CN1046791A

CN1046791A - 常合齿轮无级自动变速器

Info

Publication number: CN1046791A
Application number: CN 89102895
Authority: CN
Inventors: 李万民
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-04-24
Filing date: 1989-04-24
Publication date: 1990-11-07

Abstract

常合齿轮无级自动变速器。该发明属于机械变速传动领域。该装置的差速器1的两个太阳轮Z′₁、Z″₁分别与输入、输出轴相连。当输入轴转动时，Z₁受蜗轮自锁转数为零。故Z′₁以1∶1的转数比反向传给Z″₁。接入负荷后，因初始起动扭矩较大，Z″₁、Z″₄转速随之下降，Z′₄、Z₁转速增高，使传动比增大。输出扭矩提高，直到输入、输出扭矩达到平衡。当输入扭矩大于负荷扭矩时，输出轴产生加速度，Z″₁、Z″₄转速增高，Z₁转速下降，传动比降低，提高输出轴转速，直至输入、输出扭矩平衡。不断反复，达到无级变速。

Description

本发明属于机械传动领域。

根据CN87101898号发明专利申请，该无级变速装置实质是由两个行星轮系组成，使两个行星轮系的太阳轮两两相连。动力由其中一个行星轮系的系杆输入，由另一行星轮系的系杆输出。由一个可逆电动装置控制其中一对太阳轮的转速，而使另一对太阳轮的输出转速得到改变。实际上是应用两个动力系统，故该装置机动性能较差，适用范围很小，只能适用固定场所，不能适用于交通工具上。

本发明的目的在于解决现有机械传动中对无级变速器的要求，改变现有技术中无级变速传动机构的现状。

本发明与已有技术相比具有很大区别。其特征在于，本发明采用半轴齿轮输入动力，另一半轴齿轮输出动力。其控制系统是由旁路另外的差速器和蜗轮蜗杆来完成的，并且可随阻力矩的大小变化自动改变传动比，不需增加附加的动力设备来控制。因而机动性能好，传动比调节范围大，传动效率高，加速性能好，起步快，并且结构紧凑，体积小，适用于各种机械变速传动机构。

本发明是由四个行星齿轮差速器、一对蜗轮蜗杆及与其相适应的外壳体组成的动力传递装置。在动力传递过程中可实现无级自动变速。

差速器1的主要作用是：由半轴齿轮Z′₁输入动力，由半轴齿轮Z″₁输出动力，由行星齿轮外壳齿圈Z₁控制其输入与输出的传动比。

差速器2的作用是将差速器1动力输出轴的半轴齿轮Z″₁的转速与差速器1行星齿轮外壳齿圈Z₁的转速变化信号综合调整传给差速器3。

差速器3的作用是将差速器2传递过来的转速变化信号调整为一个稳定的转速，并放大传递给差速器4的行星齿轮外壳齿圈Z₄，使Z₄的转速恒等于输入轴转速的一半。

差速器4的行星齿轮外壳齿圈Z₄的转速恒定，这样当输出轴转速发生变化时，通过差速器4的半轴齿轮Z″₄能非常准确地将变化信号传递给蜗杆。

蜗杆的转速由输出轴控制。差速器1的行星齿轮外壳齿圈Z₁的转速由蜗轮蜗杆控制。因蜗轮的自锁作用，同时控制了差速器2的半轴齿轮Z′₂的转速。

本发明实施例如说明书附图所示。

差速器1的半轴齿轮Z″₁经连动齿轮Z₉、Z₁₅、Z₁₉、Z₂₃分别与差速器2、3、4的半轴齿轮Z″₂、Z″₃、Z″₄相连，其传动转速比为n″₁∶n″₂∶n″₃∶n″₄＝2∶1∶1∶2;

差速器1的行星齿轮外壳齿圈Z₁经连动齿轮Z₃₅与差速器2的半轴齿轮Z′₂相连，传动齿数比为Z₁∶Z₃₅＝1∶1，再经中间齿轮Z₃₂与圆锥齿轮Z₃₁相连，传动齿数比为Z₃₅∶Z₃₂＝1∶2、Z₃₂∶Z₃₁＝1∶5、即转速比n₁∶n₃₁＝10∶1

差速器2的行星齿轮外壳齿圈Z₂经连动齿轮Z₃₄、Z₃₃与差速器3的半轴齿轮Z′₃相连，传动齿数比为Z₂∶Z₃₄∶Z₃₃＝1∶1∶1。

差速器3的行星齿轮外壳齿圈Z₃与差速器4的行星齿轮外壳齿圈Z₄相连，传动齿数比为Z₃∶Z₄＝4∶1

差速器4的半轴齿轮Z′₄与蜗杆同轴相连，并经蜗轮、圆锥齿轮调向使Z′₄与Z₁同向旋转，转速比为n′₄∶n₁＝2∶1，蜗杆、蜗轮传动为20∶1。

由差速器工作原理可知，由于两个半轴齿论Z′和Z″具有差动作用。即当Z′转动时，如Z″固定，则行星齿轮外壳Z将转动，这时Z′转两转，Z转一转，Z″为零。若Z受到限制，当Z′与Z的转速比大于或小于2∶1时，则Z′转动时，必然带动Z″转动。

