CN107816524A - 无级调速变速器 - Google Patents

Abstract

一种机动车辆变速器包含第一和第二齿轮、行星齿轮和环形齿轮。第一齿轮可围绕第一轴线旋转。轴可在第一齿轮上径向地滑动并且平行于第一轴线轴向地延伸。第二齿轮可围绕第二轴线旋转。第二轴线与第一轴线平行并且在距第一轴线的固定偏距处。行星齿轮中的每个都安装在轴中的各自的一个上并且可围绕轴中的各自的一个旋转。行星齿轮与第二齿轮啮合。环形齿轮与第二齿轮同轴，并且环形齿轮具有每次与少于全部的行星齿轮选择性地啮合的齿。该齿可调节以改变从轴线到齿的距离，从而可变地设定第一和第二齿轮之间的齿轮比。

Description

无级调速变速器

技术领域

本发明大体上涉及机动车辆变速器，以及更具体地涉及一种在输入和输出齿轮之间具有固定偏距的无级调速变速器。

背景技术

机动车辆变速器是机动车辆的动力传动系统的一部分，并且在诸如内燃机的输入和诸如车辆的从动轮的输出之间提供多个齿轮比。变速器可以是使用皮带和皮带轮以已知方式连续改变齿轮比的无级调速型。然而，皮带和皮带轮类型的变速器需要容纳两个并排的皮带轮的安装空间，这两个皮带轮具有最大的外径，以实现齿轮比的期望范围。两个皮带轮也每个都需要控制硬件，这增加了变速器的复杂性。皮带、两个皮带轮和控制硬件也增加了车辆重量。

发明内容

一个实施例考虑了一种变速器。第一齿轮可围绕轴线旋转。轴可在第一齿轮上滑动。轴中的每个平行于轴线轴向地延伸。第二齿轮可围绕第二轴线旋转，第二轴线与轴线平行并且在距轴线的固定偏距处。行星齿轮与第二齿轮啮合。每个行星齿轮都安装在轴中的各自的一个上并且可围绕轴中的各自的一个旋转。环形齿轮与第二齿轮同轴并且具有齿。该齿每次与少于全部的行星齿轮选择性地啮合，并且该齿可调节以改变从轴线到齿的距离，从而可变地设定第一和第二齿轮之间的齿轮比。

另一实施例考虑了一种变速器。第一齿轮可围绕第一轴线旋转。轮辐从第一齿轮径向地延伸。轴各自平行于第一轴线轴向地延伸，并且各自安装在轮辐中的各自的一个上并且可在轮辐中的各自的一个上径向地滑动。第二齿轮可围绕第二轴线旋转。第二轴线与第一轴线平行并且在距第一轴线的固定偏距处。行星齿轮各自安装在轴中的各自的一个上并且可围绕轴中的各自的一个旋转。行星齿轮与第二齿轮啮合。环形齿轮与第二齿轮同轴并且具有齿。旋转环形齿轮以每次选择性地将齿与少于全部的行星齿轮啮合，并且以改变从第一轴线到齿的距离，从而可变地设定第一和第二齿轮之间的齿轮比。

另一实施例考虑了一种变速器。第一齿轮可围绕第一轴线旋转。轮辐从第一齿轮径向地延伸。轴各自平行于第一轴线轴向地延伸，并且各自安装在轮辐中的各自的一个上并且可在轮辐中的各自的一个上径向地滑动。第二齿轮可围绕第二轴线旋转。第二轴线与第一轴线平行并且在距第一轴线的固定偏距处。行星齿轮各自安装在轴中的各自的一个上并且可围绕轴中的各自的一个旋转。行星齿轮与第二齿轮啮合。旋转地固定的环形齿轮与第二齿轮同轴并且具有齿。该齿各自具有齿与行星齿轮啮合的伸出位置和齿不与行星齿轮啮合的缩回位置。控制器被配置用于选择性地伸出和缩回选择的齿，以每次选择性地将齿与少于全部的行星齿轮啮合，以改变从第一轴线到齿的距离，从而可变地设定第一和第二齿轮之间的齿轮比。

