变径离合小型变速器的制作方法

本发明涉及变速技术领域，尤其涉及一种双行星轮多级大扭力变径离合小型变速器。

背景技术：

行星齿轮变速器属于一种齿轮箱，它是由行星齿圈、太阳轮、行星轮和齿轮轮轴组成，根据齿圈、太阳轮和行星轮的运动关系，可以实现输入轴与输出轴脱离刚性传动关系、输入轴与输出轴同向或反向传动和输入与输出轴传动比变化，并在陆用、航海、航空等交通运输工具中得到广泛应用。

目前，行星齿轮机构大致上可以分为六类：1、基础行星齿轮机构；2、辛普森(simpson)齿轮机构；3、改良型辛普森行星齿轮机构；4、拉维奈尔赫(ravigneaux)行星齿轮机构；5、改良型拉维奈尔赫行星齿轮机构；6、四前进档行星齿轮机构。

然而，现有的at变速器的变速技术，采用的是三组及三组以上的行星轮组，通过太阳轮、行星架上、外齿圈之间的不同角速度差来实现不同的转速及扭矩输出，通过串联多个上述行星组实现四挡以上的变速，通常还需要多组多片液压耦合离合器来实现低冲击啮合换齿。因而变速器体积庞大，多组多片液压耦合离合器的采用致使扭矩损失过大，传动效率较之手动变速器低下。

为了解决上述现有技术不足，本案发明人结合自身经验开发了一种全新的双行星轮多级大扭力变径离合小型变速器，亦即，用一组行星轮实现多级大扭矩变速，实现传动效率更高、体积更小。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种双行星轮多级大扭力变径离合小型变速器，本发明提供的变径离合小型变速器通过以下技术方案来实现：

一种变径离合小型变速器，包括外壳体以及：

可变径行星架，穿置于中定轴上，并通过行星架连接件连接于所述外壳体上；

双组份互啮合行星轮组，通过至少两排行星轮连接轴设于所述可变径行星架上；

输入端双齿圈盆齿轮，装设于所述可变径行星架的一端；

输出端双齿圈盆齿轮，装设于所述可变径行星架的另一端；

至少一台调速电机，设于所述外壳体上或设于所述可变径行星架上，用以调节所述可变径行星架的张开或收紧，进而带动所述双组份互啮合行星轮的张开或收紧，从而啮合不同的所述输入端双齿圈盆齿轮和输出端双齿圈盆齿轮的不同齿圈，实现空挡及各级档位的变速。

其中：

在所述外壳体上还设有发电机绕组线圈，所述输入端双齿圈盆齿轮上设有永磁体，所述永磁体与所述发电机绕组线圈构成发电机构；

所述可变径行星架包括定位圈、一端铰支于所述定位圈上另一端与所述调速电机输出端相连的中间活动块，所述中间活动块通过所述行星轮连接轴支撑连接所述双组份互啮合行星轮组，所述调速电机驱动所述中间活动块的张开或收紧，进而带动所述双组份互啮合行星轮组张开或收紧；

所述双组份互啮合行星轮组包括至少一个由四个行星轮组成的行星轮单元，该行星轮单元中的所述行星轮两两穿置在同一根所述行星轮连接轴上，进而形成呈两排并列组合的所述行星轮单元。两两穿置在所述行星轮连接轴上的两排所述行星轮互为啮合，且同步反向转动。所述行星轮的行星轮齿包括锥形齿、斜齿、鼓形齿；

所述中间活动块为一种多铰支连杆，或为一种滑块。在所述中间活动块与所述行星轮连接轴之间还设有适用于二级以上变速的万向轴承，支持所述可变径行星架的张开或收紧动作；

在所述双组份互啮合行星轮组中的每个所述行星轮前端还增设有一个带扭力弹簧的同步锥面齿轮，进一步降低行星轮啮合盆齿的冲击。

本发明利用调速电机调节可变径行星架的张开或收紧，实现双组份互啮合行星轮组中行星轮的张开或收紧，从而使得行星轮啮合不同直径的盆齿圈来实现变速，与传统变速器不同的是：

