齿圈2a、二速齿轮7b组成第二排行星齿轮组、换档圈8与滑杆2b轴向滑动配合换档，本发明所述的二排行星齿轮组无级变速器可无需液电装置伺服而自动实行无级变速运转，且简单廉价承载力大，安全可靠使用期长。
文档编号F16H3/70GK101457821SQ20071016022
公开日2009年6月17日 申请日期2007年12月16日 优先权日2007年12月16日
发明者汤科儿 申请人:汤科儿