另一实施例考虑了一种变速器。第一轮辐齿轮可围绕第一轴线旋转。第一轴各自平行于第一轴线轴向地延伸并且可在第一轮辐齿轮上径向地滑动。第一正齿轮可围绕第二轴线旋转。第二轴线与第一轴线平行并且在距第一轴线的固定偏距处。第一行星齿轮各自安装在第一轴中的各自的一个上并且可围绕第一轴中的各自的一个旋转。第一行星齿轮与第一正齿轮啮合。第一环形齿轮与第一正齿轮同轴并且具有第一齿。该第一齿每次选择性地与少于全部的第一行星齿轮啮合，并且该第一齿可调节以改变从第一轴线到第一齿的第一距离，从而可变地设定第一轮辐齿轮与第一正齿轮之间的第一齿轮比。第二轮辐齿轮可围绕第二轴线旋转。第二轴各自平行于第二轴线轴向地延伸并且可在第二轮辐齿轮上径向地滑动。第二正齿轮可围绕第三轴线旋转。第三轴线平行于第二轴线并且在距第二轴线的固定偏距处。第二行星齿轮各自安装在第二轴中的各自的一个上并且可围绕第二轴中的各自的一个旋转。第二行星齿轮与第二正齿轮啮合。第二环形齿轮与第二正齿轮同轴并具有第二齿。第二齿每次选择性地与少于全部的第二行星齿轮啮合，并且第二齿可调节以改变从第二轴线到第二齿的第二距离，从而可变地设定第二轮辐齿轮与第二正齿轮之间的第二齿轮比。第二轮辐齿轮驱动第一正齿轮。变速器的总齿轮比是第一和第二齿轮比的乘积。

另一实施例考虑了一种变速器。第一齿轮位于第一轴上并且第二齿轮位于第二轴上。第二轴在距第一轴的平行、固定偏距处。行星齿轮可滑动地安装在第一齿轮上并且与第二齿轮可旋转地啮合。环形齿轮与第一齿轮同轴并具有齿。旋转环形齿轮以选择性地将齿与行星齿轮啮合并且改变从第一轴到齿的距离。

实施例的优势是具有减少的安装空间需求的无级调速变速器。另外的优势是对于无级调速变速器来说减少了复杂性和重量。

根据本发明，提供一种变速器，其包含：

第一齿轮，该第一齿轮可围绕轴线旋转；

轴，每个轴平行于轴线轴向地延伸并且可在第一齿轮上径向地滑动；

第二齿轮，该第二齿轮可围绕第二轴线旋转，第二轴线平行于轴线并且在距轴线的固定偏距处；

行星齿轮，每个行星齿轮安装在轴中的各自的一个上以及可围绕轴中的各自的一个旋转，并且每个行星齿轮与第二齿轮啮合；

环形齿轮，该环形齿轮与第二齿轮同轴并且具有齿，该齿每次选择性地与少于全部的行星齿轮啮合，并且该齿可调节以改变从轴线到齿的距离，从而可变地设定第一齿轮和第二齿轮之间的齿轮比。

