专利名称：角速差行星齿轮无级变速箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械类变速箱，尤其涉及一种用于汽车传动系统中以机械齿 轮为主要工作的角速差行星齿轮无级变速箱。
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，但它有明显的缺点传动比不连续，液力传动效率较低，结 构复杂，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，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传动且传动比连续，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，便成为机 械行业多年来急需解决的问题。本发明用行星齿轮排组成能够在输出最大扭矩 的同时，还能够输出最高转速的无级变速装置，以将设计所需的最大扭矩输出 轮系与最高转速输出轮系结合在一起形成叠加运动轮系，在工作过程中直接根 据负载变化，完全自动的实行无级变扭矩变转速运转。本发明角速差行星齿轮 无级变速箱，目前国内外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角速差行星齿轮无级变速箱，它全部采用 刚性齿轮，在工作过程中无需外力系统与液力变扭部件，而最直接的根据负载 变化，完全自动的实行无级变扭矩变转速运转。
本发明是这样实现的在图1中角速差行星齿轮无级变速箱主要零部件由 输入轴l、行星架2、行星轴3、基准行星齿轮4、减速行星齿轮5、加速行星
齿轮6、基准中心齿轮7、减速中心齿轮8、加速中心齿轮9、约束齿圈IO、推 动盘11、推动轴12、刚联筒13、后拉齿轮14、检差行星齿轮15、输出齿圈16、输出轴17,箱体18组成。
角速差行星齿轮无级变速箱基本结构是输入轴1与输出轴17同轴线并由箱体 18支承、输入轴1与行星架2、周向等分排列的行星轴3刚联、基准行星齿轮 4、减速行星齿轮5、加速行星齿轮6支承在行星轴3上、它们分别与对应的基 准中心齿轮7、减速中心齿轮8、加速中心齿轮9相互啮合、基准行星齿轮4、 减速行星齿轮5、加速行星齿轮6还与约束齿圈10相互啮合、检差行星齿轮15 支承在推动轴12上、检差行星齿轮15与后拉齿轮14啮合、还与输出齿圈16 啮合、输出齿圈16刚联在输出轴17上、基准中心齿轮7也与输出轴17刚联、 另外减速中心齿轮8、后拉齿轮14与刚联筒13刚联、加速中心齿轮9、推动轴 12与推动盘11刚联。
其工作原理是当输入轴l正向旋转时，行星架2正向旋转，行星齿轮轴3 带动基准行星齿轮4、减速行星齿轮5、加速行星齿轮6作公转，如果先将约束 齿圈10去除，并将基准行星齿轮4、减速行星齿轮5、加速行星齿轮6刚联成 一体，则基准行星齿轮4、减速行星齿轮5、加速行星齿轮6在作公转时，还由 于与对应的基准中心齿轮7、减速中心齿轮8 、加速中心齿轮9相互啮合而作 自转运动，即在它们各自啮合的中心齿轮上滚动并作推压运转，在设计此角速 差行星齿轮无级变速箱时，以刚联在输出轴17上的基准中心齿轮7的齿轮参数 为参照，将基准行星齿轮4与基准中心齿轮7在开始运转时基准中心齿轮7的 角速度作为基本角速度后，再将减速行星齿轮5与减速中心齿轮8的齿轮参数 设计成减速，使减速中心齿轮8在开始运转时的角速度小于基准中心齿轮7开 始运转时的基本角速度，还将加速行星齿轮6与加速中心齿轮9的齿轮参数设 计成加速，使中心齿轮9在开始运转时的角速度大于基准中心齿轮7开始运转 时的基本角速度，减速中心齿轮8的角速度与加速中心齿轮9的角速度之差，则通过于与减速中心齿轮8啮合、还与输出齿圈16啮合、并支承在推动轴12 上的检差行星齿轮15检出后，便可推动输出轴17转动， 一旦输出轴17转动， 则与输出轴17刚联的基准中心齿轮7便带动减速中心齿轮8与加速中心齿轮9 同时转动，并在负荷减轻转速逐渐提高的工况下，三者角速度差随之逐渐减小 直至近零，从而实现了在以类似于少齿差减速器的工作原理而运转，从而得到 最大扭矩输出的同时，还能在基准行星齿轮4、减速行星齿轮5、加速行星齿轮 6公转运转的轮齿推压力的作用下，直接转动作最高转速的输出，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叠加 运动轮系，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17的转速在各行星 齿轮的直接作用下，将有转速加快扭矩减小的趋势，反之则有以类似于少齿差 减速器的工作原理以最大扭矩输出而使扭矩加大转速减少的趋势，直到输出与 负载之间的扭矩相对平衡为止。
