CN106195169B - 行星排式无极变速器及具有其的动力总成 - Google Patents

行星排式无极变速器及具有其的动力总成 Download PDF

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Abstract

本发明创造提供了一种行星排式无极变速器，包括壳体、壳体上的第一输入轴、第二输入轴和输出轴，壳体内部的第一行星排、第二行星排和第三行星排，第一输入轴和输出轴的轴心重合，第一输入轴和第一行星排的太阳轮固定连接，第一行星排的齿圈与第二行星排的行星架一体，第二行星排的太阳轮和第三行星排的行星架一体，第二输入轴上固定连接有驱动齿轮，驱动齿轮和第三行星排上第三齿圈上的内啮合齿轮常啮合。本发明创造通过对第一输入轴和第二输入轴的调速可以实现无极换档过程，全过程中均无手动变速器的同步器换档时的动力中断，也没有自动变速器中换档是离合器和制动器结合的顿挫。

Description

行星排式无极变速器及具有其的动力总成
技术领域
本发明创造属于传动领域，尤其是涉及一种行星排式无级换档的变速装置。
背景技术
随着汽车工业的迅猛发展，带来相关汽车零部件业的快速发展，伴随汽车产业政策，用车的人越来越多，对车辆的驾驶舒适性的要求也越来越高，因此，对变速器的换档品质提出较高的要求。现实生活中常用的变速器有两种，一种是手动变速器，一种是自动变速器，而手动变速器在同步器换档时会产生动力中断，自动变速器在换档时离合器和制动器结合会产生顿挫感。
发明内容
有鉴于此，本发明创造旨在提出一种行星排式无极变速器及具有其的动力总成，以有效改善自动变速器的换档顿挫和手动变速器换档时的动力中断,通过调控发动机和液压马达的转速和转向实现无极调速过程。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
行星排式无极变速器，包括壳体，套装于壳体上的第一输入轴、第二输入轴和输出轴，壳体内部的第一行星排、第二行星排和第三行星排，所述第一输入轴和输出轴的轴心重合，所述第一输入轴、第二输入轴和输出轴分别套装在壳体上；所述第一行星排包括与第一输入轴固定连接的第一太阳轮、多个第一行星轮、第一行星架和第一齿圈，所述第一行星轮可自转的安装在第一行星架上并且分别和所述第一太阳轮的外齿和第一齿圈的内齿常啮合；所述第一行星架与所述输出轴固定连接，所述第一齿圈套装在输出轴上；
所述第二行星排包括套装在输出轴上的第二太阳轮，多个第二行星轮，第二行星架和第二齿圈，所述第二行星轮可自转的安装在第二行星架上并且分别和所述第二太阳轮的外齿和第二齿圈的内齿常啮合，所述第二行星架和所述第一齿圈是一体的，所述第二齿圈和所述第一行星架是一体的；
所述第三行星排包括套装在输出轴上并且固定在壳体上的第三太阳轮，多个第三行星轮，第三行星架和第三齿圈，所述第三行星轮可自转的安装在第三行星架上并且分别和所述第三太阳轮的外齿和第三齿圈的内齿常啮合，所述第三行星架和所述第二太阳轮是一体的，所述第三齿圈套装在输出轴上；
所述第二输入轴上固定连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮和第三齿圈上的内啮合齿轮常啮合；
所述第二行星排设置在第一行星排和第三行星排之间。
进一步的，所述第一太阳轮和所述第二太阳轮规格相同，所述第一行星轮和所述第二行星轮规格相同，所述第一齿圈内齿圈规格和所述第二齿圈内齿圈规格相同。
本发明创造还提供一种动力总成，包含上述的行星排式无极变速器、发动机和液压马达，所述行星排式无极变速器的第一输入轴的外端和所述发动机固定连接，所述行星排式无极变速器的第二输入轴的外端和所述液压马达固定连接。
相对于现有技术，本发明创造所述行星排式无极变速器及具有其的动力总成具有以下优势：
(1)通过对第一输入轴和第二输入轴的调速可以实现无极换档过程，全过程中均无手动变速器的同步器换档时的动力中断，也没有自动变速器中换档是离合器和制动器结合的顿挫。
(2)本方案零件数量减少，减少了离合器，采用三个行星排，减少了控制系统的复杂程度，同时降低了制作成本。
(3)本方案直接输出倒挡，取消了倒挡机构，而普通变速器采用倒挡同步器和倒挡惰轮。
(4)本方案采用行星排，行星排结构紧凑，缩短了变速器的空间尺寸,行星排为内啮合机构，和外啮合相比缩短了中心距，从而缩短了整个变速器的中心距。
(5)本方案中的变速器可应用于天车吊取重物对接时的微调运动，以及需要平顺运动的减速机、升降机等场合。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
图1为本发明创造实施例所述的结构原理图；
图2为本发明创造实施例所述的全部虚拟挡位转速图；
图3为本发明创造实施例所述的虚拟倒挡转速图；
