CN108458001A - 一种行星齿轮离合器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种行星齿轮离合器，包括：离合器本体（10），其具有一离合器操纵机构（20）、一离合器控制机构（30）、一行星齿轮输入级(40)和输出级(50)及一控制输入级自由度的耦合组件（32；45）。行星齿轮输出级由两太阳轮构成，其分别与输入级的行星架和齿圈相连接，当行星齿轮输入级输入的转矩在耦合组件控制下，将产生的一反向阻力和主动转矩，分别传递给输出级（50）两太阳轮相啮合的行星轮作用在其齿圈上，导致输出级齿圈、行星轮和行星架相互锁止，其工作模式由二转为一自由度，主动转矩从其行星架轴伸端输出，反之亦然。分离接合过程中各齿轮均处于啮合状态，由此实现离合器分离无间隙，结合无摩擦传递转矩功能。

Description

一种行星齿轮离合器

技术领域

本发明涉及一种离合器，尤其涉及一种行星齿轮离合器，用于将机械传动中的主机和从机分离和结合的离合传动装置，所属机械传动技术领域。

背景技术

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术普通离合器存在如下问题，现有机械传动用于分离和结合主动机和从动机的离合器，大多采用主动和从动机驱动轴上所设置的相互摩擦部件传递转矩的技术方案。常见的有车辆上的离合器就是靠设置在主动传动轴和被动传动轴上的摩擦盘，在对其施加轴向弹簧（或者液压力、电磁力）外力的作用下，将主从盘与摩擦盘压在一起而使离合器结合，运用盘与摩擦盘之间产生周向摩擦力而形成的转矩向外输出。这种技术方案当所需要传递的转矩越大要求轴向压力也越大，就得增加辅助增力措施如液压传动装置等，摩擦盘的径向尺寸随之增大，离合器体积也随之增大，由于轴向力的增大分离操作力也随之增大，给分离操作造成困难，另外此种摩擦离合器在结合过程中或者半离合状态时，由于主、从传动轴转速差较大，结合瞬间产生较大的冲击和相对滑动，致使离合摩擦片打滑，产生高热而烧蚀、磨损及损毁不可避免，给生产、使用及维护造成不利影响。这些原因都给靠摩擦传递转矩的离合器运用到大中型机械设备中形成技术障碍。鉴于此，克服以上现有技术所存在的缺陷是亟待解决的问题。

发明内容

本发明根据现有技术存在的缺陷提供了一种结构简单、成本低廉机加工制造及维护都极为简单且不靠摩擦传递转矩的行星齿轮离合器，使之运用于大中型主动和从动机械设备的分离和结合成为可能。

本发明的行星齿轮离合器技术方案由下述机械结构单元构成，包括：

一本体，本体具有：一离合操纵机构 、一行星齿轮机构组成的输入级、一离合控制机构及一NGW行星齿轮输出级。

所述本体：在本体内垂直于水平轴的方向上设有第二支撑部，该支撑部与本体一次成型，其几何中心水平轴线轴上设置有一内卡簧槽的轴承孔，在该支撑部两侧方向的本体两端部上设有均布的内螺纹孔，该本体两端部各设第一支撑部和第三支撑部，两支撑部近边缘处均各设有与本体端部的螺孔相适配的通孔用于螺锁在所述本体端部上； 两支撑部几何中心水平轴向各设一轴承孔，两轴承孔的轴心线与第二支撑部上轴承孔的轴心线重合。将所述第一支撑部和第二支撑部所形成的内区设为第一分区，将第二支撑部与第三支撑部所形成的内区设为第二分区，在所述第一分区内设一由行星机构组成的行星齿轮输入级、一离合操纵机构及离合控制机构，在第二分区内设一NGW行星齿轮输出级。行星齿轮输入、输出级回转中心同轴设置，其回转轴线与本体水平轴中心线重合。在所述本体外面表上还设有个四通孔的地脚，其四个地脚所在的平面平行于本体水平轴中心线。

所述离合操纵机构，包括：在本体上的第一分区外表面上径向对称各设一通孔凸耳，其孔中各置忖套一个 ，一枢轴贯穿于两忖套形成两轴伸端，在该枢轴一轴头设一卡簧，另一轴头枢设一与其键联接的操纵杆，在操纵杆一端部设有一与本体螺锁连接的定位装置，该定位装置将离合操纵机构和控制机构工作的离与合两极限位置定位到一定范围内。所述枢轴其轴线所在的平面垂直于本体的水平轴中心线，且平行于四个地脚所在的平面，所述本体内两凸耳之间的枢轴上键联接一个有对称稍部的拨叉，该拨叉稍部呈丫状。

所述的输入级，由一行星齿轮机构组成，包括：一内齿圈、一行星架、一4个行星轮及一太阳轮齿轴，一制动件和与其适配的耦合体。

所述的内齿圈两端部上分别螺锁连接一盘轴，该两盘轴均为盘与中空轴一体状，其两盘轴盘的的回转中心各设一轴承孔，靠近第一支撑部一端盘轴为第一盘轴，其轴端部内设一忖套，外设一轴承与该第一支撑部轴承孔装配连接；靠近第二支撑部一端的盘轴为第二盘轴，其上的盘轴轴颈部设一轴承与第二支撑部的轴承孔装配连接，在第二盘轴轴端部内筒设一忖套。

