CN104913021A - 一种行星差速变速轴及变速系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种行星差速变速轴及变速系统，变速轴包括由输入轮带动转动的输入轴，输入轴上设有圆锥齿轮传动的行星差速器，行星差速器包括太阳轮、行星齿轮、行星架和构成输出端的输出轮，行星齿轮可转动的设在行星架上，太阳轮同轴固定连接在输入轴上；行星架和输出轮均同轴可转动的套装在输入轴上；行星齿轮由呈同步转动的连接的内行星轮和外行星轮组成，内行星轮与外行星轮分别与太阳轮和输出轮啮合；行星差速器连接有在输入轮输入扭矩增大到设定值或者达到设转速时，对行星架对应形成制动或解除制动状态的变速控制装置。变速系统包括与所述变速轴连接的车辆驱动桥用差速器。本发明的有益效果是，结构简单、制造容易；结构紧凑、使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及一种行星差速变速结构，特别涉及一种行星差速变速轴及变速系统。
背景技术
行星差速器变速是利用差速器的差速原理，通过控制装置对行星差速器的差速状态进行控制实现的。但现有控制机构结构复杂，加工困难，制造成本高。另外，现有电动车通常都是通过控制电机正反转实现车辆前进和后退的行驶状态转换，但转换过程中由于车辆惯性作用，容易造成车辆行驶状态转换的冲击。为此，需要进一步改进。
发明内容
本发明目的第一目的就是针对现有技术的不足，提供一种行星差速变速轴，该变速轴通过简化控制装置结构，降低制造难度和成本。本发明的第二目的是提供一种包括行星差速变速轴的变速系统，以适应三轮车或四轮车驱动桥，进而降低车辆制造难度和成本。
为实现第一目的，本发明采用如下技术方案。
一种行星差速变速轴，包括由输入轮带动转动的输入轴，输入轴上设有圆锥齿轮传动的行星差速器，该行星差速器包括太阳轮、行星齿轮、行星架和构成输出端的输出轮，行星齿轮可转动的设在行星架上，行星差速器连接有变速控制装置；所述太阳轮同轴固定连接在输入轴上；所述行星齿轮由内行星轮和外行星轮组成，内行星轮和外行星轮呈同步转动的连接结构，内行星轮与太阳轮啮合，外行星轮与所述输出轮的输入端啮合；所述行星架和输出轮均同轴可转动的套装在输入轴上；所述变速控制装置用于在输入轮输入扭矩增大到设定值时，对所述行星架形成制动；或者在输入轴转速达到设定值时，解除对所述行星架的制动。
采用前述技术方案的本发明，变速控制装置包括两种控制方式，一是通过输入扭矩控制，二是通过输入转速控制；当采用输入扭矩控制时，在输入轮输入扭矩小于设定值时，行星架处于自由状态，太阳轮通过内行星轮带动行星架转动，内外行星轮随行星架公转，并由外行星轮带动输出轮与太阳轮形成同步转动，进而与输入轴同步转动；在输入轮的输入扭矩达到设定值时，变速控制装置形成对行星架的制动，此时，太阳轮带内外行星轮动同步自转，外行星轮带动输出轮转动，利用太阳轮、内外行星轮及输出轮之间的齿数比形成减速，输出轮低于与太阳轮等转速的输入轴转速，从而实现通过输入扭矩的方式实现变速。当采用输入转速控制时，在输入轴转速低于设定值时，行星架处于制动状态，其输出轮转速低于与太阳轮等转速的输入轴转速，当输入轴转速达到设定值时，行星架制动状态被解除，太阳轮通过内行星轮带动行星架转动，内外行星轮随行星架公转，并由外行星轮带动输出轮与太阳轮形成同步转动，进而与输入轴同步转动。
优选的，所述变速控制装置包括连接在输入轮与输入轴的轴颈之间的加载弹簧，输入轮上可转动的连接有制动盘，该制动盘上形成有由静止构件限制其转动的防转结构，制动盘与行星架之间设有一端面齿啮合的第一端面离合器结构；加载弹簧的弹性力用于使制动盘与行星架之间的所述第一端面离合器结构脱离；所述输入轮通过螺旋花键结构与输入轴连接，该螺旋花键结构的螺旋方向和角度具有在输入轮正向旋转时，输入轮对加载弹簧形成有压缩加载弹簧的运动趋势，以在输入扭矩增大到设定值时，输入轮克服加载弹簧的弹性力，使制动盘与行星架之间的所述第一端面离合器结构结合。
