CN106989156B - 无级变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无级变速器，其解决了具有输入端行星齿轮组、输出端行星齿轮组和斗轮行星齿轮组三套行星齿轮组复杂结构的技术问题，其包括输入端行星齿轮组和输出端行星齿轮组，输入端行星齿轮组和输出端行星齿轮组之间设有腔体行星架，腔体行星架包括腔体输入端盖、腔体输出端盖，腔体输入端盖与输入端行星齿轮组内侧连接，腔体输出端盖与输出端行星齿轮组内侧连接，腔体输入端盖和腔体输出端盖之间固定设有斗轮腔体壳体，位于斗轮腔体壳体内部的行星轮连接轴上固定设有斗轮。本发明可广泛应用于传动领域。

Description

无级变速器
技术领域
本发明涉及一种机械传动装置，特别是涉及一种无级变速器。
背景技术
在传动领域，变速器在汽车领域应用最为广泛。目前，汽车变速器按照操纵方式分为：手动变速器(MT)、自动变速器(AT)和手动自动一体变速器。随着汽车日新月异的快速发展，自动变速器由于其操纵简单已经逐步占领了汽车主流，而自动变速器汽车通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速的目的。自动变速器又分为液力自动变速器(AT)、电控机械式自动变速器(AMT)和无级变速器(CVT)，其中应用最为广泛、装车率最多的部件是液力变矩器，但现有的变速器普遍存在以下问题：
(1)液力变矩器是动力通过壳体相连的泵轮，泵轮搅动变矩器中的油液，通过导轮带动涡轮转动，涡轮将动力输出，其缺点是当液力变矩器的泵轮和涡轮的转速差接近同步时，会丧失传动能力，无法实现同步；为了改善液力变矩器存在的以上问题，增加控制系统时，又带来系统复杂，制造成本高的问题。
(2)现有的无级变速器(CVT)采用传动摩擦力和工作直径可变的主、从动轮相配合的传动带来传递动力，可以实现传动比的连续改变，从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配，其缺点是不能提供柔性零启动，不能提供较大的扭力，受力变化频繁时，易打滑。
(3)现有国内专利授权号为CN 102606709 B的专利液力同步双速器，该液力同步双速器的缺点是，斗轮与油液之间的平衡力有限，只能在油液对斗轮的最大平衡力内变矩；输出轴需要大于油液与斗轮的最大平衡力所能提供扭矩时，需将内箱体的油液排空，参与制动的齿轮机构是一个常用的行星齿轮减速器结构，不具备柔性传动功能；整个控制系统属于电子控制系统，且控制、制动等装置结构复杂。
(4)本申请人已经提交的专利受理号为201710055648.2的一种无级变速器的发明专利申请，其技术方案为斗轮受到的阻力是通过斗轮行星齿轮组传递动力，此结构的不足之处是：输入端行星齿轮组、输出端行星齿轮组和斗轮行星齿轮组三套行星齿轮组，使得设备结构复杂，在不需要宽比例增扭的场合，减少一套行星齿轮机构，将大大降低产品成本，提高设备的可靠性。
发明内容
本发明就是要解决具有输入端行星齿轮组、输出端行星齿轮组和斗轮行星齿轮组三套行星齿轮组的复杂结构的技术问题，提供一种结构简单，成本低，性能可靠，适合普通工况需要的无级变速器。
为此，本发明的技术方案是，一种无级变速器，包括输入端行星齿轮组和输出端行星齿轮组，输入端行星齿轮组和输出端行星齿轮组之间设有腔体行星架，腔体行星架包括腔体输入端盖、腔体输出端盖，腔体输入端盖与输入端行星齿轮组内侧连接，腔体输出端盖与输出端行星齿轮组内侧连接，腔体输入端盖和腔体输出端盖之间固定设有斗轮腔体壳体；
