CN107429801B - 变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种变速器，包括输入轴、接收来自输入轴的动力的输出轴以及改变从输入轴传递到输出轴的动力的速度的传递装置，该传递装置包括：环形齿轮；输入部件，其包括输入齿轮和导杆，该输入齿轮在内部接触环形齿轮的一侧且借助从输入轴传递的动力而旋转以使环形齿轮旋转，导杆穿过输入齿轮的中心点(A)和环形齿轮的中心点(B)；换档滑动件，其一端与导杆接合以可移动到输入齿轮的中心点(A)和环形齿轮的中心点(B)，另一端与输入轴接合且改变输入齿轮的旋转中心以改变环形齿轮的旋转力的速度；以及输出齿轮，其在内部接触环形齿轮的另一侧并且借助环形齿轮旋转以将变换后的动力传递到输出轴。

Description

变速器
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年10月29日提交给韩国知识产权局的No.10-2014-0147850的韩国专利申请的优先权，该申请的公开内容通过引用并入本文中。
技术领域
本发明涉及一种用于改变从输入轴传递到输出轴的动力的变速器，并且更具体地涉及使用行星齿轮的变速器。
背景技术
通常，诸如机床、车辆或诸如此类的使用动力的装置不直接使用从动力源传递的动力，而是通过使用变速器改变输入动力的输入速度和扭矩以获得所要求的速度和扭矩。
这种变速器通过使用齿轮装置引起换档变速来在输出轴处减小或增大输入轴的转速，并且齿轮通常通过这样一种方法来使用：其中正齿轮利用其齿的直径和数目以多级接合。
然而，现有的变速器所具有的局限性在于，因为通过变速齿轮的啮合而产生速度变化，因此由摩擦引起噪声和磨损，尤其是动力速度变化效率由于其大尺寸和大的安装空间而变差。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种如下的变速器：其使用行星齿轮系来改善制造、组装和安装方面的便利性，尤其是改善换档变速能力。
根据本发明的一个方面，提供一种变速器，包括：输入轴；输出轴，其接收来自所述输入轴的动力；以及传递装置，其改变从所述输入轴传递到所述输出轴的动力，所述传递装置包括：环形齿轮；输入部件，其包括输入齿轮和导杆，所述输入齿轮在内部接触所述环形齿轮的一侧且在借助从所述输入轴传递的动力来旋转的同时使所述环形齿轮旋转，所述导杆穿过所述输入齿轮的中心点A和所述环形齿轮的中心点B；换档滑动件，其一端与所述导杆接合从而能移动到所述输入齿轮的中心点A和所述环形齿轮的中心点B，另一端与所述输入轴接合，所述换档滑动件改变所述输入齿轮的旋转中心以改变所述环形齿轮的扭矩；以及输出齿轮，其在内部接触所述环形齿轮的另一侧，并且在借助所述环形齿轮旋转的同时将改变后的动力传递到所述输出轴。
当所述换档滑动件位于所述输入齿轮的中心点A时，随着所述输入轴旋转一圈，所述输入齿轮可以绕所述中心点A旋转一圈，随着所述输入齿轮旋转一圈，所述环形齿轮可以绕所述中心点B旋转一圈以下以减小其扭矩，并且所述减小的扭矩通过所述输出齿轮传递到所述输出轴，由此产生速度变化。
当所述换档滑动件位于所述环形齿轮的中心点B时，随着所述输入轴旋转一圈，所述输入齿轮可以绕所述中心点B旋转一圈，随着所述输入齿轮旋转一圈，所述环形齿轮可以绕所述中心点B旋转一圈，并且扭矩通过所述输出齿轮传递到所述输出轴，由此产生速度变化。
所述换档滑动件可以包括：接合部分，其能移动地接合到所述导杆；以及接合杆，其一端在所述导杆的长度方向上能旋转地接合到所述接合部分，另一端在所述导杆的所述长度方向上能旋转地接合到所述输入轴。
所述输入齿轮可以在内部接触所述环形齿轮的一侧的下部，并且所述输出齿轮可以在内部接触所述环形齿轮的另一侧的上部，使得所述输入齿轮和所述输出齿轮可以彼此间隔开从而不会在竖直方向上相互干涉。
所述输出齿轮的中心点C可以位于从所述输入齿轮的中心点A和所述环形齿轮的中心点B穿过的中心线上。
所述输入齿轮和所述环形齿轮与所述输出齿轮的齿数比可以被限定为2:4:1。
变速器还可以包括换档杆，换档杆用于将所述换档滑动件移动到所述输入齿轮的中心点A和所述环形齿轮的中心点B。
