CN1865732A - 机械式无级自动变速器 - Google Patents
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Abstract
一种机械式无级自动变速器，由行星机构、差速机构和壳体组成，其特点是行星机构、差速机构均有两个自由度；行星机构太阳轮与发动机动力输出轮相连，行星架与差速机构的一个半轴齿轮相连，差速机构的十字轴与输出轴连接；另一个差速机构的两个半轴齿轮分别与行星机构的齿环和前一个差速机构的另一个空着的半轴齿轮连接，差速机构的十字轴与壳体连接。其优点为结构简单、合理，具有标准等轴双曲线动力输出特性，不会出现无动力输出的现象，是一种较为理想的机械式无级自动变速器。
Description
一、技术领域：
本发明涉及一种变速器，特别是一种机械式无级自动变速器。
二、背景技术：
目前，本人于1994年申请了公开号CN1039741C的发明专利，由于其行星机构无法提供反作用力，而导致变速器内部齿轮传动循环，不能输出动力。这是现有技术的不足。
三、发明内容：
本发明的目的是设计一种机械式无级自动变速器，这种变速器系纯机械式传动，传动效率高而稳定，结构简单、合理，具有标准等轴双曲线动力输出特性，用以克服现有技术的不足。
本发明的目的可以通过下述实施方案来实现：本变速器由行星机构、差速机构、变换旋转方向的装置及壳体组成，其特征是行星机构的太阳轮、行星架和齿环三个旋转件其中一个作为输入轴，差速机构的两个半轴齿轮、十字轴即差速器壳体三个旋转件其中一个作为输出轴，将这两个机构各自的另两个旋转件各选一个相连接，其余两个旋转件之间连接变换旋转方向的装置。
本发明行星机构太阳轮连接输入轴，差速机构A的一个半轴齿轮与行星机构的行星架相连接，其十字轴连接输出轴，差速机构B的两个半轴齿轮分别与行星机构的齿环和差速机构A的另一个半轴齿轮连接，其十字轴与壳体连接。
本发明行星机构可以改设为差速机构，差速机构也可以改设为行星机构。
本发明去除差速机构B，将行星机构改设为差速机构H，其中一个半轴齿轮作为输入轴，并使差速机构H和差速机构A采取两轴线布置，让差速机构A的一个半轴齿轮与差速机构H的另一个半轴齿轮或十字轴同一个平面内通过齿轮传动，直接变换旋转方向，差速机构A的另一个半轴齿轮通过轴及齿轮传动，保持与差速机构H的十字轴或另一个半轴齿轮相同方向旋转。
本发明行星机构齿环直接与差速机构A的一个半轴齿轮连接，差速机构B的两个半轴齿轮分别与行星机构的行星架和差速机构A的另一个半轴齿轮连接，其十字轴与壳体固定连接，变速器输出轴即差速机构A的壳体转向与输入轴相反。
本发明去除差速机构B，另设一根轴Z，轴Z的一端与行星机构齿环通过齿轮传动，另一端用两对齿轮幅与差速机构A的一个半轴齿轮传动，从而达到使这个半轴齿轮与行星机构齿环相反方向旋转。
本发明行星机构行星架或齿环通过与汽车直接相连的差速机构A的十字轴的支承，使齿环或行星架产生以各自正常工作必须的反作用力，差速机构A的十字轴作为支点受到力的作用，支点移动对外输出动力。
本发明的行星机构、差速机构均有两个自由度，概括说来有三个优点：
1、只有一个机械机构，结构简单可以普及应用于任何机动车辆和非机动车辆的无级自动变速传动，在加速踏板固定的情况下，自动根据汽车行驶阻力的增大，降低车速，增大车轮的牵引力，根据汽车行驶阻力的减小，升高车速，减小车轮的牵引力，时刻变速调整，能够保证变速器输出功率恒等于发动机固定输出功率与变速器传动效率的乘积，从而使汽车获得最佳的动力性和燃油经济性，绿色环保。能够取消加减挡操作，行驶平顺，开车更省力，乘座更舒适。
2、纯机械传动具有各种变速传动比，传动效率高。
3、在输入轴恒定的情况下，输出轴可以以大于零的任何转速旋转。
四、附图说明：
图1是本发明结构示意图。
图2是对行星架变换转向的结构示意图。
图3是利用轴、齿轮变换齿环转向的结构示意图。
图4是通过两齿轮啮合来变换半轴齿轮转向的结构示意图。
图5是通过两齿轮啮合来变换十字轴转向的结构示意图。
图6是特定情况结构示意图。
图7是特定情况结构无级自动变速特性图。
图8-图13均是特定情况具体结构示意图。
图8的特性方程式为n1+5n5＝2n5、图9的特性方程式为n1+5n2＝-2n5、图10的特性方程式为n1+2n2＝n5、图11的特性方程式为n1+2n2＝-n5、图12的特性方程式为4n1-n2＝n5、图13的特性方程式为2n1+n2＝-n5。
五、具体实施方式：
如图1-13所示，本发明由行星机构、差速机构、变换旋转方向的装置及壳体组成，其特征是行星机构的太阳轮1、行星架3和齿环2三个旋转件其中一个作为输入轴，差速机构的两个半轴齿轮、十字轴即差速器壳体三个旋转件其中一个作为输出轴，将这两个机构各自的另两个旋转件各选一个相连接，其余两个旋转件之间连接变换旋转方向的装置。
本发明行星机构太阳轮1连接输入轴，差速机构A的一个半轴齿轮与行星机构的行星架3相连接，其十字轴连接输出轴5，差速机构B的两个半轴齿轮分别与行星机构的齿环2和差速机构A的另一个半轴齿轮连接，其十字轴与壳体连接。
本发明行星机构可以改设为差速机构，差速机构也可以改设为行星机构。