所述行星架为双壁整体笼形状结构，靠近第一盘轴一端行星架壁上圆周均布设一耦合体，在所述行星架壁的回转中心设一轴承孔。行星架两壁上设有以圆周均布的行星齿轮轴孔和在一壁上设行星轮轴紧定螺孔，靠近第二盘轴一端的行星架壁向外延伸出一中空台阶短轴颈，该短轴颈上设轴承与第二盘轴承孔装配联接。

所述的行星轮，该行星轮至少两个，本实施例优选四个，行星轮中心设忖套，行星轮轴贯穿行星轮忖套，分别与行星架两壁上的行星轮轴孔装配连接，行星轮齿分别与所述的内齿圈内啮合与太阳轮外啮合。

所述输入级太阳轮，该太阳轮为齿轴一体状，轴一端部设一太阳轮，相邻太阳轮齿端的轴身上设相隔一定距离的两轴承，所述太阳轮齿轴，贯穿第一盘轴，两轴承分别与第一盘轴和行星架上的轴承孔装配连接，另一端伸出本体第一支撑部外呈输入轴伸端。

所述离合控制机构，包括：在第一盘轴的盘体上，以圆周均布各设置一带忖套的通孔，该通孔至少一个在盘体圆周上设置，本实施列优选为两个在盘体圆周上均布，该盘轴的轴身上设离合滑动盘轴，其滑动盘轴为中空轴与盘一体状，能相对于第一盘轴做轴向远离或靠近的滑动，不能做相对转动，该滑动盘轴靠近第一支撑部轴头上设一分离轴承，其轴承外圈套上的柱状凸台嵌入所述拨叉稍部上的丫口之中，所述滑动盘轴靠近第一盘轴一端的盘体上圆周均布螺锁设置一制动件，该制动件端部朝行星架方向轴向凸出呈棘齿状，棘齿面为斜坡状，斜坡面相对的轴向矩形面垂直于行星机构行星架旋转方向的切线，其斜面朝向与行星齿轮机构行星架工作旋向相反，该棘齿底面横截面为正方形或者矩形，该制动件贯穿第一盘轴上的忖套孔，插入与其相对的行星架壁上与其适配的耦合体中，其耦合体横截面为正方形或矩形的凹槽，与其可做轴向插入和拔出的动配合，该制动件与其适配的耦合体至少一套在圆周上设置，本实施例优选两套在圆周上均布。

所述的制动件和耦合体设置位置及构造除以上所述方案外还有其他方案可选，其一，制动件轴向插入与其适配的耦合体内，制动件端部构造可选用正方形或者矩形，与其相适配的耦合体局部纵切面为直角梯形槽，其梯形的下底边在与制动件相对的行星架壁的端面上，其梯形槽内斜面朝向与行星齿轮机构行星架旋转方向相同。其二，在内齿圈齿端部的圆柱体上径向设置带忖套的通孔，制动件贯穿该孔径向插入设置在行星架壁上与其适配的耦合体中；当制动件端部为棘齿状时与其适配的耦合体构造与轴向插入方案的构造相同；当制动件端部为正方形或者矩形时与其适配的耦合体局部横截面为直角梯形，梯形下底在行星架壁外圆柱面上，其梯形槽内斜面朝向与旋转方向相同。由于径向设置插入方案制动件受到离心力较大，造成分离操作困难，另外操纵机构没有轴向插入方案简单，故本发明优选为轴向插入方式为实施方式。径向插入方式也就未做详细的附图说明。

所述的NGW行星齿轮输出级，包括：一内齿圈、一两太阳轮；一行星架及一行星轮配忖套及轴、一内齿圈外套及止推轴承。

所述行星架为双壁笼形和轴整体结构，该行星架靠近第三支撑部的一壁回转中心内设忖套和在其壁的轴上设相隔一定距离的两轴承，离该壁远端的一轴承外圈与第三支撑部轴承孔装配连接，所述行星架轴端伸出第三支撑部呈输出轴轴伸端，靠近第二支撑部的行星架壁端面向外延伸出一台阶中空短轴，其颈部和端部各设一轴承，端部轴承外圈装入第二支撑部的轴承孔内。该行星架两壁上设均布的行星齿轮轴孔。所述行星架如果双壁和轴整体结构加工困难的话，可采用轴和行星架分立结构方案，设置一整体结构盘轴，再将盘轴螺锁连接在双壁整体的行星架上。

所述行星轮轴一端带台阶，另一端设卡簧槽以限制该轴在行星架上轴向移动。

所述内齿圈至少一个，本实施例优选为两个，两齿圈模数、齿数及螺旋角度相等螺旋角旋向及几何结构相同，外圆柱面分布设置向外伸出有凸齿。

所述内齿圈外套，在其内圆柱面分布设置向内伸出凸齿，凸齿的两侧面与所述内齿圈外圆柱面凸齿的两侧面之间设弹性件相互约束，弹性件可选用金属弹性销或柱状的橡胶弹性体，其目的在于消除行星齿轮和内齿圈相啮合的几何误差、均衡载荷、减少运行噪音及提高可靠性。内齿圈外套两端部各设一轴盘与其螺锁连接，两轴盘回转中心设轴承孔与行星架两壁外端面轴颈上的轴承连接，其两轴盘内端面各设止推轴承，两止推轴承相对于行星架两壁外端面滑动配合，其材质为轴承用材料。

