专利名称：齿轮无级自动变速器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无级变速器，特别是涉及一种车用的齿轮无级自动变速器。
背景技术：
汽车行驶的速度是不断变化的，这就要求汽车的变速器的变速比要尽量多，
这就是无级变速(Cont inuous 1 yVa r i ab leTransm i s s i o n简称"CVT ")。尽管传统的齿轮变速箱并不理想，但其以结 构简单、效率高、功率大三大显著优点依然占领着汽车变速箱的主流地位。
在跨越了三个世纪的一百多年后的今天，汽车还没有使用上满意的无级变 速箱。这是汽车的无奈和缺憾。但是，人们始终没有放弃寻找实现理想汽车变 速器的努力，各大汽车厂商对无级变速器(CVT)表现了极大的热情，极度 重视CVT在汽车领域的实用化进程。这是世界范围尚未根本解决的难题，也 是汽车变速器的研究的终极目标。 发明内容
本实用新型要解决的技术问题，是提供一种适用于大中小型汽车及坦克， 传动功率大，且传动速比大、传动效率高，节油、环保，调整范围宽，输出转 速可从起步达到输入输出同步，传动平稳并可自我控制保持任意恒定速度运转 的齿轮无级自动变速器。
采用的技术方案是
齿轮无级自动变速器，包括外壳、输入轴、输出轴、减速旋转机构和磁力 调速控制机构。所述的减速旋转机构和磁力调速控制机构设在外壳内。减速旋 转机构，包括旋转壳体和旋转壳体内装一、二、三级中心齿轮，一、二、三级 行星架上均分别通过三个行星轴组装有三个行星齿轮组构成的行星齿轮组合 体。所述行星齿轮组合体的行星齿轮组均与相对应的一、二、三级中心齿轮和 旋转壳体的内齿啮合， 一级中心齿轮与输入轴固定连接，二级中心齿轮和三级 中心齿轮分别固定在一级行星架和二级行星架上， 一级中心齿轮、二级中心齿 轮和三级中心齿轮的转动轴分别与一级行星架、二级行星架和三级行星架的轴 孔转动连接，三级行星架与输出轴固定连接。磁力调速控制机构，包拮调速机 构和磁力控制机构。调速机构包括内齿圈、小内齿圈、行星齿轮组、小行星齿轮组、大太阳齿轮、离合太阳齿轮、行星架太阳齿轮和磁控鼠笼太阳齿轮。离 合太阳齿轮装在输出轴上，并与输出轴转动连接，离合太阳齿轮上依次装有大 太阳齿轮、两个行星架太阳齿轮和首端的磁控鼠笼太阳齿轮，并与离合太阳齿 轮转动连接。三个内齿圈的左右两侧的内齿圈分别装在行星架太阳齿轮和减速 旋转机构的旋转壳体上，中间的内齿圈和所述的小内齿圈分别固定连接在外圈 小行星轴组两端，外圈的小行星齿轮组装在外圈小行星轴组上，外圈的小行星 齿轮组分别与右侧的内齿圈和大太阳齿轮啮合，内圈小行星轴组固定在大太阳 齿轮上，内圈的小行星齿轮组装在内圈小行星轴组上，内圈的小行星齿轮组分 别与所述小内齿圈和离合太阳齿轮啮合。大太阳齿轮和两个行星架太阳齿轮均 在同一样的圆周上分别固定有行星轴组，行星轴组上均装有行星齿轮组，行星 齿轮组分别与左侧、中间的内齿圈啮合，又分别与磁控鼠笼太阳齿轮和两个行 星架太阳齿轮啮合。所述磁力控制机构，包括定子铁芯、转子铁芯、内花键、 外花键、离合器、离合器片、碳刷及油缸。定子铁芯和转子铁芯分别外绕线圈, 上述磁控鼠笼太阳齿轮的中部装在定子铁芯和转子铁芯之间，与定子铁芯和转 子铁芯磁性连接，磁控鼠笼太阳齿轮的尾端与转子铁芯左端转动连接，转子铁 芯右端与离合太阳齿轮固定连接，离合太阳齿轮与内花键固定连接，离合器片 与内花键和外花键键连接，外花键与输出轴固定连接。