设有多个所述传递装置，并且所述多个传递装置可以连接在所述输入轴与所述输出轴之间，使得可以传递扭矩，并且因此可以将传递到所述输出轴的扭矩变成多级。
所述多个传递装置可以将所述换档滑动件连接到相应的传递装置中的输出齿轮从而可以传递扭矩，可以将位于最低级的传递装置的换档滑动件连接到所述输入轴从而可以传递扭矩，并且可以将位于最高级的传递装置的输出齿轮连接到所述输出轴从而可以传递扭矩。
附图说明
从以下结合附图的详细描述中，将更清楚地理解本发明的上述和其它方面、特征和其它优点，其中：
图1是示出根据本发明的实施例的变速器的透视图；
图2是示出根据本发明的实施例的变速器的俯视图；
图3是示出根据本发明的实施例的变速器的剖视图；
图4和图5是示出根据本发明的实施例的变速器在绕输入齿轮的中心点A旋转的状态下的图；
图6和图7是示出根据本发明的实施例的变速器在绕环形齿轮的中心点B旋转的状态下的图；以及
图8是示出根据本发明的变速器的另一实施例的图。
具体实施方式
现在将参考附图详细描述本发明的示例性实施例，使得本发明所属领域的技术人员容易地实现本实施例。然而，本发明可以以各种方式实施，并不限于这里描述的实施例。此外，省略了附图中与详细描述无关的部分，以确保本发明清楚。在全部附图中相同的附图标记表示相同的元件。
根据本发明的变速器100包括：输入轴110，其连接到动力传递装置(未示出)；输出轴120，其接收来自输入轴110的动力且使驱动装置(未示出)旋转；以及传递装置130，其改变从输入轴110传递到输出轴120的动力。
此处，传递装置130被构造成执行输入轴110与输出轴120之间的速度变化，如图1和图2所示，尤其是具有诸如行星齿轮系等接合结构，从而具有制造、组装和安装方面的便利性。
例如，传递装置130包括：环形齿轮131；输入部件132，其借助从输入轴110传递的扭矩旋转环形齿轮131；换档滑动件133，其改变输入部件132的旋转中心以改变环形齿轮131的扭矩；换档杆134，其用于移动换档滑动件133；以及输出齿轮135，其借助从环形齿轮131传递的扭矩来旋转输出轴120。
环形齿轮131布置成能够绕传递装置130的主体部(未示出)的旋转中心B旋转，具有环形带的形状，并且具有形成有齿轮的内周表面，输入部件132在内部接触内周表面的一侧，输出齿轮135在内部接触内周表面的另一侧。
也即，当输入部件132旋转时，环形齿轮131和输出齿轮135也与输入部件132沿相同的方向旋转。
输入部件132包括：输入齿轮132a，其在内部接触环形齿轮131的一侧且在因从输入轴110传递的动力而旋转的同时旋转环形齿轮131；以及导杆132b，其穿过输入齿轮132a的中心点A和环形齿轮131的中心点B。此处，换档滑动件133与导杆132b接合。
换档滑动件133与导杆132b接合，并且从输入齿轮132a的中心点A移动到环形齿轮131的中心点B或者从环形齿轮131的中心点B移动到输入齿轮132a的中心点A。
也即，换档滑动件133包括：接合部分133a，其可移动地接合到导杆132b；以及接合杆133b，其一端在前后方向(为导杆132b的长度方向)上可旋转地接合到接合部分133a，另一端在前后方向(为导杆132b的长度方向)上可旋转地接合到输入轴110。
当该换档滑动件133位于环形齿轮131的中心点B时，输入齿轮132a在绕环形齿轮131的中心点B转动的同时使环形齿轮131旋转，并且此时，当输入齿轮132a旋转一圈时，环形齿轮131旋转一圈。
而且，当换档滑动件133位于输入齿轮132a的中心点A时，输入齿轮132a在绕输入齿轮132a的中心点A旋转的同时使环形齿轮131旋转，并且此时，当输入齿轮132a旋转一圈时，环形齿轮131旋转一圈以下。
因此，由于换档滑动件133位于环形齿轮131的中心点B或输入齿轮132a的中心点A，所以可以变换环形齿轮131的旋转。
换档杆134包括：可动部分134a，其设置在换档滑动件133的接合杆133b上；以及筒状体134b，其推动或拉动可动部分134a以使换档滑动件133的接合部分133a位于输入齿轮132a的中心点A或环形齿轮131的中心点B。
也即，当换档杆134通过筒状体134b推动或拉动可动部分134a时，换档滑动件133在接合杆133b绕输入轴110沿导杆133移动时设置在输入齿轮132a的中心点A或环形齿轮131的中心点B。
