平衡式行星齿轮无极变速器的制造方法
【专利摘要】本发明提供的平衡式行星齿轮无极变速器，属于变速器【技术领域】，主要解决现有技术有极变速器成本高结构复杂、无极变速器传送带打滑的问题。包括输入轴、中间轴、输出轴、锥形行星齿轮系、圆柱形行星齿轮系、圆柱形行星齿轮架、平衡齿轮、阻尼装置及支座，其特点是：所述锥形行星齿轮系通过中间轴与所述圆柱形行星齿轮系连接，再通过调节所述平衡齿轮或圆柱形行星齿轮架的转速及转动方向，进而达到变速的目的。本发明传动效率高、承载扭矩大、变速平稳、结构简单效率高，无打滑现象。
【专利说明】平衡式行星齿轮无极变速器
【技术领域】
[0001] 本发明属于变速器【技术领域】，具体涉及平衡式行星齿轮无极变速器。
【背景技术】
[0002] 现在传动装置中变速器所使用的是直接换档变速器（DSG)与无级变速器（CVT)。 DSG优点是齿轮传动效率高、承载扭矩大、变速平稳，缺点是构造复杂成本高，属于多级变 速。CVT的优点是实现了无极变速，结构简单效率高。缺点是扭矩大时传送带有打滑现象。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的问题是实现无级变速且扭矩大不打滑，提供平衡式行星齿轮无 极变速器。
[0004] 本发明为解决上述技术问题而采取的技术方案是：
[0005] 平衡式行星齿轮无极变速器，包括输入轴、中间轴、输出轴、锥形行星齿轮系、圆柱 形行星齿轮系、圆柱形行星齿轮架及支座，其特点是：
[0006] 所述锥形行星齿轮系与圆柱形行星齿轮系通过圆柱形行星齿轮架及中间轴连接， 其中圆柱形行星齿轮架在传动过程中能够被外力控制，通过控制圆柱形行星齿轮架的转动 速度及转动方向能够控制输入轴与输出轴的转速差。
[0007] 所述锥形行星齿轮系包括锥形行星齿轮支架、纵轴、第一锥形太阳齿轮、第二锥形 太阳齿轮、第一锥形行星齿轮、第二锥形行星齿轮、锥形太阳齿圈；所述锥形行星齿轮支架 中部与输入轴滑动连接，其两端与所述纵轴滑动连接；所述第一锥形太阳齿轮与所述输入 轴连接，与第一锥形行星齿轮啮合；所述第二锥形行星齿轮通过纵轴与第一锥形行星齿轮 平行同轴连接；所述锥形太阳齿圈与第二锥形行星齿轮啮合，并与圆柱形行星齿轮架连接； 所述第二锥形太阳齿轮通过所述中间轴与圆柱形行星齿轮系中的圆柱形太阳齿轮连接；
[0008] 所述圆柱形行星齿轮系包括圆柱形行星齿轮架、内齿圆柱形太阳齿轮、圆柱形行 星齿轮及圆柱形太阳齿轮；所述圆柱形行星齿轮架与锥形太阳齿圈连接；所述圆柱形行星 齿轮与圆柱形太阳齿轮啮合；所述内齿太阳齿轮与圆柱形行星齿轮啮合，其中部与输出轴 连接；
[0009] 所述支座包括位于变速器输入端的输入轴支座及位于变速器输出端的输出轴支 座；
[0010] 所述输入轴与输入轴支座滑动连接；所述输出轴与输出轴支座滑动连接；所述中 间轴一端与输入轴通过连接装置滑动连接，另一端与输出轴通过连接装置滑动连接；
[0011] 还包括平衡齿轮及阻尼装置，所述平衡齿轮的中部与中间轴滑动连接，并与圆柱 形行星齿轮架连接；
[0012] 所述阻尼装置输入端连接着阻尼齿轮，所述阻尼齿轮与所述平衡齿轮啮合。
[0013] 所述阻尼装置为齿轮泵装置或变速电机。
[0014] 本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0015] 本发明采用锥形行星齿轮系、圆柱形行星齿轮系、平衡齿轮、中间轴及阻尼装置， 通过阻尼装置或变速电机调节平衡齿轮或圆柱形行星齿轮架的转速及转动方向，从而实现 无级变速，传动效率高、承载扭矩大、变速平稳、结构简单效率高，无打滑现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为本发明的结构示意图。