所述两太阳轮采用相邻同轴置于行星架中，两太阳轮模数、齿数及螺旋角度相等螺旋角方向相同，一太阳轮与输入级行星齿轮机构齿圈连接；另一太阳轮为齿轴一体，该齿轴轴端部设一轴承位与输出级行星架靠近第三支撑部的壁回转中心忖套孔装配连接，该齿轴贯穿第二盘轴与所述输入级行星齿轮机构的行星架壁上的台阶孔健连接，且两太阳轮分别和本输出级行星架上对应的行星轮相互外啮合。

所述行星齿轮其中心孔中设忖套，带忖套的行星齿轮及轴至少两套，一根轴装一个行星齿轮，本实施列优选为四套，该行星齿轮为带台阶的齿柱状，其台阶直径略小于齿根圆直径，且齿宽与台阶高度之和略小于行星架两内壁面间距，两俩行星齿轮齿端面相反在行星架壁体圆周上的行星轮轴上均布装配，各个行星齿轮分别和对应的太阳齿轮外啮合且和对应的内齿圈内啮合。

所述行星齿轮离合器工作原理及过程

当所述行星齿轮离合器在结合过程中，操作操纵杆带动枢轴转动，枢轴上的拨叉上的丫口拨动分离轴承外圈套上的柱状凸台，分离轴承内圈带动离合滑动盘轴，离合滑动盘轴带动制动件向离开行星架耦合体方向轴向拔出，拔出极限距离略短于行星架壁上耦合体轴向深度，带棘齿状制动件的顶部不脱离容纳于行星架壁上的耦合体的空间范围为限，此时行星齿轮机构在旋转方向上内齿圈与行星架无相对约束，呈二自由度工作模式。当输入齿轴按工作旋向旋转时，行星架在周向上超前于内齿圈一定角度，其相对转差角大于零，连接在行星架壁轴和内齿圈上的输出级的两齿轮齿廓在周向上相互错开一角度，轴向上视同两个齿轮。

当所述行星齿轮离合器分离过程中，制动件全插入相适配的耦合体中，行星架与内齿圈相互锁止无相对转动，输入级行星齿轮机构成一自由度工作模式，此时连接在行星架轴和内齿圈上的输出级两齿轮齿廓在周向上重合，转差角为零，轴向上视同一个齿轮。

当所述离合器在接合状态下，制动件和耦合体呈松耦合时，输入级呈二自由度工作模式，连接在其内齿圈和行星架上的输出级的两齿轮，其与内齿圈相连的齿轮产生反向转矩和与行星架相的齿轮连产生正向转矩，两齿轮作为输出级的两太阳轮把正、反两方向的转矩传递给输出级行星齿轮再由行星齿轮传递給两内齿圈，作用在输出级两内齿圈上的正向和反向转矩共同通过弹性件传至内齿圈外套上，内齿圈外套受到正向扭矩和反向扭矩的共同作用，使输出级太阳齿轮、行星齿轮、内齿圈相互锁止无相对转动，形成一自由度工作模式，主动转矩从行星架轴对外输出。

所述行星齿轮离合器在分离状态下，制动件全插入耦合体呈紧耦合，此时输入级内齿圈和行星架锁止呈一自由度工作模式，使连在其上的输出级两齿轮在周向上齿廓重合，轴向上视同一个齿轮，其反向转矩为零，两齿轮作为输出级的两太阳轮只有一个同方向的正向转矩，此时输出级内齿圈、行星齿轮与行星架解锁相互做相对转动，NGW行星齿轮输出级呈二自由度工作模式不对外输出转矩。

可见当输入级行星齿轮机构为一自由度模式工作时， NGW行星齿轮输出级呈二自由度工作模式，从一自由度到二自由度转换的过渡过程中，过渡过程是通过控制制动件和耦合体的耦合度得到的，耦合度的松紧可决定输入级内齿圈与行星架在周向上相对转差角的大小，也就使得输出级两太阳轮在周向上的相对转差角度得到控制，控制转差角可控制输出级输出转矩，转差角越大，作用在输出级齿圈上的反向转矩就越大，与输出级内齿圈连接的齿圈外套相对于行星架的转速就越低，行星架对外输出转矩就越大，当相对转速为零时输出转矩最大，反之亦然。

