CN103195884A - 一种复合行星齿轮机构可多档啮合的变速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种复合行星齿轮机构可多档啮合的变速器，其技术方案要点是，联接器（6）的输出端（62）与输入轴（1）联接,各个传动机构（4）的输出端（42）与输出轴（7）联接，首个输入元件（22）与输入轴（1）联接，首个联接元件（24）与首个输入元件（32）联接,首个联接元件（34）与第二个输入元件（22）联接,第二个联接元件（24）与第二个输入元件（32）联接,第二个联接元件（34）与联接器（6）的输入端（61）联接,各个输出元件（21）和各自下一个输出元件（31）与传动机构（4）联接。

Description

一种复合行星齿轮机构可多档啮合的变速器

技术领域

本发明属于变速器领域，更具体地说，它是一种用于各种地面车辆、船舶、铁道机车、工程机械、各种航天、航空器、冶金、矿山、石油、化工、轻工、食品、纺织、起重运输机械、机床、机械人以及军工的复合行星齿轮机构可多档啮合的变速器。

背景技术

目前，有档位的变速器都需要通过换档和操纵等机构, 才能实现换档，因此结构复杂，操控麻烦, 并且成本高；另外，传动效率低。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种延长发动机和传动系的使用寿命，结构简单，无需操控，低成本，节能高效的复合行星齿轮机构可多档啮合的变速器。

为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案以下：

一种复合行星齿轮机构可多档啮合的变速器，它包括输入轴（1）、传动机构（4）、单向离合器（5）、联接器（6）、输出轴（7），所述联接器（6）的输出端（62）与输入轴（1）联接, 各个传动机构（4）的输出端（42）与输出轴（7）联接，输入轴（1）与输出轴（7）之间设有两个增矩单元（2）和两个调速单元（3）, 首个增矩单元（2）的输入元件（22）与输入轴（1）联接，所述的增矩单元（2）包括输出元件（21）、输入元件（22）、行星齿轮（23）、联接元件（24）, 所述的调速单元（3）包括输出元件（31）、输入元件（32）、行星齿轮（33）、联接元件（34）, 首个增矩单元（2）的联接元件（24）与首个调速单元（3）的输入元件（32）联接, 首个调速单元（3）的联接元件（34）与第二个增矩单元（2）的输入元件（22）联接, 第二个增矩单元（2）的联接元件（24）与第二个调速单元（3）的输入元件（32）联接, 第二个调速单元（3）的联接元件（34）与联接器（6）的输入端（61）联接, 各个增矩单元（2）的输出元件（21）和各自下一个调速单元（3）的输出元件（31）为同一元件, 即公共输出元件（231）, 其直接与各自的增矩单元（2）和调速单元（3）所配套的传动机构（4）的输入端（41）联接。

所述若干增矩单元（2）的输出元件（21）和各自下一个调速单元（3）的输出元件（31）为同一元件, 即公共输出元件（231）, 其直接与各自的增矩单元（2）和调速单元（3）所配套的传动机构（4）的输入端（41）联接。

所述联接器（6）由联接器增矩单元（8）和联接器调速单元（9）组成, 联接器增矩单元（8）的联接元件（82）与联接器调速单元（9）的输入元件（94）联接, 联接器增矩单元（8）的输出元件（81）和联接器调速单元（9）的输出元件（91）为同一元件, 即联接器公共输出元件（981）, 其与各自配合的单向离合器（5）的输入端（51）联接, 其中, 它的输出端（52）分别与联接轴（10）联接, 联接轴（10）为联接器（6）的输出端（62）, 与输入轴（1）联接, 联接器调速单元（9）的输入元件（92）为联接器（6）的输入端（61）, 与最后一个调速单元（3）的联接元件（34）联接, 联接器增矩单元（8）的联接元件（84）与本发明以外的若干元件联接。

所述增矩单元（2）为行星齿轮传动机构、少齿差传动机构、摆线针轮行星传动机构或谐波齿轮传动机构, 增矩单元（2）的输出元件（21）、输入元件（22）、联接元件（24）,由上述传动机构的三元件中选用，其中，当输出元件（21）的转速为零时，联接元件（24）的转速方向不变, 此时, 联接元件（24）的扭矩增大, 起增矩的作用。

所述调速单元（3）为行星齿轮传动机构、少齿差传动机构、摆线针轮行星传动机构或谐波齿轮传动机构, 调速单元（3）的输出元件（31）、输入元件 (32)、联接元件（34）,由上述传动机构的三元件中选用，其中，当输出元件（31）的转速为零时，联接元件（34）的转速方向不变, 此时, 联接元件（34）的转速升高, 起调速的作用。

