双差式无极变速器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及变速器领域，尤其涉及一种双差式无极变速器。双差式无极变速器包括输入轴、输出轴、第一差速器、第二差速器和传动机构；输入轴连接第一差速器；第一差速器通过传动机构与第二差速器连接;输出轴连接第二差速器；传动机构为齿轮结构。本发明双差式无极变速器，利用两个差速器和由齿轮传动构成的传动机构，通过单个或多个同时控制差速齿轮的转速来实现变速器的实时无级变速，按一定规则调整传动机构实现各种车型对传动比范围的设计需求；解决了速度变化反应慢，不够灵敏的问题；整个传动过程完全齿轮传动，无需任何离合器、耦合器装置，减小了无级变速器的滑动率，增加了可承载的动力输出，提高了无极变速器的抗过载及耐冲击性。
【专利说明】双差式无极变速器
【技术领域】
[0001]本发明涉及变速器领域，具体而言，涉及一种双差式无极变速器。
【背景技术】
[0002]现有的无极变速器一般可以分为液体传动、电力传动和机械传动三种方式。
[0003]液体传动分为两类:一类是液压式，主要是由泵和马达组成或者由阀和泵组成的变速传动装置，适用于中小功率传动。另一类为液力式，采用液力耦合器或液力矩进行变速传动，适用于大功率(几百至几千千瓦)。液体传动的优点是:调速范围大，可吸收冲击和防止过载，传动效率较高，寿命长，易于实现自动化，但其还存在制造精度要求高，价格较贵，输出特性为恒转矩，滑动率较大，运转时容易发生漏油等缺点。
[0004]电力传动基本上分为三类:一类是电磁滑动式，它是在异步电动机中安装一电磁滑差离合器，通过改变其励磁电流来调速，这属于一种较为落后的调速方式。其优点是结构简单、成本低、操作维护方便；其缺点是滑动最大、效率低、发热严重等。因此不适合长期负载运转，故一般只用于小功率传动。二类是直流电动机式，通过改变磁通或改变电枢电压实现调速。其特点是调速范围大，精度也较高，但设备复杂，成本高，维护困难，一般用于中等功率范围(几十至几百千瓦)，现已逐步被交流电动机式替代。三类是交流电动机式，通过变极、调压和变频进行调速。实际应用最多者为变频调速，即采用一变幅器获得变幅电源，然后驱动电动机变速。其特点是调速性能好、范围大、效率较高，可自动控制，体积小，适用功率范围宽；机械特性在降速段位恒转矩，低速时效率低且运转不够平稳，价格较高，维修需专业人员。
[0005]机械传动的特点主要是:转速稳定，滑动率小，工作可靠，具有恒功率机械特性，传动效率较高，而且结构简单，维修方便，价格相对便宜；但零部件加工及润滑要求较高，承载能力较低，抗过载及耐冲击性较差，故一般适合于中、小功率传动。
[0006]综上所述，可以得出现有的无极变速器的优点为:不用离合器进行换档，档位少变化大，连接平稳，因此操作容易，既给开车人带来方便，也给坐车人带来舒适。但缺点也多，现有技术中手动、自动、手自一体的变速器每个档位都是有固定的传动比，所以发动机扭矩输出和不同速度所需传动比变化与负载扭矩变化不能总是很好的配合，无级变速器承载能力较低，抗过载及耐冲击性较差，滑动率较大，主要体现在对速度变化反应较慢，不够灵敏。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种双差式无极变速器，以解决上述的问题。
[0008]在本发明的实施例中提供了一种双差式无极变速器，包括输入轴、输出轴、第一差速器、第二差速器和传动机构；
[0009]输入轴连接第一差速器；
[0010]第一差速器通过传动机构与第二差速器连接；[0011]输出轴连接第二差速器；