当所述行星齿轮离合器在结合状态时，如果输出级NGW行星轮行星架轴端输入转矩，也就是说输出端速度大于输入级行星齿轮机构速度时，可以看出，输出级两太阳轮上作用了一工作旋转方向上的主动转矩，由于太阳轮上阻力转矩变成了主动转矩，输入级行星齿轮机构内齿圈不再产生反向转矩，与其相连的太阳轮反向转矩也随之消失，由于离合滑动盘上的制动件端部轴向垂直于切线上的侧面与行星架壁上的耦合体轴向内侧面相约束，限制了输入级行星机构行星架和齿圈在工作旋转方向上的相对转动，使输入级行星架和内齿圈在周向上的转差角复位使其转差角为零，使输出级两太阳轮齿廓在周向上重合，视同一个太阳轮，此时作用在输出级齿圈上只有同一方向转矩，输出级NGW行星轮、内齿圈与行星架解锁，内齿圈及内齿圈外套相对于行星架转动，输出级呈二自由度工作模式，输出端转速可超越输入端速度而工作，而不对输入级行星机构反向传递转矩，可见所述离合器还具有超越离合器功能。

所述转差角的大小，依行星齿轮离合器输入、输出级的传动比、传递的转矩大小、机构刚度有关，也和齿轮的加工精度、装配精度等有关，在实践中以传动最大转矩时制动件和耦合体相互无约束为限，且留一定裕量以备以后由于机构的磨损带来的输出转矩下降的补偿。

所述行星齿轮离合器的输入、输出级及传动比无特别要求，根据实践结果选用行星齿轮齿数与太阳齿轮的齿数比大于一作为优选传动比。

附图说明

图1为表示本发明行星齿轮离合器工作原理的机构运动简图；

图2为表示本发明行星齿轮离合器装配结构内部剖视图主图；

图3为表示本发明行星齿轮离合器装配结构内部主剖视图的B—B、C—C局部剖视图和在 C-C视图上的E—E局部剖视图；

图4为表示本发明行星齿轮离合器输入级行星机构制动件端部为棘齿面时全插入耦合体，行 星架与内齿圈无转角差局部剖视图；

图5为表示本发明行星齿轮离合器输入级行星机构制动件端部为棘齿面与耦合体松耦合时行 星架与内齿圈形成转角差局部剖视图；

图6为表示本发明行星齿轮离合器输入级行星机构制动件端部为正方形全插入耦合体、耦合 体为直角梯形，行星架与内齿圈无转角差局部剖视图；

图7表示本发明行星齿轮离合器输入级行星机构制动件端部为正方形与耦合体松耦合且耦合 体为直角梯形，行星架与内齿圈形成转角差局部剖视图；

图8表示本发明行星齿轮离合器本体上设置的离合器定位装置装配示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明具体实施方式做进一步具体说明，用以对本发明构思，所要解决的技术问题及提出的技术方案和带来的技术效果做一个全面了解和综述。但是需要指出的是，对此实施方式是示意性的，并不构成对本发明的具体限制。

由图1和图2可知本发明所涉及的技术方案利用行星齿轮机构具有三轴两自由度的工作模式的特性，通过设置一本体10，本体10具有：一离合操纵机构20 、一行星齿轮机构组成的输入级40、一离合控制机构30及一NGW行星齿轮输出级50而构成。

所述本体10：在本体10内腔垂直于水平轴的方向上设有第二支撑部12，该支撑部12与本体一次成型，其几何中心水平轴线轴向设置有一内卡簧槽的轴承孔，在该支撑部12两侧方向的本体10两端部上均布设有内螺纹孔，该本体10两端部各设第一支撑部11和第三支撑部13，两支撑部近边缘处均各设有与本体两端部对应的通孔用于螺锁在所述本体端部上； 两支撑部几何中心水平轴向各设一轴承孔，两轴承孔的轴心线与第二支撑部上轴承孔的轴心线重合。将所述第一支撑部11和第二支撑部12所形成的内区设为第一分区，将第二支撑部12与第三支撑部13所形成的内区设为第二分区，在所述第一分区上设一有行星机构组成的行星齿轮输入级40，在第二分区内设一NGW行星齿轮输出级50，输入、输出级回转中心同轴设置，其回转轴线与本体10水平轴中心线重合。在第一分区上还设离合操纵机构20及离合控制机构30。在所述本体10外面表上设个四通孔的地脚14，其四个地脚所在的平面平行于本体水平轴中心线。

所述离合操纵机构，包括：在本体10上的第一分区外表面上以径向对称各设一通孔凸耳15，其孔中各置忖套一个 ，一枢轴22贯穿于两忖套形成两轴伸端，在该枢轴22一轴头设一卡簧，另一轴头枢设一与其键联接的操纵杆21，在操纵杆21一端部设有一与本体10螺锁连接的定位装置16，该定位装置16将离合操纵机构20和控制机构30工作的离与合两极限位置定位到一定范围内。所述枢轴22其轴线所在的平面垂直于本体的水平轴中心线，且平行于四个地脚14所在的平面，所述本体10内两凸耳15之间的枢轴上键连接一个有对称稍部的拨叉23，该拨叉稍部呈丫状。