离合器左端装入推力轴 承，右端与离合器片贴合，离合器内装的弹簧左右两端分别抵顶在离合器内壁 和外花键上，油缸的油缸内套右端装入推力轴承，油缸内套外径与油缸的油缸 外套内径滑动连接，油缸内套、推力轴承、离合器和弹簧均套装在输出轴上。 转子铁芯绝缘装入滑环固定，伸出滑环端装入轴承，油缸外套左端与外壳固定 连接，右端与轴承外圈固定。碳刷与碳刷架具有弹力性的滑动连接，碳刷与滑 环滑动摩擦连接，碳刷通过碳刷架与外壳固定连接。
上述的减速旋转机构一侧连接有倒车盘，倒车盘内装轴承，通过轴承支撑 在输入轴上，倒车盘一端与减速旋转机构的一级行星轴固定连接，另一端与倒 车离合器连接，倒车离合器与外壳固定连接。
上述的输出轴两端分别装有轴承，外壳两端通过装在输出轴一端的轴承和 装在倒车盘上的轴承支撑在输出轴和输入轴上。
上述的旋转壳体一端支撑在装在输出轴另一端的轴承和装在与外壳固定连 接的轴承座内的轴承上，旋转壳体另 一端支撑在装在倒车盘上的轴承上。
上述的磁力调速控制机构和减速旋转机构，通过装在旋转壳体上的右侧内 齿圈与旋转壳体用螺栓固定连接。本实用新型传动功率、传动比大、传动平稳、噪音低、节油、环保，调速 范围宽，可以怠速起步到输入轴、输出轴同步直至超过输入转速，均可匀速、 变速运转，启动速度快、加速平稳并可自动控制保持任意恒定速度运转，适合 轻、重载荷车辆应用。
图l是本实用新型结构示意图。
具体实施方式
齿轮无级自动变速器，包括外壳ll、输入轴l、输出轴47、减速旋转机构 和磁力调速控制机构。所述的减速旋转机构和磁力调速控制机构设在外壳11内。 减速旋转机构，包括旋转壳体12和旋转壳体内装一、二、三级中心齿轮3、 62、 61与一、二、三级行星架IO、 15、 18上均分别通过三个行星轴组8、 14、 17装 有三个行星齿轮组9、 13、 16组合体。所述行星齿轮组合体的行星齿轮组9、 13、 16均与相对应的一、二、三级中心齿轮3、 62、 61和旋转壳体12的内齿啮合， 一级中心齿轮3与输入轴1固定连接，二级中心齿轮62和三级中心齿轮61分 别固定在一级行星架10和二级行星架15上， 一级中心齿轮3、 二级中心齿轮 62和三级中心齿轮61的转动轴分别与一级行星架10、 二级行星架15和三级行 星架18的轴孔转动连接，三级行星架18与输出轴47固定连接。磁力调速控制 机构，包括调速机构和磁力控制机构。调速机构包括内齿圈30、 28、 25、小内 齿圈23、行星齿轮组34、 32、 29、小行星齿轮组26、 59、大太阳齿轮24、离 合太阳齿轮58、行星架太阳齿轮56、 57和磁控鼠笼太阳齿轮55。离合太阳齿 轮58装在输出轴47上，并与输出轴47转动连接，离合太阳齿轮58上依次装 有大太阳齿轮24、两个行星架太阳齿轮57、 56和首端的磁控鼠笼太阳齿轮55， 并与离合太阳齿轮58转动连接。三个内齿圈的左右两侧的内齿圈30、 25分别 装在行星架太阳齿轮57转动连接和减速旋转机构的旋转壳体12上固定连接， 中间的内齿圈28和所述的小内齿圈23分别固定连接在外圈小行星轴组27两端， 外圈的小行星齿轮组26装在外圈小行星轴组27上，外圈的小行星齿轮组26分 别与右侧的内齿圈25和大太阳齿轮24啮合，内圈小行星轴组60固定在大太阳 齿轮24上，内圈的小行星齿轮组59装在内圈小行星轴组60上，内圈的小行星 齿轮组59分别与所述小内齿圈23和离合太阳齿轮58啮合。