根据本发明的一个实施例，该变速器还包含：

第一齿轮比，其中行星齿轮与齿在距轴线的第一距离处啮合；

第二齿轮比，其中行星齿轮与齿在距轴线的第二距离处啮合，其中第二距离不同于第一距离。

根据本发明的一个实施例，该变速器还包含：

环形齿轮的圆周，其中齿围绕圆周选择性地与行星齿轮啮合。

根据本发明的一个实施例，该变速器还包含：

轮辐，该轮辐从第一齿轮的轮毂径向地延伸，其中轴中的每个都安装在轮辐中的各自的一个上，并且可在轮辐中的各自的一个上径向地滑动。

根据本发明的一个实施例，该变速器中环形齿轮的齿可选择性地在环形齿轮中的枢轴上旋转以选择性地啮合行星齿轮。

根据本发明的一个实施例，该变速器中齿仅位于环形齿轮的圆周的一部分上，并且环形齿轮被旋转以选择性地将齿与行星齿轮啮合，以由此改变变速器的齿轮比。

根据本发明的一个实施例，该变速器中环形齿轮由电动马达旋转。

根据本发明的一个实施例，该变速器中环形齿轮保持静止以维持齿轮比。

根据本发明的一个实施例，该变速器中环形齿轮是旋转地固定的，并且齿各自具有：

齿与行星齿轮啮合的伸出位置；

齿不与行星齿轮啮合的缩回位置；

控制器，该控制器被配置用于选择性地伸出和缩回选择的齿。

根据本发明的一个实施例，该变速器还包含：

楔形凸轮，每个楔形凸轮响应于控制器而在伸出位置和缩回位置之间致动齿中的各自的一个。

根据本发明的一个实施例，该变速器还包含：

安装到第一齿轮上的位置传感器，该位置传感器用于检测第一齿轮相对于轴线的相对位置。

根据本发明的一个实施例，该变速器还包含：

轴承，其中轴承中的每个都安装在轴中的各自的一个上；

导向环，导向环与第二轴线同心，其中导向环支承在轴承上以保持与第二齿轮啮合的行星齿轮。

根据本发明的一个实施例，该变速器还包含：

支柱，其中支柱中的每个都安装轴中的各自的一个和轴线之间，使得支柱保持与第二齿轮啮合的行星齿轮。

根据本发明的一个实施例，该变速器中齿中的每个具有：

平面，该平面面向第一圆周方向；

曲面，该曲面与平面相对，使得行星齿轮接合平面以在第一旋转方向上传递扭矩，并且行星齿轮在第二旋转方向上接合曲面，使齿径向地向外移动以阻止扭矩传递。

根据本发明的一个实施例，该变速器还包含：

电动马达，该电动马达具有马达轴；

蜗杆，该蜗杆由马达轴驱动，其中蜗杆与环形齿轮上的外齿啮合，以使环形齿轮旋转并且选择性地使齿与行星齿轮啮合；

控制器，该控制器控制马达以使环形齿轮旋转。

根据本发明的一个实施例，该变速器还包含：

环形齿轮的圆周，其中齿仅在圆周的一部分上并且可径向缩回；

每个齿的弹簧，其中弹簧径向地向内偏置齿。

根据本发明的一个实施例，该变速器还包含：

齿阵列，其中齿设置成齿阵列；

用于齿阵列中的每个的马达，其中该马达使齿阵列在齿不与行星齿轮啮合的缩回位置和齿与行星齿轮啮合的伸出位置之间移动；

控制器，该控制器控制所述马达。

根据本发明，提供一种变速器，其包含：

第一齿轮，该第一齿轮可围绕第一轴线旋转；

轮辐，该轮辐从第一齿轮径向地延伸；

轴，每个轴平行于第一轴线轴向地延伸，以及每个轴安装在轮辐中的各自的一个上，并且可在轮辐中的各自的一个上径向地滑动；

第二齿轮，该第二齿轮可围绕第二轴线旋转，第二轴线平行于第一轴线并且在距第一轴线的固定偏距处；

行星齿轮，每个行星齿轮都安装在轴中的各自的一个上，以及可围绕轴中的各自的一个旋转，并且每个行星齿轮与第二齿轮啮合；

环形齿轮，该环形齿轮与第二齿轮同轴并且具有齿，其中环形齿轮被旋转以每次选择性地将齿与少于全部的行星齿轮啮合，并且以改变从第一轴线到齿的距离，从而可变地设定第一齿轮和第二齿轮之间的齿轮比。

根据本发明，提供一种变速器，其包含：

第一齿轮，该第一齿轮可围绕第一轴线旋转；

轮辐，该轮辐从第一齿轮径向地延伸；

轴，每个轴平行于第一轴线轴向地延伸，以及每个轴安装在轮辐中的各自的一个上，并且可在轮辐中的各自的一个上径向地滑动；

第二齿轮，该第二齿轮可围绕第二轴线旋转，第二轴线平行于第一轴线并且在距第一轴线的固定偏距处；

行星齿轮，每个行星齿轮都安装在轴中的各自的一个上，以及可围绕轴中的各自的一个旋转，并且每个行星齿轮与第二齿轮啮合；

环形齿轮，该环形齿轮与第二齿轮同轴并且具有齿，其中环形齿轮是旋转固定的，并且齿各自具有：

齿与行星齿轮啮合的伸出位置；

齿不与行星齿轮啮合的缩回位置；

控制器，该控制器被配置用于选择性地伸出和缩回选择的齿，以每次选择性地将齿与少于全部的行星齿轮啮合，以改变从第一轴线到齿的距离，从而以可变地设定第一齿轮和第二齿轮之间的齿轮比。

根据本发明，提供一种机动车辆变速器，其包含：

第一轮辐齿轮，该第一轮辐齿轮可围绕第一轴线旋转；

第一轴，每个第一轴都平行于第一轴线轴向地延伸，并且可在第一轮辐齿轮上径向地滑动；

第一正齿轮，该第一正齿轮可围绕第二轴线旋转，第二轴线平行于第一轴线并且在距第一轴线的固定偏距处；

第一行星齿轮，每个第一行星齿轮安装在第一轴中的各自的一个上，以及可围绕第一轴中的各自的一个旋转，并且每个第一行星齿轮与第一正齿轮啮合；

第一环形齿轮，该第一环形齿轮与第一正齿轮同轴并且具有第一齿，该第一齿每次选择性地与少于全部的第一行星齿轮啮合，并且该第一齿可调节以改变从第一轴线到第一齿的第一距离，从而可变地设定第一轮辐齿轮与第一正齿轮之间的第一齿轮比；

