偏心型行星轮行星齿轮无级变速器的制作方法与工艺

本发明涉及一种机械传动类变速器，尤其涉及一种用于传动系统以利用偏心型行星轮在行星轮组中运转时产生的离心力来控制变速、调节扭矩的偏心型行星轮行星齿轮无级变速器。

背景技术：
目前，在汽车上使用较多的自动变速器技术是将液力变矩器和行星齿轮系统组合的自动变速器技术，但它有明显的缺点：结构复杂，传动比不连续，控制系统复杂，动力损耗大、效率低，保养、维修成本高。另一种无极变速器（CVT），它用金属传动带和改变主、从动轮的配合直径来实现变速及传递动力，但无极变速器的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，目前只能用于低排量车型。因此，开发一种安全可靠，结构简单，制造方便，性能优良，效率高，且造价低廉的无极变速器，便成为机械行业多年来急需解决的问题。

技术实现要素：
本发明要解决的技术问题就是克服上述现有技术的不足，而提供一种偏心型行星轮行星齿轮无级变速器，它能够在工作过程中直接根据负载变化自动调整扭矩，实现无级变速运转，而且，结构简单，制造成本低，传动比连续承载能力大，传动效率高，安全可靠，又使用寿命长。为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种偏心型行星轮行星齿轮无级变速器，包括机壳，安装在机壳上的变速器单元和超越离合器，所述的变速器单元包括输入轴、输出轴、偏心型行星齿轮、中心齿轮、齿圈及行星轮架，所述变速器单元至少有一级，机壳中安装有一根中间轴，每级变速器单元的输入轴和输出轴套装在中间轴外表面，输入轴和输出轴之间有间隙，中心齿轮固定在输入轴的外表面，偏心型行星齿轮在中心齿轮与齿圈之间沿同一圆周等距布置，偏心型行星齿轮与中心齿轮啮合，也与对应的齿圈的齿啮合，偏心型行星齿轮轴与行星轮架固定连接，行星轮架与输出轴固定连接，相邻两级变速器单元的齿圈之间、末级变速器单元的齿圈与机壳之间均安装有超越离合器。所述偏心型行星轮为半边轻半边重，重心不在中心的行星齿轮。所述变速器单元为单级，输入轴和中心齿轮之间经花键连接。所述变速器单元为两级，第一级变速器单元的输出轴，同时也是第二级变速器单元的输入轴，与第二级变速器单元的中心齿轮之间经花键连接，第一级变速器单元的输入轴和第一级变速器单元的中心齿轮之间经花键连接。所述变速器单元为三级，第一级变速器单元的输出轴，同时也是第二级变速器单元的输入轴，与第二级变速器单元的中心齿轮之间经花键连接，第二级变速器单元的输出轴，同时也是第三级变速器单元的输入轴，与第三级变速器单元的中心齿轮之间经花键连接，第一级变速器单元的输入轴和第一级变速器单元的中心齿轮之间经花键连接。所述的偏心型行星齿轮的数量为2～6对。所述的超越离合器安装在齿圈外口边缘内侧，内圈安装在相邻齿圈上，末级超越离合器的内圈安装在机壳上。本发明技术方案的有益效果是：1、在结构上，本发明在每级变速器单元行星齿轮组的基础上，将原行星齿轮改换成一组偏心型行星轮，利用它在运转时产生的离心力来控制中心齿轮、行星齿轮及行星轮架之间的作用力，使输出转速、扭矩、功率达到最大、最佳状态，整体结构简单，各级行星齿轮组、偏心型行星轮结构又基本一样，增强了互换性，制造成本显著降低。2、在结构上，本发明省去了液压控制系统及摩擦式离合器，噪音低，发热少，变速器油不易变质，动力损耗低，转动效率高，使用寿命长，而且，保养、维修费用也低。因此，本发明有助于提高汽车性能、降低燃油消耗，有利于环境保护，符合国家对节能环保的发展要求，经济效益、社会效益显著，非常利于推广实施。附图及说明下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：图1为本发明偏心型行星轮行星齿轮无级变速器的结构示意图之一；图2为本发明偏心型行星轮行星齿轮无级变速器的结构示意图之二；图3为本发明偏心型行星轮行星齿轮无级变速器的结构示意图之三；图4为图2所示偏心型行星轮行星齿轮无级变速器的A-A剖视结构示意图；图5为图2所示偏心型行星轮行星齿轮无级变速器的B-B剖视结构示意图；图中序号：1、机壳，2、输入轴，3、输出轴，4、中心齿轮，5、偏心型行星齿轮，6、偏心型行星齿轮轴，7、行星轮架，8、齿圈，9、超越离合器，10、中间轴。