所述输入级40，由一行星齿轮机构组成，装设于本体10的输入区，包括：一内齿圈b1、一行星架44、一4个行星轮c1、c2、c3、c4；一太阳轮齿轴a1。

所述的内齿圈b1两端部上分别螺锁连接一盘轴42、43；该两盘轴42、43均为盘与中空轴一体状，其两盘轴42、43的的回转中心各设一轴承孔，靠近第一支撑部11一端盘轴为第一盘轴42，其轴端部内筒设一忖套，外设一轴承与第一支撑部11轴承孔装配连接；靠近第二支撑部12一端的盘轴为第二盘轴43，其上的盘轴轴颈部设一轴承与第二支撑部12的轴承孔装配连接，在第二盘轴轴端部内筒设一忖套，外轴端设一齿轮a2。

所述行星架44为双壁整体笼形状结构，靠近第一盘轴42一端行星架44壁上圆周均布设一耦合体45；在所述行星架44壁回转中心设一轴承孔，行星架44两壁上设有以圆周均布的行星齿轮轴孔，靠近第二盘轴43一端的行星架44壁上设与行星轮轴对应的紧定螺孔，该壁端面向外延伸出一中空台阶短轴颈，该短轴颈上设轴承与第二盘轴承孔装配连接，该短轴颈孔内设键槽与一齿轴a3连接。

所述的行星齿轮，该行星齿轮至少两个，本实施例优选四个为c1、c2、c3、c4；行星齿轮中心设忖套，行星齿轮轴贯穿行星齿轮忖套，分别与行星架44两壁上的轴孔装配连接，行星齿轮分别与所述的内齿圈b1内啮合与太阳轮a1外啮合。

所述输入级太阳轮a1，该太阳轮a1为齿轴一体状，轴一端部设一太阳轮，相邻太阳轮齿端面处轴身上设隔一定距离设两轴承，所述太阳轮齿轴，贯穿第一盘轴42，两轴承分别与第一盘轴42和行星架44上的轴承孔装配连接，另一端伸出本体10第一支撑部11外呈输入轴伸端。

所述离合控制机构30，如图4、5所示，包括：在第一盘轴42的盘体上，圆周均布设置一带忖套的通孔33，该通孔至少两个在盘体圆周上均布，本实施列优选为两个，该盘轴42的轴身上设离合滑动盘轴34，其滑动盘轴34为中空轴与盘一体状，能相对于第一盘轴42做轴向远离或靠近的滑动，不能做相对转动，该滑动盘轴34靠近第一支撑部11的轴端部上设一分离轴承35，其轴承外圈套36上的柱状凸台37嵌入所述拨叉23上的丫口之中，所述滑动盘轴34靠近第一盘轴42一端的盘体上圆周均布各螺锁设置一制动件32；该制动件端部朝行星架方向轴向凸出呈棘齿状，棘齿面为斜坡状，端部斜坡面相对的轴向矩形面垂直于行星齿轮机构行星架44回转方向的切线，其斜坡面朝向与行星齿轮机构工作旋向相反，该棘齿底面横截面为正方形，该制动件32贯穿第一盘轴42上的忖套33，插入与行星架44壁上与其适配的耦合体45中，其耦合体45横截面为正方形，制动件32相对于耦合体45可做插入和拔出的动配合，该制动件32与适配的耦合体45至少一套在圆周上设置，本实施例优选两套在圆周上均布。

所述的制动件32和耦合体45设置位置及构造不限制使用以上所述方案，还可以选其他替代方案，其一，如图6、图7所示，制动件轴向插入与其适配的耦合体内，制动件32＇端部构造可选用正方形或者矩形，与其相适配的耦合体45＇局部纵切面为直角梯形，该梯形下底位于与制动件相对的行星架44壁外端面上，其梯形槽内斜面朝向与旋转方向相同，该制动件32＇及适配的耦合件45＇至少一套在圆周上设置，本实施例优选两套在圆周上均布。其二，在内齿圈齿端部的圆柱体上径向设置带忖套的通孔，制动件贯穿该孔沿内齿圈b1齿端径向插入设置在行星架壁上与其适配的耦合体中；当制动件端部为棘齿状时与其适配的耦合体构造与轴向插入的构造相同；当制动件端部为正方形或者矩形时与其适配的耦合体局部横截面为直角梯形，其梯形槽内斜面朝向与旋转方向相同。由于径向设置插入方案制动件受到离心力较大，会造成离合器分离操作困难，另外操纵机构设置没有轴向插入方案简单，故本发明优选为轴向插入方式为实施方式。径向插入方式也就未做详细的附图说明。

所述的NGW行星齿轮输出级50，包括：一两内齿圈b2、b3；一两太阳轮a2、a3；一行星架51及一四个行星轮c20、c21、c22、c23配忖套及轴、一齿圈外套56、一两内齿圈外套轴盘59、60及两止推轴承61、62。

所述行星架51为双壁和轴整体结构，该行星架51靠近第三支撑部13的一壁回转中心内设忖套和在其壁外端面的轴颈上设一相隔一定距离的两轴承，离该壁远端的一轴承外圈与第三支撑部轴承孔装配连接，所述行星架51轴端伸出第三支撑部13呈输出轴轴伸端，靠近第二支撑部12的行星架51壁端面向外延伸出一台阶中空短轴颈，其轴端和轴颈各设一轴承，端部轴承外圈装入第二支撑部12的轴承孔内，该行星架51两壁圆周上设均布的行星轮轴孔。所述行星架如果双壁和轴整体结构加工困难的话，可采用轴和行星架分立结构方案，设置一整体结构盘轴，再将整体盘轴螺锁连接在双壁整体的行星架上。

