專(zhuān)利名稱(chēng):汽車(chē)剛性齒輪無(wú)級(jí)變速箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本技術(shù)方案涉及動(dòng)力傳遞過(guò)程中的變速裝置,尤其適用于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力后的變速部分。
背景技術(shù):
目前,汽車(chē)上所有的自動(dòng)變速箱按變速類(lèi)型可分為自動(dòng)檔位變速和自動(dòng)無(wú)級(jí)變速兩大類(lèi)。自動(dòng)檔位變速箱具有輸出扭矩大的特點(diǎn),但卻有結(jié)構(gòu)復(fù)雜,維護(hù)成本高,油耗大,行駛過(guò)程中具有檔位沖擊,舒適感欠佳等缺點(diǎn)。而現(xiàn)在的自動(dòng)無(wú)級(jí)變速箱主要以CVT無(wú)級(jí)變速箱為主,它通過(guò)一根鋼帶(或鏈條)和兩個(gè)可以改變直徑大小的摩擦錐輪來(lái)改變動(dòng)力速度的輸出。它具有動(dòng)力輸出平滑,無(wú)換檔沖擊,油耗低的優(yōu)點(diǎn)。但是因?yàn)槠湓硎强夸搸?或鏈條)和錐輪之間的摩擦力來(lái)傳遞動(dòng)力的輸出,所以輸出扭矩基本小于300N/M。特別是在200N/M以上的大扭矩輸出區(qū)域,扭矩?fù)p耗巨大,所以在汽車(chē)啟動(dòng)及上坡時(shí)容易丟轉(zhuǎn)及溜坡。這也是目前CVT無(wú)級(jí)變速箱不太流行的主要原因。所以CVT無(wú)級(jí)變速箱一般多用于微型車(chē)及小型車(chē)上。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有自動(dòng)無(wú)級(jí)變速箱無(wú)法輸出大扭矩的缺點(diǎn),本技術(shù)方案提出一種全新結(jié)構(gòu)的剛性齒輪無(wú)級(jí)變速箱。它不但具有普通常規(guī)齒輪變速箱傳輸扭矩大、能耗損失小的特點(diǎn),又具有扭矩輸出平滑、無(wú)沖擊、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。最大輸出變速比為5倍,最大傳輸扭矩為980NM(或100kgm),扭矩還可以增加,能耗損失幾乎不變,但體積略有增加。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是在類(lèi)似兩個(gè)球形相連的變速箱外殼中,輸入動(dòng)力分別通過(guò)減速齒輪組部分、第一級(jí)球形籠變速部分、第二級(jí)球形籠變速部分、(正轉(zhuǎn)、空轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn))輸出齒輪組部分順序傳遞,最后輸出所需要的設(shè)定轉(zhuǎn)速。其中,動(dòng)力傳遞過(guò)程實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是靠第一級(jí)和第二級(jí)球形籠變速部分中八個(gè)有超越離合器的行星錐齒輪組在一對(duì)靜止和旋轉(zhuǎn)的環(huán)形錐齒輪圈上作不等速的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),通過(guò)伸進(jìn)球形籠的主軸推動(dòng)球形籠旋轉(zhuǎn),通過(guò)改變以之相連接的一對(duì)靜止和旋轉(zhuǎn)的環(huán)形錐齒輪圈與球形籠主軸之間的夾角(也是改變球形籠的旋轉(zhuǎn)半徑)來(lái)達(dá)到改變球形籠輸出轉(zhuǎn)速的目的。
本實(shí)用新型的有益效果是在保留了普通常規(guī)齒輪變速箱能夠傳遞大扭矩的同時(shí),又具有扭矩輸出平滑、無(wú)沖擊的優(yōu)點(diǎn),而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
以下結(jié)合附圖
和實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明圖一是本實(shí)用新型的主視剖面視圖。
圖二是本實(shí)用新型的俯視剖面視圖。
圖三是圖二的A-A剖視圖。
圖四是部件為號(hào)為7和12的球形籠部件。
圖五是部件號(hào)為6和11的有超越離合器的行星齒輪組部件。
圖六是本實(shí)用新型慢速時(shí)的變速傳動(dòng)原理圖。
圖七是本實(shí)用新型中速時(shí)的變速傳動(dòng)原理圖。
圖八是本實(shí)用新型高速時(shí)的變速傳動(dòng)原理圖。
