CN1928391A

CN1928391A - 行星齿轮变矩器

Info

Publication number: CN1928391A
Application number: CN 200610047966
Authority: CN
Inventors: 刘丙纯
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-10-04
Filing date: 2006-10-04
Publication date: 2007-03-14

Abstract

本发明提供一种行星齿轮变矩器，解决液力变矩器技术缺陷问题；本发明采用A、B两个单个行星齿轮排组成双联行星齿轮系，并安装锁止离合器；输入轴扭矩传入行星齿轮，传于内齿轮和太阳轮，分解为两个大小相等的力，此两个力分别传送到另排行星齿轮的内轮齿和太阳轮，通过改变另排太阳轮或者内轮齿的齿数(或者同时改变)，控制一个力大于另一个力，较大的力为主动力，与输入动力同方向，较小的力为从动力，与输入动力方向相反，使行星轮沿较大力的方向产生公转和自转，同时公转速度降低，输出扭矩增大；本发明具有技术优势：不会发生烧损；结构简单、紧凑；齿轮系统强度高，经久耐用，工作稳定；增扭范围大；传力效率高；维修方便。

Description

行星齿轮变矩器

技术领域

本发明涉及机械变矩装置，更具体地说，涉及一种行星齿轮变矩器。

背景技术

汽车使用的液力变矩器是一种能够随着汽车行驶阻力的变化而自动改变变矩系数的无级变速器，液力变矩是通过导轮的变矩作用实现的。液体从泵轮以高速和高压推动涡轮旋转，同时液体从涡轮流向导轮时，给导轮一个冲击力，则导轮通过液体给涡轮一个反作用冲击力，增大了涡轮扭矩，使输出轴扭矩能够大于输入轴扭矩。泵轮转速不变时，输出轴扭矩随涡轮转速而变化，涡轮转速降低，输出轴扭矩增大；反之，涡轮转速增高，输出轴扭矩减小。当需要更大的输出轴扭矩时，就需要提高泵轮转速，导致导轮承受过高的冲击而发热烧损。事实上，当汽车更大负载时，连给三次油，即发生“烧片”(泵轮、导轮及涡轮烧损)。因此也限制了液力变矩器的变矩范围，增扭系数K≤8(K＝涡轮扭矩/泵轮扭矩)再有，液力变矩器是一个不可拆卸的整体，维修时需要采用专用设备将其切割剖开，维修后在进行高精度的定位和焊接，工艺难度大，要求高。

发明内容

本发明提供一种行星齿轮变矩器，解决液力变矩器上述技术缺陷问题。

本发明通过如下技术方案实现，单个行星齿轮中由太阳轮、内齿轮、行星轮、行星架、行星轮轴、输入轴及输出轴构成，行星轮数量在3-12之间，齿轮可采用直齿、斜齿或人字齿，本发明采用A、B两个单个行星齿轮排组成双联行星齿轮系；输入轴与内齿轮或输入轴与太阳轮或输出轴与输入轴或输出轴与内齿轮或输出轴与太阳轮之间安装锁止离合器；所述双联行星齿轮系，将A行星齿轮排作输入星齿轮排，B行星齿轮排作输出星齿轮排，B排太阳轮齿增加齿数或B排内轮齿减少齿数或B排太阳轮减少齿数，同时B排内齿轮减少齿数或B排太阳轮增加齿数，同时B排内齿轮减少齿数；将改变齿数的B行星齿轮排作输入星齿轮排，A行星齿轮排作输出星齿轮排。

