专利名称：空间周转轮系式无级变速器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车用变速装置，特别是一种空间周转轮系式无级变速器。
背景技术：
众所周知，变速器是影响汽车驾驶性能、发动机使用寿命及汽车品质的主要部件。 传统的齿轮变速器由齿轮传动动力，必须配合离合器同时使用，存在换挡冲击，只能提供有限的几个固定变速比，燃油经济性差。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是克服背景技术中存在的传统的齿轮变速器必须配合离合器使用只能提供有限的几个固定变速比从而导致燃油经济性差的问题，而提供一种空间周转轮系式无级变速器，该变速器能够实现汽车全程无级变速，因此整车的燃料经济性高。本实用新型解决其问题可通过如下技术方案来达到该空间周转轮系式无级变速器包括输入轴、输出轴及固定在壳体上的固定齿轮，所述的输入轴由左向右间隔套置有双向液压马达、锥轮控制盘、保持支架及前排行星齿轮架，前排行星齿轮架置于输入轴的右端头；双向液压马达的定子与输入轴刚性连接，双向液压马达的转子与锥轮控制盘刚性连接， 锥轮控制盘右端为锥轮形体，锥轮控制盘右端锥轮形体的外表面设有螺纹，锥轮控制盘左端尾部中心有开口槽处连接双向液压马达；输入轴穿过锥轮控制盘、保持支架的轴向中心， 保持支架左侧两端分别固定连接两个三角架A、三角架B ；保持支架右侧置有固定齿轮，固定齿轮与齿轮A、齿轮B外啮合，齿轮A、齿轮B中心轴处分别连接传动轴A及传动轴B，传动轴A及传动轴B穿过保持支架连接圆锥齿轮A及圆锥齿轮组B ；锥轮控制盘右端锥轮形体上相对两端的螺纹与周转齿轮架A、周转齿轮架B的一端头镶嵌式接触，周转齿轮架A、周转齿轮架B的另一端头分别有三角架C及三角架D，周转齿轮架A、周转齿轮架B的外部分别置有周转齿轮A及周转齿轮B，周转齿轮A及周转齿轮B的中心轴分别穿过周转齿轮架A、周转齿轮架B连接等速万向节A及等速万向节B，周转齿轮A及周转齿轮B靠近保持支架的一端分别与齿轮C及齿轮D啮合，齿轮C及齿轮D的中心传动轴分别穿过周转齿轮架A及周转齿轮架B连接圆锥齿轮B、圆锥齿轮D，圆锥齿轮D、圆锥齿轮B分别与圆锥齿轮E的正面及背面啮合，圆锥齿轮A、圆锥齿轮B分别与圆锥齿轮C的正面及背面啮合；圆锥齿轮E及三角架A、三角架D由销轴固定；圆锥齿轮C及三角架B、三角架C由销轴固定；周转齿轮架A以销轴B为轴转动，周转齿轮架B以销轴A为轴转动；所述的输出轴上由左向右套置有前进挡输出太阳轮及倒退挡输出太阳轮，其中倒退挡输出太阳轮分别与倒退挡双行星齿轮A及倒退挡双行星齿轮B啮合，倒退挡双行星齿轮A及倒退挡双行星齿轮B与倒退挡齿圈内啮合， 倒退挡齿圈连接倒退挡制动器；前进挡输出太阳轮分别与前进挡行星齿轮A及前进挡行星齿轮B啮合，前进挡行星齿轮A及前进挡行星齿轮B与前进挡齿圈啮合，前进挡齿圈连接前进挡制动器；倒退挡双行星齿轮A及前进挡行星齿轮A共用行星齿轮架A，倒退挡双行星齿轮B及前进挡行星齿轮B共用行星齿轮架B，行星齿轮架A及行星齿轮架B连接前排齿圈， 前排齿圈位于前进挡输出太阳轮与前排行星齿轮架之间，前排齿圈内相对两端分别与前排行星齿轮A及前排行星齿轮B内啮合；前排行星齿轮A及前排行星齿轮B的中心轴穿过前排行星齿轮架分别连接等速万向节C、等速万向节D ；等速万向节A通过可伸缩传动轴A连接等速万向节C，等速万向节B通过轴向可伸缩传动轴B连接等速万向节D ；可伸缩传动轴 A及可伸缩传动轴B分别由保持支架上的两个开口穿过。