专利名称：内啮式气垫自动无级变速机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有缓冲性能的、能主动和自动对输出扭矩作无级调变的变速机构；其主要特征是用四组内啮式星轮机构(以下简称星轮系)直接串接，并通过圆柱齿轮使气垫机构制约星轮系中的齿圈、星轮架或中心轮而达到缓冲、变速、前进或倒向的目的。
吉林工业大学汽车教研室编《汽车构造》下册(人民交通出版社1976年·北京)一书第58页记载的红旗牌小客车的液力机械无级变速器和国外的36136E丰田－F(MODEL－F)、36257E皇冠(CROWN)、36264E陆地巡洋舰(LOND CRUISER)等轿车的自动无级变速器，均由液力变扭器、多片离合器和星轮系变速机构组合而成。上述各种自动无级变速器的出现是针对一般同步器机械变速器的不足之处而设计的，它具有起动平稳、操作简便、能无级调速、对恶劣路面有较高的通过性，但它还存在以下不足之处1.它的液力变扭器制造工艺条件要求苛刻，加工难度大，产品不易维修，而且造价很高，一般在万元以上；特别是液力变扭器的中介能耗较高，易发热，还须一套冷却设备，否则易产生安全事故。
2.它的无调速范围很小，要用多片离合器和星轮系作多级变档，一般是二至四级变档操作，因此它的无级变速是不连续的、不完整的；摩擦片打滑时产生的粉尘易造成污染。
本实用新型的任务是根据上述已有产品存在的不足之处，设计一种起动平稳、能自动和主动作无级调速，其调速范围能取任一最大值和最小值，无中介能耗、无易损件、无特殊工艺要求、操作简便、安全可靠、造价低(一般在三千元左右)、维修费用少的变速机构。
本实用新型以下述设计方案来实现以上所述任务
一种内啮式气垫自动无级变速机构，它主要由输入轴、中间轴、输出轴、付轴、四组内齿式星轮机构(以下简称星轮系)、四个油泵(以下简称第一油泵、第二油泵、第三油泵、第四油泵)、两个蓄能器(以下简称第一蓄能器，第二蓄能器)、两个二位四通双向阀(以下简称第一阀，第二阀)组成，其特徵在于1.第一星轮系(按输入轴至输出轴顺序)中的中心轮(以下简称第一中心轮)通过花键与输入轴连接，齿圈(以下简称第一齿圈)通过滚针轴承与输入轴滑配合，星轮架(以下简称1，2共用星架)通过滚针轴承与输入轴滑配合，并通过其星轮组(以下简称第一星轮组)与齿圈和中心轮常啮合；第二星轮系的齿圈(以下简称第二齿圈)通过滚针轴承与输入轴滑配合，并通过花键与中间轴连接，1，2共用星架通过其星轮组(以下简称第二星轮组)与中心轮(以下简称第二中心轮)和第二齿圈常啮合，第二中心轮与输入轴连体锻造；第三星轮系的中心轮(以下简称第三中心轮)与第四星轮系的齿圈)固定连接(连接方式为花键或连体锻造)，第三中心轮和第四齿圈(通过滚针轴承分别与中间轴和输出轴滑配合；第三星轮系的齿圈)与中间轴通过滚针轴承滑配合，第四星轮系的中心轮(以下简称第四中心轮)通过滚针轴承与输出轴滑配合，第三星轮系的星轮架(以下简称第三星架)和第四星轮系的星轮架(以下简称第四星架)通过花键分别与中间轴和输出轴连接，并分别通过其星轮组(以下简称第三星轮组和第四星轮组)与第三中心轮、第三齿圈和第四中心轮、第四齿圈常啮合。
2.第三齿圈左侧的连体圆柱齿轮与第四中心轮右侧的连体圆柱齿轮通过固定在付轴上的两圆柱齿轮常啮合；第一齿圈左侧的连体圆柱齿轮与第一油泵主动轴圆柱齿轮常啮合；1，2共用星架的外周圆为一圆柱齿轮，并与第二油泵主动轴圆柱齿轮常啮合；第三齿圈左侧的连体圆柱齿轮与第三油泵主动轴圆柱齿轮常啮合；第四齿圈左侧的连体圆柱齿轮与第四油泵主动轴圆柱齿轴常啮合。
3.第一油泵和第二油泵的压油出口通过第一阀与第一蓄能器油室相通；第三油泵和第四油泵的压油出口通过第二阀与第二蓄能器油室相通。
4.输入轴、中间轴、输出轴同在一直线上并与付轴平行。
5.第三星架顺次通过第三星轮组－第三中心轮－第四齿圈－第四星轮组－第四星架－输出轴以超速比输出；第三星架顺次通过第三星轮组－第三齿圈－第三齿圈左侧连体圆柱齿轮－付轴左侧圆柱齿轮－付轴－付轴右侧圆柱齿轮－第四中心轮右侧连体齿轮－第四中心轮－第四星轮组－第四星架－输出轴以最低档速比输出。
