專利名稱：一種復合行星傳動的無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于變速器領(lǐng)域，更具體地說，它是ー種用于各種地面車輛、船舶、鉄道機車、工程機械、各種航天、航空器、冶金、礦山、石油、化工、輕エ、食品、紡織、起重運輸機械、機床、機械人以及軍エ的無級變速器。
背景技術(shù)：
目前，常用的無級變速器都是根據(jù)摩擦、流體靜力學等原理來設(shè)計的，它所能傳遞的功率不大，并且效率不高；另外，這些無級變速器結(jié)構(gòu)復雜，操控麻煩，并需通過昂貴的材料和精密的制造才能實現(xiàn)，因此成本高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種延長發(fā)動機和傳動系的使用壽命，結(jié)構(gòu)簡單，操控方便，低成本，節(jié)能高效的無級變速器。為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案以下
一種復合行星傳動的無級變速器，它包括輸入軸(I)、可控カ矩器(4)、空倒檔機構(gòu)、單向離合器(6)、輸出軸(7),所述單向離合器(6)的輸出端(62)與輸入軸(I)聯(lián)接，可控カ矩器(4)的輸出端(42)與空倒檔機構(gòu)(5)的輸入端(51)聯(lián)接,空倒檔機構(gòu)(5)的輸出端(52)與輸出軸(7)聯(lián)接，所述的輸入軸(I)與輸出軸(7)之間設(shè)有若干個依次聯(lián)接的由行星排組成的增矩單元(2)，所述的增矩單元(2)包括輸入元件(21)、輸出元件(22)、公共輸出元件(23)、行星齒輪(24)，首個增矩單元(2)的輸入元件(21)與輸入軸(I)聯(lián)接，其公共輸出兀件(23)的一端與單向離合器(6)的輸入端(61)聯(lián)接，公共輸出兀件(23)的另ー端則與其余各個增矩単元(2)的公共輸出元件(23)依次聯(lián)接后與可控カ矩器(4)的輸出端
(42)聯(lián)接，最后ー個增矩単元(2)的輸出元件(22)與可控カ矩器(4)的輸入端(41)聯(lián)接，其余增矩單元(2)的輸出元件(22)與各自下一個增矩単元(2)的輸入元件(21)聯(lián)接。所述增矩単元(2)為具有同向性能的行星齒輪傳動機構(gòu)、少齒差傳動機構(gòu)、擺線針輪行星傳動機構(gòu)或諧波齒輪傳動機構(gòu)，其輸入元件(21)和輸出元件(22)可以是同向行星齒輪傳動機構(gòu)的小太陽輪或行星架，其公共輸出元件(23)只能是大太陽輪或齒圈；當選用上述少齒差傳動機構(gòu)、擺線針輪行星傳動機構(gòu)或諧波齒輪傳動機構(gòu)時，則選用它們與同向行星齒輪傳動機構(gòu)相對應(yīng)的元件組成增矩單元(2),其中，所述增矩單元(2)指的是三個元件轉(zhuǎn)速方向相同，當公共輸出元件(23)的轉(zhuǎn)速為零時，輸出元件(22)的轉(zhuǎn)速方向不變，即其為具有同向性能的行星齒輪傳動機構(gòu)，即同向行星排，并且起到降速、增矩的作用。本發(fā)明的可控カ矩器(4)可選擇電控或液控摩擦式離合器?？煽廿仄?4)在有轉(zhuǎn)速差的情況下，能把輸入力矩自動或被動地輸出，其中，如果選擇的可控カ矩器(4)是偶合器或者是液カ變矩器，它可以自動實現(xiàn)輸入力矩的輸出；如果選擇的可控カ矩器(4)是各種可控カ矩的離合器或液壓泵和液壓馬達，它則需要在人エ或電腦的控制下通過改變電流或液壓的大小，才能實現(xiàn)輸入力矩的輸出。
應(yīng)用于車輛時，本發(fā)明能夠根據(jù)車輛行駛時的速度變化以及受到阻力大小，自動地、無級地改變傳動比。本發(fā)明具有以下的優(yōu)點
(1)本發(fā)明除了空倒檔機構(gòu)以外，沒有其它換檔和操縱機構(gòu)，因此結(jié)構(gòu)簡單，有利于降低制造的成本，更易于維修，并且操控方便；
(2)本發(fā)明發(fā)動機的功率大部分由高效率以及能傳遞大功率的增矩單元(2)傳遞，變距 和變速是自動完成，能實現(xiàn)高效率、大功率的無級變速傳動，并且除了起步以外，都熊使發(fā)動機在最佳范圍內(nèi)工作，與其它無級變速器相比，在發(fā)動機等效的前提下，它降低了發(fā)動機的制造成本