本实用新型与上述背景技术相比较可具有如下有益效果该空间周转轮系式无级变速器由于采用上述结构，两个周转齿轮架随着锥轮控制盘旋转而张开或闭合，来改变变速器的传动比，取消了手动挡变速器中的离合器或者是自动挡变速器中的液力变矩器这些不可缺少的重要部件，将发动机的动力直接输入到变速器内，同时又能够让汽车从静止开始，起步、加速，一直到最高车速的全程无级变速，能够自由控制发动机的工作点，协调汽车外界行驶条件与发动机的负载，从而获得传动系与发动机工况的最佳匹配，使汽车按最佳燃料经济性工作线工作，提高整车的燃料经济性。并且它是由齿轮啮合传递动力，不存在打滑。这种变速器不仅适合小型汽车，更能够匹配到大功率的重型汽车上。
附图1是本实用新型的结构示意图。图中1-输入轴，2-双向液压马达，3-锥轮控制盘，4-可伸缩传动轴A，5-保持支架，6-周转齿轮A，7-周转齿轮架A，8-等速万向节A，9-固定齿轮，10-周转齿轮架B， 11-等速万向节C，12-前排行星齿轮架，13-前排行星齿轮A，14-前排齿圈，15-前进挡齿圈，16-前进挡制动器，17-倒退挡制动器，18-倒退挡齿圈，19-前进挡行星齿轮A，20-前进挡输出太阳轮，21-倒退挡输出太阳轮，22-倒退挡双行星齿轮A，23-行星齿轮架A，24-输出轴，25-等速万向节B ；26-等速万向节D，27-可伸缩传动轴B，28-倒退挡双行星齿轮 B，29-前进挡行星齿轮B，30-圆锥齿轮A，31-圆锥齿轮B，32-圆锥齿轮C，33-行星齿轮架B，34-前排行星齿轮B，35-圆锥齿轮D，36-圆锥齿轮E，37-圆锥齿轮F，38-周转齿轮 B, 39-三角架A，40-三角架B，41-齿轮A，42-齿轮B，43-传动轴A，44-传动轴B，45-三角架C，46-三角架D，47-齿轮C，48-齿轮D，49-销轴A，50 -销轴B。
具体实施方式
以下结合附图将对本实用新型作进一步说明如图1所示，该空间周转轮系式无级变速器，包括输入轴1、输出轴24及固定在壳体上的固定齿轮9，所述的输入轴1由左向右间隔套置有双向液压马达2、锥轮控制盘3、保持支架5及前排行星齿轮架12，前排行星齿轮架12置于输入轴1的右端头；双向液压马达 2的定子与输入轴1刚性连接，双向液压马达2的转子与锥轮控制盘3刚性连接，锥轮控制盘3右端为锥轮形体，锥轮控制盘3右端锥轮形体的外表面设有螺纹，所述的螺纹是双线大螺距螺纹，锥轮控制盘3左端尾部中心有开口槽处连接双向液压马达2 ；输入轴1穿过锥轮控制盘3、保持支架5的轴向中心，保持支架5左侧两端分别固定连接两个三角架A39、三角架B40 ；保持支架5右侧置有固定齿轮9，固定齿轮9与齿轮A41、齿轮B42外啮合，齿轮A41、 齿轮B42中心轴处分别连接传动轴A43及传动轴B44，传动轴A43及传动轴B44穿过保持支架5连接圆锥齿轮A30及圆锥齿轮组B35 ；锥轮控制盘3右端锥轮形体上相对两端的螺纹与周转齿轮架A7、周转齿轮架BlO的一端头镶嵌式接触，周转齿轮架A7、周转齿轮架BlO的另一端头分别有三角架C45及三角架D46，周转齿轮架A7、周转齿轮架BlO的外部分别置有周转齿轮A6及周转齿轮B38，周转齿轮A6及周转齿轮B38的中心轴分别穿过周转齿轮架A7、 周转齿轮架BlO连接等速万向节A8及等速万向节B25，周转齿轮A6及周转齿轮B38靠近保持支架5的一端分别与齿轮C47及齿轮D48啮合，齿轮C47及齿轮D48的中心传动轴分别穿过周转齿轮架A7及周转齿轮架BlO连接圆锥齿轮B31、圆锥齿轮D36，圆锥齿轮D36、圆锥齿轮B35分别与圆锥齿轮E37的正面及背面啮合，圆锥齿轮A30、圆锥齿轮B31分别与圆锥齿轮C32的正面及背面啮合；圆锥齿轮E37及三角架A39、三角架D46由销轴A49固定；圆锥齿轮C32及三角架B40、三角架C45由销轴B50固定；周转齿轮架A7以销轴B50为轴转动，周转齿轮架BlO以销轴A49为轴转动，当锥轮控制盘3旋转时，周转齿轮架A7及周转齿轮架BlO的一端分别沿锥轮控制盘3上的螺纹的转动而移动；所述的输出轴24上由左向右套置有前进挡输出太阳轮20及倒退挡输出太阳轮21，其中倒退挡输出太阳轮21分别与倒退挡双行星齿轮A22及倒退挡双行星齿轮B28啮合，倒退挡双行星齿轮A22及倒退挡双行星齿轮B28与倒退挡齿圈18内啮合，倒退挡齿圈18连接倒退挡制动器17 ；前进挡输出太阳轮20分别与前进挡行星齿轮A19及前进挡行星齿轮B29啮合，前进挡行星齿轮A19及前进挡行星齿轮B 29与前进挡齿圈15啮合，前进挡齿圈15连接前进挡制动器16 ；倒退挡双行星齿轮A22及前进挡行星齿轮A19共用行星齿轮架A23，倒退挡双行星齿轮B28及前进挡行星齿轮B29共用行星齿轮架B33，行星齿轮架A23及行星齿轮架B33连接前排齿圈14，前排齿圈14位于前进挡输出太阳轮20与前排行星齿轮架12之间，前排齿圈14内相对两端分别与前排行星齿轮A13及前排行星齿轮B34内啮合；前排行星齿轮A13及前排行星齿轮 B34的中心轴穿过前排行星齿轮架12分别连接等速万向节C11、等速万向节D26 ；等速万向节A8通过可伸缩传动轴A4连接等速万向节Cl 1，等速万向节B25通过轴向可伸缩传动轴 B27连接等速万向节D26 ；可伸缩传动轴A4及可伸缩传动轴B27分别通过保持支架5上的两个开口穿过。所述的倒退挡双行星齿轮A22及倒退挡双行星齿轮B28的两个行星齿轮齿数相同。所述的倒退挡输出太阳轮21可以分别与若干个倒退挡双行星齿轮啮合，前进挡输出太阳轮20可以分别与若干个前进挡行星齿轮啮合。该空间周转轮系式无级变速器使用时，如图1所示发动机的动力由输入轴1输入，而双向液压马达2的定子是与输入轴1刚性连接在一起，双向液压马达2的转子与锥轮控制盘3连接，也就是说整个双向液压马达2总成连同锥轮控制盘3会随着输入轴1 一起旋转，于此同时在液压的驱动下该锥轮控制盘3还可以顺时针及逆时针的自转。锥轮控制盘3表面设有双线大螺距的螺纹，而周转齿轮架A7、周转齿轮架BlO的一端与锥轮控制盘 3的螺纹镶嵌式接触，在液压接通时锥轮控制盘3便开始旋转，因为螺纹的作用会使周转齿轮架A7、周转齿轮架BlO从该盘的边缘处向内部圆心方向合拢，当相反的液压接通时，也就是锥轮控制盘3会与前述的相反方向旋转时，会使周转齿轮架A7及周转齿轮架BlO从该盘的圆心处向外部边缘方向张开。