现结合附图对本实用新型作进一步描述对附图中各构件的标号说明1－输入轴2－前球轴承3－第二中心轮4－第一中心轮5－第一齿圈6－1，2共用星架(外周圆为圆柱齿轮)7－第一星轮组星轮8－第二星轮组星轮
9－第二齿圈10－付轴前球轴承11－付轴左端圆柱齿轮12－付轴13－壳体14－变速器滑油放油孔15－第三齿圈16－第三星轮组星轮17－付轴右端圆柱齿轮18－中间轴前球轴承19－第四齿圈20－第四星架21－第三中心轮22－中间轴后球轴承23－第四星轮组星轮24－第四中心轮25－第四中心轮右侧连体圆柱齿轮26－后球轴承27－输出轴28－第二蓄能器油室29－第二蓄能器油气隔离活塞30－第二蓄能器气室31－第二蓄能器32－第二阀出油口与第二蓄能器进油口连通管
33－第四油泵压油出口与第二阀第二入油连通管34－第二阀35－第二阀至储油箱回油口36－第四油泵37－储油箱至第四油泵进油口38－第四油泵主动轴圆柱齿轮39－第三油泵压油出口与第二阀进油口连通管40－第三油泵41－储油箱至第三油泵进油口42－第三油泵主动轴圆柱齿轮43－第二油泵44－第二油泵压油出口至第一阀第二进油口连通管45－储油箱至第二油泵进油口46－第二油泵主动轴圆柱齿轮47－第一油泵48－储油箱至第一油泵进油口49－第一油泵主动轴圆柱齿轮50－储油箱至第一油泵进油口51－第一油泵52－第一油泵压油出口至第一阀第一进油连通管53－第一蓄能器54－第一阀出油口与第一蓄能器进油口连通管55－第一齿圈左侧连体圆柱齿轮56－第三齿圈左侧连体圆柱齿轮
57－中间轴58－第三星架59－第四齿圈左侧连体圆柱齿轮上述附图中标号构件的连接关系；1与4花键连接，1与3连体锻造，1与5、6、9通过滚针轴承滑配合，57与56、21通过滚针轴承滑配合，57与58花键连接，27与19、24、25通过滚针轴承滑配合，27与20花键连接，7与5、4常啮合，8与9、3常啮合，16与15、21常啮合，23与24、19常啮合，56与17常啮合，25与17常啮合，11和17与12固定连接；59与38、56与42、6与46、55与49常啮合32连通34的出油口和31的进油口，33连通36的压油出口和34的第二位进油口39连通40的压油出口和34的第一位进油口44连通43的压油出口和51的第二位进油口，52连通47的压油出口和51的第一位进油口，54连通51的出油口和53的进油口。
操作说明本实用新型利用1和2两个星轮系的串联来构成前进和倒向，利用3和4星轮系的串联来构成速度的分解与合成；如附图所示，34是第二阀(二位四通双向阀)此时阀的中心轴处于中间位置时33和39与35是通路，与32是闭路，36和40压出的油都回到油箱，3和4星轮系处于自动变速状态；即27阻力大时58通过16从15－56－12－16－24－22－20－27以低速比输出扭矩当27阻力小时58通过16－20－19－23－20－27以高速比输出扭矩。当34的中心轴向右推移；则39与35形成闭路，33对32形成通路，与此相反33对35是通路对32仍是闭路，此时36的压油回流油箱形成回流通路。40的压油进入31、当31内压力逐渐增高后，42、56、15逐渐停止转动，强制58从16－21－19－23－20－27以高速比输出扭矩，反之如34的中心轴向左推移，则强制58以低速比输出扭矩。第一阀51与第二阀34相同；51的中心轴向右推移则49、55、5被制动，因3的直径大于4的直径故6必然带动9输出正向扭矩，反之51的中心轴向左推移则46、6被制动，迫使9反向输出扭矩。51的中心轴处于中间位置47和43的压油都回流油箱，此时5、7、6、8处于空转故为空档位置。
以下结合附图描述实施例说明书附图线尺寸比例为51，第一、二阀线尺寸比例为31油箱省略，选用齿圈星轮系(NGW)为设计模型，外形尺寸210×280×370(不包括气垫机构和壳体)说明书附图无工装尺寸要求。为原理结构图。说明书附
图1为样品装配草图的主视图。
实际设计尺寸以适合发动机扭矩172N·m－200N·m为标准。对主要零部件尺寸设计第一星轮系和第三、四星轮系的设计尺寸m＝3，c
