CN105351498A - 一种双带式车用无级变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种变速器，尤其是一种双带式车用无级变速器。该变速器的主动带轮定盘刚性连接在动力输入轴上，主动带轮左动盘与第二丝杠齿轮固定连接，主动带轮左动盘和主动带轮右动盘分别空套在动力输入轴上，第二丝杠齿轮与第二螺旋丝杠螺纹连接，主动带轮右动盘与第三丝杠齿轮固定连接，第三丝杠齿轮与第三螺旋丝杠螺纹连接，第二螺旋丝杠和第三螺旋丝杠分别刚性连接在动力输入轴上，第三丝杠齿轮与第一速比控制轴右齿轮齿轮啮合，该发明通过采用双传动带传动，提高了无级变速器的传动扭矩，并且运用行星齿轮系统对双带输出进行集成，可大大提高无级调速的速比范围。

Description

一种双带式车用无级变速器
技术领域
本发明涉及一种变速器，尤其是一种双带式车用无级变速器。
背景技术
汽车变速器必须满足汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路障碍等不同的行驶条件下，对驱动车轮牵引力和车速的不同要求。为了充分合理利用发动机的功率，提高燃料经济性和改善汽车的排放性能，理想的汽车变速器应具有连续变化的传动比和优化速比控制。
近年来在车辆上使用的无级变速器大多是带式无级变速器，其使用的速比控制方式有两种：一种为金属带式无级变速器的电控液压调节方式，另一种为应用于橡胶带式无级变速器的转矩凸轮机械调节方式。一种名为带式无级变速器的速比控制装置近年来研究较热，其通过全电调节机构来调节无级变速器的速比。相比于前两种种的速比控制方式更为经济节能，方便。但该种无级变速器使用单带传动，传递的扭矩和功率受到带本身的限制，不能传递更高的扭矩功率和转速。
发明内容
为了克服现有的变速器工作效率差的不足，本发明提供了一种双带式车用无级变速器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双带式车用无级变速器，其特征是，包括动力输入轴、第一速比控制轴、第一输出轴、第一螺旋丝杠、第一丝杠齿轮、第一从动带轮动盘、第一从动轮定盘、第一速比控制轴左齿轮、第一速比控制轴右齿轮、第二螺旋丝杠、第二丝杠齿轮、主动带轮左动盘、主动带轮右动盘、第三丝杠齿轮、第三螺旋丝杠、主动带轮定盘、第二速比控制轴左齿轮、第二速比控制右齿轮、第四螺旋丝杠、第四丝杠齿轮、第二从动带轮动盘、第二从动带轮定盘、第二输出轴、第二速比控制轴、第一速比控制齿轮、速比控制齿轮、第二速比控制齿轮、速比控制电机、第二输出轴离合器、第一输出轴输出齿轮、行星齿轮、齿圈、齿圈外齿轮、第一太阳轮、第二太阳轮、齿圈制动器、动力输出轴、行星架、第二输出轴输出齿轮、第一传动带和第二传动带，主动带轮定盘刚性连接在动力输入轴上，主动带轮左动盘与第二丝杠齿轮固定连接，主动带轮左动盘和主动带轮右动盘分别空套在动力输入轴上，第二丝杠齿轮与第二螺旋丝杠螺纹连接，主动带轮右动盘与第三丝杠齿轮固定连接，第三丝杠齿轮与第三螺旋丝杠螺纹连接，第二螺旋丝杠和第三螺旋丝杠分别刚性连接在动力输入轴上，第三丝杠齿轮与第一速比控制轴右齿轮齿轮啮合，第一速比控制轴右齿轮和第一速比控制轴左齿轮分别与第一速比控制轴刚性连接，第一速比控制轴左齿轮与第一丝杠齿轮齿轮啮合，第一从动带轮动盘与第一丝杠齿轮固定连接，第一从