一种复合紧凑型变速器的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种复合紧凑型变速器，其技术方案要点是，汇流输出元件22与分流输入元件31联接，第一分流输出元件32与输出轴12联接,联接架5与第二分流输出元件33、变速机构6联接,变速机构6与汇流单元2的第二汇流输入元件23、输入齿轮副7以及固定单向离合器9联接,单向离合器11与汇流单元2的第一汇流输入元件21以及输入轴1联接。
【专利说明】一种复合紧凑型变速器
【技术领域】
[0001]本发明属于变速器领域，更具体地说，它是一种用于各种地面车辆、船舶、铁道机车、工程机械、各种航天、航空器、冶金、矿山、石油、化工、轻工、食品、纺织、起重运输机械、机床、机械人以及军工的复合紧凑型变速器。
【背景技术】
[0002]日前，常用的无级变速器都是根据摩擦、流体静力学等原理来设计的，它所能传递的功率不大，并且效率不高；另外，这些无级变速器结构复杂，操控麻烦，并需通过昂贵的材料和精密的制造才能实现，因此成本高。
【发明内容】
[0003]本发明克服了现有技术的不足，提供了种延长发动机和传动系的使用寿命，结构简单，操控方便，低成本，节能高效的复合紧凑型变速器。
[0004]为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案以下:
一种复合紧凑型变速器，包括输入轴(I)、汇流单元(2)、分流单元(3)、联接架(5)、变速机构(6)、输入齿轮副(7)、联接器(8)、固定单向离合器(9)、输出齿轮副(10)、单向离合器(11)、输出轴(12)，所述固定单向离合器(9)的输入端(91)与固定元件联接，所述的输入轴(I)与输出轴(12)之间设有依次联接的由行星排组成的汇流单元(2)、分流单元(3)，所述的汇流单元(2)包括第一汇流输入元件(21)、汇流输出元件(22)、第二汇流输入元件(23)、汇流行星齿轮(24)，所述的分流单元(3)包括分流输入元件(31)、第一分流输出元件
(32)、第二分流输出元件(33)、分流行星齿轮(34)，汇流单元(2)通过汇流行星齿轮(24)与配合的第一汇流输入元件(21)、汇流输出元件(22)、第二汇流输入元件(23)联接，汇流单元(2)的汇流输出元件(22)与分流单元(3)的分流输入元件(31)联接，分流单元(3)的第一分流输出元件(32)与输出轴(12)联接，分流单元(3)通过分流行星齿轮(34)与配合的分流输入元件(31)、第一分流输出元件(32)、第二分流输出元件(33)联接，联接架(5)与分流单元(3)的第二分流输出元件(33)、本发明以外的若干元件以及变速机构(6)的输入端
(61)联接，变速机构(6)的输出端(62)分别与汇流单元(2)的第二汇流输入元件(23)、输入齿轮副(7)的输入齿轮(71)以及固定单向离合器(9)的输出端(92)联接，输入齿轮畐O (7)的输出齿轮(72)与联接器(8)的输入端(81)联接，联接器(8)的输出端(82)与输出齿轮副(10)的输入齿轮(101)联接，输出齿轮副(10)的输出齿轮(102)与单向离合器
(11)的输入端(111)联接，单向离合器(11)的输出端(112)分别与汇流单元(2)的第一汇流输入元件(21)以及输入轴(I)联接。
[0005]所述汇流单元(2)、分流单元(3)为行星齿轮传动机构、少齿差传动机构、摆线针轮行星传动机构或谐波齿轮传动机构，其中，在上述传动机构的三个基本元件中选用汇流单元(2 )的汇流输出元件(22 )、分流单元(3 )的分流输入元件(31)时，此选用的基本元件要在其为主动元件时，其余两个基本元件任意一个互为转速为零时，而另一个基本元件的转速都是升高的，而汇流单元(2)、分流单元(3)的其它两个元件，则可以在上述的其余两个基本元件中选用。