现有技术中，螺旋花键配合结构具有如下基本特性，其主要用于传递扭矩，同时具有小角度转动对应大范围移动的特性，因此，用于螺旋花键的螺旋升角都必然较大，可通过推动配合在花键轴的花键套移动实现花键套或花键轴转动。本方案利用螺旋花键配合结构的前述特性，当输入轮正转，且负载扭矩及相应输入扭矩较小时，输入轮正转对加载弹簧形成的压缩力不足以克服加载弹簧的预紧力，制动盘与行星架之间的所述第一端面离合器结构在加载弹簧预紧力作用下处于分离状态，从而形成行星架的自由状态，输出轮与太阳轮和输入轴同步转动。在输入轮正转且输入扭矩达到设定值时，输入轮正转对加载弹簧形成的压缩力克服加载弹簧的预紧力，并使制动盘与行星架之间的所述第一端面离合器结构处于结合状态，此时，制动盘对行星架形成制动，从而实现通过输入扭矩的方式实现变速。其结构简单、制造和使用成本低，并充分利用电机输出扭矩随负载扭矩的变化而自动变化的特性实现变速轴的自动变速。
进一步优选的，所述制动盘呈钟罩式结构，制动盘与行星架之间设有的所述第一端面离合器结构位于行星架端部。以形成在行星架端部的制动控制，其制动可靠。
更进一步优选的，所述输入轮位于输入轴后端；所述行星架套装在输入轴前端，太阳轮位于输入轮与行星架之间，输出轮套装在输入轴位于太阳轮后方的一轴段上并位于所述制动盘的钟罩内，制动盘的钟罩壁上设有用于接纳与输出轮形成动力传递的动力承传件的豁口。以方便变速轴在变速系统或变速箱中的布设，特别适用于与车辆驱动桥差速器的连接。
更进一步优选的，所述行星架套装在输入轴的中段上；所述输出轮套装在输入轴前端的一轴段上；所述太阳轮位于行星架与输出轮之间。以避免在制动盘设置豁口，适用于布设具有正反转缓冲输出的变速轴。
再进一步优选的，所述输出轮由输入端部分和输出端部分组成，输出端部分位于输入端部分前端，输入端部分呈钟罩式的空套在过渡套上并与所述外行星轮啮合，过渡套同轴可转动的套装在输入轴上，过渡套与所述输出端部分形成同轴固定连接，过渡套上还同轴固定连接有端面盘，端面盘位于输入端部分与所述太阳轮之间并位于输入端部分的钟罩内；所述输入端部分的轴颈上通过螺旋花键配合有螺旋花键套，螺旋花键套连接有一向其施加摩擦阻力的制动装置；螺旋花键套与输出端部分和端面盘之间分别形成一端面齿啮合的第二端面离合器结构，两个第二端面离合器结构分别仅用于输入端部分通过螺旋花键套带动输出端部分同步正转和同步反转；螺旋花键套位于所述端面盘方向的端面上形成有多个圆周均布的结合爪；所述输入端部分的钟罩顶部设有多个用于结合爪穿过的镂空孔；所述螺旋花键套与端面盘之间的第二端面离合器结构形成在结合爪的自由端与端面盘的对应端面上。通过将输出轮剥离成输入端部分和输出端部分，且在二者之间形成螺旋花键套的双向超于离合器结构，以使差速器部分的输出为正转和反转时，通过螺旋套的移动形成二者之间转换的时间间隔。用于车辆，可有效降低车辆前进后退行驶状态转换时，因惯性而带来冲击，以减少因惯性而带来冲击，起到良好的缓冲作用。
前述的双向超越离合器结构中，输入端部分转动，螺旋花键套在制动装置施加的摩擦阻力作用下与输入端部分形成一定的相对转动和轴线移动的综合运动，其移动方向由螺旋方向和输入端部分的转动方向确定，其旋转方向与输入端部分相同。由于两个第二端面离合器结构仅分别用于螺旋花键套直接带动或通过过渡套带动输出端部分同步正转和同步反转，因此，在输入端部分转动时，两给第二端面离合器结构的一个处于分离状态，另一个处于结合状态。当将螺旋方向设置为输入端部分正转时，螺旋花键套直接带动输出端部分同步正转，在输出端部分转速大于输入端部分及螺旋花键套转速时，输出端部分与螺旋花键套之间的第而端面离合器结构处于超越状态。用于车辆时，可实现车辆的前进滑行。
优选的，所述行星架套装在输入轴的中段上，行星架一侧的中部形成有端面盘；所述输出轮位于套装在输入轴前端的一轴段上；所述太阳轮位于行星架与输出轮之间；所述制动盘被设置在托盘结构的输入轮内部，制动盘的防转结构由输入轮侧面伸出，制动盘与行星架的端面盘形成所述第一端面离合器结构。可进一步减小变速轴的径向尺寸，便于在变速箱中布设。
所述变速控制装置包括连接在输入轮两侧的两个平衡弹簧，两个平衡弹簧的另一端分别通过输入轴的轴颈和锁紧螺母与输入轴连接；输入轮上可转动的套装有制动盘，该制动盘由静止构件限制转动，制动盘与行星架的两侧面之间均形成端面结合的离合器结构；两个平衡弹簧用于在输入轮的输入扭矩小于设定值时，使制动盘与行星架的两个端面离合器结构处于分离状态；所述输入轮通过螺旋花键结构与输入轴连接，该螺旋花键结构的螺旋角度具有在输入轮按设定旋转时，输入轮对两个平衡弹簧中的一个形成有压缩该平衡弹簧的运动趋势，以在输入扭矩增大到设定值时，输入轮克服平衡弹簧的弹性力，使制动盘与行星架之间的一对应端面离合器结构结合。