动带轮动盘空套在第一输出轴上，第一丝杠齿轮与第一螺旋丝杠螺纹连接，第一螺旋丝杠和第一从动轮定盘分别刚性连接在第一输出轴上，第二从动带轮动盘空套在第二输出轴上，第二从动带轮动盘与第四丝杠齿轮固定连接，第四丝杠齿轮与第四螺旋丝杠螺纹连接，第四螺旋丝杠和第二从动带轮定盘分别刚性连接在第二输出轴上，第二丝杠齿轮与第二速比控制轴左齿轮齿轮啮合，主动带轮定盘与第二速比控制右齿轮齿轮啮合，第二速比控制轴左齿轮和主动带轮定盘刚性连接在第二速比控制轴上，第一速比控制齿轮与第一速比控制轴刚性连接，第一速比控制齿轮与速比控制齿轮齿轮啮合，第二速比控制齿轮与第二速比控制轴左齿轮刚性连接，第二速比控制齿轮与速比控制齿轮齿轮啮合，第一输出轴输出齿轮与第一输出轴刚性连接，第一输出轴输出齿轮与第一太阳轮齿轮啮合，第一太阳轮于第二太阳轮刚性连接，第二太阳轮与行星架齿轮啮合，行星架与刚性连接，行星架与齿圈齿轮啮合，齿圈与齿圈外齿轮刚性连接，齿圈外齿轮与第二输出轴输出齿轮齿轮啮合，第二输出轴输出齿轮与第二输出轴离合器刚性连接。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括主动带轮左动盘通过第二平面轴承与第二丝杠齿轮连接主动带轮右动盘通过第三平面轴承与第三丝杠齿轮连接，第一从动带轮动盘通过第一平面轴承与第一丝杠齿轮连接，第二从动带轮动盘通过第四平面轴承与第四丝杠齿轮连接。
本发明的有益效果是，该发明通过采用双传动带传动，提高了无级变速器的传动扭矩，并且运用行星齿轮系统对双带输出进行集成，可大大提高无级调速的速比范围。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图中1.动力输入轴，2.第一速比控制轴，3.第一输出轴，4.第一螺旋丝杠，5.第一丝杠齿轮，6.第一平面轴承，7.第一从动带轮动盘，8.第一从动轮定盘，9.第一速比控制轴左齿轮，10.第一速比控制轴右齿轮，11.第二螺旋丝杠，12.第二丝杠齿轮，13.第二平面轴承，14.主动带轮左动盘，15.主动带轮右动盘，16.第三平面轴承，17.第三丝杠齿轮，18.第三螺旋丝杠，19.主动带轮定盘，20.第二速比控制轴左齿轮，21.第二速比控制右齿轮，22.第四螺旋丝杠，23.第四丝杠齿轮，24.第四平面轴承，25.第二从动带轮动盘，26.第二从动带轮定盘，27.第二输出轴，28.第二速比控制轴，29.第一速比控制齿轮，30.速比控制齿轮，31.第二速比控制齿轮，32.速比控制电机，33.第二输出轴离合器，34.第一输出轴输出齿轮，35.行星齿轮，36.齿圈，37.齿圈外齿轮，38.第一太阳轮，39.第二太阳轮，40.齿圈制动器，41.动力输出轴，42.行星架，43.第二输出轴输出齿轮，44.第一传动带，45.第二传动带。
具体实施方式
如图1是本发明的结构示意图，一种双带式车用无级变速器，其特征是，包括动力输入轴1、第一速比控制轴2、第一输出轴3、第一螺旋丝杠4、第一丝杠齿轮5、第一从动带轮动盘7、第一从动轮定盘8、第一速比控制轴左齿轮9、第一速比控制轴右齿轮10、第二螺旋丝杠11、第二丝杠齿轮12、主动带轮左动盘14、主动带轮右动盘15、第三丝杠齿轮17、第三螺旋丝杠18、主动带轮定盘19、第二速比控制轴左齿轮20、第二速比控制右齿轮21、第四螺旋丝杠22、第四丝杠齿轮23、第二从动