專利名稱：一種行星齒輪無級(jí)變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于可變速比傳送旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)換向的齒輪傳動(dòng)裝置，采用兩個(gè)行星輪系的組合結(jié)構(gòu)，行星架共用，兩個(gè)行星齒輪共同固定在同一根軸上，行星齒輪分 別與兩個(gè)中心輪相嚙合，沒有內(nèi)齒圈的太陽輪，兩個(gè)中心輪分別作為輸入與輸出，行星架通 過齒輪與變速裝置連接，做為調(diào)速輪，屬于一種行星齒輪無級(jí)變速器。
背景技術(shù)：
無級(jí)變速器可以自由改變傳動(dòng)比，從而實(shí)現(xiàn)全程無級(jí)變速。汽車行駛的速度是不 斷變化的，這就要求汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)的變速比要盡量多，需要使用可以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比連續(xù)改 變的無級(jí)變速器，從而得到傳動(dòng)系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)工況的最佳匹配，使車速變化更為平穩(wěn)，提高 了整車的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性。對(duì)于中小功率的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，由于風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速小，且隨風(fēng)的大小而改變，這樣就 要求有大的并適合變速的發(fā)電機(jī)組與之匹配，增加了發(fā)電機(jī)組的設(shè)備成本。使用無級(jí)變速 器能將風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速提高并變成平穩(wěn)的轉(zhuǎn)速后送入發(fā)電機(jī)，減少了發(fā)電機(jī)的機(jī)座號(hào)，降低成 本。國內(nèi)外目前已有多種新結(jié)構(gòu)的行星齒輪無級(jí)變速器。行星齒輪無級(jí)變速器能夠較 好地滿足汽車的使用要求，且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，零件少的優(yōu)點(diǎn)；它的工作速比范圍寬， 容易與發(fā)動(dòng)機(jī)形成理想的匹配，改善燃燒過程，降低油耗和排放，具有較高的傳送效率，經(jīng) 濟(jì)性好。問題在于在單級(jí)行星齒輪傳動(dòng)中，輸出為行星齒輪的轉(zhuǎn)速，需要使用專門的偏心輸 出機(jī)構(gòu)。對(duì)于外嚙合的行星齒輪無級(jí)變速器，調(diào)速裝置的工作范圍太寬，調(diào)速不靈敏。為了 擺脫這種困境，設(shè)計(jì)一種克服現(xiàn)有單行星輪系需要使用偏心輸出機(jī)構(gòu)的內(nèi)嚙合雙行星齒輪 無級(jí)變速器，無論對(duì)低速重載的大型機(jī)械設(shè)備或風(fēng)力發(fā)電機(jī)，還是對(duì)于既需減速又要過零 換向的用于汽車的變速裝置，都具有極重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的提出，旨在提供一種帶有獨(dú)立調(diào)速裝置的外嚙合雙行星輪系的行星齒輪 無級(jí)變速器，克服了單行星輪系需要使用偏心輸出機(jī)構(gòu)且調(diào)速不靈敏的問題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的—種行星齒輪無級(jí)變速器，包括箱體和輸入法蘭、輸出法蘭，輸入法蘭和輸出法蘭 分別用螺栓固定在箱體上，箱體中裝有雙行星輪系和定軸輪系，其特征在于所述的定軸輪 系由調(diào)速齒輪I、調(diào)速齒輪II、調(diào)速齒輪軸和無級(jí)調(diào)速裝置組成，其中的調(diào)速齒輪I、調(diào)速 齒輪II分別用鍵與調(diào)速齒輪軸連接，無級(jí)調(diào)速裝置固定在箱體上與調(diào)速齒輪軸連接；所述 的雙行星輪系則包括輸入軸、中心輪I、行星輪I和系桿I、行星輪軸、輸出軸、中心輪II、 行星輪II和系桿II，其中的輸入軸兩端套裝輸入軸軸承I和輸入軸軸承II，分別支撐在箱 體和輸入法蘭中；輸出軸兩端套裝輸出軸軸承I和輸出軸軸承II，分別支承在箱體和輸出 法蘭中；系桿I由系桿軸承I支承在輸入法蘭上，系桿I帶外圓柱齒與定軸輪系的調(diào)速齒輪I外嚙合；系桿II由系桿軸承II支承在輸出法蘭上，系桿II帶有外圓柱齒與定軸輪系的調(diào)速齒輪II外嚙合；行星輪軸兩端套裝行星輪軸軸承I和行星輪軸軸承II，分別支撐在系 桿I和系桿II中；行星輪I和行星輪II分別用鍵與行星輪軸連接，且分別與用鍵連接于輸 入軸上的中心輪I和用鍵連接于輸出軸上的中心輪II外嚙合。