优选的，所述变速控制装置包括连接在输入轮两侧的两个平衡弹簧，两个平衡弹簧的另一端分别通过输入轴的轴颈和锁紧螺母与输入轴连接；输入轮上可转动的套装有制动盘，该制动盘由静止构件限制转动，制动盘与行星架的两侧面之间均形成端面结合的离合器结构；两个平衡弹簧用于在输入轮的输入扭矩小于设定值时，使制动盘与行星架的两个端面离合器结构处于分离状态；所述输入轮通过螺旋花键结构与输入轴连接，该螺旋花键结构的螺旋角度具有在输入轮按设定旋转时，输入轮对两个平衡弹簧中的一个形成有压缩该平衡弹簧的运动趋势，以在输入扭矩增大到设定值时，输入轮克服平衡弹簧的弹性力，使制动盘与行星架之间的一对应端面离合器结构结合。两个平衡弹簧使输入轮在正反转时的输入扭矩在小于设定值时，行星架处于自由状态，输出轮处于与输入轴等转速状态；在输入轮的正反向输入达到设定值时，输入轮压缩其中之一的平衡弹簧，并使制动盘与行星架之间的一对应端面离合器结构结合，对行星架形成制动，此时，输出轮通过外行星轮自转带动转动，从而实现调速目的。即本方案可实现正反转变速，用于车辆时，可实现两种速度的倒车。
优选的，所述输入轮固定连接在所述输入轴上，该输入轴呈管状结构，管状输入轴仅可转动的连接在固定轴上；所述变速控制装置包括固定轴上仅可移动连接的制动块，该制动块与所述行星架形成端面离合器结构，制动块与输入轴之间设有自复位弹簧，自复位弹簧的弹性力用于使制动块与行星架之间的端面离合器结构结合；所述输入轴上还连接有圆周均布的多个离心块，多个离心块用于在输入轴转速达到设定值时，使制动块与行星架之间的端面离合器结构脱离。在输入轴转速低于设定值时，自复位弹簧使使制动块与行星架之间的端面离合器结构结合，行星架被限制转动，输出轮通过外行星轮自转带动转动，达到减速目的；当输入轴达到设定值时，离心块在离心作用下，使制动块与行星架之间的端面离合器结构脱离，行星架处于自由状态，输出轮与输入轴等转速转动，从而实现由输入轴转速控制的差速变速。
进一步优选的，所述制动块包括至少两个圆周均布的7字形制动爪，制动块的7字形水平段与行星架形成端面离合器结构，制动块的7字形竖直段滑动配合在固定轴设有的键槽内，制动块的7字形竖直段下端形成有法兰盘，制动块的7字形水平段和法兰盘分布在行星架两侧；所述自复位弹簧通过法兰盘的一侧与所述输入轴连接，法兰盘的另一侧与所述离心块连接。从而有效减小变速轴的径向尺寸，方便在变速箱中布设，期且变速控制结构简单、性能可靠。
更进一步优选的，所述制动块的7字形水平段位于输入轴前端；所述输入轮位于输入轴后端；所述输出轮位于行星架与输入轮之间；所述制动块的7字形竖直段下端形成的法兰盘位于固定轴上的输出轮后方。以获得合理的结构布局，进一步提高在变速箱中布设的方便性。
再进一步优选的，所述离心块通过固定连接在所述输入轮后侧面上的离心块支架上；所述制动块的法兰盘与所述离心块之间设有平面轴承。以充分利用输入轮的空间位置，进一步强化结构的合理性；同时，利用平面轴承消除离心块与制动块上法兰盘的相对运动，避免摩擦磨损，延长使用寿命。
为实现第二目的，本发明采用如下技术方案。
一种行星变速系统，包括由大齿盘带动转动的车辆驱动桥用差速器，大齿盘与实现第一发明目行星差速变速轴的输出轮的输出端齿部啮合形成动力传递关系。
采用前述方案的本发明，由于采用了前述行星差速变速轴，系统通过车辆驱动桥用差速器输出，适用于三轮车或四轮电驱动车辆的自动变速。利用变速控制装置结构简单、制造和使用成本低的特点，实现车辆的低成本。
优选的，所述车辆驱动桥用差速器的差速器壳体由左壳和右壳组成；所述大齿盘的中部轮毂部一部分可转动的套装在左壳上，另一部分可转动的套装在大齿盘上；大齿盘的中部轮毂上通过螺旋花键配合有第二螺旋花键套，第二螺旋花键套连接有一向其施加摩擦阻力的第二制动装置；第二螺旋花键套与左壳和右壳之间分别形成一端面齿啮合的第三端面啮合离合器结构，两个第三端面啮合离合器结构分别仅用于大齿盘通过二螺旋花键套带动所述车辆驱动桥用差速器的差速器壳体同步正转和同步反转；第二螺旋花键套位于所述大齿盘腹板方向的端面上形成有多个圆周均布的离合爪；所述大齿盘的腹板上设有多个用于离合爪穿过的镂空孔；所述第二螺旋花键套与大齿盘腹板对应侧的左壳或右壳之间的第三端面啮合离合器结构，形成在离合爪的自由端与左壳或右壳的对应端面上。