[0012]传动机构为齿轮结构。
[0013]进一步的，第一差速器与第二差速器均为锥形齿轮差速器；
[0014]传动机构包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮；
[0015]输入轴通过角齿连接第一差速器的盆齿；
[0016]第一齿轮设置在远离第一差速器的盆齿的一端,与第一齿轮哨合的第二齿轮设置在靠近第二差速器的盆齿的一端；第三齿轮设置在靠近第一差速器的盆齿的一端，与第三齿轮啮合的所述第四齿轮设置在远离第二差速器的盆齿的一端；
[0017]输出轴通过角齿连接第二差速器的盆齿；
[0018]第一齿轮的分度圆直径a、第二齿轮的分度圆直径b、第三齿轮的分度圆直径c和第四齿轮的分度圆直径d需满足的关系为:
[0019](c/d)*(b/a)=l/3。
[0020]进一步的，第一差速器与所述第二差速器均为太阳齿轮差速器；
[0021]传动机构为齿圈连接部和传动轴；
[0022]齿圈连接部一端固定连接第一差速器的第一齿圈，另一端固定连接第二差速器的第二齿圈；
[0023]传动轴一端固定连接所述第一差速器的第一太阳齿轮，另一端固定连接第二差速器的第二太阳齿轮；
[0024]输入轴连接所述第一差速器的第一行星齿轮，所述输出轴连接第二差速器的第二行星齿轮；
[0025]第一太阳齿轮的分度圆直径Hi1、第一齿圈的分度圆直径Ii1、第二太阳齿轮的分度圆直径m2和第二齿圈的分度圆直径n2的关系式为:
[0026]Hi1Ai1 Φ m2/n2。
[0027]进一步的，第一差速器为太阳齿轮差速器，第二差速器为锥形齿轮差速器；
[0028]传动机构包括齿圈连接部和传动轴；
[0029]齿圈连接部一端固定连接第一差速器的第一齿圈，另一端与第二差速器的半轴齿轮固定连接；
[0030]传动轴一端固定连接第一差速器的第一太阳齿轮的轴心，另一端固定连接第二差速器的另一个半轴齿轮；
[0031]输入轴连接第一差速器的第一行星齿轮，输出轴连接所述第二差速器的外壳；
[0032]第一齿圈的分度圆直径η与第一太阳齿轮的分度圆直径m的关系式为:
[0033]0〈(m/n)〈1/2 或 1/2〈(m/n)〈I。
[0034]进一步的，第一差速器为锥形齿轮差速器，第二差速器为太阳齿轮差速器；
[0035]传动机构包括齿圈连接部和传动轴；
[0036]输入轴连接第一差速器的外壳；
[0037]齿圈连接部一端固定连接第一差速器半轴齿轮，另一端固定连接第二齿圈；
[0038]传动轴的一端固定连接第一差速器的另一个半轴齿轮，另一端固定连接第二差速器的第二太阳齿轮的轴心；
[0039]输出轴连接所述第二差速器的第二行星齿轮；[0040]第二齿圈的分度圆直径η与第二太阳齿轮的分度圆直径m的关系式为:
[0041]m/n=l/2。
[0042]进一步的，第一行星齿轮和/或第二行星齿轮与输入轴和/或输出轴之间通过轴承连接。
[0043]进一步的，固定连接的方式为可拆卸连接。
[0044]本发明双差式无极变速器，利用两个差速器和由齿轮传动构成的传动机构，通过单个或多个同时控制差速齿轮或通过控制齿圈的转速来实现变速器的实时无级变速，按一定规则调整传动机构实现各种车型对传动比范围的设计需求。解决了速度变化反应慢，不够灵敏的问题；整个传动过程完全齿轮传动，无需任何离合器、耦合器装置，减小了无级变速器的滑动率，增加了可承载的动力输出，提高了无极变速器的抗过载及耐冲击性。
【专利附图】
【附图说明】
[0045]为了更清楚地说明本发明【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0046]图1为本发明实施例一的结构示意图；