[0017] 图中：1 一输入轴；2-第一锥形太阳齿轮；3-第一锥形行星齿轮；4一第二锥形行 星齿轮；5-锥形太阳齿圈；6-平衡齿轮；7-第二锥形太阳齿轮；8-连接装置；9 一圆柱形 行星齿轮架；10 -内齿圆柱形太阳齿轮；11 一圆柱形行星齿轮；12-输出轴支座；13-输出 轴；14一圆柱形太阳齿轮；15 -中间轴；16 -阻尼装置；17 -阻尼齿轮；18-纵轴；19-锥 形行星齿轮支架；20-输入轴支座。
【具体实施方式】
[0018] 如图1所示，平衡式行星齿轮无极变速器，包括输入轴1、中间轴15、输出轴13、锥 形行星齿轮系、圆柱形行星齿轮系、圆柱形行星齿轮架9及支座；
[0019] 所述锥形行星齿轮系与圆柱形行星齿轮系通过圆柱形行星齿轮架9及中间轴15 连接，其中圆柱形行星齿轮架9在传动过程中能够被外力控制，通过控制圆柱形行星齿轮 架9的转动速度及转动方向能够控制输入轴1与输出轴13的转速差。
[0020] 所述锥形行星齿轮系包括锥形行星齿轮支架19、纵轴18、第一锥形太阳齿轮2、第 二锥形太阳齿轮7、第一锥形行星齿轮3、第二锥形行星齿轮4、锥形太阳齿圈5 ;所述锥形行 星齿轮支架19中部与输入轴1滑动连接，其两端与所述纵轴18滑动连接；所述第一锥形太 阳齿轮2与所述输入轴1连接，与第一锥形行星齿轮3啮合；所述第二锥形行星齿轮4通过 纵轴18与第一锥形行星齿轮3平行同轴连接；所述锥形太阳齿圈5与第二锥形行星齿轮4 啮合，并与圆柱形行星齿轮架9连接；所述第二锥形太阳齿轮7通过所述中间轴15与圆柱 形行星齿轮系中的圆柱形太阳齿轮14连接；
[0021] 所述圆柱形行星齿轮系包括圆柱形行星齿轮架9、内齿圆柱形太阳齿轮10、圆柱 形行星齿轮11及圆柱形太阳齿轮14 ;所述圆柱形行星齿轮架9与锥形太阳齿圈5连接；所 述圆柱形行星齿轮11与圆柱形太阳齿轮14啮合；所述内齿太阳齿轮10与圆柱形行星齿轮 11啮合，其中部与输出轴13连接；
[0022] 所述支座包括位于变速器输入端的输入轴支座20及位于变速器输出端的输出轴 支座12 ;
[0023] 所述输入轴1与输入轴支座20滑动连接；所述输出轴13与输出轴支座12滑动连 接；所述中间轴15-端与输入轴1通过连接装置8滑动连接，另一端与输出轴13通过连接 装置8滑动连接；
[0024] 还包括平衡齿轮6及阻尼装置16,所述平衡齿轮6的中部与中间轴15滑动连接， 并与圆柱形行星齿轮架9连接；
[0025] 所述阻尼装置16输入端连接着阻尼齿轮17,所述阻尼齿轮17与所述平衡齿轮6 口四合。
[0026] 所述阻尼装置16为齿轮泵装置或变速电机。
[0027] 工作原理：
[0028] 工作时输入轴1带动第一锥形太阳齿轮2正方向转动，第一锥形太阳齿轮2带动 第一锥形行星齿轮3与第二锥形行星齿轮4转动。此时，假设锥形太阳齿圈5不转动。第 一锥形行星齿轮3与第二锥形行星齿轮4自转的同时正方向公转并带动第二锥形太阳齿轮 7反转，同时给了锥形太阳齿圈5 -个正方向转动的力。第二锥形太阳齿轮7带动圆柱形 太阳齿轮14反方向转动。圆柱形太阳齿轮14带动圆柱形行星齿轮11转动，同时给了圆柱 形行星齿轮架9 一个反方向转动的力。此时锥形太阳齿圈5正方向转动的力与圆柱形行星 齿轮架9反方向转动的力方向相反大小相等，从而形成平衡。所以使得圆柱形行星齿轮架 9与锥形太阳齿圈5不转动。圆柱形太阳齿轮14通过圆柱形行星齿轮11改变转动方向带 动内齿太阳齿轮10正向转动并减速，再通过输出轴13输出低转速大扭矩的力。此时平衡 点上的圆柱形行星齿轮架9与锥形太阳齿圈5若正方向转动并变速就能使输出轴13实现 变速。实际工作中由于齿轮之间的摩擦力会使得平衡点上的圆柱形行星齿轮架9与锥形太 阳齿圈5正方向转动从而导致变速器不能变速。所以需要人为控制圆柱形行星齿轮架9与 锥形太阳齿圈5的转速从而实现无极变速。