输入端行星齿轮组包括输入端太阳轮和输入端行星轮，输入端太阳轮与输入端行星轮啮合连接，输入端行星轮中间设有行星轮连接轴，行星轮连接轴穿过腔体输入端盖，行星轮连接轴与腔体输入端盖旋转连接，行星轮连接轴穿过斗轮腔体壳体，输入端太阳轮中间设有输入轴，输入轴穿过腔体输入端盖，输入轴与腔体输入端盖旋转连接，行星轮连接轴穿过腔体输出端盖，行星轮连接轴与腔体输出端盖旋转连接；
输出端行星齿轮组包括输出端太阳轮和输出端行星轮，输出端太阳轮和输出端行星轮啮合连接，输出端行星轮与穿过腔体输出端盖的行星轮连接轴固定连接，输出端太阳轮中间设有输出轴；
位于斗轮腔体壳体内部的行星轮连接轴上固定设有斗轮。
优选地，输入端行星齿轮组的输入端行星轮为3个以上。
优选地，输出端行星齿轮组的输出端行星轮为3个以上。
优选地，位于斗轮腔体壳体内部的输入轴上固定设有斗轮。
本发明有益效果是，由于无级变速器包括输入端行星齿轮组和输出端行星齿轮组，输入端行星齿轮组和输出端行星齿轮组之间设有腔体行星架，腔体行星架包括腔体输入端盖、腔体输出端盖，腔体输入端盖和腔体输出端盖之间固定设有斗轮腔体壳体，输入端行星齿轮组内侧与腔体输入端盖连接，输出端行星齿轮组内侧与腔体输出端盖连接，在结构上设备简单性能可靠，在启动时可以实现零速启动和无外阻力快速启动，传动过程柔性，可实现增矩成倍设定，变矩范围大，额定工况同步，不需要控制装置，自适应调节，实现大范围扭矩与速度的自动匹配，可实现大功率柔性传动场合。
附图说明
图1是本发明实施例的轴测图；
图2是本发明实施例的另一轴侧图；
图3是本发明实施例的主视图；
图4是本发明实施例的后视图；
图5是本发明实施例的侧视图。
图中符号说明：
1、输入轴；2、输入端太阳轮；3、输入端行星轮；4、行星轮连接轴；5、轴承；6、腔体输入端盖；7、斗轮；8、输出端太阳轮；9、输出轴；10、腔体输出端盖；11、斗轮腔体壳体；12、输出端行星轮；13、斗轮腔体内部油液；101、输入端行星齿轮组；102、输出端行星齿轮组；103、腔体行星架。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例
如图1-5所示，是本发明一种无级变速器的实施例，设有输入端行星齿轮组101和输出端行星齿轮组102，输入端行星齿轮组101和输出端行星齿轮组102之间设有腔体行星架103，腔体行星架103包括腔体输入端盖6、腔体输出端盖10，腔体输入端盖6和腔体输出端盖10之间固定设有斗轮腔体壳体11，输入端行星齿轮组101内侧与腔体输入端盖6连接，输出端行星齿轮组102内侧与腔体输出端盖10连接；输入端行星齿轮组101包括一个输入端太阳轮2和六个输入端行星轮3，输入端太阳轮2中间设有输入轴1，输入端太阳轮2与输入端行星轮3啮合连接，输入端行星轮3中间设有行星轮连接轴4，行星轮连接轴4穿过腔体输入端盖6，行星轮连接轴4与腔体输入端盖6旋转连接，行星轮连接轴4穿过斗轮腔体壳体11，位于斗轮腔体壳体11内部的行星轮连接轴4上固定设有斗轮7，输入轴1穿过腔体输入端盖6，输入轴1与腔体输入端盖6旋转连接，行星轮连接轴4穿过腔体输出端盖10，行星轮连接轴4与腔体输出端盖10旋转连接；输出端行星齿轮组102包括一个输出端太阳轮8和六个输出端行星轮12，输出端太阳轮8中间设有输出轴9，输出端太阳轮和输出端行星轮12啮合连接，输出端行星轮12与穿过腔体输出端盖10的行星轮连接轴4固定连接，位于斗轮腔体壳体11内部的输入轴1上设有斗轮7，斗轮腔体壳体11内部含有适量斗轮腔体内部油液13。
本实施例中，输入端太阳轮2的齿数是39，输入端行星轮3的齿数是29，输出端行星轮12的齿数是17，输出端太阳轮8的齿数是51，输出轴9输出扭矩范围是输入轴1提供扭矩的2.23倍。