图4为本发明创造实施例所述的虚拟空挡转速图；
图5为本发明创造实施例所述的虚拟一挡转速图；
图6为本发明创造实施例所述的虚拟二挡转速图；
图7为本发明创造实施例所述的虚拟三挡转速图；
图8为本发明创造实施例所述的虚拟超速挡转速图；
图9为本发明创造实施例所述的固定液压马达转速依靠发动机调速实现升档的虚拟一挡转速图。
附图标记说明：
0-第三太阳轮；1-第一太阳轮；2-第一行星架；21-第二齿圈；3-第一齿圈；31-第二行星架；4-第二太阳轮；41-第三行星架；5-内啮合齿轮；51-第三齿圈；6-驱动齿轮；7-壳体；8-第一输入轴；9-第一行星轮；10-第二行星轮；11-第三行星轮；12-第二输入轴；13-液压马达；14-输出轴；Ⅰ-第一行星排；Ⅱ-第二行星排；Ⅲ-第三行星排。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
如图1所示，行星排式无极变速器，包括壳体7，套装于壳体7上的第一输入轴8、第二输入轴12和输出轴14，壳体7内部的第一行星排Ⅰ、第二行星排Ⅱ和第三行星排Ⅲ，所述第一输入轴8和输出轴14的轴心重合，第一输入轴8、第二输入轴12和输出轴14分别套装在壳体7上；所述第一行星排Ⅰ包括与第一输入轴8固定连接的第一太阳轮1、多个第一行星轮9、第一行星架2和第一齿圈3，所述第一行星轮9可自转的安装在第一行星架2上并且分别和所述第一太阳轮1的外齿和第一齿圈3的内齿常啮合；所述第一行星架2与所述输出轴14固定连接，所述第一齿圈3套装在输出轴14上；
所述第二行星排Ⅱ包括套装在输出轴14上的第二太阳轮4，多个第二行星轮10，第二行星架31和第二齿圈21，所述第二行星轮10可自转的安装在第二行星架31上并且分别和所述第二太阳轮4的外齿和第二齿圈21的内齿常啮合，所述第二行星架31和所述第一齿圈3是一体的，所述第二齿圈21和所述第一行星架2是一体的；
所述第三行星排Ⅲ包括套装在输出轴14上并且固定在壳体7上的第三太阳轮0，多个第三行星轮11，第三行星架41和第三齿圈51，所述第三行星轮11可自转的安装在第三行星架41上并且分别和所述第三太阳轮0的外齿和第三齿圈51的内齿常啮合，所述第三行星架41和所述第二太阳轮4是一体的，所述第三齿圈套51装在输出轴14上；
所述第二输入轴12上固定连接有驱动齿轮6，所述驱动齿轮6和第三齿圈51上的内啮合齿轮5常啮合；
所述第二行星排Ⅱ设置在第一行星排Ⅰ和第三行星排Ⅲ之间，并且设置在第一齿圈3的内部。
优选的，所述第一太阳轮1和所述第二太阳4轮规格相同，所述第一行星轮9和所述第二行星轮10规格相同，所述第一齿圈3内齿圈规格和所述第二齿圈21内齿圈规格相同。
行星排式无极变速器的第一输入轴8的外端和发动机固定连接，第二输入轴12的外端和液压马达13固定连接，通过调控发动机和液压马达13的转速和转向实现无极调速过程。
本发明创造的第一输入轴8转速固定，调节液压马达13转速和转向的全部虚拟挡位转速图如图2所示：
倒挡：通过发动机驱动第一太阳轮1正向转动，将发动机的转速控制在一个固定值，同时控制液压马达13正向转动，然后从输出轴14输出转速。倒挡时各元件的转速图如图3所示。
空挡：通过发动机驱动第一太阳轮1正向转动，将发动机的转速控制在一个固定值，同时控制液压马达13正向转动，然后从输出轴14输出转速。空挡时各元件的转速图如图4所示。
一挡：通过发动机驱动第一太阳轮1正向转动，将发动机的转速控制在一个固定值，同时控制液压马达13正向转动，然后从输出轴14输出转速。一挡时各元件的转速图如图5所示。
二挡：通过发动机驱动第一太阳轮1正向转动，将发动机的转速控制在一个固定值，同时控制液压马达13反向转动，然后从输出轴14输出转速。二挡时各元件的转速图如图6所示。
三挡：通过发动机驱动第一太阳轮1正向转动，将发动机的转速控制在一个固定值，同时控制液压马达13反向转动，然后从输出轴14输出转速。发动机和输出轴14的转速相同。三挡时各元件的转速图如图7所示。
超速挡：通过发动机驱动第一太阳轮1正向转动，将发动机的转速控制在一个固定值，同时控制液压马达13反向转动，然后从输出轴14输出转速。输出轴14的转速大于发动机的转速。超速挡时各元件的转速图如图8所示。
如图9，可以通过固定液压马达转速依靠发动机调速来实现升档。
通过上述分析可以看出，本发明创造的工作原理是：无论是发动机调速还是液压马达13调速均能实现无极换档过程，可以通过控制发动机和液压马达的转速和转向，得到在一定范围内的任意转速比。此调速全过程中均无手动变速器的同步器换档时的动力中断，也没有自动变速器中换档是离合器和制动器结合的顿挫。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (3)