第二轮辐齿轮，该第二轮辐齿轮可围绕第二轴线旋转；

第二轴，每个第二轴平行于第二轴线轴向地延伸并且可在第二轮辐齿轮上径向地滑动；

第二正齿轮，该第二正齿轮可围绕第三轴线旋转，第三轴线平行于第二轴线并且在距第二轴线的固定偏距处；

第二行星齿轮，每个第二行星齿轮安装在第二轴中的各自的一个上并且可围绕第二轴中的各自的一个旋转，并且每个第二行星齿轮与第二正齿轮啮合；

第二环形齿轮，该第二环形齿轮与第二正齿轮同轴并且具有第二齿，该第二齿每次选择性地与少于全部的第二行星齿轮啮合，并且该第二齿可调节以改变从所述第二轴线到所述第二齿的第二距离，从而可变地设定第二轮辐齿轮和第二正齿轮之间第二齿轮比，其中第二轮辐齿轮驱动第一正齿轮，并且变速器的总齿轮比是第一齿轮比和第二齿轮比的乘积。

根据本发明，提供一种变速器，其包含：

第一齿轮，该第一齿轮位于第一轴上；

第二齿轮，该第二齿轮位于第二轴上，第二轴在距第一轴的平行、固定偏距处；

行星齿轮，该行星齿轮可滑动地安装在第一齿轮上并且与第二齿轮可旋转地啮合；

环形齿轮，该环形齿轮与第一齿轮同轴，并且被旋转以选择性地将环形齿轮上的齿与行星齿轮啮合，并且改变从第一轴到齿的距离。

附图说明

图1是包括无级调速变速器的机动车辆动力传动系统的示意图；

图2是图1的变速器的一部分的透视图；

图3是图1的变速器的一部分的第二透视图；

图4是图1的变速器的局部分解透视图；

图5是图1的变速器的局部透视图；

图6示出了图1的变速器的一部分的第一位置；

图7示出了图1的变速器的一部分的第二位置；

图8是图1的变速器的运行模式的曲线图；

图9是图1的变速器的附加运行模式的曲线图；

图10是图1的变速器的局部透视图；

图11是图1的变速器的局部透视图；

图12是图1的变速器的局部透视图；

图13是无级调速变速器的第二实施例的局部透视图；

图14是示出了无级调速变速器的一部分的第三实施例的局部分解透视图；

图15是从不同的角度来看的图14的变速器图；

图16是示出了无级调速变速器的一部分的第四实施例的透视图；

图17是图16的变速器的局部正视图；

图18是示出了无级调速变速器的一部分的第五实施例的局部透视图；

图19是示出了根据本发明的无级调速变速器的一部分的第六实施例的透视图。

具体实施方式

图1示出了具有大体上以102表示的机动车辆动力传动系统的车辆100。动力传动系统102包含为大体上以106表示的无级调速变速器(CVRT)提供动力的动力源104，无级调速变速器相应地为从动轮108提供动力。动力源104可以是例如内燃机和/或电动马达。动力源104和变速器106可以由一个或多个控制器105控制，控制器105可以由本领域已知的软件和硬件的各种组合构成。

图2-4示出了壳体107中的变速器106的细节。变速器106具有大体上以110表示的第一或轮辐齿轮。第一齿轮110围绕第一轴线X1旋转并且具有轮毂112。第一齿轮包括从轮毂112径向地延伸的多个轮辐114。可以由轴承(未示出)支撑以便旋转的第一轴116从轮毂112轴向延伸。第一轴116可以是用于变速器106向从动轮108传送动力的输出轴。

大体上以118表示的多个支撑轴具有安装在轮辐114上的基座，使得支撑轴118中的一个安装在各自的轮辐114上。支撑轴118安装在轮辐114上，使得支撑轴118(当不受其他约束时)沿轮辐114的长度在方向Y1上自由地径向地滑动或平移。例如，衬套可以允许支撑轴118沿轮辐114滑动。

相应地，多个行星齿轮120安装在支撑轴118的轴向延伸部分上，使得行星齿轮120中的一个围绕平行于第一轴线X1的轴线安装在各自的支撑轴118上。行星齿轮120与第二或正齿轮122啮合，使得行星齿轮120随着第一齿轮110旋转而围绕第二齿轮122旋转。第二齿轮122具有与第一轴线X1平行并且在距第一轴线X1的固定偏距X3(图6和图7所示)处的第二轴线X2。偏距X3导致的结果是行星齿轮120围绕第一轴线X1以椭圆轨迹旋转和围绕第二轴线X2以圆形轨迹旋转。随着第二齿轮122旋转，行星齿轮120中的每个将依次与齿128啮合，因此驱动第一齿轮110，使得扭矩从第二齿轮122传递到第一齿轮110，反之亦然。