圖中(1)帶減速齒輪的動(dòng)力輸入軸。(2)減速齒輪組。(3)第一級(jí)輸入軸。(4)第一級(jí)萬(wàn)向十字鋼圈。(5)第一級(jí)旋轉(zhuǎn)環(huán)形錐齒輪圈。(6)第一級(jí)有超越離合器的行星錐齒輪組。(7)第一級(jí)球形籠。(8)第一級(jí)輸出軸(同時(shí)又是第二級(jí)輸入軸)(9)第二級(jí)萬(wàn)向十字鋼圈。(10)第二級(jí)旋轉(zhuǎn)環(huán)形錐齒輪圈。(11)第二級(jí)有超越離合器的行星錐齒輪組。(12)第二級(jí)球形籠。(13)第二級(jí)輸出軸。(14)正轉(zhuǎn)、空轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)換檔齒輪組。(15)動(dòng)力輸出花鍵軸。(16)第一級(jí)蝸桿。(17)第一級(jí)蝸輪。(18)第一級(jí)半幅環(huán)形調(diào)速錐齒輪圈。(19)第一級(jí)靜止環(huán)形錐齒輪圈。(20)第二級(jí)蝸桿。(21)第二級(jí)蝸輪。(22)第二級(jí)半幅環(huán)形調(diào)速錐齒輪圈。(23)第二級(jí)靜止環(huán)形錐齒輪圈。(24)換檔齒輪撥動(dòng)桿。(25)第一級(jí)半圓形固定懸臂。(26)第二級(jí)半圓形固定懸臂。(27)球形外殼。
具體實(shí)施方式
一、動(dòng)力傳遞過(guò)程
在圖一中,動(dòng)力輸入軸(1)→減速齒輪組(2)→第一級(jí)輸入軸(3)→第一級(jí)萬(wàn)向十字鋼圈(4)→第一級(jí)旋轉(zhuǎn)環(huán)形錐齒輪圈(5)→第一級(jí)有超越離合器的行星錐齒輪組(6)→第一級(jí)球形籠(7)→第一級(jí)輸出軸(同時(shí)又是第二級(jí)輸入軸)(8)→第二級(jí)萬(wàn)向十字鋼圈(9)→第二級(jí)旋轉(zhuǎn)環(huán)形錐齒輪圈(10)→第二級(jí)有超越離合器的行星錐齒輪組(11)→第二級(jí)球形籠(12)→第二級(jí)輸出軸(13)→正轉(zhuǎn)、空轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)換檔齒輪組(14)→動(dòng)力輸出花鍵軸(15)輸出動(dòng)力。
二、核心動(dòng)力傳遞過(guò)程在圖六、圖七、圖八中,在動(dòng)力傳遞過(guò)程中,有超越離合器的行星錐齒輪組(6或11)以最靠近輸入輸出軸中心對(duì)稱(chēng)分布的2組將通過(guò)伸進(jìn)球形籠(7或12)的主軸推動(dòng)球形籠(7或12)轉(zhuǎn)過(guò)45度角后,這2組齒輪主軸公轉(zhuǎn)的角速度就降下來(lái),被后面緊跟的2組帶超越離合器的行星錐齒輪組(6或11)替代撥動(dòng)球形籠(7或12),前2組有超越離合器的行星錐齒輪組(6或11)反被球形籠(7或12)推動(dòng)在一對(duì)靜止和旋轉(zhuǎn)的環(huán)形錐齒輪圈(19和5)或(23和10)上作不等速的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這時(shí),有超越離合器的行星錐齒輪組(6或11)并不傳遞動(dòng)力,只是空轉(zhuǎn)而已。一直到進(jìn)入下一周的動(dòng)力傳輸角度才在旋轉(zhuǎn)的環(huán)形錐齒輪圈(5或10)的帶動(dòng)下起作用,替代前2組有超越離合器的行星錐齒輪組(6或11)來(lái)推動(dòng)球形籠(7或12)轉(zhuǎn)45度角,以此周而復(fù)始作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
三、調(diào)速過(guò)程在圖六、圖七、圖八中,調(diào)速動(dòng)力通過(guò)蝸桿(16或20)蝸輪(17或21)帶動(dòng)調(diào)速錐齒輪,再帶動(dòng)垂直固定連接在靜止環(huán)形錐齒輪圈(19或23)上的半幅環(huán)形調(diào)速錐齒輪圈(18或22),從而改變以之相連接的一對(duì)靜止和旋轉(zhuǎn)的環(huán)形錐齒輪圈(19和5)或(23和10)與球形籠主軸(8或13)之間的夾角(也是改變球形籠的旋轉(zhuǎn)半徑)來(lái)達(dá)到改變球形籠(7或12)輸出轉(zhuǎn)速的目的。
四、正轉(zhuǎn)、空轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)方式在圖一中,正轉(zhuǎn)、空轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)撥動(dòng)桿(24)撥動(dòng)一組在動(dòng)力輸出花鍵軸(15)上滑動(dòng)的齒輪組(14)分別和2組正反轉(zhuǎn)輸出齒輪組嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)花鍵輸出軸(15)的正轉(zhuǎn)、空轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)輸出。
