CN102635674B - 一种双级行星轮无级变速传动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双级行星轮无级变速传动机构，其中，第一内中心轮和第二内中心轮分别连接在所述中心轴上；第一外中心轮与第二外中心轮连接；内行星轮和外行星轮分别活动连接在转臂上，内行星轮上的齿轮与外行星轮上的齿轮相啮合，转臂活动连接在所述行星架上；内行星轮的第一个传动面与第一内中心轮的传动面相接触，第二个传动面与第二内中心轮的传动面相接触；外行星轮的第一个传动面与第一外中心轮的传动面相接触，第二个传动面与第二外中心轮的传动相接触。本发明可用于各种车辆、机械等传动领域。
Description
技术领域
本发明涉及机械摩擦传动技术领域，具体涉及一种双级行星轮无级变速传动机构。
背景技术
在最近的十几年中，CVT(Continuously Variable Trans-mission) 无级变速器技术已经取得很大的进步，目前被广泛应用在小功率汽车领域。无级变速器的种类有很多，其中已经在汽车上应用的有带传动式与牵引传动式，它们都是以摩擦力传递动力。流体式和电动式由于传动效率低，目前只有少量应用于特种汽车。
带传动式无级变速器主要靠可变径的主﹑从动轮和金属带来实现速比的无级变化，传动效率高﹑变速范围较宽，可以在相当宽的范围实现无级变速，从而获得传动系与发动机工况的最佳匹配，提高整车的燃油经济性。但是，目前受到金属带材料和技术的限制，使制造成本非常高。
现有技术中的行星式无级变速构成，多采用不同形状的单级行星摩擦轮及与其摩擦传动的内中心轮和外中心轮构成，通过外中心轮轴向移动，连续改变行星摩擦轮作用半径，即可得到无级变化的传动比。该类型的行星无级变速器虽然结构比较简单，但由于行星摩擦轮可变化的作用半径较小，且受其在行星机构中传动方式的制约，使得传动比变化范围小，传动功率小等缺点，制约了其发展及应用范围。
若采取一种新的技术方案，改进现有的行星式无级变速构成，来提高行星式无级变速构成的传动效率和功率，使其达到甚至超越带传动式无级变速器优越的性能，在该领域一定会有很好的推广应用价值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种双级行星轮无级变速传动机构，改善现有行星式无级变速机构中传动方式的技术问题，提高行星式无级变速构成的传动效率和功率。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种双级行星轮无级变速传动机构，包括内中心轮组、外中心轮组、行星架和双级行星轮组，所述内中心轮组包括第一内中心轮、第二内中心轮和中心轴，所述外中心轮组包括第一外中心轮和第二外中心轮，所述双级行星轮组包括多个内行星轮，与所述内行星轮数量相应的外行星轮，以及与所述内行星轮数量相应的转臂；
第一内中心轮和第二内中心轮分别连接在所述中心轴上；
第一外中心轮与第二外中心轮连接；
第一内中心轮、第二内中心轮、第一外中心轮和第二外中心轮上各自设置有一个传动面；
所述内行星轮和所述外行星轮上各自设置有两个传动面和齿轮；
所述内行星轮和所述外行星轮分别活动连接在所述转臂上，所述内行星轮上的齿轮与所述外行星轮上的齿轮相啮合，所述转臂活动连接在所述行星架上；
所述内行星轮的第一个传动面与第一内中心轮的传动面相接触，第二个传动面与第二内中心轮的传动面相接触；
所述外行星轮的第一个传动面与第一外中心轮的传动面相接触，第二个传动面与第二外中心轮的传动相接触。