带轮动盘25、第二从动带轮定盘26、第二输出轴27、第二速比控制轴28、第一速比控制齿轮29、速比控制齿轮30、第二速比控制齿轮31、速比控制电机32、第二输出轴离合器33、第一输出轴输出齿轮34、行星齿轮35、齿圈36、齿圈外齿轮37、第一太阳轮38、第二太阳轮39、齿圈制动器40、动力输出轴41、行星架42、第二输出轴输出齿轮43、第一传动带44和第二传动带45，主动带轮定盘19刚性连接在动力输入轴1上，主动带轮左动盘14与第二丝杠齿轮12固定连接，主动带轮左动盘14和主动带轮右动盘15分别空套在动力输入轴1上，第二丝杠齿轮12与第二螺旋丝杠11螺纹连接，主动带轮右动盘15与第三丝杠齿轮17固定连接，第三丝杠齿轮17与第三螺旋丝杠18螺纹连接，第二螺旋丝杠11和第三螺旋丝杠18分别刚性连接在动力输入轴1上，第三丝杠齿轮17与第一速比控制轴右齿轮10齿轮啮合，第一速比控制轴右齿轮10和第一速比控制轴左齿轮9分别与第一速比控制轴2刚性连接，第一速比控制轴左齿轮9与第一丝杠齿轮5齿轮啮合，第一从动带轮动盘7与第一丝杠齿轮5固定连接，第一从动带轮动盘7空套在第一输出轴3上，第一丝杠齿轮5与第一螺旋丝杠4螺纹连接，第一螺旋丝杠4和第一从动轮定盘8分别刚性连接在第一输出轴3上，第二从动带轮动盘25空套在第二输出轴27上，第二从动带轮动盘25与第四丝杠齿轮23固定连接，第四丝杠齿轮23与第四螺旋丝杠22螺纹连接，第四螺旋丝杠22和第二从动带轮定盘26分别刚性连接在第二输出轴27上，第二丝杠齿轮12与第二速比控制轴左齿轮20齿轮啮合，主动带轮定盘19与第二速比控制右齿轮21齿轮啮合，第二速比控制轴左齿轮20和主动带轮定盘19刚性连接在第二速比控制轴28上，第一速比控制齿轮29与第一速比控制轴2刚性连接，第一速比控制齿轮29与速比控制齿轮30齿轮啮合，第二速比控制齿轮31与第二速比控制轴左齿轮20刚性连接，第二速比控制齿轮31与速比控制齿轮30齿轮啮合，第一输出轴输出齿轮34与第一输出轴3刚性连接，第一输出轴输出齿轮34与第一太阳轮38齿轮啮合，第一太阳轮38于第二太阳轮39刚性连接，第二太阳轮39与行星架42齿轮啮合，行星架42与41刚性连接，行星架42与齿圈36齿轮啮合，齿圈36与齿圈外齿轮37刚性连接，齿圈外齿轮37与第二输出轴输出齿轮43齿轮啮合，第二输出轴输出齿轮43与第二输出轴离合器33刚性连接，主动带轮左动盘14通过第二平面轴承13与第二丝杠齿轮12连接，主动带轮右动盘15通过第三平面轴承16与第三丝杠齿轮17连接，第一从动带轮动盘7通过第一平面轴承6与第一丝杠齿轮5连接，第二从动带轮动盘25通过第四平面轴承24与第四丝杠齿轮23连接。
发动机的动力经动力输入轴1传到两组主动带轮，主动带轮通过第一传动带44和第二传动带45传到两组从动带轮，经第一输出轴2和第二输出轴27以及第二输出轴离合器33传到第一输出轴输出齿轮34和第二输出轴输出齿轮43，经第一太阳轮38和齿圈外齿轮37传到行星齿轮35，经行星架42传到动力输出轴41。