输出齿轮135在内部接触环形齿轮131的另一侧，并且输出轴120连接到输出齿轮135的中心点C。也即，输出齿轮135在借助环形齿轮131旋转的同时将变换后的扭矩传递到输出轴120。
此处，输入齿轮132a和输出齿轮135位于环形齿轮131中彼此不同的高度处。也即，输入齿轮132a在内部接触环形齿轮131的一侧的下部，并且输出齿轮135在内部接触环形齿轮131的另一侧的上部。换句话说，输入齿轮132a和输出齿轮135在竖直方向上彼此不干涉，并且因此防止输入齿轮132a在其转动期间与输出齿轮135碰撞。
如上文所述构造的根据本发明的变速器100能够借助设在输入轴110与输出轴120之间的传递装置130来执行速度变化，尤其是传递装置130具有简单的结构，从而实现了制造、组装和安装方面的便利性。
在下文中，将参考附图来详细说明根据本发明的变速器的操作状态。
如图4所示，换档滑动件133借助换档杆134沿导杆132b移动并且位于输入齿轮132a的中心点A。在该状态下，当输入轴110旋转时，换档滑动件133借助输入轴110旋转，输入齿轮132a借助换档滑动件133绕中心点A旋转，即，在换档滑动件133的轴线上旋转，环形齿轮131因输入齿轮132a的旋转而旋转，输出齿轮135因环形齿轮131的旋转而旋转，输出轴120借助输出齿轮135旋转。
此处，当输入齿轮132a旋转一圈时，环形齿轮131旋转一圈以下，因此产生了速度变化。
更具体地，如图5中的(a)所示，输入齿轮132a和环形齿轮131的啮合位置分别由α和β表示，并且输出齿轮135与环形齿轮131的啮合位置由γ表示。此处，输入齿轮132a和环形齿轮131与输出齿轮135的齿数比设定成2:4:1，也即，当环形齿轮131旋转一圈时，输入齿轮132a旋转两圈，输出齿轮135旋转4圈。
此处，因为输入齿轮132a和环形齿轮131与输出齿轮135的齿数比设定成2:4:1，可以设定精确的齿数比，并且可以改善速度变化效率。
在该状态下，如图5中的(b)所示，当输入齿轮132a绕中心点A旋转90°(见点α)时，环形齿轮131借助输入齿轮132a旋转45°(见点β)，并且输出齿轮135借助环形齿轮131旋转180°(见点γ)。
因此，如图5中的(c)至5中的(d)所示，当输入齿轮132绕中心点A旋转90°(见点α)时，在环形齿轮旋转45°(见点β)并且输出齿轮旋转180°的同时传递扭矩。
如图6所示，当换档滑动件133借助换档杆134沿导杆132b移动且位于环形齿轮131的中心点B时，换档滑动件133借助输入轴110旋转，输入齿轮132a借助换档滑动件133绕中心点B旋转，即转动，环形齿轮131借助输入齿轮132a的转动而旋转，输出齿轮135借助环形齿轮131的旋转而旋转，输出轴120借助输出齿轮135旋转。
此处，当输入齿轮132a旋转一圈时，环形齿轮131也旋转一圈，并且因此产生了速度变化。
更具体地，如图7中的(a)所示，输入轴132a和环形齿轮131的啮合位置分别由α和β表示，输出齿轮135与环形齿轮131的啮合位置由γ表示。此处，输入齿轮132a和环形齿轮131与输出齿轮135的齿数比被设定为2:4:1，也即，当环形齿轮131旋转一圈时，输入齿轮132a旋转两圈，并且输出齿轮135旋转4圈。
在该状态下，如图7中的(b)至7中的(d)所示，当输入齿轮132a绕环形齿轮131的中心点B旋转90°(参见点α)时，环形齿轮131借助输入齿轮132a的旋转而旋转90°(参见点β)，并且输出齿轮135借助环形齿轮131旋转360°(参见点γ)。
也即，当输入齿轮132a旋转一圈时，环形齿轮131旋转一圈，并且输出齿轮135旋转4圈。
下文中，在根据本发明的另一实施例的变速器的说明中，具有与上述实施例相同的结构和功能的部件将在图中给予相同的附图标记，并且将不进行重复说明。
图8是示出根据本发明的变速器的另一实施例的图。
根据该实施例的变速器包括在输入轴110与输出轴120之间的传递装置130，其中多个传递装置连接在输入轴110与输出轴120之间，使得可以传递扭矩，并且将从输入轴110传递到输出轴120的扭矩变成多级。
因为传递装置130具有与上文的传递装置相同的构造和功能，所以将不进行重复说明。