＝3，i＝2.8，iBAx＝2.8125，ZA＝32 Zc＝13，ZB＝58。第二星轮系设计尺寸m＝3，c5＝3，i＝5，iBAx＝4.8750，ZA＝16，Zc＝23，ZB＝62(根据机械设计手册第七章－化学工业出版社)以BJ212的发动机最大扭矩172N·m＝17kgfm为标准，选用油泵CB－B2·5；每分钟流量2.5升，工作压力25公斤cm2，转速1450转／分，蓄能器有效容积100ml(根据机械设计手册第77页－化工出版社)以上设计也适合于一般微型车，如长安、铃木系列车型。
本实用新型的优点是起动平稳、能自动或主动无级变速，无中介能耗、无易损件、无特殊工艺要求，操作简便、安全可靠，维修费用少、造价低(一般在三千元左右)。与申请号为91214544.7气垫自动无级变速机构相比，本实用新型的轴向尺寸较小，虽然齿圈造价略高，但相比之下要少一根付轴和六对圆柱齿轮。本实用新型是申请号为91214544.7的另一种定型设计；其轴向尺寸更适合于各种微型车和高级轿车的安装和使用。
权利要求1.一种自动无级变速机构，由四组星轮系通过输入轴、中间轴、输出轴和付轴顺次连接，其特征是四组星轮系为内啮式星轮系(以下简称第一星轮系、第二星轮系、第三星轮系、第四星轮系)，四组星轮系中的被制动构件分别由气垫机构控制和制动，气垫机构由四个油泵(以下简称第一油泵、第二油泵、第三油泵、第四油泵)，两个蓄能器(以下简称第一蓄能器、第二蓄能器)和两个节流阀组成。
2.根据权利要求1所述的自动无级变速机构，其特征是第一星轮系(按输入轴至输出轴顺序)中的中心轮(以下简称第一中心轮)通过花键与输入轴连接，齿圈(以下简称第一齿圈)通过滚针轴承与输入轴滑配合，并通过其星轮组(以下简称第一星轮组)与齿圈和中心轮常啮合；第二星轮系的齿圈(以下简称第二齿圈)通过滚针轴承与输入轴滑配合，并通过花键与中间轴连接，1、2共用星架通过其星轮组(以下简称第二星轮组)与中心轮(以下简称第二中心轮)和第二齿圈常啮合，第二中心轮与输入轴连体锻造第三星轮系的中心轮(以下简称第三中心轮)与第四星轮系的齿圈(以下简称第四齿圈)固定连接(连接方式为花键或连体锻造)，第三中心轮和第四齿齿通过滚针轴承分别与中间轴和输出轴滑配合第三星轮系的齿圈(以下简称第三齿圈)与中间轴通过滚针轴承滑配合，第四星轮系的中心轮(以下简称第四中心轮)通过滚针轴承与输出轴滑配合，第三星轮系的星轮架(以下简称第三星架)和第四星轮系的星轮架(以下简称第四星架)通过花键分别与中间轴和输出轴连接，并分别通过其星轮组(以下简称第三星轮组和第四星轮组)与第三中心轮、第三齿圈和第四中心轮、第四齿圈常啮合。
3.根据权利要求1所述的自动无级变速机构，其特征是第三齿圈左侧的连体圆柱齿轮与第四中心轮右侧的连体圆柱齿轮通过固定在付轴上的两圆柱齿轮常啮合；第一齿圈左侧的连体圆柱齿轮与第一油泵主动轴圆柱齿轮常啮合；1、2共用星架的外周圆为一圆柱齿轮，并与第二油泵主动轴圆柱齿轮常啮合；第四齿圈左侧的连体圆柱齿轮与第四油泵主动轴圆柱齿轮常啮合。
4.根据权利要求1所述的自动无级变速机构，其特征是第一油泵和第二油泵的压轴出口通过第一阀与第一蓄能器油室相通；第三油泵和第四油泵的压油出口通过第二阀与第二蓄能器油室相通。
5.根据权利要求1所述的自动无级变速机构，其特征是输入轴、中间轴、输出轴同在一直线上并与付轴平行。
6.根据权利要求1所述的自动无级变速机构，其特征是第三星架顺次通过第三星轮组－－第三中心轮－－第四齿圈－－第四星轮组－－第四星架－－输出轴以超速档的速比输出；第三星架顺次通过第三星轮组－－第三齿圈－－第三齿圈左侧连体圆柱齿轮－－付轴左侧圆柱齿轮－－付轴－－付轴右侧圆柱齿轮－－第四中心轮右侧连体齿轮－－第四中心轮－－第四星轮组－－第四星架－－输出轴以最低速比输出。
专利摘要一种具有高度缓冲性能、和宽幅度无级变速的变速机构，特别适用于水陆运输机械，各种微型车和高级轿车；它主要用四组内啮式星轮机构直接串接，并通过气垫机构制约星轮系中的不同的差动传递而达到缓冲、变速、前进、倒向的目的；它起动平稳、能无级变速、无中介能耗、无易损件、无特殊工艺要求、结构紧凑、操作简便、维修费用少，造价低。
文档编号F16H47/00GK2111402SQ9123020
公开日1992年7月29日 申请日期1991年11月15日 优先权日1991年11月15日
发明者黄旺鑫 申请人:黄旺鑫