[0047]图2为本发明实施例二的结构示意图；
[0048]图3为本发明实施例三的结构示意图；
[0049]图4为本发明实施例四的结构示意图。
[0050]图中，1:输入轴；2:输出轴；3 --第一差速器壳；4:第二差速器壳；5:第一齿轮；6:第二齿轮；7:第三齿轮；8: 第四齿轮；9:第一角齿；10:第一盆齿；11:第二角齿；12:第二盆齿；13:齿圈连接部；14:传动轴；15:第一行星齿轮；16:第二行星齿轮；17:差速器壳；18:第一齿圈；19:第二齿圈；20:第一太阳齿轮；21:第二太阳齿轮。
【具体实施方式】
[0051]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
[0052]在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、
“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0053]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0054]如图1所示，本发明提供了双差式无极变速器，包括输入轴1、输出轴2、第一差速器、第二差速器和传动机构；
[0055]输入轴I连接第一差速器；
[0056]第一差速器通过传动机构与第二差速器连接；
[0057]输出轴2连接第二差速器；
[0058]传动机构为齿轮结构。
[0059]第一差速器、第二差速器和传动机构通过单个或多个同时控制的差速齿轮的转速来实现变速器的实时无级变速，按一定规则调整差速齿轮的分度圆直径实现各种车型对传动比范围的设计需求。
[0060]传动机构为齿轮结构，即整个传动过程完全依靠齿轮传动，无需任何离合器、耦合器装置，减小了无级变速器的滑动率，增加了可承载的动力输出，提高了无极变速器的抗过载及耐冲击性。
[0061]实施例一
[0062]第一差速器与第二差速器均为锥形齿轮差速器；
[0063]传动机构包括第一齿轮5、第二齿轮6、第三齿轮7和第四齿轮8 ;
[0064]输入轴I通过第一角齿9连接第一差速器的第一盆齿10 ；
[0065]第一齿轮5设置在远离第一差速器的第一盆齿10的一端,与第一齿轮5哨合的第二齿轮6设置在靠近第二差速器的第二盆齿12的一端；第三齿轮7设置在靠近第一差速器的第一盆齿10的一端,与第三齿轮7哨合的所述第四齿轮8设置在远离第二差速器的第二盆齿12的一端；
[0066]输出轴2通过第二角齿11连接第二差速器的第二盆齿12 ；
[0067]第一齿轮5的分度圆直径a、第二齿轮6的分度圆直径b、第三齿轮7的分度圆直径c和第四齿轮8的分度圆直径d需满足的关系为:
[0068](c/d)*(b/a)=l/3。
[0069]差速器的这种调整是自动的，这里涉及到“最小能耗原理”，也就是地球上所有物体都倾向于耗能最小的状态。
[0070]当两个差速器均为锥形齿轮差速器时，其可以通过改变第一齿轮5、第二齿轮6、第三齿轮7和第四齿轮8的分度圆直径来实现设计要求的速度变化范围。
[0071]输入轴I后端为第一角齿9,发动机转速通过输入轴I驱动固定在第一差速器上的第一盆齿10上。其中，第一盆齿10与第一差速器通过差速器壳和十字轴固定在一起。第一差速器壳3由两端轴承固定安装到变速箱壳体上。行星齿轮通过轴承安装在十字轴上，行星齿轮通过十字轴带动从而驱动半轴齿轮，第一差速器与第二差速器的两边半轴齿轮的另一端与第一齿轮5、第二齿轮6、第三齿轮7和第四齿轮8分别固定,第一齿轮5与第二齿轮6哨合、第三齿轮7与第四齿轮8哨合。第二差速器的结构和第一差速器驱动结构相同，第二齿轮6和第四齿轮8分别固定到第二差速器的两个半轴齿轮上，连接行星齿轮驱动第二差速器壳4，第二差速器的第二盆齿12固定在第二差速器壳4上，通过第二盆齿12和第二角齿11连接驱动输出轴2。