也即，在多个传递装置130中，传递装置130的彼此对应的换档滑动件133和输出齿轮135连接而使得可以传递扭矩，位于最低级的传递装置130的换档滑动件133连接到输入轴110，使得可以传递扭矩，并且位于最高级的传递装置130的输出齿轮135连接到输出轴120而使得可以传递扭矩。
因此，具有多个传递装置130的变速器将包含在多个传递装置130中的换档滑动件133的位置定位在输入齿轮132a的中心点A或环形齿轮131的中心点B，并且因此可以执行多级换档。
根据本发明，提供了包括传递装置的变速器，传递装置具有如行星齿轮系等接合结构，使得提供以下效果：改善制造、组装和安装方面的便利性，并且尤其是改善速度变化动力。本发明的范围不是由本发明的详细说明限定，而是由随附权利要求书限定，从本发明的主旨和范围及等同概念引入的全部修改和改变将被解释为包含在本发明内。

Claims (11)

1.一种变速器，包括：
输入轴；
输出轴，其接收来自所述输入轴的动力；以及
传递装置，其改变从所述输入轴传递到所述输出轴的动力，所述传递装置包括：
环形齿轮；
输入部件，其包括输入齿轮和导杆，所述输入齿轮在内部接触所述环形齿轮的一侧且在借助从所述输入轴传递的动力来旋转的同时使所述环形齿轮旋转，所述导杆穿过所述输入齿轮的中心点(A)和所述环形齿轮的中心点(B)；
换档滑动件，其一端与所述导杆接合从而能移动到所述输入齿轮的中心点(A)和所述环形齿轮的中心点(B)，另一端与所述输入轴接合，所述换档滑动件改变所述输入齿轮的旋转中心以改变所述环形齿轮的扭矩；以及
输出齿轮，其在内部接触所述环形齿轮的另一侧，并且在借助所述环形齿轮旋转的同时将改变后的动力传递到所述输出轴。
2.根据权利要求1所述的变速器，其中当所述换档滑动件位于所述输入齿轮的中心点(A)时，随着所述输入轴旋转一圈，所述输入齿轮绕所述输入齿轮的中心点(A)旋转一圈，随着所述输入齿轮旋转一圈，所述环形齿轮绕所述环形齿轮的中心点(B)旋转一圈以下以减小其扭矩，并且所述环形齿轮的减小的扭矩通过所述输出齿轮传递到所述输出轴，由此产生速度变化。
3.根据权利要求1所述的变速器，其中当所述换档滑动件位于所述环形齿轮的中心点(B)时，随着所述输入轴旋转一圈，所述输入齿轮绕所述环形齿轮的中心点(B)旋转一圈，随着所述输入齿轮旋转一圈，所述环形齿轮绕所述环形齿轮的中心点(B)旋转一圈，并且所述环形齿轮的扭矩通过所述输出齿轮传递到所述输出轴，由此产生速度变化。
4.根据权利要求1所述的变速器，其中所述换档滑动件包括：接合部分，其能移动地接合到所述导杆；以及接合杆，其一端在所述导杆的长度方向上能旋转地接合到所述接合部分，另一端在所述导杆的所述长度方向上能旋转地接合到所述输入轴。
5.根据权利要求1所述的变速器，其中所述输入齿轮在内部接触所述环形齿轮的一侧的下部，并且所述输出齿轮在内部接触所述环形齿轮的另一侧的上部，使得所述输入齿轮和所述输出齿轮彼此间隔开从而不会在竖直方向上相互干涉。
6.根据权利要求1所述的变速器，其中所述输出齿轮的中心点(C)位于从所述输入齿轮的中心点(A)和所述环形齿轮的中心点(B)穿过的中心线上。
7.根据权利要求1所述的变速器，其中所述输入齿轮和所述环形齿轮与所述输出齿轮的齿数比被限定为2:4:1。
8.根据权利要求1所述的变速器，还包括：
换档杆，其用于将所述换档滑动件移动到所述输入齿轮的中心点(A)和所述环形齿轮的中心点(B)。
9.根据权利要求1所述的变速器，其中设有多个所述传递装置，并且所述多个传递装置连接在所述输入轴与所述输出轴之间，使得传递扭矩，并且因此将传递到所述输出轴的扭矩变成多级。
10.根据权利要求9所述的变速器，其中所述多个传递装置将所述换档滑动件连接到相应的传递装置中的输出齿轮从而传递扭矩，将位于最低级的传递装置的换档滑动件连接到所述输入轴从而传递扭矩，并且将位于最高级的传递装置的输出齿轮连接到所述输出轴从而传递扭矩。
11.根据权利要求1所述的变速器，其中当所述换档滑动件位于所述环形齿轮的中心点(B)时，当所述输入齿轮旋转一圈时，所述环形齿轮旋转一圈。
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