其运行过程是：启动时，设定动力顺时针输入，动力从输入轴1输入，带动输入端太阳轮2顺时针旋转，输入端太阳轮2带动输入端行星轮3逆时针旋转，通过固连的行星轮连接轴4，带动输出端行星轮12旋转，在输出端太阳轮8受到来自输出轴9的阻力，输出端行星轮12绕输出端太阳轮8逆时针公转，带动腔体行星架103的逆时针公转；固定在行星轮连接轴4上的斗轮7逆时针自转，在斗轮腔体壳体11内受斗轮腔体内部油液13阻力形成扭矩，此阻力包括斗轮腔体壳体11公转形成的液重力、离开斗轮7油液喷射给相邻斗轮7的液动力和斗轮7与斗轮腔体壳体11之间油液的液粘力，扭矩通过行星轮连接轴4传递给输入端太阳轮2和输出端太阳轮8，此扭矩同时传递给腔体行星架103，形成阻止腔体行星架103公转的扭矩，进而带动输出端行星轮12对输出端太阳轮8受力，输出端太阳轮8带动输出轴9输出动力，斗轮腔体内部油液13对斗轮7的阻力开始是0，随着输入轴1速度增大，斗轮腔体内部油液13对斗轮7的阻力成倍增大，进而输出端太阳轮8带动输出轴9旋转，进而通过输出轴9输出动力。
上述过程：
启动初期，本实施例无级变速器不受外界阻力，零速启动；启动中期，斗轮7组合受到的阻力快速提升，最终输出端行星轮12通过输出端太阳轮8驱动输出轴9柔性启动；额定工况，速度与扭矩相对稳定，斗轮7受力平衡不自转，相互间的齿轮不转动，整体实现动力的同步传输，趋近于1:1传动；受力不平衡时，自动调节扭矩与速度平衡，本实施例无级变速器输出轴9输出扭矩范围是输入轴1提供最大扭矩的2.23倍。
启动时斗轮7内部油液在离心力的带动下，冲击到与斗轮7相邻的另一斗轮7中，形成液动力，其液动力公式为F＝mω2r，本实施例斗轮7直接设于斗轮腔体壳体11内的行星轮连接轴4上，与申请号为201710055648.2的专利申请中的技术方案相比较，该实施例减少了斗轮行星齿轮组，结构更加简单，可靠性更高。
可以根据不同应用领域的需要，改变输入端太阳轮2的齿数和输入端行星轮3的齿数以及其它传动付的传动比，从而优化调整需要达到的扭矩大小，实现多种转速和扭矩的输出。
惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。

Claims (4)

1.一种无级变速器，包括输入端行星齿轮组和输出端行星齿轮组，所述输入端行星齿轮组和输出端行星齿轮组之间设有腔体行星架，其特征是：所述腔体行星架包括腔体输入端盖、腔体输出端盖，所述腔体输入端盖与输入端行星齿轮组内侧连接，所述腔体输出端盖与输出端行星齿轮组内侧连接，所述腔体输入端盖和腔体输出端盖之间固定设有斗轮腔体壳体；
所述输入端行星齿轮组包括输入端太阳轮和输入端行星轮，所述输入端太阳轮与输入端行星轮啮合连接，所述输入端行星轮中间设有行星轮连接轴，所述行星轮连接轴穿过腔体输入端盖，所述行星轮连接轴与腔体输入端盖旋转连接，所述行星轮连接轴穿过斗轮腔体壳体，所述输入端太阳轮中间设有输入轴，所述输入轴穿过腔体输入端盖，所述输入轴与腔体输入端盖旋转连接，所述行星轮连接轴穿过腔体输出端盖，所述行星轮连接轴与腔体输出端盖旋转连接；
所述输出端行星齿轮组包括输出端太阳轮和输出端行星轮，所述输出端太阳轮和输出端行星轮啮合连接，所述输出端行星轮与穿过腔体输出端盖的行星轮连接轴固定连接，所述输出端太阳轮中间设有输出轴；
位于所述斗轮腔体壳体内部的行星轮连接轴上固定设有斗轮。
2.根据权利要求1所述的无级变速器，其特征在于：所述输入端行星齿轮组的输入端行星轮为3个以上。
3.根据权利要求1所述的无级变速器，其特征在于：所述输出端行星齿轮组的输出端行星轮为3个以上。
4.根据权利要求1所述的无级变速器，其特征在于：所述位于斗轮腔体壳体内部的输入轴上设有斗轮。
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