因此，只需要控制双向液压马达2的旋转方向和旋转的速度便可以实现对周转齿轮架A7及周转齿轮架BlO的张开动作、合拢动作、动作时的速度以及保持在其中某一个位置静止不动的动作进行任意的控制。在变速器的壳体上固定着固定齿轮9，圆锥齿轮A30、圆锥齿轮B31及圆锥齿轮C32组成圆锥齿轮组A，圆锥齿轮D35、圆锥齿轮E36及圆锥齿轮F37组成圆锥齿轮组B，圆锥齿轮组A及圆锥齿轮组B的作用是保证在传输动力的同时通过锥轮控制盘3可以改变周转齿轮A6、周转齿轮B38在空间运动的位置。整个的圆锥齿轮组A、圆锥齿轮组B以及周转齿轮架A7、周转齿轮架BlO都安装在保持支架5上。保持支架5也与输入轴1刚性连接一起旋转。该空间周转轮系式无级变速器动力传递过程为输入轴1开始旋转，固定在输入轴1上面的双向液压马达2、锥轮控制盘3、保持支架5以及后面的前排行星齿轮架12都会一起旋转。在这个旋转过程中固定在变速器壳体上的固定齿轮9是静止不动的，这就迫使与其啮合的圆锥齿轮组A及圆锥齿轮组B中的圆锥齿轮A30及圆锥齿轮D35围绕着输入轴 1公转的同时又会发生自转。圆锥齿轮A30及圆锥齿轮D35的自转会使圆锥齿轮C32及圆锥齿轮F37自转起来，圆锥齿轮C32及圆锥齿轮F37的自转又会带动圆锥齿轮B31及圆锥齿轮E36自转起来，与圆锥齿轮B31及圆锥齿轮E36相啮合的周转齿轮A6及周转齿轮B38 也会发生自转。而周转齿轮A6的自转会通过等速万向节A8、可伸缩传动轴A4、等速万向节 Cll将动力传递给前排行星齿轮A13，周转齿轮B38的自转会通过等速万向节B25、可伸缩传动轴B27、等速万向节D26将动力传递给前排行星齿轮B34，使前排行星齿轮A13及前排行星齿轮B34开始自转。因为前排行星齿轮架12与输入轴1连接，是同步旋转的，所以前排行星齿轮A13及前排行星齿轮B34既在自转又在公转。这里周转齿轮A6及周转齿轮B38张开到最大角度时的自转的角速度与输入轴1 旋转的角速度的比值也就是传动比必须等于前排行星齿轮A13及前排行星齿轮B34分别与前排齿圈14的传动比才能够实现前排行星齿轮A13及前排行星齿轮B34即自转又公转的同时前排齿圈14却处于静止状态。此时，在挂入前进挡时，前进挡制动器16进入工作，前进挡齿圈15将被制动不能旋转，而与前排齿圈连接在一起的前进挡、倒退挡行星齿轮架A23 及行星齿轮架B33也是静止的，所以前进挡输出太阳轮20也处于静止状态，因此，虽然挂上了前进挡，但汽车仍然停留在原地并不能向前行驶。如果给双向液压马达2接通液压时，锥轮控制盘3开始旋转，在该盘表面螺纹的作用下使周转齿轮架A7及周转齿轮架BlO由张开向合拢方向动作，周转齿轮A6及周转齿轮B38自转角速度也会同时相应的减少，这也带动着前排行星齿轮A13及前排行星齿轮B34自转角速度的减少，使前排齿圈14连同行星齿轮架A23及行星齿轮架B33也开始旋转起来，方向与输入轴1的旋转方向相同。此时前进挡齿圈15已经制动不能旋转，所以动力只有从前进挡输出太阳轮20输出，汽车也便会从静止开始起步向前加速。此时的倒退挡制动器17没有工作，也就是说倒退挡齿圈18是自由旋转的，这时是与前进挡不会发生干预的。如果要让锥轮控制盘3保持在某一个位置不动的话，汽车也就会在相应的速度下勻速行驶。