一、本发明所提出的变速器通过张开或收紧行星轮啮合不同直径的盆齿圈，利用盆齿圈不同线速度差来实现变速，而不是传统或现有变速器通过行星轮的角速度差来实现变速；

二、本发明所提出的变速器可以实现齿轮间的动接动来直接啮合，而不需要液压多片耦合离合器状态下的静接静啮合；

三、本发明所提出的变速器由于减少了行星齿轮组和液压耦合装置，体积较传统at、mt、amt变速箱都要小得多；

四、本发明所提出的变速器由于没有液压耦合装置，扭矩传递更为直接。

附图说明

图1为本发明整体结构平面示意图；

图2为本发明中双组份互啮合行星轮组50的结构示意图；

图3为本发明中输入端双齿圈盆齿轮7与行星轮5之间啮合的结构示意图；

图4为本发明中输出端双齿圈盆齿轮8与行星轮5之间啮合的结构示意图；

图5为本发明中可变径行星架2与行星轮5之间相连接的结构示意图；

图6为本发明中中间活动块22与行星轮5之间相连接的结构示意图；

图7为本发明具体实施实例中各档位啮合结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明做详细说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。另外以下仅为本发明的部分实施例，而不是全部实施例，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获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1—7所示的一种变径离合小型变速器，包括外壳体1，在外壳体1上还安装有发电机绕组线圈11，在外壳体1的内部安装有行星架连接件3，在行星架连接件3上安装有可变径行星架2，可变径行星架2由带连接座211的定位圈21和中间活动块22所组成。定位圈21穿置于中定轴4上，并与行星架连接件3相连接，中间活动块22的一端定位安装在定位圈21上，另一端与调速电机9的输出端相连接，中间活动块22为一种如图6所示的多铰支连杆(多铰链支撑的连杆)，或为一种滑块(类似一种可以滑动的金属或非金属块)，本发明中中间活动块22的数量为三个，至少其中一个中间活动块22的其中一端与调速电机9的输出端相连接。

在可变径行星架2中的中间活动块22上安装有双组份互啮合行星轮组50(如图2和图5所示)，双组份互啮合行星轮组50包括至少一个由四个行星轮5组成的行星轮单元500。在本发明中，行星轮单元500有三个，因此，行星轮5有十二个。每个行星轮单元500中的行星轮5均两两穿置在同一根行星轮连接轴6上，行星轮连接轴6共有六根，每两根行星轮连接轴6并排排列且固定在中间活动块22上，进而形成一个由四个行星轮5呈两排并列组合而成的行星轮单元500。两两穿置在行星轮连接轴6上的两排行星轮互5彼此间啮合，且同步反向转动。行星轮5的行星轮齿包括锥形齿、斜齿、鼓形齿。在中间活动块22与行星轮连接轴6之间还设有适用于二级以上变速的万向轴承10，支持可变径行星架2中的中间活动块22的张开或收紧动作。

在中定轴4的一端上还安装有输入端双齿圈盆齿轮7(如图1、图7所示)，中定轴4的另一端上安装有输出端双齿圈盆齿轮8(如图1、图7所示)，输入端双齿圈盆齿轮7与可变径行星架2中的中间活动块22的一端相对应，输出端双齿圈盆齿轮8与可变径行星架2中的中间活动块22的另一端相对应。在输入端双齿圈盆齿轮7上安装有永磁体71，永磁体71与外壳体1上的发电机绕组线圈11构成发电机构。

本发明的工作原理是：

调速电机9由外置电源驱动，其动力输出端促使中间活动块22做张开或收紧动作，中间活动块22带动双组份互啮合行星轮组50做张开或收紧动作，从而使得双组份互啮合行星轮组50中的行星轮5与输入端双齿圈盆齿轮7和输出端双齿圈盆齿轮8的不同齿圈相啮合，获得不同的线速度，从而实现不同档位的转速及扭矩传递。

参照附图7所示，以下结合具体实施方式阐述本发明的工作原理：

主驱动电动机连接输入端双齿圈盆齿轮7形成转速，此时调速电机9通过可变径行星架2将5#，6#，7#，8#行星轮5调节到与1#，2#输入端双齿圈盆齿轮7以及3#，4#输出端双齿圈盆齿轮8的齿面不接触状态，此时为空挡。