所述行星齿轮轴一端带台阶，另一端设卡簧槽以限制该轴在行星架上轴向移动。

见图2、图3所述内齿圈至少一个，本实施例优选为两个，两内齿圈b2、b3模数、齿数及螺旋角度相等螺旋角旋向相同且几何结构相同，外圆柱面分布设置向外伸出有凸齿54、55。

所述内齿圈外套56在其内圆柱面分布设置向内伸出凸齿57，凸齿的两侧面与所述内齿圈外圆柱面向外伸出的凸齿54、55的两侧面之间设弹性件58相互约束，弹性件可选用金属弹性销或柱状的橡胶弹性体，其目的在于消除行星轮和内齿圈相啮合的几何误差、均衡载荷、减少运行噪音及提高可靠性。齿圈外套56两端部各设一轴盘59、60与其螺锁连接，两轴盘59、60回转中心內各设轴承孔与行星架51两外壁轴上的轴承连接，其两轴盘59、60内端面各设止推轴承61、62；两止推轴承相对于行星架两壁外端面滑动配合，其材质为轴承用材料。

所述两太阳齿轮a2、a3同轴置于行星架51两壁内腔中，两太阳齿轮模数、齿数及螺旋角度相等螺旋角方向相同，太阳齿轮a2与输入级40行星齿轮机构内齿圈b1连接，太阳齿轮a3为齿轴一体，在该齿轴端部轴上设一轴承位与行星架51靠第三支撑部13的壁体回转中心忖套孔装配连接，该轴贯穿第二盘轴43与输入级40行星齿轮机构的行星架44壁上的台阶孔健连接。

所述四个行星齿轮c20、c21、c22、c23其中心孔中设忖套，带忖套的行星齿轮及轴至少两套，一根轴装一个行星轮，本实施列优选为四套，所述四个行星齿轮c20、c21、c22、c23其中两行星齿轮c20、 c21分别与太阳齿轮a2外啮合与内齿圈b2 内啮合；另两行星齿轮c22、c23分别与太阳齿轮a3外啮合与内齿圈b3内啮合；该四个行星齿轮均为带台阶的齿柱状，其台阶直径略小于齿根圆直径，且齿宽与台阶高度之和略小于行星架内壁间距。

所述离合器工作过程及原理

当所述离合器在结合过程中操作操纵杆带动枢轴22转动，枢轴22上的拨叉23稍部上的丫口拨动分离轴承35外圈套上的柱状凸台37，分离轴承内圈带动离合滑动盘轴34上连接的制动件32、32＇向离开行星架44上的耦合体45、45＇方向轴向滑动，滑动极限距离略短于行星架壁上耦合体45、45＇轴向深度，制动件32、32＇的端部不脱离容纳于行星架44壁上的耦合体45、45＇的空间范围为限，此时行星齿轮机构在旋转方向上内齿圈b1与行星架44无相对约束，呈二自由度工作模式，当输入齿a1轴按工作旋向旋转时，行星架44在周向上超前于内齿圈b1一定角度，见图5、图7；其相对转差角大于零，连接在行星架44壁轴和内齿圈b1上的两太阳齿轮a2、a3齿廓在周向上相互错开一角度，在轴向上看视同两个太阳齿轮。反之离合器分离时制动件32、32＇全插入相适配的耦合体45、45＇中，见图4、图6行星架44与齿圈b1相互锁止无相对转动，转差角为零，输入级40行星齿轮机构成一自由度工作模式，此时连接在行星架44和内齿圈b1上的两太阳齿轮a2、a3齿廓在周向上重合，在轴向上看视同一个太阳齿轮。

当所述离合器输入级40呈二自由度工作模式时，其行星架44相对内齿圈b1产生转差角使分别与其相连的输出级50两太阳齿轮a2、a3在周向上齿廓错开，视同两太阳齿轮，在两太阳齿轮上分别产生反向转矩和正向转矩，两转矩传给输出级50行星齿轮，再由行星齿轮传給两内齿圈b2、b3；作用在NGW输出级50上两内齿圈b2、b3上的正向和反向转矩共同通过弹性件58传至内齿圈外套56上，齿圈外套56受到正向扭矩和反向扭矩的共同作用，使太阳齿轮a2、a3行星齿轮c20、c21、c22、c23；内齿圈b2、b3及行星架51相互锁止无相对转动，形成一自由度工作模式，主动转矩向行星架轴51对外输出。

所述离合器在分离状态时制动件32、32＇全插入耦合体45、45＇中，形成紧耦合，构成一自由度工作模式，此时输入级40行星机构内齿圈b1和行星架44锁止，使连在其上的输出级两太阳齿轮a2、a3在周向上齿廓重合，视同一个太阳齿轮，太阳齿轮a2上反向转矩为零，作用在输出级50各个行星齿轮上只有一个同方向的正向转矩，内齿圈b2、b3及行星齿轮与行星架51解锁做相对转动，此时NGW行星齿轮输出级50呈二自由度工作模式不对外输出转矩。

