CN1053490C - 行星齿轮侧转式恒动率无级变速器 - Google Patents

Abstract

一种行星齿轮侧转式恒动率无级变速器，具有支承件8，一固连于输入轴的可旋转的支架10，支架10的两侧边上具有可转动的小支架16和架14，架14上具有一对等径的行星齿轮13，28，当架14侧转一角度，输出速度和扭短可随侧转角度而改变，达到无级变速的目的，可省去常规的摩擦，体积小，效率高，传动比准确，变速范围大。

Description

行星齿轮侧转式恒动率无级变速器

本发明涉及传动装置，特别涉及传送旋转运动的齿轮传动装置。

在机械传动中，就无级变速传动而盲，机械传动式的一般都必须依靠磨擦传动来实现，磨擦传动的无级变速器虽具有恒功率特性，传动平稳等优点，但其缺点是由于受磨擦系数的限制，传动动率不能过大，否则体积将很大，同时其传动比不准确，发热量大，效率不高。

本发明的目的是提供一种完全靠啮合传动的行星齿轮侧转式恒动率无级变速器。

本发明的行星齿轮侧转式恒动率无级变速器，是按如下技术方案实现的，无级变速器具有支承件，输入轴或齿轮，其特征在于还具有在同一轴线上的，由支承件支承的的左输出轴和右输出轴，所说的输入轴或齿轮可旋转的套装在左输出轴上，还具有支架，支架的一端与输入轴或齿轮相固连，另一端可旋转的支承在右输出轴上，支架的两侧边上的两个轴承可旋转的支承有小支架，该两轴承的中心线与左，右输出轴的轴线相垂直，在小支架上具有与两轴承的中心线相垂直的架，架上装有一对等经的行星齿轮，其啮合点在左、右输出轴的轴线上，两行星齿轮的轴线与左、右输出轴的轴线在同一平面内，一个行星齿轮的轴通过万向节轴与左输出轴相连，另一个行星齿轮的轴通过万向节轴与右输出轴相连，还具有使小支架16相对左、右输出轴的轴线的垂线偏转θ角的操纵机构；

其传动的关系式为：ω₁＝ω₀·R·cosθ/R-ω₀·cosθ；其中：

ω₁-左、右输出轴的角速度；

ω₀-输入轴或齿轮的角速度；

R-行星齿轮的节圆半径；

θ-架相对左、右输出轴的轴线的垂线的偏转角。

当架偏转θ角，则左、右输出轴角速度ω₁将减小，因而输出转数减小，而扭矩上升，达到恒功率无级变速的目的。

所说的万向节轴的万向节最好是等速万向节。

所说的左、右输出轴可通过等传动比的传动机构将旋转运动传送到一根轴上而将运动输出。

下面，结合附图和实施例，对本发明的行星齿轮侧转式恒动率无级变速器作详细的描述。

图1是本发明行星轮侧转式恒动率无级变速器的立体示意图；

图2是本发明的无级变速器不变速时的传动示意图；

图3是本发明的无级变速器有变速时的传动示意图；

本发明的无级变速器具有一支承件8，如外壳或与其他传动共用的壳体，用以支承各零部件，轴3由支承件上的轴承1和5支承，轴端上具有小齿轮6，小齿轮6带动输入轴或齿轮7转动，当然动力的输入方式可以是其它已有的方式的，如直连或皮带等，将动力传给输入轴或齿轮7，输入轴或齿轮7套装的支承在左输出轴4上，轴4由支承件上的轴承2和9支承，还具有支架10，支架10的一端与输入轴或齿轮7相固连，另一端可旋转的支承在右输出轴22上，右输出轴由支承件上的轴承20和23支承，且左输出轴4与右输出轴22在同一轴线上，设该轴线为X-X轴，支架10的两侧边上各有一轴承15，两轴承15的中心线与X-X轴相垂直，设该中心线为Y-Y轴，由轴承15支承有一可绕Y-Y轴旋转的小支架16，小支架16上垂直于X-X轴和Y-Y轴方向有架14，架14的两根杆均在中点与X-X轴相交，架14的两端可旋转的支承有一对等径的相啮合的行星齿轮13，28，行星齿轮13有轴12，行星齿轮28有轴27，齿轮13，28的啮合点在X-X轴上，故轴12、27，和X-X轴在同一平面内，而齿轮13，28的连心线则垂直于X-X轴和Y-Y轴，设其为Z-Z轴，轴12通过万向节轴11与左输出轴4相连接，而轴27则通过万向节轴18与右输出轴22相连接，左、右输出轴4与22也可通过速比相等的传动付(如链传动、皮带传动或齿轮传动)将运动传送至轴25上，由轴25将旋转运动输出，还具有调速机构，如调速轴套19和杆17，调速轴套可在轴22上滑动，(例如用杠杆机构或直接手动)，因而可推动杆17运动而推动小支架16和架14绕轴承15转动，因而改变了架14相对于Z-Z轴的夹角θ，因而改变了输入轴与左、右输出轴的传动比。