所述的双级行星轮无级变速传动机构，其中所述内中心轮组还包括至少一个第三内中心轮，所述外中心轮组还包括与第三内中心轮数量相应的第三外中心轮，所述双级行星轮组还包括与第三内中心轮数量相应的第二排双级行星轮组，第二排双级行星轮组包括与所述内行星轮数量相应的第二内行星轮，以及与所述内行星轮数量相应的第二外行星轮，第三内中心轮上设有两个传动面、并套接在所述中心轴上，第三外中心轮上也设有两个传动面、并与第一外中心轮或者第二外中心轮连接，第二内行星轮和第二外行星轮上各设有两个传动面，第二内行星轮通过轴与所述内行星轮连接，第二外行星轮通过轴与所述外行星轮连接；所述外行星轮的第一个传动面与第一外中心轮的传动面相接触，所述外行星轮的第二个传动面与第三外中心轮的第一个传动面相接触，第三外中心轮的第二个传动面与第二外行星轮的第一个传动面相接触，第二外行星轮的第二个传动面与第二外中心轮的传动面相接触；所述内行星轮的第一个传动面与第一内中心轮的传动面相接触，所述内行星轮的第二个传动面与第三内中心轮的第一个传动面相接触，第三内中心轮的第二个传动面与第二内行星轮的第一个传动面相接触，第二内行星轮的第二个传动面与第二内中心轮的传动面相接触。
所述的双级行星轮无级变速传动机构，其中所述内中心轮组和所述外中心轮组中的每一个传动面均设为圆盘曲面，所述双级行星轮组中的每一个传动面均设为锥面。
所述的双级行星轮无级变速传动机构，其中还包括第一加压装置和第二加压装置，第一加压装置分别与第一内中心轮以及所述中心轴连接，或者第一加压装置分别与第二内中心轮以及所述中心轴连接，第二加压装置分别与第一外中心轮以及第二外中心轮连接。
所述的双级行星轮无级变速传动机构，其中所述内中心轮组和所述双级行星轮组中的每一个传动面均设为锥面，所述外中心轮组中的每一个传动面也均设为锥面。
所述的双级行星轮无级变速传动机构，其中还包括第三加压装置和第四加压装置，第三加压装置分别与第一内中心轮以及所述中心轴连接，或者第三加压装置分别与第二内中心轮以及所述中心轴连接，第四加压装置分别与第一外中心轮以及第二外中心轮连接。
所述的双级行星轮无级变速传动机构，其中还包括制动器，所述制动器与所述内中心轮组连接，或者所述制动器与所述外中心轮组连接，或者所述制动器与所述行星架连接。
本发明的有益效果：本发明通过增设中间轮传动面的数量，以及改变与锥轮接触的传动轮形状，使在增加与锥轮接触传动面积的同时，还有效降低了锥轮机械摩擦传动机构中的几何滑动率，提高了传动效率和功率，本发明可用于各种车辆、机械等传动领域。
附图说明
本发明包括如下附图：
图1、图2、是本发明实施例一的结构示意图；
图3是本发明实施例二的结构示意图；
图1是本发明实施例三的结构示意图；
图3是本发明实施例四的结构示意图；
图4是本发明实施例五的结构示意图；
图5是本发明实施例六的结构示意图；
图6是本发明实施例七的结构示意图；
图7是本发明实施例八的结构示意图；
图8是本发明实施例九的结构示意图。
具体实施方式
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明:
如图1、图2，本发明双级行星轮无级变速传动机构包括内中心轮组100、外中心轮组300、行星架12和双级行星轮组200，内中心轮组100包括第一内中心轮3、第二内中心轮4和中心轴2，外中心轮组300包括第一外中心轮9和第二外中心轮10，双级行星轮组200包括多个内行星轮5，与内行星轮5数量相应的外行星轮7，以及与内行星轮5数量相应的转臂11；第一内中心轮3和第二内中心轮4分别连接在中心轴2上；第一外中心轮9与第二外中心轮10连接；第一内中心轮3、第二内中心轮4、第一外中心轮9和第二外中心轮10上各自设置有一个传动面；内行星轮5和外行星轮7上各自设置有两个传动面和齿轮；内行星轮5和外行星轮7分别活动连接在转臂11上，内行星轮5上的齿轮与外行星轮7上的齿轮相啮合，转臂11活动连接在行星架12上；内行星轮5的第一个传动面与第一内中心轮3的传动面相接触，第二个传动面与第二内中心轮4的传动面相接触；外行星轮7的第一个传动面与第一外中心轮9的传动面相接触，第二个传动面与第二外中心轮10的传动相接触。
在本发明的具体实施例中，可以选择双级行星轮组200包括三个内行星轮5、三个外行星轮7和三个转臂11，三个转臂11对称的分别活动连接在行星架12上，第一个行星轮5和第一个外行星轮7分别活动连接在第一转臂11上，第一个行星轮5上的齿轮和第一个外行星轮7上的齿轮啮合，第二个行星轮5和第二个外行星轮7分别活动连接在第二转臂11上，第二个行星轮5上的齿轮和第二个外行星轮7上的齿轮啮合，第三个行星轮5和第三个外行星轮7分别活动连接在第三转臂11上，第三个行星轮5上的齿轮和第三个外行星轮7上的齿轮啮合，三个内行星轮5上各自的第一个传动面均与第一内中心轮3的传动面相接触，三个内行星轮5上各自的第二个传动面均与第二内中心轮4的传动面相接触；三个外行星轮7上各自的第一个传动面均与第一外中心轮9的传动面相接触，三个外行星轮7上各自的第二个传动面均与第二外中心轮10的传动相接触。
在本发明的具体实施例中，可以选择行星架12和输出轴13为一个整体，或者行星架12与输出轴13固定连接。
在本发明的具体实施例中，可以选择内行星轮5和齿轮6为一个整体，或者内行星轮5与齿轮6固定连接。
在本发明的具体实施例中，可以选择外行星轮7和齿轮8为一个整体，或者外行星轮7与齿轮8固定连接。
在本发明的具体实施例中，可以选择第一内中心轮3与中心轴2固定连接、或者第一内中心轮3与中心轴2为一个整体、或者第一内中心轮3只能轴向滑动的套接在中心轴2上，或者第一内中心轮3与中心轴2活动连接。
在本发明的具体实施例中，可以选择第二内中心轮4与中心轴2固定连接、或者第二内中心轮4与中心轴2为一个整体、或者第二内中心轮4只能轴向滑动的套接在中心轴2上，或者第二内中心轮4与中心轴2活动连接。
在本发明的具体实施例中，可以选择第二外中心轮10与第一外中心轮10活动连接，或者第二外中心轮10只能轴向滑动的套接在第一外中心轮9上，或者第一外中心轮9只能轴向滑动的套接在第二外中心轮10上。
在本发明的具体实施例中，可以选择转臂11可旋转的连接在行星架12上，或者转臂11可滑动的连接在行星架12上。
如图3所示，本发明内中心轮组100还包括至少一个第三内中心轮15，外中心轮组300还包括与第三内中心轮15数量相应的第三外中心轮18，双级行星轮组200还包括与第三内中心轮15数量相应的第二排双级行星轮组，第二排双级行星轮组包括与内行星轮5数量相应的第二内行星轮16，以及与内行星轮5数量相应的第二外行星轮17，第三内中心轮15上设有两个传动面、并套接在中心轴2上，第三外中心轮18上也设有两个传动面、并与第一外中心轮9或者第二外中心轮10连接，第二内行星轮16和第二外行星轮17上各设有两个传动面，第二内行星轮16通过轴与内行星轮5连接，第二外行星轮17通过轴与外行星轮7连接；外行星轮7的第一个传动面与第一外中心轮9的传动面相接触，外行星轮7的第二个传动面与第三外中心轮18的第一个传动面相接触，第三外中心轮18的第二个传动面与第二外行星轮17的第一个传动面相接触，第二外行星轮17的第二个传动面与第二外中心轮10的传动面相接触；内行星轮5的第一个传动面与第一内中心轮3的传动面相接触，内行星轮5的第二个传动面与第三内中心轮15的第一个传动面相接触，第三内中心轮15的第二个传动面与第二内行星轮16的第一个传动面相接触，第二内行星轮16的第二个传动面与第二内中心轮4的传动面相接触。