可见当输入级40行星齿轮机构为一自由度模式工作时， NGW行星齿轮输出级50呈二自由度工作模式，从一自由度到二自由度转换的过渡过程中，过渡过程是通过控制动件32、32＇和耦合体45、45＇的耦合度得到的，耦合度的松紧可决定输入级40内齿圈b1与行星架44在周向上相对转差角的大小，也就使得输出级50两太阳齿轮a2、a3在周向上的相对转差角度得到控制，控制转差角可控制输出级50输出转矩，转差角越大，作用在输出级内齿圈b2上的反向转矩就越大，与输出级50内齿圈b2、b3连接的内齿圈外套56相对于行星架51的转速就越低，行星架51对外输出转矩就越大，当内齿圈外套56与行星架51相对转速为零时输出转矩最大，反之亦然。

当离合器在结合状态时，如果NGW行星齿轮输出级50行星架51轴端输入转矩，也就是说输出端速度大于输入级40行星齿轮机构速度时，可以看出，输出级50两太阳齿轮a2、a3上作用了一工作旋转方向上的主动转矩，由于太阳轮a3上阻力转矩变成了主动转矩，输入级40行星齿轮机构内齿圈b1不再产生反向转矩，与其相连的太阳轮a2反向转矩也随之消失，由于离合滑动盘34上的制动件32、32＇端部轴向垂直于切线上的侧面与行星架44壁体上的耦合体45、45＇槽内的轴向侧面相约束，限制了输入级40行星机构行星架44和内齿圈b1在工作旋转方向上的相对转动，使其行星架44和内齿圈b1在周向上的转差角复位使其转差角为零，使输出级50两太阳齿轮a2、a3齿廓在周向上重合，轴向上视同一个太阳齿轮，此时作用在输出级50内齿圈b2、b3上只有同一方向转矩，行星轮输出级50内齿圈b2、b3与行星架51解锁，内齿圈b2、b3及齿圈外套56相对于行星架51转动，输出级50呈两自由度工作模式，输出端转速可超越输入端速度而工作，而不对输入级40行星机构反向传递转矩，可见所述离合器还具有超越离合器功能。

所述转差角的大小，依行星齿轮离合器输入级40、输出级50的传动比、传递的转矩大小、结构刚度有关，也和齿轮的加工精度、装配精度等有关，在实践中以传递最大转矩时制动件32、32＇和耦合体45、45＇相互无约束为限，且留一定裕量以备以后由于机构的磨损带来的输出转矩下降的补偿。本实施例工作旋转方向为从输入轴太阳齿轮a1轴端看为顺时针方向。

以上结合附图对本发明的实施方式做出了详细的阐述，但本发明不局限于所描述的实施方式也不构成对本发明的限制，对于本领域里的技术人员而言，受到以上所述技术方案的机械原理和结构上的技术启示，在不脱离本发明的原理和精神背景下对以上所述实施方式进行任何等同的修改，替换、变形仍落入在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种行星齿轮离合器的行星齿轮机构，包括：

一内齿圈（b1）和在其两端连接的第一盘轴( 42 )和第二盘轴（43）与两盘轴(42 ；43)回转中心连接的一双壁整体行星架（44）、一与所述内齿圈（b1）内啮合的四个行星齿轮（c1；c2；c3；c4）与该四个行齿星轮（c1；c2；c3；c4）外啮合的 ( a1 )输入齿轴；一在第一盘轴（42）盘体上圆周均布带忖套孔（33）；

其特征在于：所述行星齿轮机构还包括：在内齿圈（b1）齿端周边设置制动件（32 ；32＇）和与制动件（32；32＇）相对的行星架（44）壁上相适配的耦合体（45 ；45＇），该制动件（32 ；32＇）相对于耦合体（45 ；45＇）可在轴向上做一定范围内的插入和拔出的的运动使内齿圈（b1）相对于行星架（44）在周向上做锁止和有一定角度范围内的相对转动，调整该制动件（32 ；32＇）和耦合体（45 ；45＇）的耦合度，可控制所述的行星齿轮机构能以一自由度或二自由度及其之间的模式工作，该制动件和耦合体至少设置一套。

2.如权利要求1所述的行星齿轮离合器的行星齿轮机构，其特征在于：所述制动件（32）的一端贯穿第一盘轴（42）盘体上的忖套孔（33），另一端被容纳于与之相对的行星架44壁上相适配的耦合体(45)中，该制动件32端面轴向伸出呈棘齿状，与棘齿斜面相对的轴向侧面垂直于行星齿轮机构行星架（44）旋转方向的切线，棘齿斜面朝向与行星齿轮机构行星架（44）旋转方向相反；容纳适配制动件（32）的耦合体（45）横截面为正方形的凹槽。

