一种齿轮传动变速装置和变速箱的制作方法

1.本发明属于变速技术领域，具体涉及一种齿轮传动无级变速装置和变速箱。


背景技术：

2.目前燃油车常用的汽车变速器主要为手动换挡变速器（mt）和自动换挡变速器，自动变速器常见的有四种型式：分别是液力自动变速器（at）、机械无级自动变速器(cvt)、电控机械自动变速器(amt)、双离合器自动变速器（dsg/dct）。目前轿车普遍使用的是at和dsg/dct。电控机械自动变速器(amt)实为手动变速器自动化，即由电脑控制实现自动换挡，其优点是实现自动化无须人为操作使开车方便。其缺点是仍然为有极换挡，有动挫感、变速范围小且固定，燃油经济性低。液力自动变速器（at）结构由液力变矩器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩，其优点为1、因有液体工作介质“软”性连接可提高发动机和传动系统的使用寿命，2、驱动转矩逐渐增加可提高汽车通过性，3、液力变矩器具有良好的自适应性，4、操纵轻便。其缺点是结构复杂，制造成本较高，维修技术也较复杂，传动效率较低等。对液力变矩器而言，最高效率一般只有82%~86%左右，燃油经济性低。机械无级自动变速器(cvt)的优点为可以实现传动比的连续改变，结构简单，体积小，零件少，无动挫感，效率高提高整车的燃油经济性和动力性，改善驾驶员的操纵方便性和乘员的乘坐舒适性。其缺点为传动带容易损坏，并在高速时从动轮和传动带之间易发热，无法承受较大的载荷常用小排量汽车。双离合器自动变速器（dsg/dct）优点是加速没有动力中断，驾驶乐趣高，比传统手动变速器还快，燃油经济性突出。缺点为结构复杂，价格昂贵，维修成本高。因此到目前没有一种能克服以上缺点的无级变速装置应用于实践，本发明提供一种全新的依靠齿轮传动的无级变速装置和变速箱，以解决现有技术中的难题。