(3)本發(fā)明通過無級變速，使發(fā)動機處于經(jīng)濟轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)運轉(zhuǎn)，也就是在非常小污染排放的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，避免了發(fā)動機在怠速和高速運行時，排放大量廢氣，從而減少了廢氣的排放，有利于保護環(huán)境；
(4)本發(fā)明能利用內(nèi)部轉(zhuǎn)速差起緩沖和過載保護的作用，有利于延長發(fā)動機和傳動系的使用壽命，另外，當行駛阻カ増大，則能使車輛自動降速，反之則升速，有利于提高車輛的行駛性能；
(5)本發(fā)明通過無級變速，使輸入功率不間斷，可保證車輛有良好的加速性能和較高的平均車速，使發(fā)動機的磨損減少，延長了大修間隔里程，提高了出車率，有利于提高生產(chǎn)率。另外，本發(fā)明是ー種還可用于各種地面車輛、船舶、鉄道機車、工程機械、各種航天、航空器、冶金、礦山、石油、化工、輕エ、食品、紡織、起重運輸機械、機床、機械人以及軍エ的無級變速器。
圖I為本發(fā)明實施例一的原理圖。圖2為本發(fā)明實施例ー的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進ー步的詳細說明
實施例一
如圖I、圖2中所示，一種復合行星傳動的無級變速器，它包括輸入軸I、可控カ矩器4、空倒檔機構(gòu)5、單向離合器6、輸出軸7,所述單向離合器6的輸出端62與輸入軸I聯(lián)接，可控カ矩器4的輸出端42與空倒檔機構(gòu)5的輸入端51聯(lián)接，空倒檔機構(gòu)5的輸出端52與輸出軸7聯(lián)接，所述的輸入軸I與輸出軸7之間設(shè)有三個依次聯(lián)接的由具有同向性能的行星排組成的增矩單元2，所述的增矩單元2包括輸入元件21、輸出元件22、公共輸出元件23、行星齒輪24，首個增矩単元2的輸入元件21與輸入軸I聯(lián)接，各個增矩単元2的公共輸出元件23為同一元件，即共用公共輸出元件123，其一端與單向離合器6的輸入端61聯(lián)接，另一端則與可控カ矩器4的輸出端42聯(lián)接，最后ー個增矩単元2的輸出元件22與可控カ矩器4的輸入端41聯(lián)接，其余增矩單元2的輸出元件22與各自下一個增矩単元2的輸入元件21聯(lián)接。所述的可控カ矩器(4)可以選用電磁粉離合器。
增矩單元2只起分流功率的作用，輸入功率由輸入元件21分流為兩路，其中，每ー路功率都是單向傳遞，一路流入它的公共輸出元件23，即共用公共輸出元件123，另一路經(jīng)過它的輸出元件22流入與此增矩単元2聯(lián)接的下一個增矩単元2的輸入元件21，其再重復上述分流過程。由于共用公共輸出元件123與各個增矩単元2的輸出元件22的轉(zhuǎn)速分配關(guān)系可以改變，兩路功率流將根據(jù)兩者之間轉(zhuǎn)速分配的變化而變化，當共用公共輸出元件123轉(zhuǎn)速為零時，其輸入功率為零，但カ矩不為零，此時，各個增矩單元2的輸出元件22的輸入功率則由一定值改變到最大值，所述的一定值指的是當各個增矩単元2的輸出元件22與各自的公共輸出元件23的轉(zhuǎn)速相同吋，兩者按行星排カ矩比分配輸入功率所得的值，所述的最大值指的是發(fā)動機或各自上一個增矩単元2輸入的總功率，也就是說，當兩路功率發(fā)生變化時，各個增矩単元2的輸出元件22將起變矩作用，使其傳遞到各自下一個增矩単元2的カ矩經(jīng)分矩后，再傳遞到各自的公共輸出元件23，即共用公共輸出元件123以及輸出軸7上的カ矩也隨之變化。 發(fā)動機的輸入功率經(jīng)第一個增矩単元2的輸入元件21分流為兩路，一路流入它的公共輸出元件23，即共用公共輸出元件123，另一路經(jīng)它的輸出元件22流入第二個增矩單元2的輸入元件21，此功率再分流為兩路，并重復上述分流過程，最后，傳遞到第三個增矩単元2的輸出元件22的功率傳遞到可控カ矩器4的輸入端41，此時，電腦將根據(jù)可控カ矩器4輸入力矩的大小，控制激磁電流，使其傳遞到可控カ矩器4的輸出端42與共用公共輸出元件123 —路的功率實現(xiàn)匯流，再經(jīng)空倒檔機構(gòu)5的輸入端51傳遞到空倒檔機構(gòu)5的輸出端52，也就是傳遞到本發(fā)明的輸出軸7，從而實現(xiàn)了把發(fā)動機的功率通過輸出軸7對外輸出。