根据车辆的不同行驶工况，电控单元利用传感器的反馈信号对该变速装置的挡位以及无级变速时的速比进行实时调节，从而实现汽车的性能最优。根据驾驶员的驾驶操作，发动机的转速扭矩和道路工况输入到电脑ECU，经电脑ECU计算处理输出控制信号给速比控制电机32，当速比控制电机32正转时，带动第一速比控制齿轮29和第二速比控制齿轮31转动，第一速比控制齿轮29带动第一速比控制轴2转动，第一速比控制轴2带动第一速比控制轴左齿轮9和第一速比控制轴右齿轮10转动，第一速比控制轴左齿轮9带动第一丝杠齿轮5旋转，第一丝杠齿轮5水平向左移动，带动第一从动带轮动盘7水平向左移动，使得第一从动带轮动盘7和第一从动轮定盘8中间的带轮工作半径变小，第一速比控制轴右齿轮10带动第三丝杠齿轮17旋转，第三丝杠齿轮17水平右移，带动主动带轮右动盘15水平左移，使得主动带轮右动盘15和主动带轮定盘19中间的带轮工作半径变大，从而速比变小；第二速比控制齿轮31带动第二速比控制轴28转动，第二速比控制轴28带动第二速比控制轴左齿轮20和第二速比控制右齿轮21转动，第二速比控制轴左齿轮20带动第二丝杠齿轮12旋转，第二丝杠齿轮12水平向右移动，带动主动带轮左动盘14水平向右移动，使得主动带轮左动盘14和主动带轮定盘19中间的带轮工作半径变大，第二速比控制右齿轮21带动第四丝杠齿轮23旋转，第四丝杠齿轮23水平向右移动，带动第二从动带轮动盘25水平向右移动，使得第二从动带轮动盘25和第二从动带轮定盘26中间的带轮工作半径变大，从而速比变小。第一速比控制机构和第二速比控制机构速比调节动作一致。同理，速比控制电机32反转时，速比变大。
在第二输出轴离合器33接合时，动力经第一输出轴3和第二输出轴27分别通过第一输出轴输出齿轮34和第二输出轴输出齿轮43分别将动力传给行星齿轮系统中第一太阳轮38和齿圈外齿轮37，再由齿圈36和第二太阳轮39将动力传给行星齿轮35，经行星架42传给动力输出轴41输出，行星架的传动比为1，无级变速器的速比范围为0.5~2.5，所以整个变速器系统传动比范围为0.5~2.5。
在第二输出轴离合器33分离，齿圈制动器40开始制动时，动力由第一输出轴3经第一输出轴输出齿轮34将动力传给行星齿轮系统中第一太阳轮38，再由第二太阳轮39将动力传给行星齿轮35，经行星架42传给动力输出轴41输出，行星架的传动比为4：1，无级变速器的速比范围为0.5~2.5，所以整个变速器系统传动比范围2~10。
汽车在运行过程中，当所需的扭矩和功率较大时，第二输出轴离合器33接合，双传动带轮都传递速度和扭矩，相比传统单传动带轮传动而言，双传动带轮传动的功率和扭矩都得到一定的提升，传动带的磨损情况也得到良好的改善。汽车在运行过程中，当所需的扭矩和功率较小时，第二输出轴离合器33分离，齿圈制动器40开始制动，此时采用行星齿轮系统的无级变速器系统速比范围2~10，较传统的无级变速器的速比范围大大增加。该发明通过采用双传动带传动，提高了无级变速器的传动扭矩，并且运用行星齿轮系统对双带输出进行集成，可大大提高无级调速的速比范围。

Claims (2)

1.一种双带式车用无级变速器，其特征是，包括动力输入轴（1）、第一速比控制轴（2）、第一输出轴（3）、第一螺旋丝杠（4）、第一丝杠齿轮（5）、第一从动带轮动盘（7）、第一从动轮定盘（8）、第一速比控制轴左齿轮（9）、第一速比控制轴右齿轮（10）、第二螺旋丝杠（11）、第二丝杠齿轮（12）、主动带轮左动盘（14）、主动带轮右动盘（15）、第三丝杠齿轮（17）、第三螺旋丝杠（18）、主动带轮定盘（19）、第二速比控制轴左齿轮（20）、第二速比控制右齿轮（21）、第四螺旋丝杠（22）、第四丝杠齿轮（23）、第二从动带轮动盘（