所述联接器增矩单元（8）与增矩单元（2）除名称不同外，其余各方面完全相同。

所述联接器调速单元（9）与调速单元（3）除名称不同外，其余各方面完全相同。

本发明应用于车辆时，能够根据车辆行驶时受到阻力的大小，自动地改变输出扭矩以及速度的变化。

本发明具有以下的优点：

（1）本发明设有换档和操纵机构，因此避免了驾驶员的体力劳动和精神负担, 而且结构简单，有利于降低制造的成本，更易于维修；

（2）本发明的变矩和变速是自动完成的，能实现高效率的传动，并且除了起步以外，都能使发动机在最佳范围内工作，与其它变速器相比，在发动机等效的前提下，它降低了发动机的制造成本；

（3）本发明无需变换档位，使发动机处于经济转速区域内运转，也就是在非常小污染排放的转速范围内工作，避免了发动机在怠速和高速运行时，排放大量废气，从而减少了废气的排放，有利于保护环境；

（4）本发明能利用内部转速差起缓冲和过载保护的作用，有利于延长发动机和传动系的使用寿命，另外，当行驶阻力增大，则能使车辆自动降速，反之则升速，有利于提高车辆的行驶性能；

（5）本发明无需变换档位，使输入功率不间断，可保证车辆有良好的加速性和较高的平均车速，使发动机的磨损减少，延长了大修间隔里程，提高了出车率，有利于提高生产率。

另外，本发明是一种还可用于各种地面车辆、船舶、铁道机车、工程机械、各种航天、航空器、冶金、矿山、石油、化工、轻工、食品、纺织、起重运输机械、机床、机械人以及军工的复合行星齿轮机构可多档啮合的变速器。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明：

实施例一：

一种复合行星齿轮机构可多档啮合的变速器，它包括输入轴1、传动机构4、单向离合器5、联接器6、输出轴7，所述联接器6的输出端62与输入轴1联接, 各个传动机构4的输出端42与输出轴7联接，输入轴1与输出轴7之间设有两个增矩单元2和两个调速单元3, 首个增矩单元2的输入元件22与输入轴1联接，所述的增矩单元2包括输出元件21、输入元件22、行星齿轮23、联接元件24, 所述的调速单元3包括输出元件31、输入元件32、行星齿轮33、联接元件34, 首个增矩单元2的联接元件24与首个调速单元3的输入元件32联接, 首个调速单元3的联接元件34与第二个增矩单元2的输入元件22联接, 第二个增矩单元2的联接元件24与第二个调速单元3的输入元件32联接, 第二个调速单元3的联接元件34与联接器6的输入端61联接, 各个增矩单元2的输出元件21和各自下一个调速单元3的输出元件31为同一元件, 即公共输出元件231, 其直接与各自的增矩单元2和调速单元3所配套的传动机构4的输入端41联接。

所述的联接器6由联接器增矩单元8和联接器调速单元9组成, 联接器增矩单元8的联接元件82与联接器调速单元9的输入元件94联接, 联接器增矩单元8的输出元件81和联接器调速单元9的输出元件91为同一元件, 即联接器公共输出元件981, 其与配合的单向离合器5的输入端51联接, 其中, 它的输出端52与联接轴10联接, 联接轴10为联接器6的输出端62, 与输入轴1联接, 联接器调速单元9的输入元件92为联接器6的输入端61, 与最后一个调速单元3的联接元件34联接, 联接器增矩单元8的联接元件84与本发明以外的若干元件联接。

输入功率由首个增矩单元2的输入元件22分流为两路，一路流入输出元件21，另一路经过联接元件24流入下一个调速单元3的输入元件32再分流为两路，一路流入输出元件31，另一路经过联接元件34流入第二个增矩单元2的输入元件22，并重复上述分流过程。

由于上述各个元件的转速分配关系可以改变，两路功率流将根据两者之间转速分配的变化而变化，当各个输出元件21转速为零时，其输出功率为零，但力矩不为零，此时，各个联接元件24的输入功率则由一定值改变到最大值，所述的一定值指的是当各个联接元件24与各自的输出元件21的转速相同时，两者按行星排力矩比分配输入功率所得的值，所述的最大值指的是由各自配合的增矩单元2的输入元件22输入的总功率，也就是说，当两路功率发生变化时，各个联接元件24将起变矩的作用, 使其传递到各自下一个调速单元3的输入元件32的力矩经分矩后，再传递到各自的输出元件31的力矩也随之变化, 从而使经过各个传动机构4后, 再传递到输出轴7上的力矩也随之变化。

此外，由于上述各个元件的转速分配关系可以改变，所以各个增矩单元2的输出元件21和调速单元3的输出元件31的转速可以从零到与各自的输入元件22和输入元件32的转速相同范围内不断变化, 所以它们都能以各自不同的转速传递输入功率，从而使各个不同传动比的传动机构4的输出端42能同时与输出轴7联接, 这是因各个增矩单元2的联接元件24和各个调速单元3的输入元件32起调速的作用, 使各个调速单元3的联接元件34的转速与各自联接的增矩单元2的输入元件22的转速相同，即与输入轴1的转速相同。