權(quán)利要求1.汽車(chē)剛性齒輪無(wú)級(jí)變速箱,在類(lèi)似兩個(gè)球形相連的變速箱外殼中,其結(jié)構(gòu)由動(dòng)力輸入軸(1)→減速齒輪組(2)→第一級(jí)輸入軸(3)→第一級(jí)萬(wàn)向十字鋼圈(4)→第一級(jí)旋轉(zhuǎn)環(huán)形錐齒輪圈(5)→第一級(jí)有超越離合器的行星錐齒輪組(6)→第一級(jí)球形籠(7)→第一級(jí)輸出軸(同時(shí)又是第二級(jí)輸入軸)(8)→第二級(jí)萬(wàn)向十字鋼圈(9)→第二級(jí)旋轉(zhuǎn)環(huán)形錐齒輪圈(10)→第二級(jí)有超越離合器的行星錐齒輪組(11)→第二級(jí)球形籠(12)→第二級(jí)輸出軸(13)→正轉(zhuǎn)、空轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)換檔齒輪組(14)→動(dòng)力輸出花鍵軸(15)順序傳動(dòng)連接,其特征是;動(dòng)力輸入軸與減速齒輪組相嚙合,減速齒輪組與第一級(jí)輸入軸相嚙合,第一級(jí)輸入軸從第一級(jí)球形籠一端伸入第一級(jí)球形籠與第一級(jí)萬(wàn)向十字鋼圈內(nèi)圈相連接,第一級(jí)萬(wàn)向十字鋼圈外圈與第一級(jí)旋轉(zhuǎn)環(huán)形錐齒輪圈,第一級(jí)旋轉(zhuǎn)環(huán)形錐齒輪圈與第一級(jí)有超越離合器的行星錐齒輪組相嚙合,第一級(jí)有超越離合器的行星錐齒輪組上端軸頭與第一級(jí)球形籠滑動(dòng)連接,第一級(jí)球形籠另一端與第一級(jí)輸出軸(同時(shí)又是第二級(jí)輸入軸)固定,第二級(jí)輸入軸從第二級(jí)球形籠一端伸入第二級(jí)球形籠與第二級(jí)萬(wàn)向十字鋼圈內(nèi)圈相連接,第二級(jí)萬(wàn)向十字鋼圈外圈與第二級(jí)旋轉(zhuǎn)環(huán)形錐齒輪圈相嚙合,第二級(jí)旋轉(zhuǎn)環(huán)形錐齒輪圈與第二級(jí)有超越離合器的行星錐齒輪組相嚙合,第二級(jí)有超越離合器的行星錐齒輪組上端軸頭與第二級(jí)球形籠滑動(dòng)連接,第二級(jí)球形籠另一端與第二級(jí)輸出軸固定,第二級(jí)輸出軸與正轉(zhuǎn)、空轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)換檔齒輪組相嚙合,正轉(zhuǎn)、空轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)換檔齒輪組與動(dòng)力輸出花鍵軸相嚙合,調(diào)速裝置結(jié)構(gòu)是由第一級(jí)和第二級(jí)蝸桿(16,20)與蝸輪(17,21)相嚙合,固定在蝸輪上的調(diào)速錐齒輪與半幅環(huán)形錐齒輪圈(18,22)相嚙合,半幅環(huán)形錐齒輪圈與靜止環(huán)形錐齒輪圈(19,23)相垂直固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)剛性齒輪無(wú)級(jí)變速箱,其特征是有超越離合器的行星錐齒輪組是由外,中,內(nèi)三層錐齒輪組成,中層錐齒輪與齒輪軸為一體并和兩個(gè)超越離合器相連接,中層錐齒輪與靜止環(huán)形錐齒輪圈(19,23)相嚙合,內(nèi)外兩層錐齒輪是由超越離合器與齒輪軸相連接,內(nèi)外兩層錐齒輪與旋轉(zhuǎn)環(huán)形錐齒輪圈(5,10)相嚙合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)剛性齒輪無(wú)級(jí)變速箱,其特征是萬(wàn)向十字鋼圈的內(nèi)圈上有兩根小軸與輸入軸相連接,外圈上有兩根小軸與環(huán)形錐齒輪圈相連接,內(nèi)圈與外圈上的小軸呈十字交叉排列。
專(zhuān)利摘要汽車(chē)剛性齒輪無(wú)級(jí)變速箱。它主要通過(guò)輸入軸帶動(dòng)萬(wàn)向十字鋼圈,再通過(guò)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)環(huán)形錐齒輪圈,再通過(guò)帶動(dòng)有超越離合器的行星錐齒輪在靜止和旋轉(zhuǎn)的環(huán)形錐齒輪圈中間作不等速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。有超越離合器的行星錐齒輪主軸伸進(jìn)球形籠,帶動(dòng)球形籠旋轉(zhuǎn),再通過(guò)帶動(dòng)和球形籠固定連接的輸出軸實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的輸出。它在旋轉(zhuǎn)環(huán)形錐齒輪圈輸出線(xiàn)速度不變的情況下,通過(guò)調(diào)節(jié)蝸桿蝸輪的轉(zhuǎn)動(dòng),來(lái)帶動(dòng)與蝸輪相連的錐齒輪,來(lái)帶動(dòng)固定垂直連接在靜止的環(huán)形錐齒輪圈上的半幅環(huán)形調(diào)速錐齒輪圈,來(lái)調(diào)整一對(duì)靜止和旋轉(zhuǎn)環(huán)形的錐齒輪圈與球形籠主軸之間的傾斜夾角,來(lái)改變球形籠的旋轉(zhuǎn)半徑。從而達(dá)到改變球形籠轉(zhuǎn)速的目的。
文檔編號(hào)F16H57/02GK2833236SQ200420050099
公開(kāi)日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2004年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月18日
發(fā)明者徐宇 申請(qǐng)人:徐宇