1.行星排式无极变速器，包括壳体(7)，其特征在于：还包括套装于壳体(7)上的第一输入轴(8)、第二输入轴(12)和输出轴(14)，壳体(7)内部的第一行星排(Ⅰ)、第二行星排(Ⅱ)和第三行星排(Ⅲ)，所述第一输入轴(8)和输出轴(14)的轴心重合,所述第一输入轴(8)、第二输入轴(12)和输出轴(14)分别套装在壳体(7)上；所述第一行星排(Ⅰ)包括与第一输入轴(8)固定连接的第一太阳轮(1)、多个第一行星轮(9)、第一行星架(2)和第一齿圈(3)，所述第一行星轮(9)可自转的安装在第一行星架(2)上并且分别和所述第一太阳轮(1)的外齿和第一齿圈(3)的内齿常啮合；所述第一行星架(2)与所述输出轴(14)固定连接，所述第一齿圈(3)套装在输出轴上；
所述第二行星排(Ⅱ)包括套装在输出轴(14)上的第二太阳轮(4)，多个第二行星轮(10)，第二行星架(31)和第二齿圈(21)，所述第二行星轮(10)可自转的安装在第二行星架(31)上并且分别和所述第二太阳轮(4)的外齿和第二齿圈(21)的内齿常啮合，所述第二行星架(31)和所述第一齿圈(3)是一体的，所述第二齿圈(21)和所述第一行星架(2)是一体的；
所述第三行星排(Ⅲ)包括套装在输出轴(14)上并且固定在壳体(7)上的第三太阳轮(0)，多个第三行星轮(11)，第三行星架(41)和第三齿圈(51)，所述第三行星轮(11)可自转的安装在第三行星架(41)上并且分别和所述第三太阳轮(0)的外齿和第三齿圈(51)的内齿常啮合，所述第三行星架(41)和所述第二太阳轮(4)是一体的，所述第三齿圈(51)套装在输出轴(14)上；
所述第二输入轴(12)上固定连接有驱动齿轮(6)，所述驱动齿轮(6)和第三齿圈(51)上的内啮合齿轮(5)常啮合；
所述第二行星排(Ⅱ)设置在第一行星排(Ⅰ)和第三行星排(Ⅲ)之间。
2.根据权利要求1所述的行星排式无极变速器，其特征在于：所述第一太阳轮(1)和所述第二太阳轮(4)规格相同，所述第一行星轮(9)和所述第二行星轮(10)规格相同，所述第一齿圈(3)内齿圈规格和所述第二齿圈(21)内齿圈规格相同。
3.一种动力总成，其特征在于：包含如权利要求1所述的行星排式无极变速器、发动机和液压马达(13)，所述行星排式无极变速器的第一输入轴(8)的外端和所述发动机固定连接，所述行星排式无极变速器的第二输入轴(12)的外端和所述液压马达(13)固定连接。
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