[0072]本发明双差式无极变速器主要是通过单个或多个给差速齿轮一定的阻力来实现对输出扭矩转速的控制。控制原理为，变速箱电脑根据发动机的扭力输出曲线、当前发动机的转速和输出扭矩、当前输出轴2的输出扭矩、当前车速和加速踏板的加速度等信号来进行计算，从而来控发动机转速和对差速齿轮施加的阻力扭矩。
[0073]现在，通过下面的实施例来说明上述控制原理。
[0074]如图1所示，当锥形齿轮差速器的输入轴I输入的扭矩为N，输出轴2输出的扭矩为Z，负载扭矩为M时，假设第一齿轮5、第二齿轮6、第三齿轮7和第四齿轮8的分度圆直径比为2:2:1:3。如果通过控制器给第三齿轮7 —个阻力K，第四齿轮8增加F，那么第一齿轮5增加H，则第二齿轮6的扭矩会增加H。H=3F那么输出扭矩就是会增加K=F+H，输出扭矩 Z+K。
[0075]通过单个或多个同时控制第一差速器和第二差速器的差速齿轮以达到对输出轴2的输出扭矩的控制。或者是说给差速齿轮适当的阻抗扭矩，整体变速器根据发动机或者电动机或者所有有扭矩输出的装置的输出扭矩，根据整车配置要求，通过改变前后差速器的分速齿轮分度圆直径，可实现从最小无转速输出到3倍转速输出。
[0076]如设计要求A，在停车状态下输入轴I与输出轴2的传动比为1:0，也就是说，发动机正常工在任何转速时输出轴2没有转速输出。此时输出轴2需钢性制动，如变速箱P档位置刚性锁机构来制动输出轴2或者较短时间内停车时的手刹和刹车，来克服非主动提速时一些其它因素如轴承、齿轮间的啮合阻力等带来的很小的扭矩变化。
[0077]第一齿轮5、第二齿轮6、第三齿轮7和第四齿轮8的分度圆直径比例设置达到条件后，在发动机工作时，输入轴I有转速输入，输出轴2没有转速输出，即车辆处于停止状态时，第一差速器上的第一齿轮5和第三齿轮7中，和第一差速器壳3旋转方相同的齿轮与和第一差速器壳3旋转方向相反的齿轮转速比为3:1,即如果第三齿轮7与第一差速器壳3旋转方相同，那么第三齿轮7的转速与第一齿轮5的转速比是3:1 ;如果第一齿轮5与第一差速器壳3旋转方相同，那么第一齿轮5的转速与第三齿轮7的转速比是3:1。
[0078]推导过程如下:
[0079]I)输入轴I上的第一角齿9与输出轴2上的第二角齿11的分度圆直径相等，第一盆齿10与第二盆齿12的分度圆直径相等，那么输入轴I的转速与输出轴2的转速比等于第一差速器壳3的转速与第二差速器壳4的转速比；
[0080]第一齿轮5、第二齿轮6、第三齿轮7和第四齿轮8的分度圆直径比为2:2:1:3 ；
[0081]发动机工作且转速为X ;
[0082]汽车停止，第二差速器壳4没有转速输出；
[0083]加速控制器连接在第一齿轮5上，加速制器控制的扭矩为O。
[0084]根据第一齿轮5、第二齿轮6、第三齿轮7和第四齿轮8的分度圆直径比，可以得出第一齿轮5、第二齿轮6、第三齿轮7和第四齿轮8的转速比是1:1:3:1。
[0085]当发动机起动瞬间，第一差速器同时驱动第一齿轮5和第二齿轮6以相同的扭矩和相同的方向，即第一差速器壳3转动的方向转动。由上述可知，第四齿轮8的扭矩是第二齿轮6的扭矩的3倍，那么第四齿轮8会使第二齿轮6与第四齿轮8的旋转方向相反，同样第一齿轮5与初使转动方向相反。因此，当第一差速器壳3转动X圈时，第三齿轮7转动3X圈，第一齿轮5反向转动X圈。