在本发明的具体实施例中，可以选择内行星轮5与内行星轴固定连接，或者内行星轮5与所述内行星轴为一个整体，或者内行星轮5只能轴向滑动的套接在所述内行星轴上。
在本发明的具体实施例中，可以选择第二内行星轮16与所述内行星轴固定连接，或者第二内行星轮16与所述内行星轴为一个整体，或者第二内行星轮16只能轴向滑动的套接在所述内行星轴上。
在本发明的具体实施例中，可以选择第三内中心轮15与中心轴2活动连接，或者第三内中心轮15只能轴向滑动的套接在中心轴2上。
在本发明的具体实施例中，可以选择第三外中心轮18与第一外中心轮9活动连接，或者第三外中心轮18与第二外中心轮10活动连接，或者第三外中心轮18只能轴向滑动的与第一外中心轮9连接，或者第三外中心轮18只能轴向滑动的与第二外中心轮10连接。
如图1所示，本发明内中心轮组100和外中心轮组300中的每一个传动面均设为圆盘曲面，双级行星轮组200中的每一个传动面均设为锥面，其中，第一内中心轮3、第二内中心轮4、第一外中心轮9和第二外中心轮10上各自设置有一个圆盘曲面，内行星轮5和外行星轮7上各自设置有两个锥面，内行星轮5的第一个锥面与第一内中心轮3的曲面相接触，内行星轮5的第二个锥面与第二内中心轮4的曲面相接触；外行星轮7的第一个锥面与第一外中心轮9的曲面相接触，外行星轮7的第二个锥面与第二外中心轮10的曲相接触。
如图3所示，本发明内中心轮组100和外中心轮组300中的每一个传动面均设为圆盘曲面，双级行星轮组200中的每一个传动面均设为锥面，其中，第一内中心轮3、第二内中心轮4、第三内中心轮15、第一外中心轮9、第二外中心轮10和第三外中心轮18上各自设置有一个圆盘曲面，内行星轮5、第二内行星轮16、外行星轮7和第二外行星轮17上各自设置有两个锥面，外行星轮7的第一个锥面与第一外中心轮9的曲面相接触，外行星轮7的第二个锥面与第三外中心轮18的第一个曲面相接触，第三外中心轮18的第二个曲面与第二外行星轮17的第一个锥面相接触，第二外行星轮17的第二个锥面与第二外中心轮10的曲面相接触；内行星轮5的第一个锥面与第一内中心轮3的曲面相接触，内行星轮5的第二个锥面与第三内中心轮15的第一个曲面相接触，第三内中心轮15的第二个曲面与第二内行星轮16的第一个锥面相接触，第二内行星轮16的第二个锥面与第二内中心轮4的曲面相接触。
如图4所示，本发明还包括第一加压装置1和第二加压装置19，第一加压装置1分别与第一内中心轮3以及中心轴2连接，或者第一加压装置1分别与第二内中心轮4以及中心轴2连接，第二加压装置19分别与第一外中心轮9以及第二外中心轮10连接。
在本发明的具体实施例中，可以选择第一加压装置1设为第一液压缸或者第一加压弹簧或者第一凸轮自动加压装置。
在本发明的具体实施例中，可以选择第二加压装置19设为第二液压缸或者第二加压弹簧或者第二凸轮自动加压装置。
在本发明的具体实施例中，可以选择内中心轮组100、行星架12和外中心轮组300作为对外界连接传动的元件，其中任意一个均可以作为控制元件，控制元件确定之后，另两个中任意一个均可以作为输入元件，输入元件确定之后，另一个作为输出元件。
在本发明的具体实施例中，第一加压装置1可控制内中心轮组100的宽度连续变化，同时，第二加压装置19可控制外中心轮组300的宽度连续变化，来实现输入与输出之间的无级变速传动。