[0029] 可以利用圆柱形行星齿轮架9正方向转动的力使其通过平衡齿轮6与阻尼齿轮17 啮合带动一个阻尼装置16,通过控制阻尼装置16的阻力开关控制圆柱形行星齿轮架9的转 速从而实现变速。
[0030] 可以通过变速电机来控制圆柱形行星齿轮架9的转速从而实现变速。电机还可以 使圆柱形行星齿轮架9反转从而使输出轴13不转动，实现离合器的功能。
[0031] 直齿齿轮传动过程中由于力的波动会使得平衡点不稳定，使得圆柱形行星齿轮架 9与锥形太阳齿圈5出现反转现象，增加控制其转速的难度。所以本装置所有齿轮都需要使 用斜齿齿轮从而提高平衡点的稳定性。
[0032] 图1中锥形太阳齿圈5设置在锥形行星齿轮3与4的左边也能实现本功能。
【权利要求】
1. 平衡式行星齿轮无极变速器，包括输入轴1、中间轴15、输出轴13、锥形行星齿轮系、 圆柱形行星齿轮系、圆柱形行星齿轮架9及支座；其特征是： 所述锥形行星齿轮系与圆柱形行星齿轮系通过圆柱形行星齿轮架9及中间轴15连接， 其中圆柱形行星齿轮架9在传动过程中能够被外力控制，通过控制圆柱形行星齿轮架9的 转动速度及转动方向能够控制输入轴1与输出轴13的转速差。
2. 根据权利要求1所述的平衡式行星齿轮无极变速器，其特征是：所述锥形行星齿轮 系包括锥形行星齿轮支架19、纵轴18、第一锥形太阳齿轮2、第二锥形太阳齿轮7、第一锥形 行星齿轮3、第二锥形行星齿轮4、锥形太阳齿圈5 ;所述锥形行星齿轮支架19中部与输入 轴1滑动连接，其两端与所述纵轴18滑动连接；所述第一锥形太阳齿轮2与所述输入轴1 连接，与第一锥形行星齿轮3啮合；所述第二锥形行星齿轮4通过纵轴18与第一锥形行星 齿轮3平行同轴连接；所述锥形太阳齿圈5与第二锥形行星齿轮4啮合，并与圆柱形行星齿 轮架9连接；所述第二锥形太阳齿轮7通过所述中间轴15与圆柱形行星齿轮系中的圆柱形 太阳齿轮14连接； 所述圆柱形行星齿轮系包括圆柱形行星齿轮架9、内齿圆柱形太阳齿轮10、圆柱形行 星齿轮11及圆柱形太阳齿轮14 ;所述圆柱形行星齿轮架9 一端与锥形太阳齿圈5连接，另 一端作为圆柱形行星齿轮11的自转轴；所述圆柱形行星齿轮11与圆柱形太阳齿轮14啮 合；所述内齿太阳齿轮10与圆柱形行星齿轮11啮合，其中部与输出轴13连接； 所述支座包括位于变速器输入端的输入轴支座20及位于变速器输出端的输出轴支座 12 ； 所述输入轴1与输入轴支座20滑动连接；所述输出轴13与输出轴支座12滑动连接； 所述中间轴15 -端与输入轴1通过连接装置8滑动连接，另一端与输出轴13通过连接装 置8滑动连接。
3. 根据权利要求2所述的平衡式行星齿轮无极变速器，其特征是：还包括平衡齿轮6 及阻尼装置16,所述平衡齿轮6的中部与中间轴15滑动连接，并与圆柱形行星齿轮架9连 接；所述阻尼装置16输入端连接着阻尼齿轮17,所述阻尼齿轮17与所述平衡齿轮6啮合。
【文档编号】F16H3/62GK104100684SQ201410351774
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月23日 优先权日:2014年7月23日
【发明者】杨晋杰 申请人:杨晋杰