[0006]所述联接器(8)可选择液力偶合器、液力变矩器或液压泵和液压马达。
[0007]应用于车辆时，本发明能够根据车辆行驶时的速度变化以及受到阻力大小，自动地、无级地改变传动比。
[0008]本发明具有以下的优点:
(1)本发明结构简单，有利于降低制造的成本，更易于维修，并且操控方便；
(2)本发明发动机的功率大部分由高效率以及能传递大功率的行星齿轮传动机构、少齿差传动机构、摆线针轮行星传动机构或谐波齿轮传动机构传递，变距和变速是自动完成，能实现高效率、大功率的无级变速传动，并且除了起步以外，都能使发动机在最佳范围内工作，与其它无级变速器相比，在发动机等效的前提下，它降低了发动机的制造成本；
(3)本发明通过无级变速，使发动机处于经济转速区域内运转，也就是在非常小污染排放的转速范围内工作，避免了发动机在怠速和高速运行时，排放大量废气，从而减少了废气的排放，有利于保护环境；
(4)本发明能利用内部转速差起缓冲和过载保护的作用，有利于延长发动机和传动系的使用寿命，另外，当行驶阻力增大，则能使车辆自动降速，反之则升速，有利于提高车辆的行驶性能；
(5)本发明通过无级变速，使输入功率不间断，可保证车辆有良好的加速性和较高的平均车速，使发动机的磨损减少，延长了大修间隔里程，提高了出车率，有利于提高生产率。
[0009]另外，本发明是一种还可用于各种地面车辆、船舶、铁道机车、工程机械、各种航天、航空器、冶金、矿山、石油、化工、轻工、食品、纺织、起重运输机械、机床、机械人以及军工的复合紧凑型变速器。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明实施例的结构图。
【具体实施方式】
[0011]下而结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明:
实施例一:
如图1中所示，一种复合紧凑型变速器，包括输入轴(I)、汇流单元(2)、分流单元(3)、联接架(5)、变速机构(6)、输入齿轮副(7)、液力变矩器(8)、固定单向离合器(9)、输出齿轮畐0(10)、单向离合器(11)、输出轴(12)，所述固定单向离合器(9)的输入端(91)与固定元件联接，所述的输入轴(I)与输出轴(12)之间设有依次联接的由行星排组成的汇流单元(2)、分流单元(3)，所述的汇流单元(2)包括第一汇流输入元件(21)、汇流输出元件(22)、第二汇流输入元件(23)、汇流行星齿轮(24)，所述的分流单元(3)包括分流输入元件(31)、第一分流输出元件(32 )、第二分流输出元件(33 )、分流行星齿轮(34 )，汇流单元(2 )通过汇流行星齿轮(24)与配合的第一汇流输入元件(21)、汇流输出元件(22)、第二汇流输入元件(23)联接，汇流单元(2)的汇流输出元件(22)与分流单元(3)的分流输入元件(31)联接，分流单元(3)的第一分流输出元件(32)与输出轴(12)联接，分流单元(3)通过分流行星齿轮(34)与配合的分流输入元件(31)、第一分流输出元件(32)、第二分流输出元件(33)联接，联接架(5)与分流单元(3)的第二分流输出元件(33)、本发明以外的若干元件以及变速机构(6)的输入端(61)联接，变速机构(6)的输出端(62)分别与汇流单元(2)的第二汇流输入元件(23)、输入齿轮副(7)的输入齿轮(71)以及固定单向离合器(9)的输出端(92)联接，输入齿轮副(7)的输出齿轮(72)与液力变矩器(8)的输入端(81)联接，液力变矩器(8)的输出端(82)与输出齿轮副(10)的输入齿轮(101)联接，输出齿轮副(10)的输出齿轮(102)与单向离合器(11)的输入端(111)联接，单向离合器(11)的输出端(112)分别与汇流单元(2)的第一汇流输入元件(21)以及输入轴(I)联接。