如图5所示，本发明内中心轮组100和外中心轮组300中的每一个传动面均设为锥面，双级行星轮组200中的每一个传动面也均设为锥面，其中，第一内中心轮3、第二内中心轮4、第一外中心轮9和第二外中心轮10上各自设置有一个锥面，内行星轮5和外行星轮7上也各自设置有两个锥面，内行星轮5的第一个锥面与第一内中心轮3的锥面相接触，内行星轮5的第二个锥面与第二内中心轮4的锥面相接触；外行星轮7的第一个锥面与第一外中心轮9的锥面相接触，外行星轮7的第二个锥面与第二外中心轮10的锥相接触。
如图6所示，本发明内中心轮组100和外中心轮组300中的每一个传动面均设为锥面，双级行星轮组200中的每一个传动面也均设为锥面，其中，第一内中心轮3、第二内中心轮4、第三内中心轮15、第一外中心轮9、第二外中心轮10和第三外中心轮18上各自设置有一个锥面，内行星轮5、第二内行星轮16、外行星轮7和第二外行星轮17上也各自设置有两个锥面，外行星轮7的第一个锥面与第一外中心轮9的锥面相接触，外行星轮7的第二个锥面与第三外中心轮18的第一个锥面相接触，第三外中心轮18的第二个锥面与第二外行星轮17的第一个锥面相接触，第二外行星轮17的第二个锥面与第二外中心轮10的锥面相接触；内行星轮5的第一个锥面与第一内中心轮3的锥面相接触，内行星轮5的第二个锥面与第三内中心轮15的第一个锥面相接触，第三内中心轮15的第二个锥面与第二内行星轮16的第一个锥面相接触，第二内行星轮16的第二个锥面与第二内中心轮4的锥面相接触。
如图7所示，本发明还包括第三加压装置20和第四加压装置21，第三加压装置20分别与第一内中心轮3以及中心轴2连接，或者第三加压装置20分别与第二内中心轮4以及中心轴2连接，第四加压装置21分别与第一外中心轮9以及第二外中心轮10连接。
在本发明的具体实施例中，可以选择第三加压装置20设为第三液压缸或者第三加压弹簧或者第三凸轮自动加压装置。
在本发明的具体实施例中，可以选择第四加压装置21设为第四液压缸或者第四加压弹簧或者第四凸轮自动加压装置。
在本发明的具体实施例中，可以选择内中心轮组100、行星架12和外中心轮组300作为对外界连接传动的元件，其中任意一个均可以作为控制元件，控制元件确定之后，另两个中任意一个均可以作为输入元件，输入元件确定之后，另一个作为输出元件。
在本发明的具体实施例中，第三加压装置20可控制内中心轮组100的宽度连续变化，同时，第四加压装置21可控制外中心轮组300的宽度连续变化，来实现输入与输出之间的无级变速传动。
如图8所示，本发明还包括制动器22，制动器22与内中心轮组100连接，或者制动器22与外中心轮组300连接，或者制动器22与行星架12连接。
在本发明的具体实施例中，可以选择制动器22与内中心轮组100中的中心轴2连接。
在本发明的具体实施例中，可以选择择制动器22与外中心轮组300中的第二外中心轮10连接，或者制动器22与外中心轮组300中的第一外中心轮9连接。
在本发明的具体实施例中，可以选择外中心轮组300作为输出元件与差速器连接，或者外中心轮组300通过齿轮与所述差速器连接。
在本发明的具体实施例中，可以选择内中心轮组100作为输出元件与差速器连接，或者内中心轮组100通过齿轮与所述差速器连接。
在本发明的具体实施例中，可以选择外行星架12作为输出元件与差速器连接，或者行星架12通过齿轮与所述差速器连接。