可以由轴承(未示出)支撑以便旋转的第二轴124从第二齿轮122轴向地延伸。第二轴124可以是用于变速器106的输入轴并且从动力源104接收动力。大体上以126表示的环形齿轮具有选择性地与行星齿轮120啮合的环形齿轮齿128。或者，变速器106可以包括连接至动力源104中的一个并且驱动车轮108的第二组件，第二组件可以包括第二轮辐齿轮、第二多个支撑轴、第二多个行星齿轮、第二正齿轮和第二环形齿轮，两个组件串联连接以允许较大的齿轮比范围的(参见图14和15)。

图5示出了安装在支撑轴118上的轴承130。轴承130压在与第二轴线X2同心的导向环132上。导向环132保持与第二齿轮122啮合的行星齿轮120(为了清楚，仅示出了第二齿轮122的一部分)。

图6和7示出了齿128选择性地与行星齿轮120啮合，以分别设定第一和第二齿轮110和122之间的齿轮比。在图6中，变速器106被示出为处于第一位置134。处于第一位置134时，示例性行星齿轮136与齿128在距第一轴116的第一距离R1处啮合。齿128与示例性齿轮136在第一位置134处啮合。在图7中，变速器106处于第二位置138，第二位置138是通过旋转环形齿轮126从图6中的第一位置134变化得到的。处于第二位置138时，第一齿轮110已经旋转，并且示例性齿轮136现在与齿128在距第一轴116的第二距离R2处啮合。如将讨论的，环形齿轮126可以被旋转以分别在第一位置134和第二位置138之间移动齿128，并且也在这些位置之间的任何地方停止，以允许连续地改变齿轮比。每次只有行星齿轮120中一个或两个与齿128完全啮合。因此，将注意到，齿128仅可以位于环形齿轮126的圆周140的小部分上。

第一和第二齿轮110和122之间的齿轮比被设定为是从第一轴116到行星齿轮120和齿128之间的啮合点的距离(例如，第一或第二距离R1或R2)的函数。对于相同转速的第二齿轮122，第一齿轮110将在第一位置134比第二位置138更慢旋转，原因在于第一距离R1大于第二距离R2。因此，通过由旋转环形齿轮126而改变齿128在环形齿轮126的圆周140上的位置，可以将第一和第二齿轮110和122之间的齿轮比分别设定为不同的值。齿128与行星齿轮120在圆周140上啮合位置的改变随后改变第一轴116和啮合点之间的距离。第一轴116和啮合点之间距离的改变相应地分别设定第一和第二齿轮110和122之间的齿轮比。

第一和第二位置134和138分别仅仅是代表性的。齿128可选择性地与行星齿轮120在环形齿轮126上的任何位置啮合(通过旋转环形齿轮126)以分别设定第一和第二齿轮110和122之间的齿轮比。变速器106的其他几何形状可以在变速器106的制造期间改变，以改变可以由变速器106产生的齿轮比的范围。例如，在变速器106的制造期间，偏距X3可以固定在不同的长度。此外，第一和第二距离R1和R2可以不是从第一轴116到啮合点来进行测量。例如，第一和第二距离R1和R2可以从轮毂112到啮合点、从第一轴116到示例性齿轮136的轴线、或者从轮毂112到示例性齿轮136的轴线来进行测量。

图8示出了变速器106的运行模式，其中齿轮比以恒定的速率(通过以恒定速率141旋转环形齿轮126，直到在142处时环形齿轮126停止)从第一齿轮比被连续地设定到最后的齿轮比-即改变。环形齿轮126的旋转的恒定速率141产生相对于第二轴124的第一轴116的非阶梯式速率144的变化。齿轮比由齿128与行星齿轮120以连续的单个运动啮合来改变，例如，从第一位置134到第二位置138。

图9示出了变速器106的附加运行模式，其中环形齿轮126的旋转是从第一齿轮比到最后齿轮比的阶梯式速率146。阶梯式速率146产生相对于第二轴124的第一轴116的速率148，速率148逐步或平稳增加。由于齿128在不同的圆周位置处——例如从第一位置134到第二位置138——以阶梯式的方式与行星齿轮120啮合，所以齿轮比以阶梯式速率146改变。通过齿128与行星齿轮120在圆周140上的特定位置处啮合来实现恒定速度周期150。在附加运行模式中，每次只有行星齿轮120中的一个与齿128啮合。通过改变行星齿轮120和第二齿轮122之间在圆周140上的啮合发生的位置，例如分别在第一或第二位置134或138或另一位置，齿轮比被设定为不同的值。