技术实现要素：

3.本发明是在基于延续以上变速器的优点避免其所有缺点而开发的一种新型无级变速装置，是一种超越现有变速装置的创新。
4.本发明采用如下技术方案：在一固定圆心轴o的可转动圆的同一平面内直径上相距固定距离l的两个不同的点a和点b，点a距圆轴心l1,点b距圆轴心l2,l1+l2=l。同时向点a和点b施加大小相等、方向相同的力f的前提条件下，当点a距圆轴心o的垂直距离l1和点b距圆轴心o的垂直距离l2相等(l1=l2)时，根据杠杆原理圆不转动。当点a距圆轴心o的垂直距离l1大于点b距圆轴心o的垂直距离l2(l1》l2)时，根据杠杆原理圆会顺着作用于点a力f的方向向点b转动。当点a距圆轴心o的垂直距离l1小于点b距圆轴心o的垂直距离l2(l1《l2)时，根据杠杆原理圆会顺着作用于点b力f的方向向点a转动，如图3。
5.上述原理用到本发明中，转矩调节圆盘中等距离l的两个点a和点b，点a距圆轴心垂直距离l1,点b距圆轴心垂直距离l2,l1+l2=l。点a和点b可沿同一直径方向等距离（点a和点b与圆心位置不同，即l1+l2=l）移动。当输入轴齿轮驱动一差速器齿轮转动，其中差速器
一半轴齿轮驱动调节圆盘a点，差速器另一半轴驱动调节圆盘b点，当点a距圆轴心o的垂直距离l1和点b距圆轴心o的垂直距离l2相等(l1=l2)时，差速器两半轴同步转动。当点a距圆轴心o的垂直距离l1大于点b距圆轴心o的垂直距离l2(l1》l2)时，驱动点a的半轴齿轮转动，驱动点b的半轴齿轮不转动或慢转动。当点a距圆轴心o的垂直距离l1小于点b距圆轴心o的垂直距离l2(l1《l2)时，驱动点a的半轴齿轮不转动或慢转动，驱动点b的半轴齿轮转动。所以调节点a和点b在调节圆盘直径上的相对圆轴心位置即可调节差速器两半轴的转速。
6.本发明的效果：1、可实现无级变速传动（图1）因其动力由齿轮传递，输入轴和输出轴之间由调节系统控制径向调节装置调节在转矩调节盘上相对距离不变的与两差速半轴连接的驱动轴在直径上的位置从而调节两差速半轴齿轮阻力力矩，可在运行中随时调节输出轴转速，动力传递无阶梯式跨越可实现无级变速。
7.2、变速范围大变速装置纯机械制造安装可串并联安装使用，使用范围广，变速范围大。
8.3、可承载大转矩应用范围广因其动力始终由齿轮传递，无其它摩擦类传力配件，可承载大转矩、应用范围广。
9.4、效率高、油耗低齿轮传递动力，传动比恒定，结构紧凑、体积小重量轻传动效率高、油耗低。
10.5、结构简单，零件少，故障率低后期维护方便。
11.附图说明：图1是本发明的实体结构示意图。
12.图2是本发明的在圆的直径位置杠杆调节原理图。
13.图3是本发明的变速调节系统示意图。
14.具体实施方式： 1、根据设计需要在变速箱21的一端安装输入轴1，变速箱21的另一端安装输出轴20。输入轴1在变速箱21外的一端接动力来源输出，输入轴1在变速箱21内安装输入轴齿轮2，输入轴齿轮2啮合差速主齿轮3，差速主齿轮3通过行星齿轮4驱动差速半轴齿轮5和差速半轴齿轮6，其中差速半轴齿轮6同轴心固定外接转矩调节盘7，转矩调节盘7内部直径位置固定安装惰轮轴11和转向齿轮10，惰轮轴11上安装惰轮9。转向齿轮10轴端连接可伸缩万向联轴器12一端。转矩调节盘7另一端安装径向调节装置15和导轨槽18，径向调节装置15靠近转矩调节盘7中心安装滑动轴块17，滑动轴块17上等距离通过轴承安装输出齿轮14轴和驱动齿轮13轴，径向调节装置15可调节滑动轴块17沿导轨槽18直径方向移动。驱动齿轮13轴连接可伸缩万向联轴器12另一端。输出齿轮14轴端连接可伸缩万向联轴器19一端，可伸缩万向联轴器19另一端连接输出轴20。差速半轴齿轮5的延长轴通过转矩调节盘7中心安装齿轮8，齿轮8啮合惰轮9，惰轮9啮合转向齿轮10。其一：当输入轴齿轮2驱动差速主齿轮3转动，差速主齿轮3通过行星齿轮4驱动差速半轴齿轮5和差速半轴齿轮6转动，由差速器特性可知，当差速半轴齿轮5给行星齿轮4的阻力等于差速半轴齿轮6给行星齿轮4的阻力时，行星齿轮4驱动差速半轴齿轮5和差速半轴齿轮6同步转动。当差速半轴齿轮5给行星齿轮4的阻力大于差速半轴齿轮6给行星齿轮4的阻力时，差速半轴齿轮5不转动，行星齿轮4对差速半轴齿轮5做滚动运动，并只驱动差速半轴齿轮6转动。当差速半轴齿轮5给行星齿轮4的阻力小于差速半轴齿轮6给行星齿轮4的阻力时，差速半轴齿轮6不转动，行星齿轮4对差
速半轴齿轮6做滚动运动，并只驱动差速半轴齿轮5转动。其二：转矩调节盘7上安装的径向调节装置15可调节安装有输出齿轮14轴和驱动齿轮13轴的滑动轴块17沿导轨槽18在直径方向移动，当输出齿轮14轴距转矩调节盘7中心的距离等于驱动齿轮13轴距转矩调节盘7中心的距离时，差速半轴齿轮5和差速半轴齿轮6对行星齿轮4的阻力相等，输入轴1和输出轴20速比最大，此时输出轴20转速最小转矩最大。径向调节装置15调节滑动轴块17沿导轨槽18在直径方向移动，将输出轴齿轮14轴逐渐远离转矩调节盘7盘中心同时驱动齿轮13轴逐渐靠近转矩调节盘7中心，由转矩调节盘7连接的半轴齿轮6对行星齿轮4阻力增大，行星齿轮4逐渐只驱动半轴齿轮5转动，进而驱动输出轴20转动， 当转矩调节盘7盘调节驱动齿轮13轴无限靠近转矩调节盘7中心处时，由转矩调节盘7连接的半轴齿轮6对行星齿轮4阻力达到最大，行星齿轮4只驱动半轴齿轮5转动，进而驱动输出轴20转动，此时输入轴1和输出轴20速比最小，此时输出轴20转速最大转矩最小。因此调节转矩调节盘7上的输出轴齿轮14轴和驱动齿轮13轴相对转矩距调节盘7盘中心位置即可调节输出轴20的转矩和转速。