所述的輸入軸及輸出軸的軸端分別套裝輸入壓蓋和輸出壓蓋；調(diào)速齒輪軸軸端套 裝調(diào)速軸端蓋。所述的調(diào)速齒輪I與調(diào)速齒輪II尺寸參數(shù)相同。所述的系系桿I與桿II外齒的尺寸參數(shù)相同。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，主要表現(xiàn)在；1、采用獨(dú)立動(dòng)力源的調(diào)速裝置來調(diào)節(jié)太陽輪I的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)中心輪輸出軸無 級(jí)調(diào)速的目的。2、通過改變雙太陽輪與雙行星輪的齒數(shù)，可以調(diào)節(jié)調(diào)速特性關(guān)系曲線的斜率與沿 Y軸的位置，能得到希望的輸出轉(zhuǎn)速范圍，如圖2所示。且調(diào)速裝置的工作范圍窄，調(diào)速靈 敏。3、該齒輪式無極變速器具有原理簡(jiǎn)潔、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零件少、傳動(dòng)力大、效率高、操作 簡(jiǎn)單、變速范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的調(diào)速特性關(guān)系圖；圖1是本發(fā)明的說明書摘要附圖。圖中1、輸入軸，2、輸入壓蓋，3、輸入軸軸承I，4、輸入法蘭，5、系桿軸承I，6、系 桿1，7、中心輪I，8、行星輪軸軸承I，9、行星輪I，10、調(diào)速軸軸承I，11、調(diào)速齒輪軸，12、 調(diào)速齒輪I，13、箱體，14、調(diào)速齒輪II，15、調(diào)速軸軸承II，16、無級(jí)調(diào)速裝置，17、調(diào)速端蓋， 18、行星輪II，19、行星輪軸軸承II，20、行星輪軸，21、系桿II，22、輸出法蘭，23、系桿軸承 II，24、輸出壓蓋，25、輸出軸軸承I，26、輸出軸，27、中心輪II，28、輸出軸軸承II，29輸入軸 軸承II。
具體實(shí)施例方式如圖1所示的一種行星齒輪無級(jí)變速器，其中的行星輪系屬于Wff型的外嚙合雙行 星輪系，輸入轉(zhuǎn)速為中心輪I 7的轉(zhuǎn)速，輸入軸1轉(zhuǎn)數(shù)ηλ= 1500r/min，無級(jí)調(diào)速裝置16采 用變頻電機(jī)，轉(zhuǎn)速為0 3000r/min，通過定比傳動(dòng)，調(diào)速齒輪與系桿的齒數(shù)比為60 47， 可以將系桿的轉(zhuǎn)速減到0 2350r/min;輸出轉(zhuǎn)速為中心輪II 27轉(zhuǎn)速。行星輪與中心輪的 齒形采用漸開線齒形，采用iab<l，因?yàn)檫@樣變頻電機(jī)不需要換向。選用行星輪I 9與中 心輪I 7的齒數(shù)比為1 2，中心輪II 27與行星輪II 18的齒數(shù)比為2 3，兩組行星輪系 的總傳動(dòng)比iab = (1/2) X (2/3) = 1/3。輸出轉(zhuǎn)速與輸入轉(zhuǎn)速、調(diào)速系桿轉(zhuǎn)速的關(guān)系式為 η出=3η入調(diào)。η入=1500r/min,當(dāng)η出=0時(shí)，η調(diào)=1. 5η入，當(dāng)η調(diào)=0時(shí)，η出=3η入，當(dāng) η出=η人時(shí)，η調(diào)=η人，當(dāng)η出=-η人/10時(shí)，η調(diào)=1. 55η入。實(shí)現(xiàn)輸出轉(zhuǎn)速在-150 4500r/ min無級(jí)變速。當(dāng)輸出轉(zhuǎn)速在-150 1500r/min正常工作范圍時(shí)，變頻電機(jī)轉(zhuǎn)速為1500 3000r/min,是最佳使用轉(zhuǎn)速。 