[0086]根据设计要求，通过特定装置控置第一齿轮5的转速在各种工况下，变速器输入X输出y传动比变化。
[0087]发动机输入转速为x=30。
[0088]在停车状态下输出轴2没有转速输出，第一齿轮5没有控制扭矩，传动比为1:0。
[0089]当车辆行驶时，变速器电脑根据发动机当前输出扭矩、发动机扭力曲线、当前输出轴2输出扭矩、加速踏板的加速度要求命令来计算出给第一齿轮5的控制扭矩。
[0090]设第一齿轮5的转速为P,第二齿轮6的转速为q,第三齿轮7的转速为t,第四齿轮8的转速为S。
[0091]当P转速为O时，那么
[0092]p=q=0, t=2x, s=2x/3, y=2x/3/2=10
[0093]x:y=3:1
[0094]当给齿轮t 一个控制力使的t转速为0时，
[0095]当t为O时，那么
[0096]t=s=0 p=2x y=2x/2=x
[0097]x:y=l:1
[0098]当齿轮p与齿轮t的转速相同是第一差速器没有差速时
[0099]p=q=t=X, s=X/3=10, y= (q+s)/2=20
[0100]x:y=3:2
[0101]最大传动比1:1。
[0102]2)第一齿轮5、第二齿轮6、第三齿轮7和第四齿轮8的分度圆直径比为3:1:2:2。
[0103]设第一齿轮5的转速为P,第二齿轮6的转速为q,第三齿轮7的转速为t,第四齿轮8的转速为S，发动机输入转速为x=30
[0104]当P转速为O时，那么
[0105]p=q=0, t=s=2x, y=2x/2=x
[0106]x:y=l:1
[0107]当给齿轮t 一个控制力使的t转速为0是
[0108]当t为O时，那么
[0109]t=s=0, p=2x, q=2x*3，y=2x*3/2=3x
[0110]x:y=l:3
[0111]当齿轮P与齿轮t的转速相同是第一差速器没有差速时
[0112]p=t=s=X, q=3x, y=(s+q)/2=2x
[0113]x:y=l:2
[0114]最大传动比1:3。
[0115]更优选的实施方式为，第一齿轮5的分度圆直径与第二齿轮6的分度圆直径之和等于第三齿轮7的分度圆直径与第四齿轮8的分度圆直径之和。
[0116]即a+b=c+d。也就是说，两个锥形齿轮差速器为轴向平行设置。这样输入轴I和输出轴2的方向平行，有利于力的传递和能有效的节约空间。
[0117]需要指出的是，输入轴I与输出轴2也可以是平行设置，也可以不是平行设置，具体情况需要根据差速器的安装空间决定。
[0118]实施例二[0119]如图2所示，第一差速器与第二差速器均为太阳齿轮差速器；
[0120]传动机构为齿圈连接部13和传动轴14 ；
[0121]齿圈连接部13 —端固定连接第一差速器的第一齿圈18，另一端固定连接第二差速器的第二齿圈19 ；
[0122]传动轴14 一端固定连接所述第一差速器的第一太阳齿轮20，另一端固定连接第二差速器的第二太阳齿轮21 ；
[0123]输入轴I连接所述第一差速器的第一行星齿轮15，所述输出轴2连接第二差速器的第二行星齿轮16 ；
[0124]第一太阳齿轮20的分度圆直径Ii1、第一齿圈18的分度圆直径Hi1、第二太阳齿轮21的分度圆直径n2和第二齿圈19的分度圆直径m2的关系式为:
[0125]In1Ai1 Φ.m2/n2。
[0126]第一齿圈18的分度圆直径是Iii1,第一太阳齿轮20的分度圆直径是Ii1,第二齿圈19的分度圆直径是m2，第二太阳齿轮21的分度圆直径是n2。
[0127]当第一齿圈18与第一太阳齿轮20的直径比和第二齿圈19与第二太阳齿轮21的直径比不相等时，变速器才可以正常作。即，IVn1 Φ m2/n2。