发动机的输入功率由首个增矩单元2的输入元件22分流为两路，一路流入输出元件21，另一路经过联接元件24流入首个调速单元3的输入元件32再分流为两路，一路流入输出元件31，另一路经过联接元件34流入第二个增矩单元2的输入元件22，再分流为两路，一路流入输出元件21，另一路经过联接元件24流入第二个调速单元3的输入元件32再分流为两路，一路流入输出元件31，另一路经过联接元件34流入联接器6，当输入功率由第二个调速单元3的联接元件34流入联接器6的输入端61 , 即联接器调速单元9的输入元件92, 其把输入功率分流为两路，一路流入输出元件91，另一路经过联接元件94流入联接器增矩单元8的输入元件82再分流为两路，一路流入输出元件81，另一路经过联接元件84流入本发明以外的若干元件, 其中，流入联接器增矩单元8的输出元件81和联接器调速单元9的输出元件91的功率, 即流入联接器公共输出元件981的功率, 经与其配合的单向离合器5后，再流入此单向离合器5联接的联接轴10，最后，流入联接轴10的功率都传递到本发明的输入轴1, 从而实现了与发动机的功率汇合，其中，流入各个增矩单元2的输出元件21和调速单元3的输出元件31的功率, 经与它们各自配合的传动机构4后, 再传递到本发明的输出轴7, 从而实现了把发动机的功率通过输出轴7对外输出。

对于本发明，当输入轴1的转速不变，输出轴7上的扭矩随其转速的变化而变化，转速越低，输出轴7上的扭矩就越大，反之，则越小，从而实现本发明能随车辆行驶阻力的不同而改变力矩以及速度的复合行星齿轮机构可多档啮合的变速器。

本发明使用时，设发动机的输入功率、输入转速以及其负荷不变，即输入轴1的转速与扭矩为常数，汽车起步前，输出轴7的转速为零，当汽车启动，因输出轴7静止不动，即各个增矩单元2的输出元件21和调速单元3的输出元件31静止不动, 各个增矩单元2的输入元件22或调速单元3的输入元件32的功率全部流入联接元件24或联接元件34, 其变矩后使扭矩大于各自的输入元件22的输入扭矩，或其变速后使转速大于各自的输入元件32的输入转速，并传递到下一个调速单元3或增矩单元2，它们又因为相同的原因，重复上述的情况，此时，各个相互配合的增矩单元2的输出元件21和调速单元3的输出元件31的扭矩达到最大值，扭矩经过与它们各自配合的传动机构4后，传递到输出轴7，与最后一个调速单元3的联接元件34把扭矩传递到联接器6, 联接器6的输出端62则把扭矩传递到输入轴1，与发动机的输入扭矩实现汇合, 并在各个增矩单元2和调速单元3之间不断地进行分矩、变矩以及汇矩的反复循环, 使传递到各个增矩单元2的输出元件21或调速单元3的输出元件31的扭矩不断增大, 从而使传递到各个传动机构4的扭矩不断增大, 并传递到输出轴7; 当传递到输出轴7上的扭矩，经传动系传动到驱动轮上产生的牵引力足以克服汽车起步阻力时, 汽车则起步并开始加速，与之相联的各个增矩单元2的输出元件21和调速单元3的输出元件31的转速也从零逐渐增加，此时，功率分为两路，流入各个增矩单元2的联接元件24和调速单元3的联接元件34的功率逐渐减少，从而，使其的增矩作用逐渐减少，输出轴7的扭矩随着转速的增加而减少, 当各个增矩单元2的输入元件22和调速单元3的输入元件32与各自的输出元件21和输出元件31的转速相同时，各自的联接元件24和联接元件34不再起增矩或变速作用。

Claims (1)

1.一种复合行星齿轮机构可多档啮合的变速器，它包括输入轴（1）、传动机构（4）、单向离合器（5）、联接器（6）、输出轴（7），其特征在于：所述联接器（6）的输出端（62）与输入轴（1）联接, 各个传动机构（4）的输出端（42）与输出轴（7）联接，输入轴（1）与输出轴（7）之间设有两个增矩单元（2）和两个调速单元（3）, 首个增矩单元（2）的输入元件（22）与输入轴（1）联接，所述的增矩单元（2）包括输出元件（21）、输入元件（22）、行星齿轮（23）、联接元件（24）, 所述的调速单元（3）包括输出元件（31）、输入元件（32）、行星齿轮（33）、联接元件（34）, 首个增矩单元（2）的联接元件（24）与首个调速单元（3）的输入元件（32）联接, 首个调速单元（3）的联接元件（34）与第二个增矩单元（2）的输入元件（22）联接, 第二个增矩单元（2）的联接元件（24）与第二个调速单元（3）的输入元件（32）联接, 第二个调速单元（3）的联接元件（34）与联接器（6）的输入端（61）联接, 各个增矩单元（2）的输出元件（21）和各自下一个调速单元（3）的输出元件（31）为同一元件, 即公共输出元件（231）, 其直接与各自的增矩单元（2）和调速单元（3）所配套的传动机构（4）的输入端（41）联接。

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