为了优化各行星齿轮与各中心齿轮相互啮合的轮齿的技术参数，本发明加入 与基准行星齿轮4、减速行星齿轮5、加速行星齿轮6啮合的约束齿圈10，此 种结构则基准行星齿轮4、减速行星齿轮5、加速行星齿轮6必须各自保持分离 而不能联在一起，这样，当行星架2正向旋转，行星齿轮轴3带动基准行星齿 轮4、减速行星齿轮5、加速行星齿轮6作公转时，唯有基准行星齿轮4先被基 准中心齿轮7约束而作自转运动，然后再经过约束齿圈10带动减速中心齿轮8 与加速中心齿轮9转动，此结构可拓展技术人员的设计空间，依据行星齿轮排 的运动特性设计出更优异的角速差行星齿轮无级变速箱，也就是说，安装有约 束齿圈10的变速装置，行星齿轮4、减速行星齿轮5、加速行星齿轮6将各自 以行星齿轮排的方式进行运转，如将基准行星齿轮4、减速行星齿轮5、加速行星齿轮6刚联成一体，则可去除约束齿圈10。
本发明所述的角速差行星齿轮无级变速箱，由于首创角速差转换装置，使其 能够在输出最大扭矩的同时，还能够输出最高转速，从而实现了恒功率输出， 可靠地完成了机械式无级变速功能，且无需液电装置伺服就能达到无级变速的 功效，因而结构简单，价格低廉，传动比连续承载力大，安全可靠使用期长。
图1:角速差行星齿轮无级变速箱结构剖视图。 图2:角速差行星齿轮无级变速箱实施结构图。
具体实施例方式
在图2中角速差行星齿轮无级变速箱的实施，主要零部件由输入轴1、行 星架2、行星轴3、基准行星齿轮4、减速行星齿轮5、加速行星齿轮6、基准 中心齿轮7、减速中心齿轮8、加速中心齿轮9、约束齿圈10、推动盘ll、推 动轴12、刚联筒13、后拉齿轮14、检差行星齿轮15、输出齿圈16、输出轴17、 箱体18组成。
角速差行星齿轮无级变速箱其基本结构是输入轴1与输出轴17同轴线并由箱 体18支承、输入轴1与行星架2、周向等分排列的行星轴3刚联、基准行星齿 轮4、减速行星齿轮5、加速行星齿轮6支承在行星轴3上、它们分别与对应的 基准中心齿轮7、减速中心齿轮8、加速中心齿轮9相互啮合、基准行星齿轮4、 减速行星齿轮5、加速行星齿轮6还与约束齿圈10相互啮合、检差行星齿轮15 支承在推动轴12上、检差行星齿轮15与后拉齿轮14啮合、还与输出齿圈16 啮合、输出齿圈16刚联在输出轴17上、基准中心齿轮7也与输出轴17刚联、 另外减速中心齿轮8、后拉齿轮14与刚联筒13刚联、加速中心齿轮9、推动轴 12与推动盘11刚联。
权利要求
1.一种角速差行星齿轮无级变速箱，其特征是角速差行星齿轮无级变速箱主要零部件由输入轴(1)、行星架(2)、行星轴(3)、基准行星齿轮(4)、减速行星齿轮(5)、加速行星齿轮(6)、基准中心齿轮(7)、减速中心齿轮(8)、加速中心齿轮(9)、约束齿圈(10)、推动盘(11)、推动轴(12)、刚联筒(13)、后拉齿轮(14)、检差行星齿轮(15)、输出齿圈(16)、输出轴(17)、箱体(18)组成。
2. ^fe禾^^i戶;i^^速差行星齿轮无级变速箱，角速差行星齿轮无级^变速箱其基本结构是输入轴(1)与输出轴(17)同轴线并由箱体(18) 支承、输入轴(1)与行星架(2)、周向等分排列的行星轴(3)刚联、基准行 星齿轮(4)、减速行星齿轮(5)、加速行星齿轮(6)支承在行星轴(3)上、 它们分别与对应的基准中心齿轮(7)、减速中心齿轮(8)、加速中心齿轮(9) 相互啮合、基准行星齿轮(4)、减速行星齿轮(5)、加速行星齿轮(6)还与约 束齿圈(10)相互啮合、检差行星齿轮(15)支承在推动轴(12)上、检差行 星齿轮(15)与后拉齿轮(14)啮合、还与输出齿圈(16)啮合、输出齿圈(16) 刚联在输出轴(17)上、基准中心齿轮(7)也与输出轴(1) 7刚联、另外减速 中心齿轮(8)、后拉齿轮(14)与刚联筒(13)刚联、加速中心齿轮(9)、推 动轴(12)与推动盘(11)刚联。
3. t^t禾l^^ 1 ^M^角速差行星齿轮无级变速箱，^!1E是安装有约束齿 圈(10)的变速装置，行星齿轮(4)、减速行星齿轮(5)、加速行星齿轮(6) 将各自以行星齿轮排的方式进行运转、如将基准行星齿轮(4)、减速行星齿轮(5)、加速行星齿轮(6)刚联成一体，则可去除约束齿圈(10)。
全文摘要
本发明涉及一种机械类变速箱，尤其涉及一种汽车传动系统中以机械齿轮为主工作的角速差行星齿轮无级变速箱，其主要零部件由输入轴(1)、行星架(2)、行星轴(3)、基准行星齿轮(4)、减速行星齿轮(5)、加速行星齿轮(6)、基准中心齿轮(7)、减速中心齿轮(8)、加速中心齿轮(9)、约束齿圈(10)、推动盘(11)、推动轴(12)、刚联筒(13)、后拉齿轮(14)、检差行星齿轮(15)、输出齿圈(16)、输出轴(17)、箱体(18)组成。由于首创其角速差转换装置，本发明将最大扭矩输出轮系与最高转速输出轮系结合形成叠加运动轮系，使其能在输出最大扭矩同时，又潜在的能够输出最高转速，从而达到无级变速的功效，因而结构简单价格低廉，承载力大使用期长。
文档编号F16H3/44GK101526124SQ20081008393
公开日2009年9月9日 申请日期2008年3月9日 优先权日2008年3月9日
发明者汤思查 申请人:汤思查