大齿盘与车辆驱动桥用差速器的壳体之间通过第二螺旋花键套和端面齿啮合结构形成螺旋花键套式双向超越离合器结构。其工作原理和有益效果与前述的双向超越离合器结构相同，在此不再赘述。
本发明的有益效果是，变速轴结构简单、制造容易、综合成本低；变速系统体积小，布局合理、使用寿命长，适用于三轮和四轮电动车。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图。
图2是本发明实施例2的结构的示意图。
图3是本发明实施例3的结构示意图。
图4是本发明实施例3中部分结构的轴测示意图。
图5是本发明实施例4的结构示意图。
图6是本发明实施例5的结构示意图。
图7是本发明实施例6的结构示意图。
图8是本发明图7中的A—A剖视图。
图9是本发明实施例6中制动块16的结构示意图。
图10是本发明图9的俯视图。
图11是本发明图9的仰视图。
图12是本发明实施例7的结构示意图。
图13是本发明实施例3和7中制动装置的另一种结构形式示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1参见图1，一种行星差速变速轴，包括由输入轮1带动转动的输入轴2，输入轴2上设有圆锥齿轮传动的行星差速器，该行星差速器包括太阳轮3、行星齿轮、行星架5和构成输出端的输出轮7，太阳轮3同轴固定连接在输入轴2上；行星齿轮可转动的设在行星架5上，行星差速器连接有变速控制装置；其中，输入轮1位于输入轴2后端，行星架5同轴可转动的套装在输入轴2前端，太阳轮3位于输入轮1与行星架5之间，输出轮7同轴可转动的套装在输入轮1位于太阳轮3后方的一轴段上。
其中，行星齿轮由内行星轮4和外行星轮4a组成，内行星轮4和外行星轮4a呈同步转动的连接结构，内行星轮4与太阳轮3啮合，外行星轮4a与所述输出轮7的输入端啮合；变速控制装置包括连接在输入轮1与输入轴2的轴颈之间的由碟簧构成的加载弹簧8，输入轮1上可转动的套装有钟罩式结构的制动盘9，制动盘9的外壁上形成有挡舌9a，该挡舌9a构成制动盘9的防转结构，挡舌9a用于通过变速箱箱体6类静止构件上的滑槽6a限制制动盘9转动，制动盘9与行星架5之间设有一端面齿啮合的第一端面离合器结构；加载弹簧8的弹性力用于使制动盘9与行星架5之间的所述第一端面离合器结构脱离；所述输入轮1通过螺旋花键结构与输入轴2连接，该螺旋花键结构的螺旋方向和角度具有在输入轮1正向旋转时，输入轮1对加载弹簧8形成有压缩加载弹簧8的运动趋势，以在输入扭矩增大到设定值时，输入轮1克服加载弹簧8的弹性力，使制动盘9与行星架5之间的所述第一端面离合器结构结合；在输入轮1反转时，输入轮1通过输入轴2上螺合的锁紧螺母2a。变速控制装置用于在输入轴2输入扭矩增大到设定值时，对所述行星架5形成制动。
其中，输出轮7位于制动盘9的钟罩内部，制动盘9与行星架5之间设有的所述第一端面离合器结构位于行星架5端部，制动盘9的钟罩壁上设有用于接纳与输出轮7形成动力传递的动力承传件的豁口。
本实施例中制动盘9的防转结构还可以是设在制动盘9外壁上的防转槽，以通过变速箱箱体6类静止构建上的防转键或防转销限制制动盘9转动。
本实施例中，内行星轮4和外行星轮4a为双联齿轮结构，当然二者还可以是独立结构的两个齿轮，当采用独立结构的两个齿轮时，二者通过花键套类第三构件形成同步转动的连接结构，二者通过花键套套装在行星架5的轴颈上。
本实施中的加载弹簧8还可采用圆柱螺旋弹簧替代。
实施例2参见图2，一种行星差速变速轴，包括由输入轮1带动转动的输入轴2，输入轴2上设有圆锥齿轮传动的行星差速器，该行星差速器包括太阳轮3、行星齿轮、行星架5和构成输出端的输出轮7，太阳轮3同轴固定连接在输入轴2上；行星齿轮可转动的设在行星架5上，行星差速器连接有变速控制装置；其中，行星架5套装在输入轴2的中段上；输出轮7套装在输入轴2前端的一轴段上，从而避免制动盘9的钟罩遮挡，制动盘9的钟罩壁上不需设置用于接纳与输出轮7形成动力传递的动力承传件的豁口；太阳轮3位于行星架5与输出轮7之间。