图10-12示出了齿128与行星齿轮120通过旋转环形齿轮126在环形齿轮126的仅一部分152上的选择性啮合。如图所示，齿128保持在内和外环形齿轮126A和126B之间。齿128中的每个具有平面154和与平面154相对的曲面156。当行星齿轮120接触齿128的示例性齿的平面154时，示例性齿保持在伸出位置，并且行星齿轮120驱动或旋转第一齿轮110。当行星齿轮120接触示例性齿的曲面156时，示例性齿抵抗弹簧162的偏置移动至缩回位置160，并且第一齿轮110不被驱动。弹簧162被偏置以将齿128径向地向内推动，使齿128从缩回位置160返回到伸出位置158。平面154和曲面156分别导致变速器106的单向运行。将环形齿轮126中的齿128与第二组齿(未示出)配对，其中第二组齿具有与齿128相对朝向的平面和曲面，允许变速器106的双向操作-即扭矩从第一齿轮110传递至第二齿轮122或从第二齿轮122传递至第一齿轮110。

图12示出了大体上以164表示的用于旋转环形齿轮126以选择性地将齿128与行星齿轮120啮合的电动马达。马达164可以由控制器105(图1所示)控制。例如，马达164可以使环形齿轮126旋转以分别在第一和第二位置134和138之间来回移动齿128。马达164可以驱动马达轴168上的蜗杆166。蜗杆166与环形齿轮126上的外齿170相啮合，以在马达164运转时旋转环形齿轮126。致动马达164以分别改变第一和第二轴116和124之间的齿轮比。当需要维持电流比时，马达164可以关闭。或者，环形齿轮126可以通过除马达164以外的装置旋转，例如比如采用液压控制。

图13示出了齿228。因为齿228是图10和图11中齿128的变型，所以相同的附图标记加上100在附图中表示相应的部件，并且将省略其详细描述。

齿228围绕枢轴272在缩回位置和伸出位置之间单独地移动-即旋转或枢转。齿228通过齿228和销276之间的弹簧274从缩回位置返回到伸出位置。在缩回位置，缩回的齿228将不会啮合行星齿轮齿。

图14和图15示出了图1的变速器106的变型。因为变速器306是图1-12中的变速器106的变型，所以相同的附图标记加上200在附图中表示相应的部件，并且将省略其详细描述。

变速器306包含分别连接在一起的第一和第二变速器306A和306B——即，第一变速器306A的输出轴是第二变速器306B的输入轴——以增加变速器306可以产生的齿轮比的范围。单个控制机构可以分别用于第一和第二变速器306A和306B二者，其中第一和第二变速器306A和306B的环形齿轮分别以协调的方式旋转。控制器105可以分别控制第一和第二变速器306A和306B的环形齿轮的旋转。

图16和17示出了变速器106的变型。因为变速器406是图1-12中的变速器106的变型，所以相同的附图标记加上300在附图中表示相应的部件，并省略其详细说明。

从第一实施例的变型涉及这样的事实，即环形齿轮426保持静止，而齿428可以设置在环形齿轮426的整个圆周上。这允许更宽的齿轮比范围。齿428被布置成齿阵列478。为了选择性地将齿428与行星齿轮420啮合，阵列478从缩回位置480移动到伸出位置482，使得阵列478中的齿428与行星齿轮420当处于伸出位置482时啮合。阵列478通过马达484分别在缩回位置480和伸出位置482之间移动。马达484可以由控制器105(参见图1)来控制。第一位置传感器设置在第一齿轮上以追踪行星齿轮420的位置。第二位置传感器也可以设置在环形齿轮426上。第一和第二位置传感器二者的使用允许齿428在期望较小的齿轮比范围的情况下，仅设置在环形齿轮426的一部分。变速器406的构造允许双向扭矩传递：从第一齿轮410到第二齿轮422以及从第二齿轮422到第一齿轮410。因此扭矩可以从动力源104流向车轮108，并且从车轮108到动力源104。这在用于具有例如再生制动、发动机制动等的车辆中是有用的。

图18示出了环形齿轮526。由于环形齿轮526是图16和17中的环形齿轮426的变型，所以相同的附图标记加上100在附图中表示的相应部件，并且将省略其详细描述。

齿528通过单个楔形凸轮586(仅示出其中一个)分别在伸出位置和缩回位置之间移动。齿528中的每个由楔形凸轮586中的一个来致动。与环形齿轮426类似，环形齿轮526允许双向扭矩传递。可以使用楔形凸轮586的电动或液压控制，并由控制器105控制楔形凸轮586的电动或液压控制。

图19示出了行星齿轮620。由于行星齿轮620是图1-12中的行星齿轮120的变型，所以相同的附图标记加上500在附图中表示相应的部件，并且将省略其详细描述。

行星齿轮620通过支柱688与第二齿轮622保持啮合。支柱688在第二齿轮622的行星齿轮620和轴线690之间延伸。

尽管本文描述的无级变速器的实施例是在用于机动车辆的变速器的环境下，但是无级变速器也可以用于其他小型或紧凑型设备或机器，包括自行车、电动自行车、铣床、动力窗户机构、或诸如洗衣机或烘干机的家用电器。