Z′的转速n′与Z″的转速n″和Z的转速n满足关系式：

n′+n″＝2n

当：n′＝200 n＝100时 n″＝0

n′＝200 n＝99时 n″＝-2（反转） n′∶n″＝100∶1

n′＝200 n＝50 n″＝-100 n′∶n″＝2∶1

n′＝200 n＝0 n″＝-200 n′∶n″＝1∶1

n′＝200 n＝-50 n″＝-300 n′∶n″＝1∶1.5

由上式可知，只要改变行星齿轮外壳齿圈Z的转速n就能获得半轴齿轮Z′与Z″的不同转动比。即逐渐增减行星齿轮外壳齿圈Z的转速，便可达到输入动力与输出动力之间的无级变速效果。

本发明的无级变速装置的工作过程是，动力由差速器1的半轴齿轮Z′₁输入，因行星齿轮齿圈Z₁受蜗轮自锁作用控制，故Z₁转速n₁为零。此时Z′₁以传动比1∶1的转速把动力反向传给Z″₁（此时各差速器的三个齿轮Z、Z′、Z″的转速如表1第8格所示）。Z″₁转动后经离合器接入负荷。由于起动时负荷的静摩擦力较大，起动扭矩也较大，故Z″₁转速下降，Z″₄转速随之下降。因Z₄转速恒定，故z′₄转速将增高，Z₁转速随之增高，使传动比增大，提高输出扭矩，直至输入、输出扭矩达到平衡。当输入扭矩大于载荷扭矩时，输出轴产生加速度，Z″₁转速增高，Z″₄转速随之增高，经差速器4使蜗杆及Z₁转速下降，从而降低输入与输出的传动比，提高输出轴的转速，直至输入、输出扭矩达到平衡。此时Z₁因受蜗轮蜗杆控制，不能自行增加或减少转速，使传动比稳定在变化后的数值上。当载荷扭矩增大，输入扭矩小于载荷扭矩时，输出轴将作减速运动，Z″₁转速降低，经差速器4使Z₁转速增高，增大传动比，直至达到新的平衡。如此不断往复，达到无级变速的目的。

序号名称

1、动力输入轴 2、差速器1半轴齿轮Z′₁

3、差速器1行星齿轮 4、差速器1行星齿轮外壳齿圈Z₁

5、差速器1行星齿轮轴 6、差速器1半轴齿轮Z″₁

7、轴承 8、动力输出轴

9、连动齿轮Z₉10、变速箱壳

11、垫圈 12、固定螺栓

13、轴承盖 14、齿轮固定键

15、连动齿轮Z₁₅16、差速器行星齿轮外壳齿圈Z₂

17、差速器2半轴齿轮Z′₂18、差速器2半轴齿轮Z″₂

19、连动齿轮Z₁₉20、差速器3行星齿轮外壳齿圈Z₃

21、差速器3半轴齿轮Z′₃22、差速器3半轴齿轮Z″₃

23、连动齿轮Z₂₃24、差速器4半轴齿轮Z′₄

25、差速器4半轴齿轮Z″₄26、差速器4行星齿轮壳齿圈Z₄

27、蜗杆轴 28、蜗杆

29、蜗轮轴 30、蜗轮

31、圆锥齿轮Z₃₁32、连动中间滑动齿轮Z₃₂

33、连动齿轮Z₃₃34、连动齿轮Z₃₄

35、连动齿轮Z₃₅

Claims

1、常合齿轮无级自动变速器，包括四个行星齿轮差速器和一对蜗轮蜗杆及与之相适应的外壳体。其特征在于差速器1中的两个太阳轮分别与输入轴和输出轴相连。

2、根据权利要求1的装置，其特征在于差速器1的外壳齿圈Z₁经齿轮35，圆维齿轮32、31与蜗轮连接。

3、根据权利要求1的装置，其特征在于差速器4的一个太阳轮经连动齿轮23、19、15、9与输出轴相连接。另一个太阳轮与蜗杆相连接。

4、根据权利要求2装置，其特征在于差速器2的一个太阳轮经齿轮35与差速器1的外壳齿圈Z₁相连接，另一个太阳轮经齿轮15、9与输出轴相连接。

5、根据权利要求4的装置，其特征在于差速器3的一个太阳轮经齿轮33、34与差速器2外壳齿圈Z₂相连接，另一太阳轮经齿轮19、15、9与输出轴相连。

6、根据权利要求5的装置，其特征在于差速器3、4的外壳齿圈相连接。

7、根据权利要求1的装置，其特征在于四个差速器的每对半轴之间互相平行。