本实施例的其余结构与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例3参见图3、图4，一种行星差速变速轴，包括由输入轮1带动转动的输入轴2，输入轴2上设有圆锥齿轮传动的行星差速器，该行星差速器包括太阳轮3、行星齿轮、行星架5和构成输出端的输出轮7，太阳轮3同轴固定连接在输入轴2上；行星齿轮可转动的设在行星架5上，行星差速器连接有变速控制装置；其中，输出轮7由输入端部分71和输出端部分72组成，输出端部分72位于输入端部分71前端，输入端部分71呈钟罩式的空套在过渡套10上并与所述外行星轮4a啮合，过渡套10同轴可转动的套装在输入轴2上，过渡套10与所述输出端部分72形成同轴固定连接，过渡套10上还同轴固定连接有端面盘11，端面盘11位于输入端部分71与所述太阳轮3之间并位于输入端部分71的钟罩内；所述输入端部分71的轴颈上通过螺旋花键配合有螺旋花键套12，螺旋花键套12连接有一向其施加摩擦阻力的制动装置；螺旋花键套12与输出端部分72和端面盘11之间分别形成一端面齿啮合的第二端面离合器结构，两个第二端面离合器结构分别仅用于输入端部分71通过螺旋花键套12带动输出端部分72同步正转和同步反转；螺旋花键套12位于所述端面盘11方向的端面上形成有多个圆周均布的结合爪12a；所述输入端部分71的钟罩顶部设有多个用于结合爪12a穿过的镂空孔；所述螺旋花键套12与端面盘11之间的第二端面离合器结构形成在结合爪12a的自由端与端面盘11的对应端面上。
其中，制动装置包括具有卡圈柄24a的C形卡圈24，该C形卡圈24通过C形夹持部抱持在螺旋花键套12设有环槽内；C形卡圈24设有U形的卡圈柄24a，卡圈柄24a的U形两自由端与C形卡圈24的C形两自由端对应固定连接，卡圈柄24a用于通过变速箱箱体6阻止C形卡圈24随螺旋花键套12同步转动。
本实施例的其余结构与实施例2相同，在此不再赘述。
本实施例中的制动装置可采用以下方案替代，参见图13，制动装置包括与螺旋花键套圆柱表面摩擦连接的刹车蹄26，刹车蹄26通过刹车弹簧27可伸缩的连接在静止的刹车支架28上。
实施例4参见图5，一种行星差速变速轴，包括由输入轮1带动转动的输入轴2，输入轴2上设有圆锥齿轮传动的行星差速器，该行星差速器包括太阳轮3、行星齿轮、行星架5和构成输出端的输出轮7，太阳轮3同轴固定连接在输入轴2上；行星齿轮可转动的设在行星架5上，行星差速器连接有变速控制装置；其中，所述行星架5套装在输入轴2的中段上，行星架5一侧的中部形成有端面盘5a；所述输出轮7位于套装在输入轴2前端的一轴段上；所述太阳轮3位于行星架5与输出轮7之间；所述制动盘9被设置在托盘结构的输入轮1内部，制动盘9的防转结构由输入轮1侧面伸出，制动盘9与行星架5的端面盘5a形成所述第一端面离合器结构。
本实施例的其余结构与实施例2相同，在此不再赘述。
实施例5参见图6，一种行星差速变速轴，包括由输入轮1带动转动的输入轴2，输入轴2上设有圆锥齿轮传动的行星差速器，该行星差速器包括太阳轮3、行星齿轮、行星架5和构成输出端的输出轮7，太阳轮3同轴固定连接在输入轴2上；行星齿轮可转动的设在行星架5上，行星差速器连接有变速控制装置；其中，所述变速控制装置包括连接在输入轮1两侧的两个平衡弹簧13，两个平衡弹簧13的另一端分别通过输入轴2的轴颈和锁紧螺母2a与输入轴2连接；输入轮1上可转动的套装有制动盘9，制动盘9的外壁上形成有挡舌9a，该挡舌9a构成制动盘9的防转结构，挡舌9a用于通过变速箱箱体6类静止构件上的滑槽6a限制制动盘9转动，制动盘9与行星架5的两侧面之间均形成端面齿啮合的端面离合器结构；两个平衡弹簧13用于在输入轮1的输入扭矩小于设定值时，使制动盘9与行星架5的两个端面离合器结构处于分离状态；所述输入轮1通过螺旋花键结构与输入轴2连接，该螺旋花键结构的螺旋角度具有在输入轮1按设定旋转时，输入轮1对两个平衡弹簧13中的一个形成有压缩该平衡弹簧13的运动趋势，以在输入扭矩增大到设定值时，输入轮1克服平衡弹簧13的弹性力，使制动盘9与行星架5之间的一对应端面离合器结构结合。
本实施例的其余结构与实施例2相同，在此不再赘述。