虽然已经详细描述了本发明的某些实施例，但是熟悉本发明涉及的领域的那些技术人员将会认识到用于实践由所附权利要求限定的本发明的各种替代设计和实施例。

Claims (16)

1.一种变速器，包含：

第一齿轮，所述第一齿轮可围绕轴线旋转；

轴，每个轴平行于所述轴线轴向地延伸并且可在所述第一齿轮上径向地滑动；

第二齿轮，所述第二齿轮可围绕第二轴线旋转，所述第二轴线平行于所述轴线并且在距所述轴线的固定偏距处；

行星齿轮，每个行星齿轮安装在所述轴中的各自的一个上以及可围绕所述轴中的各自的一个旋转，并且所述每个行星齿轮与所述第二齿轮啮合；

环形齿轮，所述环形齿轮与所述第二齿轮同轴并且具有齿，所述齿每次选择性地与少于全部的所述行星齿轮啮合，并且所述齿可调节以改变从所述轴线到所述齿的距离，从而可变地设定所述第一齿轮和所述第二齿轮之间的齿轮比。

2.根据权利要求1所述的变速器，还包含：

第一齿轮比，其中所述行星齿轮与所述齿在距所述轴线的第一距离处啮合；

第二齿轮比，其中所述行星齿轮与所述齿在距所述轴线的第二距离处啮合，其中所述第二距离不同于所述第一距离。

3.根据权利要求1所述的变速器，还包含：

轮辐，所述轮辐从所述第一齿轮的轮毂径向地延伸，其中所述轴中的每个都安装在所述轮辐中的各自的一个上，并且可在所述轮辐中的各自的一个上径向地滑动。

4.根据权利要求1所述的变速器，其中所述环形齿轮的所述齿可选择性地在所述环形齿轮中的枢轴上旋转以选择性地啮合所述行星齿轮。

5.根据权利要求1所述的变速器，其中所述齿仅位于所述环形齿轮的圆周的一部分上，并且所述环形齿轮被旋转以选择性地将所述齿与所述行星齿轮啮合，以由此改变所述变速器的所述齿轮比。

6.根据权利要求1所述的变速器，其中所述环形齿轮是旋转地固定的，并且所述齿各自具有：

所述齿与所述行星齿轮啮合的伸出位置；

所述齿不与所述行星齿轮啮合的缩回位置；

控制器，所述控制器被配置用于选择性地伸出和缩回选择的齿。

7.根据权利要求6所述的变速器，还包含：

楔形凸轮，每个楔形凸轮响应于所述控制器而在所述伸出位置和所述缩回位置之间致动所述齿中的各自的一个。

8.根据权利要求1所述的变速器，还包含：

轴承，其中所述轴承中的每个都安装在所述轴中的各自的一个上；

导向环，所述导向环与所述第二轴线同心，其中所述导向环支承在所述轴承上以保持与所述第二齿轮啮合的所述行星齿轮。

9.根据权利要求1所述的变速器，还包含：

支柱，其中所述支柱中的每个都安装所述轴中的各自的一个和所述轴线之间，使得所述支柱保持与所述第二齿轮啮合的所述行星齿轮。

10.根据权利要求1所述的变速器，其中所述齿中的每个具有：

平面，所述平面面向第一圆周方向；

曲面，所述曲面与所述平面相对，使得所述行星齿轮接合所述平面以在第一旋转方向上传递扭矩，并且所述行星齿轮在第二旋转方向上接合所述曲面，使所述齿径向地向外移动以阻止扭矩传递。