[0128]如果设Iiipmynpn2的值分别是
[0129]m1=2, Ii1=I, m2=3, n2=`l
[0130]那么，当第一齿圈18与第二齿圈19固定不转时,输入轴I的转速Yiil入和输出轴2的转速的转速比是
[0131]当Yf^=IO,第一太阳齿轮20的转速是X
[。132] X=IH1A^Y 输人+Y 输入
[0133]X=30
[0134]Χ=ηι2/η2*Υ^+Y 输出
[0135]Y 输出=30/4=15/2
[0136]Y 输人/Y 输出=10/15/2=4/3
[0137]iWY输入+Y输入=m2/n2*Y输出+Y输出
[0138]如果设Iiipmynpn2的值分别是
[0139]Hi1=S, Ii1=I, m2=2, n2=l
[0140]那么，当第一齿圈18和第二齿圈19固定不转时,输入轴I的装饰Yiil入和输出轴2的转速的转速比是
[0141]当Yf^=IO,第一太阳齿轮20的转速是X
[OH2] X=IH1A^Y 输人+Y 输入
[0143]X=40
[0144]X=m2/n2*Y 输出 +Y 输出
[0145]Y 输出=40/3
[0146]Y 输入/Y 输出=10/40/3=3/4
[0147]在第一种假设中，第一齿圈18和第一太阳齿轮20的分度圆直径比为2，第二齿圈19和第二太阳齿轮21的分度圆直径比为3，那么2〈3，传动比Yfix/Yf^ 4/3>1。
[0148]在第二种假设中，第一齿圈18和第一太阳齿轮20的分度圆直径比为3，第二齿圈19和第二太阳齿轮21的分度圆直径比为2，那么3>2，传动比Υ@λ/Υ?^3/4〈1。
[0149]由上述两种情况可以得知，第一齿圈18和第一太阳齿轮20的分度圆直径比为小于第二齿圈19和第二太阳齿轮21的分度圆直径比时，输入轴I与输出轴2的最大传动比YfilA/YIiliij <I ;第一齿圈18和第一太阳齿轮20的分度圆直径比大于第二齿圈19和第二太阳齿轮21的分度圆直径比时，输入轴I与输出轴2的最大传动比
[0150]Y输人/Y输出>1。
[0151 ] 综上所述，在本实施例中，输入轴I连接行第一星齿轮15，给第一齿圈18增加负载时，相当于固定第一齿圈18，此时第一行星齿轮15转动带动第一太阳齿轮20转动，再通过传动轴14带动第二太阳齿轮21转动，从而实现无极变速。
[0152]实施例三 [0153]如图3所示，第一差速器为太阳齿轮差速器，第二差速器为锥形齿轮差速器；
[0154]传动机构包括齿圈连接部13和传动轴14 ；
[0155]齿圈连接部13 —端固定连接第一齿圈18,另一端与第二差速器的半轴齿轮固定连接；
[0156]传动轴14 一端固定连接第一太阳齿轮20的轴心，另一端固定连接第二差速器的另一个半轴齿轮；
[0157]输入轴I连接第一行星齿轮15,输出轴2连接所述第二差速器的外壳；
[0158]第一齿圈18的分度圆直径Hi1与第一太阳齿轮20的分度圆直径Ii1的关系式为:
[0159]0〈 (rvV)〈1/2 或 1/2〈 (Vm1Kl15
[0160]当第一齿圈18的分度圆直径Hi1与第一太阳齿轮20的分度圆直径Ii1的关系是Hi1/ηι=3/1时，第一齿圈18固定时变速器工作在最大传动比，求输入轴I的转速Yf5入的转速及输出轴2的转速Yg的转速。
[0161]第一齿圈18固定,第一太阳齿轮20的转速X,第一齿圈18的分度圆直径Hi1,第一太阳齿轮20的分度圆直径Ii1，输入轴I的转速Y。
[0162]11^=3, Ii1=I, Y输入=10
[0163]X=Hi1A^Y 输人+Y 输入