[0012]所述的汇流单元2的汇流输出元件22、分流单元3的分分流输入元件31选用具有同向性能的行星齿轮传动机构大太阳轮；汇流单元2的第一汇流输入元件21、分流单元3的第一分流输出元件32选用具有同向性能的行星齿轮传动机构的小太阳；汇流单元2的第二汇流输入元件23、分流单元3的第二分流输出元件33选用具有同向性能的行星齿轮传动机构的行星架。
[0013]同向性能的行星齿轮传动机构指的是三个基本元件转速方向相同，当行星架的转速为零时，其余两个基本元件的转速方向不变。
[0014]所述输入轴1、变速机构6的输入端61、变速机构6的输出端62、输入齿轮副7的输入齿轮71、固定单向离合器9的输出端92、输出轴12为中空，变速机构6的输出端62穿过变速机构6的输入端61以及输入齿轮副7的输入齿轮71与汇流单元2的第二汇流输入元件23、输入齿轮副7的输入齿轮71以及固定单向离合器9的输出端92联接，单向离合器11的输出端112则穿过固定单向离合器9的输出端92、变速机构6输出端62与汇流单元2的第一汇流输入元件21联接。
[0015]所述的联接器8选用液力变矩器。
[0016]分流单元3的分流输入元件31通过分流单元3的第二分流输出元件33上的分流行星齿轮34把传递到此的功率分流为两路，一路流入分流单元3的第一分流输出元件32，另一路流入分流单元3的第二分流输出元件33。
[0017]由于上述各个元件的转速分配关系可以改变，两路功率流将根据两者之间转速分配的变化而变化，当分流单元3的第一分流输出元件32的转速为零时，其输出功率为零，但力矩小为零，此时，分流单元3的第二分流输出元件33的输入功率则由一定值改变到最大值，所述的一定值指的是，当分流单元3的第二分流输出元件33与配合的分流单元3的第一分流输出元件32的转速相同时，两者按行星排力矩比分配输入功率所得的值，所述的最大值指的是，由分流单元3的分流输入元件31输入的总功率，也就是说，当两路功率发生变化时，传递到分流单元3的第一分流输出元件32以及输出轴12上的力矩也随之变化。
[0018]发动机的输入功率经汇流单元2的第一汇流输入元件21，并通过汇流单元2的第二汇流输入元件23上的汇流行星齿轮24把功率传递到汇流单元2的汇流输出元件22，再经其传递到分流单元3的分流输入元件31，其通过分流单元3的第二分流输出元件33上的分流行星齿轮34把传递到此的功率分流为两路，一路流入分流单元3的第一分流输出元件32，另一路流入分流单元3的第二分流输出元件33，再流入联接架5，联接架5把功率分流为两路，一路流入本发明以外的若干元件作功，另一路流入变速机构6的输入端61，再经其输出端62分流为两路，一路流入汇流单元2的第二汇流输入元件23，另一路流入输入齿轮副7的输入齿轮71，再经输入齿轮副7的输出齿轮72流入液力变矩器8的输入端81，再经液力变矩器8的输出端82流入输出齿轮副10的输入齿轮101，再经输出齿轮副10的输出齿轮102流入单向离合器11的输入端111，再通过单向离合器11的输出端112把功率传递到汇流单元2的第一汇流输入元件21，此路功率和由发动机经输入轴1，再经单向离合器9的输出端92传递到汇流单元2的第一汇流输入元件21的输入功率以及由传递到联接架5的功率，再经变速机构6的输入端61，再经其输出端62流入汇流单元2的第二汇流输入元件23的那一路功率，则全部通过汇流单元2的第二汇流输入元件23上的汇流行星齿轮24传递到汇流单元2的汇流输出元件22，再经其传递到分流单元3的分流输入元件31，分流单元3的分流输入元件31再重复上述过程，使传递到分流单元3的第一分流输出元件32的功率不断增大，并传递到本发明的输出轴12，从而实现了把发动机的功率通过输出轴12对外输出。