如果要让锥轮控制盘3向相反的方向旋转的话，也就是让周转齿轮架A7及周转齿轮架BlO由合拢方向向张开的方向动作，汽车也就会相应的减速行驶。可以看得出来只要对锥轮控制盘3的旋转方向、旋转速度或者保持在某一个位置不变进行任意的控制就可以对汽车的运动状态进行任意的控制。在挂入倒退挡时，倒退挡制动器17进入工作，倒退挡齿圈18将被制动不能旋转。 而前进挡制动器16分离，前进挡齿圈15可以自由旋转，这时与倒退挡是不会发生干预的。 倒退挡行星齿轮组为双行星齿轮组，当倒退挡双行星齿轮A22及倒退挡双行星齿轮B28的两个行星齿轮齿数相同时，其作用是只改变运动方向但并不改变传动比。也就是说，此时的
7倒退挡输出太阳轮21是反转的。动力传递过程与前进挡是一样的，只是在倒退时动力是从倒退挡输出太阳轮21输出。同理，如果要对锥轮控制盘3进行任意的控制就能对汽车的倒车的运动状态进行任意的控制。在挂入空挡时，前进挡制动器16、倒退挡制动器17全部分离，前进挡齿圈15、倒退挡齿圈18都可以自由的旋转。这时无论怎样控制锥轮控制盘3，输出轴24都不会旋转，汽车仍然处于静止状态。必须说明的是，这里面的前进挡行星齿轮组与倒退挡行星齿轮组要以这样的方式进行应用和控制，其目的是为了放大传动比的变化范围，同时也简化了对挡位的切换的控制方式。
权利要求1.一种空间周转轮系式无级变速器，包括输入轴(1)、输出轴(24)及固定在壳体上的固定齿轮(9)，其特征在于所述的输入轴(1)由左向右间隔套置有双向液压马达(2)、锥轮控制盘(3)、保持支架(5)及前排行星齿轮架(12)，前排行星齿轮架(12)置于输入轴(1)的右端头；双向液压马达(2)的定子与输入轴(1)刚性连接，双向液压马达(2)的转子与锥轮控制盘(3 )刚性连接，锥轮控制盘(3 )右端为锥轮形体，锥轮控制盘(3 )右端锥轮形体的外表面设有螺纹，锥轮控制盘(3)左端尾部中心有开口槽处连接双向液压马达(2)；输入轴 (1)穿过锥轮控制盘(3)、保持支架(5)的轴向中心，保持支架(5)左侧两端分别固定连接两个三角架A (39)、三角架B (40);保持支架(5)右侧置有固定齿轮(9)，固定齿轮(9)与齿轮 A (41)、齿轮B (42)外啮合，齿轮A (41)、齿轮B (42)中心轴处分别连接传动轴A (43)及传动轴B (44)，传动轴A (43)及传动轴B (44)穿过保持支架(5)连接圆锥齿轮A (30)及圆锥齿轮组B (35);锥轮控制盘(3)右端锥轮形体上相对两端的螺纹与周转齿轮架A (7)、 周转齿轮架B (10)的一端头镶嵌式接触，周转齿轮架A (7)、周转齿轮架B (10)的另一端头分别有三角架C (45)及三角架D (46)，周转齿轮架A (7)、周转齿轮架B (10)的外部分别置有周转齿轮A (6)及周转齿轮B (38)，周转齿轮A (6)及周转齿轮B (38)的中心轴分别穿过周转齿轮架A (7)、周转齿轮架B (10)连接等速万向节A (8)及等速万向节B (25)， 周转齿轮A (6)及周转齿轮B (38)靠近保持支架(5)的一端分别与齿轮C (47)及齿轮D(48)啮合，齿轮C(47)及齿轮D (48)的中心传动轴分别穿过周转齿轮架A (7)及周转齿轮架B (10)连接圆锥齿轮B (31)、圆锥齿轮D (36)，圆锥齿轮D (36)、圆锥齿轮B (35)分别与圆锥齿轮E (37)的正面及背面啮合，圆锥齿轮A (30)、圆锥齿轮B (31)分别与圆锥齿轮C (32)的正面及背面啮合；圆锥齿轮E (37)及三角架A (39)、三角架D (46)由销轴A(49)固定；圆锥齿轮C(32)及三角架B (40)、三角架C (45)由销轴B (50)固定；周转齿轮架A (7)以销轴B (50)为轴转动，周转齿轮架B (10)以销轴A (49)为轴转动；所述的输出轴(24)上由左向右套置有前进挡输出太阳轮(20)及倒退挡输出太阳轮(21)，其中倒退挡输出太阳轮(21)分别与倒退挡双行星齿轮A (22)及倒退挡双行星齿轮B (28)啮合， 倒退挡双行星齿轮A (22)及倒退挡双行星齿轮B (28)与倒退挡齿圈(18)内啮合，倒退挡齿圈(18)连接倒退挡制动器(17);前进挡输出太阳轮(20)分别与前进挡行星齿轮A (19) 及前进挡行星齿轮B (29)啮合，前进挡行星齿轮A (19)及前进挡行星齿轮B (29)与前进挡齿圈(15)啮合，前进挡齿圈(15)连接前进挡制动器(16)；倒退挡双行星齿轮A (22)及前进挡行星齿轮A (19)共用行星齿轮架A (23)，倒退挡双行星齿轮B (28)及前进挡行星齿轮B (29)共用行星齿轮架B (33)，行星齿轮架A (23)及行星齿轮架B (33)连接前排齿圈(14)，前排齿圈(14)位于前进挡输出太阳轮(20)与前排行星齿轮架(12)之间，前排齿圈 (14)内相对两端分别与前排行星齿轮A (13)及前排行星齿轮B (34)内啮合；前排行星齿轮A (13)及前排行星齿轮B (34)的中心轴穿过前排行星齿轮架(12)分别连接等速万向节C (11)、等速万向节D (26);等速万向节A (8)通过可伸缩传动轴A (4)连接等速万向节C (11)，等速万向节B (25)通过轴向可伸缩传动轴B (27)连接等速万向节D (26)；可伸缩传动轴A (4)及可伸缩传动轴B (27)分别由保持支架(5)上的两个开口穿过。
2.根据权利要求1所述的空间周转轮系式无级变速器，其特征在于所述的倒退挡双行星齿轮A (22)及倒退挡双行星齿轮B (28)的两个行星齿轮齿数相同。
3.根据权利要求1所述的空间周转轮系式无级变速器，其特征在于所述的锥轮控制盘(3)右端锥轮形体的外表面的螺纹是双线大螺距螺纹。
专利摘要本实用新型涉及一种空间周转轮系式无级变速器。主要解决了现有技术中存在的传统的齿轮变速器必须配合离合器使用只能提供有限的几个固定变速比从而导致燃油经济性差的问题。其特征在于所述的输入轴由左向右间隔套置有双向液压马达、锥轮控制盘、保持支架及前排行星齿轮架，锥轮控制盘上相对两端的螺纹与两个周转齿轮架的一端头镶嵌式接触，两个周转齿轮架分别以两个销轴为轴转动；所述的输出轴上由左向右套置有前进挡输出太阳轮及倒退挡输出太阳轮，倒退挡输出太阳轮分别与两个倒退挡双行星齿轮啮合，前进挡输出太阳轮分别与两个前进挡行星齿轮啮合。该变速器能够实现汽车全程无级变速，因此整车的燃料经济性高。
文档编号F16H35/00GK202065432SQ20112019818
公开日2011年12月7日 申请日期2011年6月14日 优先权日2011年6月14日
发明者吴迪 申请人:吴迪