实施例6参见图7～12，一种行星差速变速轴，包括由输入轮1带动转动的输入轴2，输入轴2上设有圆锥齿轮传动的行星差速器，该行星差速器包括太阳轮3、行星齿轮、行星架5和构成输出端的输出轮7，行星齿轮可转动的设在行星架5上，行星差速器连接有变速控制装置；太阳轮3同轴固定连接在输入轴2上；行星齿轮由内行星轮4和外行星轮4a组成，内行星轮4和外行星轮4a呈同步转动的连接结构，内行星轮4与太阳轮3啮合，外行星轮4a与所述输出轮7的输入端啮合；所述行星架5和输出轮7均同轴可转动的套装在输入轴2上；变速控制装置用于在输入轴2转速达到设定值时，解除对所述行星架5的制动。
其中，输入轮1固定连接在所述输入轴2上，该输入轴2呈管状结构，管状输入轴2仅可转动的连接在固定轴15上；变速控制装置包括固定轴15上仅可移动连接的制动块16，该制动块16与所述行星架5形成端面离合器结构，制动块16与输入轴2之间设有自复位弹簧17，自复位弹簧17的弹性力用于使制动块16与行星架5之间的端面离合器结构结合；所述输入轴2上还连接有圆周均布的多个离心块18，多个离心块18用于在输入轴2转速达到设定值时，使制动块16与行星架5之间的端面离合器结构脱离。制动块16包括两个圆周均布的7字形制动爪，制动块16的7字形水平段与行星架5形成端面离合器结构，制动块16的7字形竖直段滑动配合在固定轴15设有的键槽内，制动块16的7字形竖直段下端形成有法兰盘16a，制动块16的7字形水平段和法兰盘16a分布在行星架5两侧；所述自复位弹簧17通过法兰盘16a的一侧与所述输入轴2连接，法兰盘16a的另一侧与所述离心块18连接。制动块16的7字形水平段位于输入轴2前端；输入轮1位于输入轴2后端；输出轮7位于行星架5与输入轮1之间；制动块16的7字形竖直段下端形成的法兰盘16a位于固定轴15上的输出轮7后方；离心块18通过固定连接在所述输入轮1后侧面上的离心块支架19上；制动块16的法兰盘16a与所述离心块18之间设有平面轴承14。
本实施例的7字形制动爪还可根据结构尺寸、材料强度等设置三具体情况个或四个。
实施例7，参见图13，一种行星变速系统，包括由大齿盘20带动转动的车辆驱动桥用差速器，大齿盘20与实施例1所述的行星差速变速轴的输出轮7的输出端齿部啮合形成动力传递关系，大齿盘20的一部分通过制动盘9的钟罩壁上设有的豁口深入制动盘9的钟罩内部与输出轮7的输出端齿啮合。
其中，车辆驱动桥用差速器的差速器壳体由左壳21和右壳22组成；大齿盘20的中部轮毂部一部分可转动的套装在左壳21上，另一部分可转动的套装在大齿盘20上；大齿盘20的中部轮毂上通过螺旋花键配合有第二螺旋花键套23，第二螺旋花键套23连接有一向其施加摩擦阻力的第二制动装置；第二螺旋花键套23与左壳21和右壳22之间分别形成一端面齿啮合的第三端面啮合离合器结构，两个第三端面啮合离合器结构分别仅用于大齿盘20通过二螺旋花键套23带动所述车辆驱动桥用差速器的差速器壳体同步正转和同步反转；第二螺旋花键套23位于所述大齿盘20腹板方向的端面上形成有多个圆周均布的离合爪23a；所述大齿盘20的腹板上设有多个用于离合爪23a穿过的镂空孔；所述第二螺旋花键套23与大齿盘20腹板对应侧的右壳22之间的第三端面啮合离合器结构，形成在离合爪23a的自由端与右壳22的对应端面上。
其中，制动装置包括具有卡圈柄24a的C形卡圈24，该C形卡圈24通过C形夹持部抱持在第二螺旋花键套23设有环槽内；C形卡圈24设有U形的卡圈柄24a，卡圈柄24a的U形两自由端与C形卡圈24的C形两自由端对应固定连接，卡圈柄24a用于通过变速箱箱体6阻止C形卡圈24随第二螺旋花键套23同步转动。
本实施例中的制动装置可采用以下方案替代，参见图13，制动装置包括与螺旋花键套圆柱表面摩擦连接的刹车蹄26，刹车蹄26通过刹车弹簧27可伸缩的连接在静止的刹车支架28上。
本实施例中大齿盘20还可与实施例2～6中任意一项行星差速变速轴输出轮7的输出端齿部啮合形成动力传递关系。但与实施例3的输出轮7形成动力传递关系时，可形成车辆的前进与后退行驶状态之间转换的两级缓冲，进一步降低车辆行驶状态转换冲击。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (14)