一档：设置三个调速电机9，此时调速电机9将5#，6#，7#，8#行星轮5整体向中心方向调节到底，此时5#，7#行星轮5的齿面啮合输入端双齿圈盆齿轮7的1#齿面和输出端双齿圈盆齿轮8的4#齿面，此时为实现一档运行，如覆盖60km以下速率行进；

二档：设置三个调速电机9，此时调速电机9将5#，6#，7#，8#行星轮5的齿面啮合整体向外圈方向调节到底，此时6#，8#行星轮5的齿面啮合输入端双齿圈盆齿轮7的2#齿面和输出端双齿圈盆齿轮8的3#齿面，此时为实现二档运行，如覆盖60km以上速率行进。

本发明还提供了另一种实施例：

在该实施例中，所有齿面换成鼓形齿面，中间活动块22与行星轮连接轴6之间通过万向轴承10相连接，且为左右两排设置，调速电动机9增加一倍数量，为六个，分为调速电机组(一)、调速电机组(二)两组，每组三个调速电机9，各种档位情况如下；

空挡，六个调速电动机9，此时调速电机组(一)和调速电机组(二)将5#，6#，7#，8#行星轮5调节到与输入端双齿圈盆齿轮7的1#，2#齿面和输出端双齿圈盆齿轮8的3#，4#齿面不接触状态，此时为空挡；

一档，此时调速电机组(一)和调速电机组(二)将5#，6#，7#，8#行星轮5整体向中心方向调节到底，此时5#，7#行星轮5齿面啮合输入端双齿圈盆齿轮7的1#齿面和输出端双齿圈盆齿轮8的4#齿面。此时实现一档运行，如覆盖60km以下速率行进；

二挡，此时调速电机组(一)将7#，8#行星轮5整体向外圈方向调节到底，调速电机组(二)不动，此时5#，8#行星轮5齿面啮合输入端双齿圈盆齿轮7的1#齿面和输出端双齿圈盆齿轮8的3#齿面，此时为实现二档运行，如覆盖60km-100km速率行进；

三挡，此时调速电机组(一)将7#，8#行星轮5整体向中心方向调节到底，此时调速电机组(二)将5#，6#行星轮5整体向外圈方向调节到底，此时6#，7#行星轮5齿面啮合输入端双齿圈盆齿轮7的2#齿面和输出端双齿圈盆齿轮8的4#齿面，此时实现三档运行，如覆盖120km-150km速率行进；

四挡，此时调速电机组(一)将7#，8#行星轮5整体向外围方向调节到底，此时调速电机组(二)不变，此时6#，8#行星轮5齿面啮合输入端双齿圈盆齿轮7的2#齿面和输出端双齿圈盆齿轮8的3#齿面，此时实现四档运行，如覆盖150km-180km以上速率行进。

在特殊超重载或更高速度汽车使用中，可以串联本发明变速器，实现更多极数的变速。本发明相较于现有变速器所具有的有点体现在：

1、相对于传统变速器，本发明更小巧且通过两组行星轮能实现大扭距传递，结构简单，轻便，经久耐用，可替代传统变速器。

2、本发明通过两组双齿轮盆形齿、两列可变径行星轮、以及多个不同行星轮，在低端汽车中实现空挡及二级变速，在高端汽车中实现空挡及二至四档变速。

3、可直接装载于驱动马达前端，替代原行星减速机构，合二为一。或装在于后驱驱动轴结合分动箱一体设置。

4、相对于传统变速器，可替代传统汽车中的离合装置，对于电动汽车可实现主驱动电动机临时停车状态下传动分离，电动机维持低频运转从而避免起步直接大电流。

5、结合当前电动汽车电动机主要通过电压、电流、频率的不同，调节改变扭矩及功率输出的特征，电动机直连轮子驱动，无法避免高速状态时高能耗。本变速器实现了电动汽车高速能耗接近于低速能耗，更容易实现电动汽车高速行驶。

6、发电机的集成有利于能量回收从而供电给基本照明、空调等使用，避免主电池间接供电，使用空余动能发电，起到节能效果，延长电动汽车的续航。

本发明不限用于传统汽车和新能源电动汽车，还可以适用于其他需要实现变速的机械中。