具体实施方式实施例一：参见图2、图4至图5，图中，本发明偏心型行星轮行星齿轮无级变速器包括机壳1，安装在机壳1上的变速器单元和超越离合器9，变速器单元包括输入轴2、输出轴3、偏心型行星齿轮5、中心齿轮4、齿圈8及行星轮架7，机壳1中安装有一根中间轴10，每级变速器单元的输入轴2和输出轴3均套装在中间轴10外表面，输入轴2和输出轴3之间有间隙，中心齿轮4固定在输入轴2的外表面，2～6对偏心型行星齿轮5在中心齿轮4与齿圈8之间沿同一圆周等距布置，偏心型行星齿轮5与中心齿轮4啮合，也与齿圈8对应的齿啮合，偏心型行星齿轮轴6与行星轮架7固定连接，行星轮架7一端与输出轴3固定连接，相邻两级变速器单元齿圈8之间、末级变速器单元齿圈8与机壳1之间安装有超越离合器；变速器单元为两级，第一级变速器单元的输出轴3，同时也是第二级变速器单元的输入轴2，与第二级变速器单元的中心齿轮4之间花键连接，第一级变速器单元的输入轴2和第一级变速器单元的中心齿轮4之间花键连接。本发明的工作原理及具体工作过程如下：在图2中，当输入轴2受力转动时，第一级变速器单元行星齿轮组和第二级变速器单元的行星齿轮组将以行星齿轮组的运转特性运转，其输入轴2与输出轴3同向运转，运转初期，两行星齿轮组的齿圈8有与输入轴2、输出轴3运转方向相反的运转力，这个力通过第一级和第二级两个超越离合器9作用在机壳1上，使第一级和第二级两个齿圈8不能反转。左右两组行星齿轮组同时、同向运转，第一级行星齿轮组的中心齿轮4受到输入轴2动力的作用驱动行星齿轮机构运转，由于第一级偏心型行星轮5受第一级中心齿轮4驱动而自传的同时，也绕第一级中心齿轮4公转，因其半边轻半边重的结构特性，在运转时产生离心力，这个离心力作用在第一级行星轮架7及第一级中心齿轮4上，对它们进行控制，随着输入轴2及输出轴3的转速的提高，第一级偏心型行星轮5的自传及公转转速也进一步加大，它产生的离心力也相应增大，同时对第一级行星轮架7及第一级中心齿轮4产生更大的控制力，当输入轴2与输出轴3的转速达到一定相应的转速，高速公转的第一级偏心型行星轮5产生的离心力，将第一级中心齿轮4与第一级行星轮架7逐渐锁住，这时由于第一级中心齿轮4与第一级行星轮架7同速、同向运转，第一级偏心型行星轮5受其控制停止自传，只绕第一级中心齿轮4公转，同时驱动第一级齿圈8同向、同速运转，这时第一级超越离合器9也失去对第一级齿圈8的钳制作用，第一级行星齿轮组整体与输入轴2、输出轴3做同向、同速运转。输入轴2的转速与输出轴3的转速是逐渐加大，偏心型行星轮5产生的离心力也是逐渐增强的，所以，第一级中心齿轮4与第一级行星轮架7的锁止，也是一个逐渐由弱到强的变化过程，变速的过程是连续渐变的，因此，实现了无极变速。第二级组行星齿轮组与第一级组行星齿轮组由于有着相同的内部结构和相同的运转特性，其工作原理及过程相同，在此不再重述，其区别在于：第二级组行星齿轮组完成变速的时间稍滞后于第一级行星齿轮组。实施例二：参见图1，图中，本实施例与实施例一相同编号部分代表意义相同不再重述，其区别在于：所述变速器单元为单级，输入轴2和中心齿轮4之间花键连接。实施例三：参见图3，图中，本实施例与实施例一相同编号部分代表意义相同不再重述，其区别在于：所述变速器单元为三级，第一级变速器单元的输出轴3，同时也是第二级变速器单元的输入轴2，与第二级变速器单元的中心齿轮4之间花键连接，第二级变速器单元的输出轴3，同时也是第三级变速器单元的输入轴2，与第三级变速器单元的中心齿轮4之间花键连接，第一级变速器单元的输入轴2和第一级变速器单元的中心齿轮4之间花键连接。以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围，任何本领域的技术人员在不脱离本发明构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。