對于本發(fā)明，當輸入軸I的轉(zhuǎn)速不變，輸出軸7上的扭矩隨其轉(zhuǎn)速的變化而變化，轉(zhuǎn)速越低，輸出軸7的扭矩越大，反之，則越小，從而實現(xiàn)本發(fā)明能隨車輛行駛速度和阻力的不同而改變扭矩的復合行星傳動的無級變速器。本發(fā)明使用吋，設(shè)發(fā)動機的輸入功率、輸入轉(zhuǎn)速及其負荷不變，即輸入軸I的轉(zhuǎn)速與扭矩為常數(shù)，汽車起步前，輸出軸7的轉(zhuǎn)速為零，當汽車啟動，因輸出軸7靜止不動，發(fā)動機的功率全部流入首個增矩単元2的輸出元件22，使其變矩后的扭矩大于發(fā)動機的輸入扭矩，并傳遞到下一個增矩単元2，此單元又因為相同的原因，又把功率全部流入這ー單元的輸出元件22，使其扭矩増大，并把功率全部流入下一個增矩単元2的輸出元件22，并且重復上述情況，經(jīng)過若干個增矩単元2后，最后ー個單元的輸出元件22把扭矩傳遞給可控カ矩器4，再通過空倒檔機構(gòu)5傳遞給輸出軸7，此時，扭矩達到最大值，當輸出軸7的扭矩，經(jīng)傳動系傳動到驅(qū)動輪上產(chǎn)生的牽引力足以克服汽車起步阻カ時，汽車則起步并開始加速，與之相聯(lián)的共用公共輸出元件123上的所有公共輸出元件23也從零逐漸增加，此時，功率分為兩路，流入各個增矩単元2的輸出元件22的功率逐漸減少，從而，使各個增矩単元2的輸出元件22的增矩作用逐漸減少，輸出軸7的扭矩隨著轉(zhuǎn)速的增加而減少，當公共輸出元件23的轉(zhuǎn)速與輸入軸I的轉(zhuǎn)速相同時，各單元的輸出元件22與各自的輸入元件21的轉(zhuǎn)速相同，即轉(zhuǎn)速差為零，此時，各個增矩単元2的輸出元件22不再起增矩作用。
權(quán)利要求
1.一種復合行星傳動的無級變速器，它包括輸入軸(I)、可控力矩器(4)、空倒檔機構(gòu)(5)、單向離合器(6)、輸出軸(7),所述單向離合器(6)的輸出端(62)與輸入軸(I)聯(lián)接，可控力矩器(4)的輸出端(42)與空倒檔機構(gòu)(5)的輸入端(51)聯(lián)接,空倒檔機構(gòu)(5)的輸出端(52 )與輸出軸(7 )聯(lián)接，其特征在于所述的輸入軸(I)與輸出軸(7 )之間設(shè)有若干個依次聯(lián)接的由行星排組成的增矩單元(2)，所述的增矩單元(2)包括輸入元件(21)、輸出元件(22)、公共輸出元件(23)、行星齒輪(24)，首個增矩單元(2)的輸入元件(21)與輸入軸(O聯(lián)接，其公共輸出兀件(23)的一端與單向離合器(6)的輸入端(61)聯(lián)接，公共輸出兀件(23)的另一端則與其余各個增矩單元(2)的公共輸出元件(23)依次聯(lián)接后與可控力矩器(4)的輸出端(42)聯(lián)接，最后一個增矩單元(2)的輸出元件(22)與可控力矩器(4)的輸入端(41)聯(lián)接，其余增矩單元(2 )的輸出元件(22 )與各自下一個增矩單元(2 )的輸入元件(21)聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無級變速器，其特征在于所述的增矩單元(2)為具有同向性能的行星齒輪傳動機構(gòu)、少齒差傳動機構(gòu)、擺線針輪行星傳動機構(gòu)或諧波齒輪傳動機構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種復合行星傳動的無級變速器，旨在提供延長發(fā)動機和傳動系的使用壽命。其技術(shù)方案要點是，它包括輸入軸1、可控力矩器4、空倒檔機構(gòu)5、單向離合器6、輸出軸7，單向離合器6與輸入軸1聯(lián)接，可控力矩器4與空倒檔機構(gòu)5聯(lián)接，空倒檔機構(gòu)與輸出軸7聯(lián)接，輸入軸1與輸出軸7之間設(shè)有若干個依次聯(lián)接的增矩單元2，首個增矩單元2與輸入軸1聯(lián)接，其公共輸出元件23的一端與單向離合器6聯(lián)接，另一端則與其余各個增矩單元2的公共輸出元件23聯(lián)接后與可控力矩器4聯(lián)接，最后一個增矩單元2與可控力矩器4聯(lián)接，其余增矩單元2的輸出元件22與各自下一個增矩單元2的輸入元件21聯(lián)接。
文檔編號F16H3/72GK102661367SQ201210153400
公開日2012年9月12日 申請日期2005年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月11日
發(fā)明者吳志強 申請人:吳志強