無級(jí)調(diào)速裝置16采用小功率變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)。該外嚙合雙行星齒輪無級(jí)變速器的 主要原理是用大功率的恒速電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸入軸1，用小功率的變頻電機(jī)調(diào)節(jié)系桿轉(zhuǎn)速做調(diào) 速軸，實(shí)現(xiàn)輸出軸26轉(zhuǎn)速無級(jí)調(diào)節(jié)的功能。輸出軸26的轉(zhuǎn)速也可以為零，也可以反轉(zhuǎn)。通 過改變雙中心輪與雙行星輪的齒數(shù)比，可以調(diào)節(jié)調(diào)速特性關(guān)系曲線的斜率與沿Y軸的位 置，能得到希望的輸出轉(zhuǎn)速范圍。
權(quán)利要求
一種行星齒輪無級(jí)變速器，包括箱體(13)和輸入法蘭(4)、輸出法蘭(22)，輸入法蘭(4)和輸出法蘭(22)分別用螺栓固定在箱體(13)上，箱體(13)中裝有雙行星輪系和定軸輪系，其特征在于所述的定軸輪系由調(diào)速齒輪Ⅰ(12)、調(diào)速齒輪Ⅱ(14)、調(diào)速齒輪軸(11)和無級(jí)調(diào)速裝置(16)組成，其中的調(diào)速齒輪Ⅰ(12)、調(diào)速齒輪Ⅱ(14)分別用鍵與調(diào)速齒輪軸(11)連接，無級(jí)調(diào)速裝置(16)固定在箱體(13)上與調(diào)速齒輪軸(11)連接；所述的雙行星輪系則包括輸入軸(1)、中心輪Ⅰ(7)、行星輪Ⅰ(9)和系桿Ⅰ(6)、行星輪軸(20)、輸出軸(26)、中心輪Ⅱ(27)、行星輪Ⅱ(18)和系桿Ⅱ(21)，其中的輸入軸(1)兩端套裝輸入軸軸承Ⅰ(3)和輸入軸軸承Ⅱ(29)，分別支承在箱體(13)和輸入法蘭(4)中；輸出軸(26)兩端套裝輸出軸軸承Ⅰ(25)和輸出軸軸承Ⅱ(28)，分別支承在箱體(13)和輸出法蘭(22)中；系桿Ⅰ(6)由系桿軸承Ⅰ(5)支承在輸入法蘭(4)上，系桿Ⅰ(6)帶外圓柱齒與定軸輪系的調(diào)速齒輪Ⅰ(12)外嚙合；系桿Ⅱ(21)由系桿軸承Ⅱ(23)支承在輸出法蘭(22)上，系桿Ⅱ(21)帶有外圓柱齒與定軸輪系的調(diào)速齒輪Ⅱ(14)外嚙合；行星輪軸(20)兩端套裝行星輪軸軸承Ⅰ(8)和行星輪軸軸承Ⅱ(19)，分別支撐在系桿Ⅰ(6)和系桿Ⅱ(21)中；行星輪Ⅰ(9)和行星輪Ⅱ(18)分別用鍵與行星輪軸(20)連接，且分別與用鍵連接于輸入軸(1)上的中心輪Ⅰ(7)和用鍵連接于輸出軸(26)上的中心輪Ⅱ(27)外嚙合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種行星齒輪無級(jí)變速器，其特征在于所述的輸入軸(1)輸 出軸(26)的軸端分別套裝輸入壓蓋(2)和輸出壓蓋(24)；調(diào)速齒輪軸(11)軸端套裝調(diào)速 軸端蓋(17)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種行星齒輪無級(jí)變速器，其特征在于所述的調(diào)速齒輪 I (12)與調(diào)速齒輪II (14)尺寸參數(shù)相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種行星齒輪無級(jí)變速器，其特征在于所述的系系桿I(6) 與桿II (21)外齒的尺寸參數(shù)相同。
全文摘要
一種行星齒輪無級(jí)變速器，包括箱體，其中裝有雙行星輪系和定軸輪系，其特征在于所述的定軸輪系由調(diào)速齒輪Ⅰ、調(diào)速齒輪Ⅱ、調(diào)速齒輪軸和無級(jí)調(diào)速裝置組成；所述的雙行星輪系則包括輸入軸、中心輪Ⅰ、行星輪Ⅰ和系桿Ⅰ、行星輪軸、輸出軸、中心輪Ⅱ、行星輪Ⅱ和系桿Ⅱ，其中的系桿Ⅰ支承在輸入法蘭上，且?guī)鈭A柱齒并與定軸輪系的調(diào)速齒輪Ⅰ外嚙合；系桿Ⅱ支承在輸出法蘭上，且?guī)в型鈭A柱齒并與定軸輪系的調(diào)速齒輪Ⅱ外嚙合；行星輪軸分別支承在系桿Ⅰ和系桿Ⅱ中；行星輪Ⅰ和行星輪Ⅱ分別與中心輪Ⅰ和中心輪Ⅱ外嚙合；調(diào)速齒輪Ⅰ、Ⅱ尺寸參數(shù)相同；系桿Ⅰ、Ⅱ外齒的尺寸參數(shù)相同。本發(fā)明克服了現(xiàn)有單行星輪系使用偏心輸出機(jī)構(gòu)和調(diào)速不靈敏的問題。
文檔編號(hào)F16H3/76GK101825162SQ20101018637
公開日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月26日
發(fā)明者吳岳, 田一, 邵萬珍 申請(qǐng)人:大連交通大學(xué)