[0164]当第一齿圈18固定时，第一太阳齿轮20的转速=第一齿圈18的分度圆直径/第一太阳齿轮20的分度圆直径*输入轴转速+输入轴转速
[0165]X=40
[0166]锥齿差速器的差速器壳17的转速C等于两半轴齿轮A B转速之和的一半
[0167]A 转+B 转=2C 转
[0168]那么，Y输出=X/2=20转
[0169]最大传动比Y输入/Y输出=1/2
[0170]当输入差速器壳17没有转速时，Yfix=O的时也就是变速器不能正常工做时第一齿圈18与第一太阳齿轮20的比例是2/1，这个比例下变速器不能工作。
[0171]由此可以得出，通过第一齿圈18的分度圆直径和第一太阳齿轮20的分度圆直径的调节，从而实现设计需要最太传动比的变化范围，进一步，通过对第一齿圈18的扭矩控制来实现无级变速。
[0172]实施例四[0173]如图4所示，进一步的，第一差速器为锥形齿轮差速器，第二差速器为太阳齿轮差速器；
[0174]传动机构包括齿圈连接部13和传动轴14 ；
[0175]输入轴I连接第一差速器的外壳；
[0176]齿圈连接部13 —端固定连接第一差速器半轴齿轮,另一端固定连接第二齿圈19 ；
[0177]传动轴14的一端固定连接第一差速器的另一个半轴齿轮，另一端固定连接第二差速器的第二太阳齿轮21的轴心；
[0178]输出轴2连接所述第二差速器的第二行星齿轮16 ；
[0179]第二齿圈19的分度圆直径m2与第二太阳齿轮21的分度圆直径n2的关系式为:
[0180]n2/m2=l/2。
[0181]第二齿圈19与第二太阳齿轮21的的分度圆直径之比为2/1，当输入轴I有转速Y趴，输出轴2没有转速Y?^时，结构可以正常工作。
[0182]也就是说，输出轴2固定时，N转=M转，输出轴2的转速等于=0。
[0183]差速器壳17实际转角Yfia=(第二太阳齿轮21固定时，第二齿圈19转角2倍时差速器壳17转角)-(第二 齿圈19转角)Z0
[0184]第二齿圈19的分度圆直径与第二太阳齿轮21的分度圆直径之比为2/1，第二齿圈19固定转角为O时,求最大传动比。
[0185]输入轴I的转角Y输人=10转，M=2，N=I
[0186]那么，Μ=20转
[0187]第二齿圈19固定，设太阳轮的齿数X，第二齿圈19的分度圆直径m2，太阳轮的分度圆直径η2，输出轴2转角Yg
[0188]X=m2/n2*Y 输出+Y 输出
[0189]Y 输出=X/ (m2/n2+l) =20/3
[0190]输入转速比输出转速为:10/(20/3)。
[0191]由此可以得出，此种变速器结构最大传动比3/2。
[0192]更优选的实施方式为，行星齿轮与输入轴I和/或输出轴2之间通过轴承连接。
[0193]通过轴承连接，有效的减小齿轮与输入轴I和输出轴2之间的摩擦，增加了行星齿轮和输入轴1、输出轴2的使用寿命。
[0194]优选的实施方式为，固定连接的方式为可拆卸连接。
[0195]通过可拆卸连接，能使差速器中的各个零部件得到重复利用，从而能最大限度的延长无极变速器的使用寿命。可拆卸连接的方式有很多，比如销轴连接，比如卡壳连接等，其只要能实现齿轮之间互相驱动即可。
[0196]需要指出的是，固定连接方式不仅仅局限于可拆卸连接，其还可以是不可拆卸，如焊接等，其只要能实现齿轮之间互相驱动即可。
[0197]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.双差式无极变速器，其特征在于，包括输入轴、输出轴、第一差速器、第二差速器和传动机构； 所述输入轴连接所述第一差速器； 所述第一差速器通过所述传动机构与所述第二差速器连接； 所述输出轴连接所述第二差速器； 所述传动机构为齿轮结构。
