CN1441179A - 齿轮转动无级变速箱 - Google Patents

Abstract

一种用多个差速器组合构成的无级变速箱。可根据受阻力大小自动变速。变速箱内部可以完全使用齿轮传动实现无级变速。并且结构简单，保养，维修方便。传动过程中能量损耗少。具有齿轮传动的优点和无级变速箱的优点。

Description

齿轮转动无级变速箱

本发明属一种完全依靠齿轮传动完成无级变速的变速箱。

机械传动中现有的变速箱分有级变速和无级变速两种。有级变速具有结构简单，传动功率大等优点。但需要手动操作，并且在高速转动时传动不平衡，无级变速虽然操作简单，传动平稳，但传动功率小，能量损耗大。在高档小轿车中虽然也有依靠液压机构和行星齿轮组合完成大功率无级变速的变速箱，但造价极高，机构复杂，保养，维修都不方便。并且这种变速箱传动过程中需要冷却液压油，造成能量损耗。

本发明针对上述各种变速箱的缺点，利用差速器的传动原理，将若干个差速器组合起来，组成变速箱，使变速箱完全依靠齿轮传动完成大功率无级变速。

为了达到上述目的，至少需要两个差速器。但两个差速器构成的变速箱极难根据其受力大小控制其转速和防止其空转。即输入轴和变速箱内部转动，而输出轴不转。使用三个行星齿轮差速器便可防止空转。并且使用任何一种无级变速机构或阻尼器都可自动调节输出轴的转速。动力经一根轴输入后，同时驱动一个行星齿轮差速器，和另一差速器半轴，再通过另一差速器和另一半轴将动力传到第三个行星齿轮差速器，最后从输出轴输出。输出轴根据前两个差速器向其传递的转速比变化，而变化转速。使用防滑差速器只用两个差速器便可组成一个变速箱。

由于该变速箱中完全使用齿轮传动。所以可实现传递功率大，能量损耗小，节构简单，保养、维修方便等一切齿轮传动的优点。又由于属无级变速，传动具有传动平稳，操作简单等无级变速器的优点。所以本发明比现有的无级变速箱具有结构简单，传动力大，损耗能量少等优点。

具体实施方法可参看附图所示四种实施实例详细说明。

图一为本发明使用其中一个行星齿轮差速器的一个半轴为输入轴。并且使用钢环分离锥式无级变速器自动调整输出轴转速的一种实例。

图二为本发明使用发电机做阻尼器调整输出轴转速，并且输入轴直接驱动两个差速器的一种实例。

图三为本发明使用电磁涡流阻尼器调整输出轴转速，并且使用一个差速器的一个半轴做输出轴的一种实例。

图四为使用防滑差速用两个差速器组成变速箱的实例。

在图一中(21)为变速箱外壳。动力经输入轴(1)输入后，一边经齿轮(2)齿轮(3)轴(4)和齿轮(6)将动力传给行星齿轮差速器(7)另一边将动力直接传给行星齿轮差速器(5)这样动力就分别由差速器(5)和齿轮(8)输给行星齿轮差速器(18)的两半轴。因为每个差速器的两半轴在受力时保持平衡，而转速可以不同。所以行星齿轮差速器(18)受力时其中一个半轴只需微小的力就可变化转速。两半轴的转速比变化时差速器(18)的自转速度也随之变化。但也无需一定要在轴(17)和(20)间按装变速机构改变其转速比。双曲面凸轮(9)锥型轮(10)、(11)、(12)、(13)和钢环(14)弹簧(16)构成了钢环分离锥式无级变速器。前面已提到轴(17)和(20)永远保持平衡，所以这个磨擦类无级变速器并不传递动力，而只根据输出轴(15)的受力变化，而自动改变齿轮(8)和轴(17)的转速，也就自动调整了输出轴(15)的转速。使用磨擦类无级变速器调整输出轴的转速可使变速箱灵活、变速迅速。