[0019]实施例二:
如图1中所示，一种复合紧凑型变速器，包括输入轴(I)、汇流单元(2)、分流单元(3)、联接架(5)、变速机构(6)、输入齿轮副(7)、液力偶合器(8)、固定单向离合器(9)、输出齿轮畐0(10)、单向离合器(11)、输出轴(12)，所述固定单向离合器(9)的输入端(91)与固定元件联接，所述的输入轴(I)与输出轴(12)之间设有依次联接的由行星排组成的汇流单元
(2)、分流单元(3)，所述的汇流单元(2)包括第一汇流输入元件(21)、汇流输出元件(22)、第二汇流输入元件(23)、汇流行星齿轮(24)，所述的分流单元(3)包括分流输入元件(31)、第一分流输出元件(32 )、第二分流输出元件(33 )、分流行星齿轮(34 )，汇流单元(2 )通过汇流行星齿轮(24)与配合的第一汇流输入元件(21)、汇流输出元件(22)、第二汇流输入元件
(23)联接，汇流单元(2)的汇流输出元件(22)与分流单元(3)的分流输入元件(31)联接，分流单元(3)的第一分流输出元件(32)与输出轴(12)联接，分流单元(3)通过分流行星齿轮(34)与配合的分流输入元件(31)、第一分流输出元件(32)、第二分流输出元件(33)联接，联接架(5)与分流单元(3)的第二分流输出元件(33)、本发明以外的若干元件以及变速机构(6)的输入端(61)联接，变速机构(6)的输出端(62)分别与汇流单元(2)的第二汇流输入元件(23)、输入齿轮副(7)的输入齿轮(71)以及固定单向离合器(9)的输出端(92)联接，输入齿轮副(7)的输出齿轮(72)与液力偶合器(8)的输入端(81)联接，液力偶合器(8)的输出端(82)与输出齿轮副(10)的输入齿轮(101)联接，输出齿轮副(10)的输出齿轮(102)与单向离合器(11)的输入端(111)联接，单向离合器(11)的输出端(112)分别与汇流单元(2)的第一汇流输入元件(21)以及输入轴(I)联接。
[0020]所述的汇流单元2的汇流输出元件22、分流单元3的分分流输入元件31选用具有同向性能的行星齿轮传动机构大太阳轮；汇流单元2的第一汇流输入元件21、分流单元3的第一分流输出元件32选用具有同向性能的行星齿轮传动机构的小太阳；汇流单元2的第二汇流输入元件23、分流单元3的第二分流输出元件33选用具有同向性能的行星齿轮传动机构的行星架。
[0021]同向性能的行星齿轮传动机构指的是三个基本元件转速方向相同，当行星架的转速为零时，其余两个基本元件的转速方向不变。
[0022]所述输入轴1、变速机构6的输入端61、变速机构6的输出端62、输入齿轮副7的输入齿轮71、固定单向离合器9的输出端92、输出轴12为中空，变速机构6的输出端62穿过变速机构6的输入端61以及输入齿轮副7的输入齿轮71与汇流单元2的第二汇流输入元件23、输入齿轮副7的输入齿轮71以及固定单向离合器9的输出端92联接，单向离合器11的输出端112则穿过固定单向离合器9的输出端92、变速机构6输出端62与汇流单元2的第一汇流输入元件21联接。
[0023]所述的联接器8选用液力偶合器。
[0024]分流单元3的分流输入元件31通过分流单元3的第二分流输出元件33上的分流行星齿轮34把传递到此的功率分流为两路，一路流入分流单元3的第一分流输出元件32，另一路流入分流单元3的第二分流输出元件33。
[0025]由于上述各个元件的转速分配关系可以改变，两路功率流将根据两者之间转速分配的变化而变化，当分流单元3的第一分流输出元件32的转速为零时，其输出功率为零，但力矩小为零，此时，分流单元3的第二分流输出元件33的输入功率则由一定值改变到最大值，所述的一定值指的是，当分流单元3的第二分流输出元件33与配合的分流单元3的第一分流输出元件32的转速相同时，两者按行星排力矩比分配输入功率所得的值，所述的最大值指的是，由分流单元3的分流输入元件31输入的总功率，也就是说，当两路功率发生变化时，传递到分流单元3的第一分流输出元件32以及输出轴12上的力矩也随之变化。