大太阳齿轮24和 两个行星架太阳齿轮57、 56均在同一样的圆周上分别固定有行星轴组31、 33、 35，行星轴组上均装有行星齿轮组29、 32、 34，行星齿轮组29分别与中间的内 齿圈28和行星架太阳齿轮57啮合，行星齿轮组32分别与左侧内齿圈30和行星架太阳齿轮56啮合，行星齿轮组34分别与左侧内齿圈30和磁控鼠笼太阳齿 轮55啮合。所述磁力控制机构，包括定子铁芯36、转子铁芯38、内花键51、 外花键54、离合器49、离合器片53、碳刷40及油缸44。定子铁芯36和转子 铁芯38分别外绕线圈37、 39，上述磁控鼠笼太阳齿轮的中部装在定子铁芯36 和转子铁芯38之间，与定子铁芯36和转子铁芯38磁性连接，磁控鼠笼太阳齿 轮55的尾端与转子铁芯38左端转动连接，转子铁芯38右端与离合太阳齿轮58 固定连接，离合太阳齿轮58与内花键51固定连接，离合器片53与内花键51 和外花键54键连接，外花键54与输出轴47固定连接。离合器49左端装入推 力轴承48，右端与离合器片53贴合，离合器49内装的弹簧50左右两端分别抵 顶在离合器49内壁和外花键54上，油缸44的油缸内套45右端装入推力轴承 48,油缸内套45外径与油缸44的油缸外套43内径滑动连接，油缸内套45、推 力轴承48、离合器49和弹簧50均套装在输出轴47上。转子铁芯38绝缘装入 滑环41固定，伸出滑环41端装入轴承42，油缸外套43左端与外壳11固定连 接，右端与轴承42外圈固定。碳刷40与碳刷架52具有弹力性的滑动连接，碳 刷40与滑环41滑动摩擦连接，碳刷40通过碳刷架52与外壳11固定连接。所 述的减速旋转机构一侧连接有倒车盘4，倒车盘4内装轴承2，通过轴承2支撑 在输入轴1上，倒车盘4 一端与减速旋转机构的一级行星轴组8固定连接，另 一端与倒车离合器7连接，倒车离合器7与外壳11固定连接。输出轴47两端 分别装有轴承46、 19，外壳11两端通过装在输出轴47 —端的轴承46和装在倒 车盘4上的轴承6支撑在输出轴47和输入轴1上。旋转壳体12 —端支撑在装 在输出轴47另一端的轴承19上和装在与外壳11固定连接的轴承座22的轴承 21上，旋转壳体12另一端支撑在装在倒车盘4上的轴承5上。磁力调速控制机 构和减速旋转机构，通过装在旋转壳体12上的右侧内齿圈25与旋转壳体12用 螺栓20固定连接在一起，构成齿轮无级自动变速器。 工作原理
齿轮无级自动变速器不需要液力变矩器连接，也无需离合器连接，齿轮无 级自动变速器的输入轴可与发动机的输出轴直接连接，因本齿轮无级自动变速 器内置离合器。 当输出轴在负载情况下，发动机传递输入轴上的转速经减速旋转机构，使 旋转壳体12反向旋转，与旋转壳体连接的磁力调整控制机构中内齿圈25同输 入轴反向旋转，离合太阳齿轮58处于离合分开状态，定子铁芯36和转子铁芯 38上线圈没通电，没有磁场形成，整个磁力调速控制机构在输出轴上都反向空转，输出轴转速为零，处于怠速状态。
施于加速时，外置的油泵供油，油缸内套45伸展压紧离合器片53，使滑环 41、转子铁芯38、离合太阳齿轮58与输出轴结合成一体，离合太阳齿轮带动行 星齿轮组件自转减扭增速，使磁控鼠笼太阳齿轮55高速旋转。在发动机转速提 高的同时，经碳刷40、滑环41连接线圈开始供电，使转子铁芯产生磁场从弱到 强的作用下，输出轴从静止开始与输入轴转向相同缓慢起步，使磁控鼠笼太阳 齿轮磁控在某一恒定转速上或加速到逐渐与铁芯达到同步，这时输出轴和输入 轴转速相等。当需要输出轴转速高于输入轴转速时转子铁芯线圈断电、定子铁 芯线圈通电产生磁场至磁控鼠笼太阳齿轮滞后与转子铁芯产生异步，输出轴转 速高于输入轴，此时汽车为高速行驶。
