CN104389971A - 单排行星齿轮机构无级变速传动装置 - Google Patents

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赵良红
罗子聪
范爱民
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Shunde Polytechnic
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2702/00—Combinations of two or more transmissions
    • F16H2702/02—Mechanical transmissions with planetary gearing combined with one or more other mechanical transmissions

Abstract

本发明公开一种单排行星齿轮机构无级变速传动装置，包括带式无级变速器，单排行星齿轮机构，输入轴，输出轴，所述单排行星齿轮机构包括行星架、齿圈、太阳轮、行星轮，所述带式无级变速器包括主动盘与从动盘，所述行星架通过惰轮与主动齿轮传动连接，所述太阳轮与带式无级变速器的从动盘连接，所述齿圈与输出轴连接，所述主动齿轮与带式无级变速器的主动盘安装在输入轴上。本发明通过小幅度控制带式无级变速器的传动比变化来获得大幅度的变速器传动比的变化，使汽车高速行驶时发动机转速较低，经济性得以提高。而且不需要单独设置倒档机构，减小控制机构制造及控制难度，同时变速器的成本及故障率也会下降。

Description

单排行星齿轮机构无级变速传动装置
技术领域
本发明涉及变速器技术领域，特别是一种行星齿轮机构与无级变速器组合传动的单排行星齿轮机构无级变速传动装置。
背景技术
目前应用的无级变速器一般为单级的传递形式，采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力，可以实现传动比的连续改变，常见的无级变速器有皮带式及金属带式两种带式无级变速器。单级的传递形式使得无级变速器的的总传动比的数值较小，如目前汽车上应用的单级无级变速器总传动比的数值小于6，这样使得汽车高速行驶时发动机转速高，经济性较差。另外，目前一般普通的无级变速器需要专门设置倒档齿轮及倒档控制装置，增加控制机构制造及控制难度，使变速器的成本及故障率都会增加。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种通过全新结构的单排行星齿轮机构无级变速传动装置，其总传动比的数值大，实现倒档时不需要另外设置倒档机构及控制装置，以克服现有技术的不足。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：单排行星齿轮机构无级变速传动装置，包括带式无级变速器，单排行星齿轮机构，输入轴，输出轴，所述单排行星齿轮机构包括行星架、齿圈、太阳轮、行星轮，所述带式无级变速器包括主动盘与从动盘，所述行星架通过惰轮与主动齿轮传动连接，所述太阳轮与带式无级变速器的从动盘连接，所述齿圈与输出轴连接，所述主动齿轮与带式无级变速器的主动盘安装在输入轴上。
所述惰轮安装在惰轮轴上，所述惰轮分别与主动齿轮及从动齿轮啮合，从动齿轮与行星架连接。
所述带式无级变速器的从动盘安装在第二轴上，所述第二轴与太阳轮连接。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明是在现有的普通无级变速器的基础上，通过增加单排行星齿轮机构及主从动齿轮，使其通过小幅度控制带式无级变速器的传动比变化来获得大幅度的变速器传动比的变化，其变速器总传动比数值远远大于现有的无级变速器的总传动比数值，变速器总传动比数值超过10以上，理论上可以实现的变速器总传动比数值为无穷大，使汽车高速行驶时发动机转速较低，经济性得以提高。另外变速器不需要单独设置倒档机构，使变速器结构更加紧凑，减小控制机构制造及控制难度，同时变速器的成本及故障率也会下降。
附图说明
图1为本发明单排行星齿轮机构无级变速传动装置的动力传动结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图与实施例，对本发明进一步详细说明。 
参见图1，本发明单排行星齿轮机构无级变速传动装置采用带式无级变速器与行星齿轮机构组合传递动力，包括带式无级变速器18，单排行星齿轮机构14，输入轴5，输出轴11，单排行星齿轮机构包括行星架12、齿圈8、太阳轮10、行星轮9，带式无级变速器包括主动盘与从动盘，行星架12通过惰轮6与主动齿轮4传动连接，太阳轮10与带式无级变速器18的从动盘连接，齿圈8与输出轴11连接，动力由输出轴11对外输出。主动齿轮4与带式无级变速器18的主动盘安装在输入轴5上。
惰轮6安装在惰轮轴7上，惰轮分别与主动齿轮4及从动齿轮13啮合，从动齿轮13与行星架12连接。带式无级变速器的从动盘安装在第二轴15上，第二轴与太阳轮10连接。
带式无级变速器18由主动盘（主动固定盘1、主动可动盘3）、从动盘（从动固定盘16、从动可动盘17）及V型带2组成，可以实现小范围的传动比变化。主动固定盘1、主动可动盘3安装在输入轴5上，从动固定盘16、从动可动盘17在第二轴15上，通过第二轴15与太阳轮10连接。主动可动盘3与从动可动盘17可以通过控制机构实现左右移动，从而改变带式无级变速器18传动比，当主动可动盘3左移，同时从动可动盘17右移时，带式无级变速器18传动比减小，当主动可动盘3右移，同时从动可动盘17左移时，带式无级变速器18传动比则增大。
该实施方案的变速器传动比的特性跟从动齿轮13与主动齿轮4之间的传动比、单排行星齿轮机构14的齿圈8齿数与太阳轮10齿数的比值有关，经推导得出变速器传动比公式如下：
=/（（1+）/－1/）
—变速器传动比；
—单排行星齿轮机构14的齿圈8齿数与太阳轮10齿数的比值；
—带式无级变速器18传动比；
—从动齿轮13与主动齿轮4之间的传动比。
设从动齿轮13与主动齿轮4之间的传动比为=3，单排行星齿轮机构14的齿圈8齿数与太阳轮10齿数的比值=1.8时，变速器传动比为：
=1.8/（2.8/3－1/）
该实施方案的变速器传动比数值与带式无级变速器18传动比的对应关系如表1所示。
 
表1 变速器的传动比数值与带式无级变速器传动比的对应关系
  0.55 0.7 0.8 0.9 0.98 1.07 1.2
  -2.03 -3.63 -5.68 -10.13 -20.67 ∞ 18
从表1可以看出，带式无级变速器18传动比的从0.55到1.07连续变化范围小于2倍，而变速器传动比则从－2.03到－20.67连续变化，总传动比数值超过10倍，从而实现通过小幅度控制带式无级变速器18的传动比变化来获得大幅度的变速器传动比的变化，理论上可以实现的变速器总传动比数值为无穷大。另外当带式无级变速器18传动比大于1.07时，输出轴11转动方向发生改变，实现倒档，不需要单独设置倒档机构。

Claims (3)

1.单排行星齿轮机构无级变速传动装置，包括带式无级变速器，单排行星齿轮机构，输入轴，输出轴，所述单排行星齿轮机构包括行星架、齿圈、太阳轮、行星轮，所述带式无级变速器包括主动盘与从动盘，其特征在于：所述行星架通过惰轮与主动齿轮传动连接，所述太阳轮与带式无级变速器的从动盘连接，所述齿圈与输出轴连接，所述主动齿轮与带式无级变速器的主动盘安装在输入轴上。
2.根据权利要求1所述的单排行星齿轮机构无级变速传动装置，其特征在于：所述惰轮安装在惰轮轴上，所述惰轮分别与主动齿轮及从动齿轮啮合，从动齿轮与行星架连接。
3.根据权利要求1所述的单排行星齿轮机构无级变速传动装置，其特征在于：所述带式无级变速器的从动盘安装在第二轴上，所述第二轴与太阳轮连接。
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