[0026]发动机的输入功率经汇流单元2的第一汇流输入元件21，并通过汇流单元2的第二汇流输入元件23上的汇流行星齿轮24把功率传递到汇流单元2的汇流输出元件22，再经其传递到分流单元3的分流输入元件31，其通过分流单元3的第二分流输出元件33上的分流行星齿轮34把传递到此的功率分流为两路，一路流入分流单元3的第一分流输出元件32，另一路流入分流单元3的第二分流输出元件33，再流入联接架5，联接架5把功率分流为两路，一路流入本发明以外的若干元件作功，另一路流入变速机构6的输入端61，再经其输出端62分流为两路，一路流入汇流单元2的第二汇流输入元件23，另一路流入输入齿轮副7的输入齿轮71，再经输入齿轮副7的输出齿轮72流入液力偶合器8的输入端81，再经液力偶合器8的输出端82流入输出齿轮副10的输入齿轮101，再经输出齿轮副10的输出齿轮102流入单向离合器11的输入端111，再通过单向离合器11的输出端112把功率传递到汇流单元2的第一汇流输入元件21，此路功率和由发动机经输入轴1，再经单向离合器9的输出端92传递到汇流单元2的第一汇流输入元件21的输入功率以及由传递到联接架5的功率，再经变速机构6的输入端61，再经其输出端62流入汇流单元2的第二汇流输入元件23的那一路功率，则全部通过汇流单元2的第二汇流输入元件23上的汇流行星齿轮24传递到汇流单元2的汇流输出元件22，再经其传递到分流单元3的分流输入元件31，分流单元3的分流输入元件31再重复上述过程，使传递到分流单元3的第一分流输出元件32的功率不断增大，并传递到本发明的输出轴12，从而实现了把发动机的功率通过输出轴12对外输出。
[0027]对于本发明，当汇流单元2的第一汇流输入元件21转速不变，分流单元3的第一分流输出元件32以及输出轴12上的扭矩随其转速的变化而变化，转速越低，分流单元3的第一分流输出元件32以及输出轴12上的扭矩就越大，反之，则越小，从而实现本发明能随车辆行驶阻力的不同而改变力矩以及速度的复合紧凑型变速器。
[0028]本发明使用时，设发动机的输入功率、输入转速及其负荷不变，即输入轴I的转速与扭矩为常数，汽车起步前，输出轴12的转速为零，当汽车启动，发动机的输入功率经输入轴1，再经单向离合器11的输出端112传递到汇流单元2的第一汇流输入元件21，其中，由于此时没有功率流入汇流单元2的第二汇流输入元件23，并且固定单向离合器9的输入端91与固定元件联接，起限制转向的作用，使汇流单元2汇流单元2的第二汇流输入元件23不能与发动机相反的转向转动，转速为零，此时，发动机的输入功率经汇流单元2的第一汇流输入元件21，并通过汇流单元2的第二汇流输入元件23上的汇流行星齿轮24把功率传递到汇流单元2的汇流输出元件22，再经其传递到分流单元3的分流输入元件31，其再通过分流单元3的第二分流输出元件33上的分流行星齿轮34把传递到此的功率分流为两路，一路流入分流单元3的第一分流输出元件32，另一路流入分流单元3的第二分流输出元件33，因输出轴12静止不动，即分流单元3的第一分流输出元件32静止不动，发动机的功率全部流入分流单元3的第二分流输出元件33，再流入联接架5，联接架5把功率分流为两路，一路流入本发明以外的若干元件作功，另一路流入变速机构6的输入端61，再经其输出端62分流为两路，一路流入汇流单元2的第二汇流输入元件23，另一路流入输入齿轮副7的输入齿轮71，再经输入齿轮副7的输出齿轮72流入液力变矩器8或液力偶合器8的输入端81，液力变矩器8或液力偶合器8的输出端82把流入的功率传递到输出齿轮副10的输入齿轮101，再经输出齿轮副10的输出齿轮102流入单向离合器11的输入端111，再通过单向离合器11的输出端112把功率传递到汇流单元2的第一汇流输入元件21，此路功率和由发动机经输入轴1，再经单向离合器11的输出端112传递到汇流单元2的第一汇流输入元件21的输入功率以及由传递到联接架5的功率，再经变速机构6的输入端61，再经其输出端62流入汇流单元2的第二汇流输入元件23的那一路功率，则全部通过汇流单元