25）、第二从动带轮定盘（26）、第二输出轴（27）、第二速比控制轴（28）、第一速比控制齿轮（29）、速比控制齿轮（30）、第二速比控制齿轮（31）、速比控制电机（32）、第二输出轴离合器（33）、第一输出轴输出齿轮（34）、行星齿轮（35）、齿圈（36）、齿圈外齿轮（37）、第一太阳轮（38）、第二太阳轮（39）、齿圈制动器（40）、动力输出轴（41）、行星架（42）、第二输出轴输出齿轮（43）、第一传动带（44）和第二传动带（45），主动带轮定盘（19）刚性连接在动力输入轴（1）上，主动带轮左动盘（14）与第二丝杠齿轮（12）固定连接，主动带轮左动盘（14）和主动带轮右动盘（15）分别空套在动力输入轴（1）上，第二丝杠齿轮（12）与第二螺旋丝杠（11）螺纹连接，主动带轮右动盘（15）与第三丝杠齿轮（17）固定连接，第三丝杠齿轮（17）与第三螺旋丝杠（18）螺纹连接，第二螺旋丝杠（11）和第三螺旋丝杠（18）分别刚性连接在动力输入轴（1）上，第三丝杠齿轮（17）与第一速比控制轴右齿轮（10）齿轮啮合，第一速比控制轴右齿轮（10）和第一速比控制轴左齿轮（9）分别与第一速比控制轴（2）刚性连接，第一速比控制轴左齿轮（9）与第一丝杠齿轮（5）齿轮啮合，第一从动带轮动盘（7）与第一丝杠齿轮（5）固定连接，第一从动带轮动盘（7）空套在第一输出轴（3）上，第一丝杠齿轮（5）与第一螺旋丝杠（4）螺纹连接，第一螺旋丝杠（4）和第一从动轮定盘（8）分别刚性连接在第一输出轴（3）上，第二从动带轮动盘（25）空套在第二输出轴（27）上，第二从动带轮动盘（25）与第四丝杠齿轮（23）固定连接，第四丝杠齿轮（23）与第四螺旋丝杠（22）螺纹连接，第四螺旋丝杠（22）和第二从动带轮定盘（26）分别刚性连接在第二输出轴（27）上，第二丝杠齿轮（12）与第二速比控制轴左齿轮（20）齿轮啮合，主动带轮定盘（19）与第二速比控制右齿轮（21）齿轮啮合，第二速比控制轴左齿轮（20）和主动带轮定盘（19）刚性连接在第二速比控制轴（28）上，第一速比控制齿轮（29）与第一速比控制轴（2）刚性连接，第一速比控制齿轮（29）与速比控制齿轮（30）齿轮啮合，第二速比控制齿轮（31）与第二速比控制轴左齿轮（20）刚性连接，第二速比控制齿轮（31）与速比控制齿轮（30）齿轮啮合，第一输出轴输出齿轮（34）与第一输出轴（3）刚性连接，第一输出轴输出齿轮（34）与第一太阳轮（38）齿轮啮合，第一太阳轮（38）于第二太阳轮（39）刚性连接，第二太阳轮（39）与行星架（42）齿轮啮合，行星架（42）与（41）刚性连接，行星架（42）与齿圈（36）齿轮啮合，齿圈（36）与齿圈外齿轮（37）刚性连接，齿圈外齿轮（37）与第二输出轴输出齿轮（43）齿轮啮合，第二输出轴输出齿轮（43）与第二输出轴离合器（33）刚性连接。
2.根据权利要求1所述的一种双带式车用无级变速器，其特征是，主动带轮左动盘（14）通过第二平面轴承（13）与第二丝杠齿轮（12）连接，主动带轮右动盘（15）通过第三平面轴承（16）与第三丝杠齿轮（17）连接，第一从动带轮动盘（7）通过第一平面轴承（6）与第一丝杠齿轮（5）连接，第二从动带轮动盘（25）通过第四平面轴承（24）与第四丝杠齿轮（23）连接。
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