3.如权利要求1所述的行星齿轮离合器的行星齿轮机构，其特征在于：所述制动件（32＇）的一端贯穿第一盘轴（42）盘体上的忖套孔（33），另一端被容纳于与之相对的行星架44壁上相适配的耦合体(45＇)中，该制动件（32＇）端面轴向凸出呈正方形状，该制动件（32＇）端部侧面垂直于行星齿轮机构行星架（44）旋转方向的切线方向，容纳适配制动件（32＇）的耦合体（45＇）局部纵切面为直角梯形的凹槽，其梯形下底边在与制动件（32＇）相对的行星架44壁端面上，梯形槽内斜面朝向与该行星齿轮机构行星架（44）旋转方向相同。

4.一种行星齿轮离合器，包括：

本体（10）、本体（10）具有：一第二支撑部（12）、一与本体（10）一端部连接的第一支撑部（11）和与其另一端部连接第三支撑部（13）；设置在第一支撑部（11）和第二支撑部（12）中轴线上的行星齿轮输入级（40）及第二支撑部（12）与第三支撑部（13）中轴线上的NGW行星齿轮输出级（50）；一离合操纵机构（20）、一离合控制机构（30）、一离合定位装置（16）及一四个地脚（14）；

所述的行星齿轮输入级（40）由如权利1所述的行星齿轮机构所构成，包括：

一内齿圈（b1）和在其两端连接的第一盘轴( 42 )和第二盘轴（43）与两盘轴(42 ；43)回转中心连接的一双壁整体行星架（44）、一与所述内齿圈（b1）内啮合的四个行星齿轮（c1；c2；c3；c4）与该四个行星齿轮（c1；c2；c3；c4）外啮合的一太阳齿轮( a1 )输入齿轴；一在第一盘轴（42）盘体上圆周均布带忖套孔（33）；一在内齿圈（b1）齿端周边圆周上均布设置制动件（32 ；32＇）和与其制动件（32；32＇）相对的行星架（44）壁上相适配的耦合体（45 ； 45＇）；

所述离合控制机构（30）包括：一相对于所述第一盘轴（42）在轴向上可做远离或靠近滑动的离合滑动盘轴（36），该滑动盘轴（36）与如权利1所述行星齿轮机构的制动件（32；32＇）连接，该离合滑动盘轴（36）上设有一分离轴承（35），该分离轴承（35）外圈套（36）外圆柱面上圆周均布设置向外凸出两柱状体（37）；

所述的NGW行星齿轮输出级（50）包括：

一两个太阳齿轮（a2 ；a3）、一双壁整体行星架轴(51)、一四个行星齿轮（c20；c21；c22；c23）、一两个内齿圈（b2 ；b3）、一内齿圈外套（56）及与内齿圈外套（56）两端部连接的两轴盘（59 ； 60）和两轴盘与所述行星架（51）两外壁端面之间的止推轴承（61 ；62），所述四个行星齿轮（c20；c21；c22；c23）其中两行星齿轮（c20 ； c21）分别与太阳齿轮(a2)外啮合与内齿圈(b2 )内啮合；另两行星齿轮（c22 ；c23）分别与太阳齿轮（a3）外啮合与内齿圈（b3）内啮合；

其特征在于：所述NGW行星齿轮输出级（50）的太阳齿轮（a2 ）与行星齿轮输入级(40)的行星齿轮机构内齿圈（b1）连接；所述NGW行星齿轮输出级（50）的太阳齿轮( a3 )齿轴与行星齿轮输入级（40）的行星齿轮机构的行星架（44）连接。

5.如权利要求 4所述的行星齿轮离合器，其特征在于：所述NGW行星齿轮输出级（50）的两内齿圈（b2 ；b3）其外圆柱面分布设置向外伸出的外凸齿（54 ；55）；内齿圈外套（56）内圆柱面分布设置向内伸出的内凸齿（57），所述两内齿圈（b2；b3）外凸齿（54 ；55）与内齿圈外套（56）内凸齿（57）齿侧之间设弹性件（58）连接，所述两内齿圈（b2 ；b3）为齿数、模数及螺旋角相等且几何结构相同的斜齿内齿圈。

6.如权利要求5所述的行星齿轮离合器，其特征在于：所述两内齿圈（b2 ；b3）外凸齿（54 ；55）与内齿圈外套（ 56 ）内凸齿（57）齿侧之间的弹性件（ 58 ）为聚氨酯弹性材料。

7.如权利要求 4所述的行星齿轮离合器，其特征在于：所述的NGW行星齿轮输出级（50）的两太阳齿轮（a2 ；a3）模数、齿数及螺旋角度相等，螺旋角旋向相同。

8.如权利要求 4所述的行星齿轮离合器，其特征在于：所述的行星齿轮（C20；C21；C22；C23）为带台阶的齿轮，台阶直径略小于齿根圆直径，其齿宽度与台阶高度尺寸之和略小于行星架（51）两内壁间距。

9.如权利要求4所述的行星齿轮离合器，其特征在于：所述离合器操纵机构（20）包括：一枢轴（22）与该枢轴（22）分别连接的一操纵杆（21）和拨叉（23）、该拨叉（23）的稍部丫口与所述离合控制机构（30）中的分离轴承（35）外圈套（36）上的外凸柱状体（37）连接，该操纵杆(21)一端部与所述离合定位装置（16）连接；一支撑枢轴（22）的带忖套的两凸耳（15）。