2.根据权利要求1所述的双差式无极变速器，其特征在于，所述第一差速器与所述第二差速器均为锥形齿轮差速器； 所述传动机构包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮； 所述输入轴通过角齿连接所述第一差速器的盆齿； 所述第一齿轮设置在远离所述第一差速器的盆齿的一端，与所述第一齿轮啮合的第二齿轮设置在靠近所述第二差速器的盆齿的一端；所述第三齿轮设置在靠近所述第一差速器的盆齿的一端，与所述第三齿轮啮合的所述第四齿轮设置在远离所述第二差速器的盆齿的一端; 所述输出轴通过角齿连接所述第二差速器的盆齿； 所述第一齿轮的分度圆直径a、所述第二齿轮的分度圆直径b、所述第三齿轮的分度圆直径c和所述第四齿轮的分度圆直径d需满足的关系为:
(c/d)*(b/a)=l/3`。
3.根据权利要求2所述的双差式无极变速器，其特征在于，所述第一齿轮的分度圆直径与所述第二齿轮的分度圆直径之和等于所述第三齿轮的分度圆直径与所述第四齿轮的分度圆直径之和。
4.根据权利要求1所述的双差式无极变速器，其特征在于，所述第一差速器与所述第二差速器均为太阳齿轮差速器； 所述传动机构为齿圈连接部和传动轴； 所述齿圈连接部一端固定连接所述第一差速器的第一齿圈，另一端固定连接所述第二差速器的第二齿圈； 所述传动轴一端固定连接所述第一差速器的第一太阳齿轮，另一端固定连接所述第二差速器的第二太阳齿轮； 所述输入轴连接所述第一差速器的第一行星齿轮，所述输出轴连接所述第二差速器的第二行星齿轮； 所述第一太阳齿轮的分度圆直径Hl1、所述第一齿圈的分度圆直径Il1、所述第二太阳齿轮的分度圆直径Hl2和所述第二齿圈的分度圆直径112的关系式为:
Hi1Ai1 ^ m2/n2。
5.根据权利要求1所述的双差式无极变速器，其特征在于，所述第一差速器为太阳齿轮差速器，所述第二差速器为锥形齿轮差速器； 所述传动机构包括齿圈连接部和传动轴； 所述齿圈连接部一端固定连接所述第一差速器的第一齿圈，另一端与所述第二差速器的半轴齿轮固定连接； 所述传动轴一端固定连接所述第一差速器的第一太阳齿轮的轴心，另一端固定连接所述第二差速器的另一个半轴齿轮； 所述输入轴连接所述第一差速器的第一行星齿轮，所述输出轴连接所述第二差速器的外壳; 所述第一齿圈的分度圆直径η与所述第一太阳齿轮的分度圆直径m的关系式为: 0〈(m/n)〈1/2 或 1/2〈(m/n)〈l。
6.根据权利要求1所述的双差式无极变速器，其特征在于，所述第一差速器为锥形齿轮差速器，所述第二差速器为太阳齿轮差速器； 所述传动机构包括齿圈连接部和传动轴； 所述输入轴连接所述第一差速器的外壳； 所述齿圈连接部一端固定连接所述第一差速器半轴齿轮，另一端固定连接第二齿圈；所述传动轴的一端固定连接所述第一差速器的另一个半轴齿轮，另一端固定连接所述第二差速器的第二太阳齿轮的轴心； 所述输出轴连接所述第二差速器的第二行星齿轮； 所述第二齿圈的分度 圆直径η与所述第二太阳齿轮的分度圆直径m的关系式为: m/n=l/2。
7.根据权利要求5或6所述的双差式无极变速器，其特征在于，所述第一行星齿轮和/或所述第二行星齿轮与所述输入轴和/或所述输出轴之间通过轴承连接。
8.根据权利要求7所述的双差式无极变速器，其特征在于，固定连接的方式为可拆卸连接。
【文档编号】F16H3/76GK103775579SQ201410072229
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】张宝山 申请人:张宝山