倒车时，发动机转向不变，输出轴需反转，通过倒车手柄使倒车离合器7 将倒车盘4锁死，与倒车盘连接的一级行星架10静止，使旋转壳体12反向旋 转，由于三级行星齿轮是装在输出轴的行星架上，输出轴和减速旋转内齿圈同 向旋转，与输入轴反向旋转形成倒车。
权利要求1、齿轮无级自动变速器，包括外壳(11)、输入轴(1)、输出轴(47)、减速旋转机构和磁力调速控制机构，所述的减速旋转机构和磁力调速控制机构设在外壳(11)内，减速旋转机构，包括旋转壳体(12)和旋转壳体内装一、二、三级中心齿轮(3)、(62)、(61)与一、二、三级行星架(10)、(15)、(18)上均分别通过三个行星轴组(8)、(14)、(17)装有三个行星齿轮组(9)、(13)、(16)组合体，其特征在于所述行星齿轮组合体的行星齿轮组(9)、(13)、(16)均与相对应的一、二、三级中心齿轮(3)、(62)、(61)和旋转壳体(12)的内齿啮合，一级中心齿轮(3)与输入轴(1)固定连接，二级中心齿轮(62)和三级中心齿轮(61)分别固定在一级行星架(10)和二级行星架(15)上，一级中心齿轮(3)、二级中心齿轮(62)和三级中心齿轮(61)的转动轴分别与一级行星架(10)、二级行星架(15)和三级行星架(18)的轴孔转动连接，三级行星架(18)与输出轴(47)固定连接，磁力调速控制机构，包括调速机构和磁力控制机构，调速机构包括内齿圈(30)、(28)、(25)、小内齿圈(23)、行星齿轮组(34)、(32)、(29)、小行星齿轮组(26)、(59)、大太阳齿轮(24)、离合太阳齿轮(58)、行星架太阳齿轮(56)、(57)和磁控鼠笼太阳齿轮(55)，离合太阳齿轮(58)装在输出轴(47)上，并与输出轴(47)转动连接，离合太阳齿轮(58)上依次装有大太阳齿轮(24)、两个行星架太阳齿轮(57)、(56)和首端的磁控鼠笼太阳齿轮(55)，并与离合太阳齿轮(58)转动连接，三个内齿圈的左右两侧的内齿圈(30)、(25)分别装在行星架太阳齿轮(57)转动连接和减速旋转机构的旋转壳体(12)上固定连接，中间的内齿圈(28)和所述的小内齿圈(23)分别固定连接在外圈小行星轴组(27)两端，外圈的小行星齿轮组(26)装在外圈小行星轴组(27)上，外圈的小行星齿轮组(26)分别与右侧的内齿圈(25)和大太阳齿轮(24)啮合，内圈小行星轴组(60)固定在大太阳齿轮(24)上，内圈的小行星齿轮组(59)装在内圈小行星轴组(60)上，内圈的小行星齿轮组(59)分别与所述小内齿圈(23)和离合太阳齿轮(58)啮合，大太阳齿轮(24)和两个行星架太阳齿轮(57)、(56)均在同一样的圆周上分别固定有行星轴组(31)、(33)、(35)，行星轴组上均装有行星齿轮组(29)、(32)、(34)，行星齿轮组(29)分别与中间的内齿圈(28)和行星架太阳齿轮(57)啮合，行星齿轮组(32)分别与左侧内齿圈(30)和行星架太阳齿轮(56)啮合，行星齿轮组(34)分别与左侧内齿圈(30)和磁控鼠笼太阳齿轮(55)啮合，所述磁力控制机构，包括定子铁芯(36)、转子铁芯(38)、内花