1.一种行星差速变速轴，包括由输入轮(1)带动转动的输入轴(2)，输入轴(2)上设有圆锥齿轮传动的行星差速器，该行星差速器包括太阳轮(3)、行星齿轮、行星架(5)和构成输出端的输出轮(7)，行星齿轮可转动的设在行星架(5)上，行星差速器连接有变速控制装置；其特征在于，所述太阳轮(3)同轴固定连接在输入轴(2)上；所述行星齿轮由内行星轮(4)和外行星轮(4a)组成，内行星轮(4)和外行星轮(4a)呈同步转动的连接结构，内行星轮(4)与太阳轮(3)啮合，外行星轮(4a)与所述输出轮(7)的输入端啮合；所述行星架(5)和输出轮(7)均同轴可转动的套装在输入轴(2)上；所述变速控制装置用于在输入轮(1)输入扭矩增大到设定值时，对所述行星架(5)形成制动；或者在输入轴(2)转速达到设定值时，解除对所述行星架(5)的制动。
2.根据权利要求1所述的行星差速变速轴，其特征在于，所述变速控制装置包括连接在输入轮(1)与输入轴(2)的轴颈之间的加载弹簧(8)，输入轮(1)上可转动的连接有制动盘(9)，该制动盘(9)上形成有由静止构件限制其转动的防转结构，制动盘(9)与行星架(5)之间设有一端面齿啮合的第一端面离合器结构；加载弹簧(8)的弹性力用于使制动盘(9)与行星架(5)之间的所述第一端面离合器结构脱离；所述输入轮(1)通过螺旋花键结构与输入轴(2)连接，该螺旋花键结构的螺旋方向和角度具有在输入轮(1)正向旋转时，输入轮(1)对加载弹簧(8)形成有压缩加载弹簧(8)的运动趋势，以在输入扭矩增大到设定值时，输入轮(1)克服加载弹簧(8)的弹性力，使制动盘(9)与行星架(5)之间的所述第一端面离合器结构结合。
3.根据权利要求2所述的行星差速变速轴，其特征在于，所述制动盘(9)呈钟罩式结构，制动盘(9)与行星架(5)之间设有的所述第一端面离合器结构位于行星架(5)端部。
4.根据权利要求3所述的行星差速变速轴，其特征在于，所述输入轮(1)位于输入轴(2)后端；所述行星架(5)套装在输入轴(2)前端，太阳轮(3)位于输入轮(1)与行星架(5)之间，输出轮(7)套装在输入轴(2)位于太阳轮(3)后方的一轴段上并位于所述制动盘(9)的钟罩内，制动盘(9)的钟罩壁上设有用于接纳与输出轮(7)形成动力传递的动力承传件的豁口。
5.根据权利要求3所述的行星差速变速轴，其特征在于，所述行星架(5)套装在输入轴(2)的中段上；所述输出轮(7)套装在输入轴(2)前端的一轴段上；所述太阳轮(3)位于行星架(5)与输出轮(7)之间。
6.根据权利要求5所述的行星差速变速轴，其特征在于，所述输出轮(7)由输入端部分(71)和输出端部分(72)组成，输出端部分(72)位于输入端部分(71)前端，输入端部分(71)呈钟罩式的空套在过渡套(10)上并与所述外行星轮(4a)啮合，过渡套(10)同轴可转动的套装在输入轴(2)上，过渡套(10)与所述输出端部分(72)形成同轴固定连接，过渡套(10)上还同轴固定连接有端面盘(11)，端面盘(11)位于输入端部分(71)与所述太阳轮(3)之间并位于输入端部分(71)的钟罩内；所述输入端部分(71)的轴颈上通过螺旋花键配合有螺旋花键套(12)，螺旋花键套(12)连接有一向其施加摩擦阻力的制动装置；螺旋花键套(12)与输出端部分(72)和端面盘(11)之间分别形成一端面齿啮合的第二端面离合器结构，两个第二端面离合器结构分别仅用于输入端部分(71)通过螺旋花键套(12)带动输出端部分(72)同步正转和同步反转；螺旋花键套(12)位于所述端面盘(11)方向的端面上形成有多个圆周均布的结合爪(12a)；所述输入端部分(71)的钟罩顶部设有多个用于结合爪(12a)穿过的镂空孔；所述螺旋花键套(12)与端面盘(11)之间的第二端面离合器结构形成在结合爪(12a)的自由端与端面盘(11)的对应端面上。
7.根据权利要求2所述的行星差速变速轴，其特征在于，所述行星架(5)套装在输入轴(2)的中段上，行星架(5)一侧的中部形成有端面盘(5a)；所述输出轮(7)位于套装在输入轴(2)前端的一轴段上；所述太阳轮(3)位于行星架(5)与输出轮(7)之间；所述制动盘(9)被设置在托盘结构的输入轮(1)内部，制动盘(9)的防转结构由输入轮(1)侧面伸出，制动盘(9)与行星架(5)的端面盘(5a)形成所述第一端面离合器结构。