图二为本发明的另一种应用实例。此实例中使用发电机做为阻尼器调节输出轴转速，代替磨擦类无级变速器，(17)为变速箱外壳。动力经输入轴(1)输入后通过齿轮(2)驱动差速器(5)的半轴齿轮(3)使半轴转动，同时又通过齿轮(4)驱动差速器(7)。差速器(5)和齿轮(8)又分别驱动差速器(15)的两半轴(16)和(14)。在轴(16)上按装有固定在底座上的发电机(9)。(10)和(11)分别为发电机的正负两极。轴(6)为差速器(5)和(7)的共用半轴。使用发电机阻尼轴(16)转动，理论上可以达到使其静止不转的程度。在差速器(5)的角速度慢到小于齿轮(3)的二分之一角速度时轴(6)会相对于齿轮(3)反转。这样就提高了齿轮(8)的转速。在轴(16)不转，动力完全经齿轮(8)和轴(14)传递给齿轮(12)和输出轴(13)时，此时为最高转速。在输出轴(13)受力渐渐变大，轴(4)不足以驱动输出轴(13)时。而差速器(5)由于还可以驱动轴(16)这时轴(16)的转速逐渐加快，输出轴(13)的转速逐渐降低扭力变大。这样输出轴(13)便可根据受力的大小自动调整转速。使用发电机做阻尼器调节输出轴转速，加大了变速倍数。

图三为该变速箱的又一种应用实例。(28)为变速箱外壳动力经轴(1)输入变速箱后通过齿轮(2)齿轮(3)轴(4)和齿轮(6)将动力传给行星齿轮差速器(7)，又经过齿轮(8)和齿轮(9)、(10)改变转动方向后将动力传给行星齿轮差速器(11)。另一边轴(1)直接将动力传到行星齿轮差速器(5)又经齿轮(21)驱动轴(12)将动力传到行星齿轮差速器(11)由于轴(12)和齿轮(10)的转向相同，保持了输出轴(13)不反转。(14)、(15)、(16)、(17)四块磁铁和铝板(18)、(19)、(20)构成了一个较大的电磁涡流阻尼器。给轴(12)一个阻力。阻尼器的作用与图二中发电机的作用相同。使输出轴(13)根据受力不同自动变速。图三中(22)为滑动轴承，(23)为滚动球轴承。(24)、(25)、(26)、(27)为四个按在外壳(28)上的四个推力滚锥轴承。使用电磁涡流阻尼器阻尼过程中具有无磨擦无需润滑的优点。

图四为利用防滑差速器的传动原理用两个差速器组合成的无级变速箱。(11)为变速箱外壳。动力由轴(1)输入后，经齿轮(2)将动力传到防滑差速器(3)其一个半轴经齿轮(4)、(5)另一半轴经齿轮(6)、(7)将动力传到行星齿轮差速器(8)由行星齿轮差速器(8)驱动齿轮(9)带动输出轴(10)转动。防滑差速器可以根据阻力大小自动调节两半轴转速比。所以无需阻尼器和另加无极变速机构调节转速。防滑差速器(3)可以是任何一种防滑差速器，如摩擦片式高摩擦差速器、滑块凸轮式差速器等。使用防滑差速器虽然损耗功，变速倍数低，但仍然可以达到无级变速的目的。

本发明不限于以上四种结构型式。利用差速器传动原理用差速器组合成的变速箱均属于本发明。该变速箱中可使用任何一种无级变速输或阻尼器自动调节输出到转速。使用多的差速器虽然也可以成功，但其性能只能与三个差速器构成的变速箱相同所以无需使变速箱复杂。

Claims (4)

1.一种将若干个差速器组合而成的无级变速箱。由差速器组合构成传动系统。使用另一个无级变速构或阻尼机构做自动调速系统。

2.根据权利要求所述的无级变速箱，其特征在于：该变速箱由两个或更多个差速器组合构成传动系统。

3.根据权利要求1所述的无级变速箱，其特征在于：构成变速箱所使用的差速器可以是普通行星齿轮差速器，也可以是其它差速器。

4.根据权利要求1所述的无级变速箱，其特征在于：自动控制系统可以是任何一种无级变速机构。也可以是任何一种阻尼器或发电机。

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