11.根据权利要求1所述的变速器，还包含：

电动马达，所述电动马达具有马达轴；

蜗杆，所述蜗杆由所述马达轴驱动，其中所述蜗杆与所述环形齿轮上的外齿啮合，以使所述环形齿轮旋转并且选择性地使所述齿与所述行星齿轮啮合；

控制器，所述控制器控制所述马达以使所述环形齿轮旋转。

12.如权利要求1所述的变速器，还包含：

齿阵列，其中所述齿设置成所述齿阵列；

用于所述齿阵列中的每个的马达，其中所述马达使所述齿阵列在所述齿不与所述行星齿轮啮合的缩回位置和所述齿与所述行星齿轮啮合的伸出位置之间移动；

控制器，所述控制器控制所述马达。

13.一种变速器，包含：

第一齿轮，所述第一齿轮可围绕第一轴线旋转；

轮辐，所述轮辐从所述第一齿轮径向地延伸；

轴，每个轴平行于所述第一轴线轴向地延伸，以及所述每个轴安装在所述轮辐中的各自的一个上，并且可在所述轮辐中的各自的一个上径向地滑动；

第二齿轮，所述第二齿轮可围绕第二轴线旋转，所述第二轴线平行于所述第一轴线并且在距所述第一轴线的固定偏距处；

行星齿轮，每个行星齿轮都安装在所述轴中的各自的一个上，以及可围绕所述轴中的各自的一个旋转，并且所述每个行星齿轮与所述第二齿轮啮合；

环形齿轮，所述环形齿轮与所述第二齿轮同轴并且具有齿，其中所述环形齿轮是旋转地固定的，并且所述齿各自具有：

所述齿与所述行星齿轮啮合的伸出位置；

所述齿不与所述行星齿轮啮合的缩回位置；

控制器，所述控制器被配置用于选择性地伸出和缩回选择的齿，以每次选择性地将所述齿与少于全部的所述行星齿轮啮合，以改变从所述第一轴线到所述齿的距离，从而可变地设定所述第一齿轮和所述第二齿轮之间的齿轮比。

14.一种机动车辆变速器，包含：

第一轮辐齿轮，所述第一轮辐齿轮可围绕第一轴线旋转；

第一轴，每个第一轴都平行于所述第一轴线轴向地延伸，并且可在所述第一轮辐齿轮上径向地滑动；

第一正齿轮，所述第一正齿轮可围绕第二轴线旋转，所述第二轴线平行于所述第一轴线并且在距所述第一轴线的固定偏距处；

第一行星齿轮，每个第一行星齿轮安装在所述第一轴中的各自的一个上，以及可围绕所述第一轴中的各自的一个旋转，并且所述每个第一行星齿轮与所述第一正齿轮啮合；

第一环形齿轮，所述第一环形齿轮与所述第一正齿轮同轴并且具有第一齿，所述第一齿每次选择性地与少于全部的所述第一行星齿轮啮合，并且所述第一齿可调节以改变从所述第一轴线到所述第一齿的第一距离，从而可变地设定所述第一轮辐齿轮与所述第一正齿轮之间的第一齿轮比；

第二轮辐齿轮，所述第二轮辐齿轮可围绕所述第二轴线旋转；

第二轴，每个第二轴平行于所述第二轴线轴向地延伸并且可在所述第二轮辐齿轮上径向地滑动；

第二正齿轮，所述第二正齿轮可围绕第三轴线旋转，所述第三轴线平行于所述第二轴线并且在距所述第二轴线的固定偏距处；

第二行星齿轮，每个第二行星齿轮安装在所述第二轴中的各自的一个上并且可围绕所述第二轴中的各自的一个旋转，并且所述每个第二行星齿轮与所述第二正齿轮啮合；

第二环形齿轮，所述第二环形齿轮与所述第二正齿轮同轴并且具有第二齿，所述第二齿每次选择性地与少于全部的所述第二行星齿轮啮合，并且所述第二齿可调节以改变从所述第二轴线到所述第二齿的第二距离，从而可变地设定所述第二轮辐齿轮和所述第二正齿轮之间第二齿轮比，其中所述第二轮辐齿轮驱动所述第一正齿轮，并且所述变速器的总齿轮比是所述第一齿轮比和所述第二齿轮比的乘积。

15.一种变速器，包含：

第一齿轮，所述第一齿轮位于第一轴上；

第二齿轮，所述第二齿轮位于第二轴上，所述第二轴在距所述第一轴的平行、固定偏距处；

行星齿轮，所述行星齿轮可滑动地安装在所述第一齿轮上并且与所述第二齿轮可旋转地啮合；

环形齿轮，所述环形齿轮与所述第一齿轮同轴，并且被旋转以选择性地将所述环形齿轮上的齿与所述行星齿轮啮合，并且改变从所述第一轴到所述齿的距离。

16.一种变速器，包含：

第一齿轮，所述第一齿轮可围绕第一轴线旋转；

轮辐，所述轮辐从所述第一齿轮径向地延伸，

轴，每个轴平行于所述第一轴线轴向地延伸，并且安装在所述轮辐的各自的一个上并且可在所述轮辐的各自的一个上径向地滑动；

第二齿轮，所述第二齿轮可围绕第二轴线旋转，所述第二轴线平行于所述第一轴线，并且在距所述第一轴线的固定偏距处；

行星齿轮，每个行星齿轮安装在所述轴的各自的一个上并且可围绕所述轴的各自的一个旋转，并且所述每个行星齿轮与所述第二齿轮啮合；

环形齿轮，所述环形齿轮与所述第二齿轮同轴并且具有齿，其中所述环形齿轮被旋转以每次选择性地将所述齿与少于全部的所述行星齿轮啮合，并且以改变从所述第一轴线到所述齿的距离，从而可变地设定所述第一齿轮和所述第二齿轮之间的齿轮比。