本领域技术人员不脱离本发明的实质和精神，可以有多种变形方案实现本发明，以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。
Claims (5)
1.一种双级行星轮无级变速传动机构，其特征在于：包括内中心轮组、外中心轮组、行星架和双级行星轮组，所述内中心轮组包括第一内中心轮、第二内中心轮和中心轴，所述外中心轮组包括第一外中心轮和第二外中心轮，所述双级行星轮组包括多个内行星轮，与所述内行星轮数量相应的外行星轮，以及与所述内行星轮数量相应的转臂；
第一内中心轮和第二内中心轮分别连接在所述中心轴上；
第一外中心轮与第二外中心轮连接；
第一内中心轮、第二内中心轮、第一外中心轮和第二外中心轮上各自设置有一个传动面；
所述内行星轮和所述外行星轮上各自设置有两个传动面和齿轮；
所述内行星轮和所述外行星轮分别活动连接在所述转臂上，所述内行星轮上的齿轮与所述外行星轮上的齿轮相啮合，所述转臂活动连接在所述行星架上；
所述内行星轮的第一个传动面与第一内中心轮的传动面相接触，第二个传动面与第二内中心轮的传动面相接触；
所述外行星轮的第一个传动面与第一外中心轮的传动面相接触，第二个传动面与第二外中心轮的传动相接触；
所述内中心轮组和所述外中心轮组中的每一个传动面均设为圆盘曲面，所述双级行星轮组中的每一个传动面均设为锥面；
还包括第一加压装置和第二加压装置，第一加压装置分别与第一内中心轮以及所述中心轴连接，或者第一加压装置分别与第二内中心轮以及所述中心轴连接，第二加压装置分别与第一外中心轮以及第二外中心轮连接。
2.根据权利要求1所述的双级行星轮无级变速传动机构，其特征在于：所述内中心轮组还包括至少一个第三内中心轮，所述外中心轮组还包括与第三内中心轮数量相应的第三外中心轮，所述双级行星轮组还包括与第三内中心轮数量相应的第二排双级行星轮组，第二排双级行星轮组包括与所述内行星轮数量相应的第二内行星轮，以及与所述内行星轮数量相应的第二外行星轮，第三内中心轮上设有两个传动面、并套接在所述中心轴上，第三外中心轮上也设有两个传动面、并与第一外中心轮或者第二外中心轮连接，第二内行星轮和第二外行星轮上各设有两个传动面，第二内行星轮通过轴与所述内行星轮连接，第二外行星轮通过轴与所述外行星轮连接；所述外行星轮的第一个传动面与第一外中心轮的传动面相接触，所述外行星轮的第二个传动面与第三外中心轮的第一个传动面相接触，第三外中心轮的第二个传动面与第二外行星轮的第一个传动面相接触，第二外行星轮的第二个传动面与第二外中心轮的传动面相接触；所述内行星轮的第一个传动面与第一内中心轮的传动面相接触，所述内行星轮的第二个传动面与第三内中心轮的第一个传动面相接触，第三内中心轮的第二个传动面与第二内行星轮的第一个传动面相接触，第二内行星轮的第二个传动面与第二内中心轮的传动面相接触。
3. 根据权利要求1所述的双级行星轮无级变速传动机构，其特征在于：所述内中心轮组和所述双级行星轮组中的每一个传动面均设为锥面，所述外中心轮组中的每一个传动面也均设为锥面。
4.根据权利要求3所述的双级行星轮无级变速传动机构，其特征在于：还包括第三加压装置和第四加压装置，第三加压装置分别与第一内中心轮以及所述中心轴连接，或者第三加压装置分别与第二内中心轮以及所述中心轴连接，第四加压装置分别与第一外中心轮以及第二外中心轮连接。
5.根据权利要求1所述的双级行星轮无级变速传动机构，其特征在于：还包括制动器，所述制动器与所述内中心轮组连接，或者所述制动器与所述外中心轮组连接，或者所述制动器与所述行星架连接。
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