2的第二汇流输入元件23上的汇流行星齿轮24传递到汇流单元2的汇流输出元件22，再经其传递到分流单元3的分流输入元件31，分流单元3的分流输入元件31再重复上述过程，在各个元件之间不断地进行分矩、变矩以及汇矩的反复循环，使传递到分流单元3的第一分流输出元件32的功率不断增大，并传递到本发明的输出轴12，当传递到输山轴12上的扭矩，经传动系传动到驱动轮上产生的牵引力足以克服汽车起步阻力时，汽车则起步并开始加速，与之相联的分流单元3的第一分流输出元件32的转速也从零逐渐增加，此时，流入汇流单元2的第二汇流输入元件23的功率逐渐减少，从而输出轴12的扭矩随着转速的增加而减少。
【权利要求】
1.一种复合紧凑型变速器，包括输入轴(I)、汇流单元(2)、分流单元(3)、联接架(5)、变速机构(6)、输入齿轮副(7)、联接器(8)、固定单向离合器(9)、输出齿轮副(10)、单向离合器(11)、输出轴(12)，所述固定单向离合器(9)的输入端(91)与固定元件联接，其特征在于:所述的输入轴(I)与输出轴(12)之间设有依次联接的由行星排组成的汇流单元(2)、分流单元(3)，所述的汇流单元(2)包括第一汇流输入元件(21)、汇流输出元件(22)、第二汇流输入元件(23)、汇流行星齿轮(24)，所述的分流单元(3)包括分流输入元件(31)、第一分流输出元件(32 )、第二分流输出元件(33 )、分流行星齿轮(34 )，汇流单元(2 )通过汇流行星齿轮(24)与配合的第一汇流输入元件(21)、汇流输出元件(22)、第二汇流输入元件(23)联接，汇流单元(2)的汇流输出元件(22)与分流单元(3)的分流输入元件(31)联接，分流单元(3)的第一分流输出元件(32)与输出轴(12)联接，分流单元(3)通过分流行星齿轮(34)与配合的分流输入元件(31)、第一分流输出元件(32)、第二分流输出元件(33)联接，联接架(5)与分流单元(3)的第二分流输出元件(33)、本发明以外的若干元件以及变速机构(6)的输入端(61)联接，变速机构(6)的输出端(62)分别与汇流单元(2)的第二汇流输入元件(23)、输入齿轮副(7)的输入齿轮(71)以及固定单向离合器(9)的输出端(92)联接，输入齿轮副(7)的输出齿轮(72)与联接器(8)的输入端(81)联接，联接器(8)的输出端(82 )与输出齿轮副(10 )的输入齿轮(101)联接，输出齿轮副(10 )的输出齿轮(102 )与单向离合器(11)的输入端(111)联接，单向离合器(11)的输出端(112)分别与汇流单元(2)的第一汇流输入元件(21)以及输入轴(I)联接。
2.根据权利要求1所述的复合紧凑型变速器，其特征在于:所述的汇矩单元(2)、分流单元(3)可选择行星齿轮传动机构、少齿差传动机构、摆线针轮行星传动机构或谐波齿轮传动机构。
3.根据权利要求1所述的复合紧凑型变速器，其特征在于:所述的联接器(8)可选择液力偶合器、液力变矩器或液压泵和液压马达。
【文档编号】F16H3/76GK104329418SQ201410318338
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2009年9月9日 优先权日:2009年9月9日
【发明者】吴志强 申请人:吴志强