本发明去除差速机构B，将行星机构改设为差速机构H，其中一个半轴齿轮作为输入轴，并使差速机构H和差速机构A采取两轴线布置，让差速机构A的一个半轴齿轮与差速机构H的另一个半轴齿轮或十字轴同一个平面内通过齿轮传动，直接变换旋转方向，差速机构A的另一个半轴齿轮通过轴及齿轮传动，保持与差速机构H的十字轴或另一个半轴齿轮相同方向旋转。
本发明行星机构齿环2直接与差速机构A的一个半轴齿轮连接，差速机构B的两个半轴齿轮分别与行星机构的行星架3和差速机构A的另一个半轴齿轮连接，其十字轴与壳体固定连接，变速器输出轴即差速机构A的壳体5转向与输入轴1相反。
本发明去除差速机构B，另设一根轴Z，轴Z的一端与行星机构齿环2通过齿轮传动，另一端用两对齿轮幅与差速机构A的一个半轴齿轮传动，从而达到使这个半轴齿轮与行星机构齿环2相反方向旋转。
本发明行星机构行星架3或齿环2通过与汽车直接相连的差速机构A的十字轴的支承，使齿环2或行星架3产生以各自正常工作必须的反作用力，差速机构A的十字轴作为支点受到力的作用，支点移动对外输出动力。
本发明的一个特定实施例如图6所示，其由三个差速机构构成，根据差速机构转速特性n1+n2＝2n3，可得出本变速器的特性方程式：
n1-n2＝4n5，其坐标图如图7所示。
其中的n1、n2、n3、n4、n5分别表示图6各齿轮的转速，设发动机转速n1＝3000转/分、当n3＝0时，n2＝-n1＝-3000转/分，齿轮4又变成3000转/分，n5＝3000/2＝1500转/分，传动比为2，此时，变速器输出扭矩如果大于汽车阻力矩，汽车加速，齿轮5加速，齿轮4的转速和齿轮2的反时针转速增高，十字轴3也反时针转、但由于n2反时针每增加2转，十字轴3才反时针转1转，所以齿轮4的正转速值与齿轮3的反转速值与齿轮5的增高后转速值依然符合差速机构转速特性。
如果此时2倍的发动机扭矩小于汽车的阻力矩，汽车降速，齿轮5降速，齿轮4的转速和齿轮2的反时针转速都降低，当齿轮4和齿轮2转速为0时，十字轴3转速等于n1/2＝3000/2＝1500转/分，齿轮5转速又等于十字轴3转速的1/2，就等于750转/分，传动比为4。
如果4倍的发动机扭矩仍然小于汽车总行驶阻力反映在输出轴5上的阻力矩时，汽车行驶速度降低，齿轮5降速，齿轮4被迫反时针转，齿轮2转速增高，设n2＝2996转/分，n3＝(n1+n2)/2＝(3000+2996)/2＝2998转/分，n4＝-n2＝-2996转/分，n5＝(n3+n4)/2＝(2998-2996)/2＝1转/分，传动比为3000。
Claims (7)
1、一种机械式无级自动变速器，由行星机构、差速机构、变换旋转方向的装置及壳体组成，其特征是行星机构的太阳轮(1)、行星架(3)和齿环(2)三个旋转件其中一个作为输入轴，差速机构的两个半轴齿轮、十字轴即差速器壳体三个旋转件其中一个作为输出轴，将这两个机构各自的另两个旋转件各选一个相连接，其余两个旋转件之间连接变换旋转方向的装置。
2、根据权利要求1所述的变速器，其特征是行星机构太阳轮(1)连接输入轴，差速机构(A)的一个半轴齿轮与行星机构的行星架(3)相连接，其十字轴连接输出轴(5)，差速机构(B)的两个半轴齿轮分别与行星机构的齿环(2)和差速机构(A)的另一个半轴齿轮连接，其十字轴与壳体连接。
3、根据权利要求1所述的变速器，其特征是行星机构可以改设为差速机构，差速机构也可以改设为行星机构。
4、根据权利要求1、3所述的变速器，其特征是去除差速机构(B)，将行星机构改设为差速机构(H)，其中一个半轴齿轮作为输入轴，并使差速机构(H)和差速机构A采取两轴线布置，让差速机构(A)的一个半轴齿轮与差速机构(H)的另一个半轴齿轮或十字轴同一个平面内通过齿轮传动，直接变换旋转方向，差速机构(A)的另一个半轴齿轮通过轴及齿轮传动，保持与差速机构(H)的十字轴或另一个半轴齿轮相同方向旋转。
5、根据权利要求2所述的变速器，其特征是行星机构齿环(2)直接与差速机构(A)的一个半轴齿轮连接，差速机构(B)的两个半轴齿轮分别与行星机构的行星架(3)和差速机构(A)的另一个半轴齿轮连接，其十字轴与壳体固定连接，变速器输出轴即差速机构(A)的壳体(5)转向与输入轴(1)相反。
6、根据权利要求2所述的变速器，其特征是去除差速机构(B)，另设一根轴(Z)，轴(Z)的一端与行星机构齿环(2)通过齿轮传动，另一端用两对齿轮幅与差速机构(A)的一个半轴齿轮传动，从而达到使这个半轴齿轮与行星机构齿环(2)相反方向旋转。
7、根据权利要求1所述的变速器，其特征是行星机构行星架(3)或齿环(2)通过与汽车直接相连的差速机构(A)的十字轴的支承，使齿环(2)或行星架(3)产生以各自正常工作必须的反作用力，差速机构(A)的十字轴作为支点受到力的作用，支点移动对外输出动力。
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- 2006-05-13 CN CNA2006100126950A patent/CN1865732A/zh active Pending
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