8.根据权利要求1所述的行星差速变速轴，其特征在于，所述变速控制装置包括连接在输入轮(1)两侧的两个平衡弹簧(13)，两个平衡弹簧(13)的另一端分别通过输入轴(2)的轴颈和锁紧螺母(2a)与输入轴(2)连接；输入轮(1)上可转动的套装有制动盘(9)，该制动盘(9)由静止构件限制转动，制动盘(9)与行星架(5)的两侧面之间均形成端面齿啮合的端面离合器结构；两个平衡弹簧(13)用于在输入轮(1)的输入扭矩小于设定值时，使制动盘(9)与行星架(5)的两个端面离合器结构处于分离状态；所述输入轮(1)通过螺旋花键结构与输入轴(2)连接，该螺旋花键结构的螺旋角度具有在输入轮(1)按设定旋转时，输入轮(1)对两个平衡弹簧(13)中的一个形成有压缩该平衡弹簧(13)的运动趋势，以在输入扭矩增大到设定值时，输入轮(1)克服平衡弹簧(13)的弹性力，使制动盘(9)与行星架(5)之间的一对应端面离合器结构结合。
9.根据权利要求1所述的行星差速变速轴，其特征在于，所述输入轮(1)固定连接在所述输入轴(2)上，该输入轴(2)呈管状结构，管状输入轴(2)仅可转动的连接在固定轴(15)上；所述变速控制装置包括固定轴(15)上仅可移动连接的制动块(16)，该制动块(16)与所述行星架(5)形成端面离合器结构，制动块(16)与输入轴(2)之间设有自复位弹簧(17)，自复位弹簧(17)的弹性力用于使制动块(16)与行星架(5)之间的端面离合器结构结合；所述输入轴(2)上还连接有圆周均布的多个离心块(18)，多个离心块(18)用于在输入轴(2)转速达到设定值时，使制动块(16)与行星架(5)之间的端面离合器结构脱离。
10.根据权利要求9所述的行星差速变速轴，其特征在于，所述制动块(16)包括至少两个圆周均布的7字形制动爪，制动块(16)的7字形水平段与行星架(5)形成端面离合器结构，制动块(16)的7字形竖直段滑动配合在固定轴(15)设有的键槽内，制动块(16)的7字形竖直段下端形成有法兰盘(16a)，制动块(16)的7字形水平段和法兰盘(16a)分布在行星架(5)两侧；所述自复位弹簧(17)通过法兰盘(16a)的一侧与所述输入轴(2)连接，法兰盘(16a)的另一侧与所述离心块(18)连接。
11.根据权利要求10所述的行星差速变速轴，其特征在于，所述制动块(16)的7字形水平段位于输入轴(2)前端；所述输入轮(1)位于输入轴(2)后端；所述输出轮(7)位于行星架(5)与输入轮(1)之间；所述制动块(16)的7字形竖直段下端形成的法兰盘(16a)位于固定轴(15)上的输出轮(7)后方。
12.根据权利要求11所述的行星差速变速轴，其特征在于，所述离心块(18)通过固定连接在所述输入轮(1)后侧面上的离心块支架(19)上；所述制动块(16)的法兰盘(16a)与所述离心块(18)之间设有平面轴承(14)。
13.一种行星变速系统，包括由大齿盘(20)带动转动的车辆驱动桥用差速器，其特征在于，所述大齿盘(20)与权利要求1～12中任意一项权利要求所述的行星差速变速轴的输出轮(7)的输出端齿部啮合形成动力传递关系。
14.根据权利要求13所述的行星变速系统，其特征在于，所述车辆驱动桥用差速器的差速器壳体由左壳(21)和右壳(22)组成；所述大齿盘(20)的中部轮毂部一部分可转动的套装在左壳(21)上，另一部分可转动的套装在大齿盘(20)上；大齿盘(20)的中部轮毂上通过螺旋花键配合有第二螺旋花键套(23)，第二螺旋花键套(23)连接有一向其施加摩擦阻力的第二制动装置；第二螺旋花键套(23)与左壳(21)和右壳(22)之间分别形成一端面齿啮合的第三端面啮合离合器结构，两个第三端面啮合离合器结构分别仅用于大齿盘(20)通过二螺旋花键套(23)带动所述车辆驱动桥用差速器的差速器壳体同步正转和同步反转；第二螺旋花键套(23)位于所述大齿盘(20)腹板方向的端面上形成有多个圆周均布的离合爪(23a)；所述大齿盘(20)的腹板上设有多个用于离合爪(23a)穿过的镂空孔；所述第二螺旋花键套(23)与大齿盘(20)腹板对应侧的左壳(21)或右壳(22)之间的第三端面啮合离合器结构，形成在离合爪(23a)的自由端与左壳(21)或右壳(22)的对应端面上。
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