键(51)、外花键(54)、离合器(49)、离合器片(53)、碳刷(40)及油缸(44)，定子铁芯(36)和转子铁芯(38)分别外绕线圈(37)、(39)，上述磁控鼠笼太阳齿轮的中部装在定子铁芯(36)和转子铁芯(38)之间，与定子铁芯(36)和转子铁芯(38)磁性连接，磁控鼠笼太阳齿轮(55)的尾端与转子铁芯(38)左端转动连接，转子铁芯(38)右端与离合太阳齿轮(58)固定连接，离合太阳齿轮(58)与内花键(51)固定连接，离合器片(53)与内花键(51)和外花键(54)键连接，外花键(54)与输出轴(47)固定连接，离合器(49)左端装入推力轴承(48)，右端与离合器片(53)贴合，离合器(49)内装的弹簧(50)左右两端分别抵顶在离合器(49)内壁和外花键(54)上，油缸(44)的油缸内套(45)右端装入推力轴承(48)，油缸内套(45)外径与油缸(44)的油缸外套(43)内径滑动连接，油缸内套(45)、推力轴承(48)、离合器(49)和弹簧(50)均套装在输出轴(47)上，转子铁芯(38)绝缘装入滑环(41)固定，伸出滑环(41)端装入轴承(42)，油缸外套(43)左端与外壳(11)固定连接，右端与轴承(42)外圈固定，碳刷(40)与碳刷架(52)具有弹力性的滑动连接，碳刷(40)与滑环(41)滑动摩擦连接，碳刷(40)通过碳刷架(52)与外壳(11)固定连接。
2、 根据权利要求l所述的齿轮无级自动变速器，其特征在于所述的减速旋 转机构一侧连接有倒车盘(4)，倒车盘(4)内装轴承(2)，通过轴承(2)支 撑在输入轴(1)上，倒车盘(4) 一端与减速旋转机构的一级行星轴组(8)固 定连接，另一端与倒车离合器(7)连接，倒车离合器(7)与外壳(11)固定 连接。
3、 根据权利要求l所述的齿轮无级自动变速器，其特征在于所述的输出轴 (47)两端分别装有轴承(46)、 (19)，外壳(11)两端通过装在输出轴(47)一端的轴承(46)和装在倒车盘(4)上的轴承(6)支撑在输出轴(47)和输 入轴(1)上。
4、 根据权利要求l所述的齿轮无级自动变速器，其特征在于所述的旋转壳 体(12) —端支撑在装在输出轴(47)另一端的轴承(19)上和装在与外壳(11) 固定连接的轴承座(22)的轴承(21)上，旋转壳体(12)另一端支撑在装在 倒车盘(4)上的轴承(5)上。
5、 根据权利要求l所述的齿轮无级自动变速器，其特征在于所述的磁力调 速控制机构和减速旋转机构，通过装在旋转壳体(12)上的右侧内齿圈(25) 与旋转壳体(12)用螺栓(20)固定连接在一起。
专利摘要齿轮无级自动变速器，包括外壳、输入轴、输出轴、减速旋转机构和磁力调速机构。所述减速旋转机构，包括输入轴、输入轴上装设有内装行星齿轮组合体的旋转壳体。磁力调速控制机构，包括输出轴，输出轴上装设有行星齿轮组件和控制输出轴转速的磁力控制机构。本实用新型具备传统的齿轮变速箱结构简单、效率高、功率大三大优点；具备液力自动变速器(AT)操作简单、省力的优点；具备无级变速器(CVT)燃油经济性、顺畅的加速性能等优点且易维修、成本低。适合轻重载荷车辆坦克应用，可在机器人，工业自动化传动、船舶推广应用。
文档编号F16H3/44GK201262218SQ20082001556
公开日2009年6月24日 申请日期2008年9月12日 优先权日2008年9月12日
发明者杨丽丽, 杨玉申 申请人:杨玉申