当运动由输入轴或齿轮7输入后，支架10和所有装于支架10上的零部件均绕X-X轴旋转。

本发明的行星齿轮侧转式恒动率无级变速器，其工作原理如下：

等速的旋转运动由输入轴或齿轮7输入，带动支架10等速旋转，并经轴承15带动小支架16和架14旋转，架14将带动行星齿轮付13、28一同旋转，行星齿轮的轴12、27的自转由万向节轴11、18带动左、右输出轴4、22同向旋转，且转速相等，轴4、22将运动输出。

如图2，图3示出了本无级变速器的传动示意图，图2示出当θ＝0，即未变速时的传动图，图3则示出当θ≠0，即有变速时的传动示意图。

如设行星齿轮13、28的节圆半径为R，输入轴或齿轮7的输入角速度为ω₀，轴4、22的输出转数为ω₁，架14相对Z-Z轴的转角为θ。

根据V＝ω·R的公式，ω＝V/R

其中ω-旋转的角速度

    R-回转半径

    V-回转半径点的线速度。

故ω₁＝VA/R＝VB/R

其中VA-行星齿轮13中心点A的线速度；

    VB-行星齿轮28中心点B的线速度；

VA＝VB＝ω₀·R′＝ω₀·R·cosθ，

∴ω₁＝ω₀·Rcosθ/R，

当θ＝0 ω₁＝ω₀·R·cosθ/R＝ω₀，

当θ≠0 ω₁＝ω₀·R·cosθ/R＝ω₀·cosθ，

因此完成了无级变速的目的。

由能量守恒和速度与扭矩的关系式，当速度下降时，扭矩必然上升。

本发明的无级变速器，可以将输出轴4用一抱死固定装置使之不能旋转，而由输出轴22一轴输出，此时输出转数将增加一倍。

本发明的无级变速器，其侧转角度θ在0-45°之间，为扩大变速范围，在行星轮与输出轴之间采用多组万向节，滑键轴，行星轴相联的传动方式，能实现θ角由0-90°变化，从而实现输出速度由最大到零变化。

本发明的行星齿轮侧转式恒动率无级变速器，克服了摩擦传动的缺点，而完全由啮合式传动实现，传动效率高，传动比准确，传动功率大，寿命长，容易维修保养，是一种新型的无级变速器。

Claims (6)

1、一种行星齿轮侧转式恒动率无级变速器，具有支承件(8)，输入轴或齿轮(7)，其特征在于还具有在同一轴线上的，由支承件(8)支承的左输出轴(4)和右输出轴(22)，所说的输入轴或齿轮(7)可旋转地套装在左输出轴(4)上，还具有支架(10)，支架(10)的一端与输入轴或齿轮(7)相固连，另一端可旋转地支承在右输出轴(22)上，支架(10)的两侧边上的两个轴承(15)可旋转地支承有小支架(16)，该两轴承(15)的中心线与左输出轴(4)，右输出轴(22)的轴线相垂直，在小支架上(16)上具有与两轴承(15)的中心线相垂直的架(14)，架(14)上装有一对等径的行星齿轮(13)，(28)，其啮合点在左输出轴(4)和右输出轴(22)的轴线上，两行星齿轮的轴线(12)，(27)与左、右输出轴(4)，(22)的轴线在同一平面内，行星齿轮(13)的轴(12)通过万向节轴(11)与左输出轴(4)相连，行星齿轮(28)的轴(27)通过万向节轴(18)与右输出轴(22)相连，还具有使架(14)相对左、右输出轴(4)，(22)的轴线的垂线偏转θ角的操纵机构；

其传动的关系式为：

ω₁＝ω₀·R·cosθ/R＝ω₀·cosθ；

其中：

ω₁-左、右输出轴(4)，(22)的角速度；

ω₀-输入轴或齿轮(7)的角速度；

R-行星齿轮(13)，(28)的节圆半径；

θ-架(14)相对左、右输出轴的轴线的垂线的偏转角。

2、如权利要求1所述的行星齿轮侧转式恒动率无级变速器，其特征在于所说的万向节轴(11)，(18)的万向节是等速万向节。

3、如权利要求1所述的行星齿轮侧转式恒动率无级变速器，其特征在于还具有轴(25)和等传动比的两套传动机构，所说的左输出轴(4)通过一套传动机构与轴(25)相连，所说的右输出轴(22)通过另一套传动机构与轴(25)相连。

4、如权利要求1所述的行星齿轮侧转式恒动率无级变速器，其特征在于所说的操纵机构包括滑套(19)，杆(17)和操纵杠杆机构(21)。

5、如权利要求1所述的行星齿轮侧转式恒动率无级变速器，其特征在于所说的输出轴(4)还具有抱死固定装置，由轴(22)输出。

6、如权利要求1所述的行星齿轮侧转式恒动率无级变速器，其特征在于在行星轮与输出轴之间采用多组万向节、滑键轴、行星轴相联的传动方式，能实现θ角由0-90°变化，使输出速度由最大到零变化。

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