行星齿轮变矩器基于以下工作原理：单个行星齿轮相当于一个由多个等臂杠杆共用一个支点(行星齿轮轴)，叠合而成的杠杆多聚体。如果支点(行星齿轮轴)随杠杆的活动而活动，杠杆(行星齿轮)无法实现传力；当支点(行星齿轮轴)被约束时，杠杆(行星齿轮)可以实现传力。双联行星齿轮系输入轴的扭矩动力传入A排行星齿轮，行星齿轮传力于内齿轮和太阳轮，分解为两个大小相等的力，此两个力传送到B排行星齿轮，通过改变太阳轮或者内轮齿的齿数(或者同时改变此两个轮的齿数)，控制一个力大于或小于另一个力，较大的力为主动力，与输入动力同方向，较小的力为从动力，与输入动力方向相反，利用行星轮公转和自转的功能将力合成后输出，实现输出轴输出等量扭矩或输出增大扭矩。

在行星齿轮变矩器中安装锁止离合器，自动控制锁止离合器，当汽车有载荷时，将锁止离合器分离，使行星齿轮变矩器充分发挥自动适应行驶阻力变化的特点；当行驶阻力很小时，将锁止离合器结合，使输入轴与输出轴成为刚性连接，即直接机械传动。

本发明与液力变矩器比较，具有以下技术优势：①不会发生烧损；②结构简单、紧凑；③齿轮系统强度高，经久耐用，工作稳定；④增扭范围大，K≥8～15；⑤传力效率高，近80％～90％；⑥维修方便。

附图说明

图1增加B排太阳轮齿数的行星齿轮变矩器运动简图

图2减少B排内齿轮齿数的行星齿轮变矩器运动简图

图3增加B排太阳轮齿数减少内齿轮齿数的行星齿轮变矩器运动简图

图4减少B排太阳轮齿数减少内齿轮齿数的行星齿轮变矩器运动简图

图5图1行星齿轮变矩器中的输入轴作输出轴、输出轴作输入轴的运动简图

图6图2行星齿轮变矩器中的输入轴作输出轴、输出轴作输入轴的运动简图

图7图3行星齿轮变矩器中的输入轴作输出轴、输出轴作输入轴的运动简图

图8图4行星齿轮变矩器中的输入轴作输出轴、输出轴作输入轴的运动简图

图9输入轴与内齿轮之间安装锁止离合器

图10输入轴与太阳轮之间安装锁止离合器

图11输出轴与输入轴之间安装锁止离合器

图12输出轴与内齿轮之间安装锁止离合器

图13输出轴与太阳轮之间安装锁止离合器

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。

附图中，星齿轮变矩器由A排行星齿轮输入轴1、行星架2、行星轮轴3、行星轮4、内齿轮5、太阳轮6；B排行星齿轮内齿轮7、太阳轮8、行星轮轴9、行星轮10、行星架11、输出轴12、锁止离合器13构成；行星轮数量在3-12之间；齿轮可为直齿、斜齿或人字齿。

图1中，输入轴1输入扭矩，输入力通过行星架2、行星轮轴3、行星轮4传到内齿轮5和太阳轮6，被分解为两个大小相等的力，内齿轮5传入内齿轮7的力不变，太阳轮6传入太阳轮8的力由于太阳轮8的齿数增加而变小。图2中，输入轴1输入扭矩，输入力通过行星架2、行星轮轴3、行星轮4传到内齿轮5和太阳轮6，被分解为两个大小相等的力，内齿轮5传入内齿轮7的力由于内齿轮7齿数减少而变大，太阳轮6传入太阳轮8的力不变。图3中，输入轴1输入扭矩，输入力通过行星架2、行星轮轴3、行星轮4传到内齿轮5和太阳轮6，被分解为两个大小相等的力，内齿轮5传入内齿轮7的力由于内齿轮7齿数减少而变大，太阳轮6传入太阳轮8的力由于太阳轮8的齿数增加而变小。对上述三种模式，当输出轴12空载荷时，行星轮10公转和微量自转，公转转速基本等于输入轴1转速，由行星架11、输出轴12，对输入扭矩等量输出。当输出轴12有载荷时，行星轮10当支点轴被约束，由于内齿轮7的作用力大于太阳轮8的作用力，使行星轮10沿内齿轮7的作用力方向产生自转，同时公转速度降低，输出扭矩赠大，自转速越高，输出扭矩越大。

图4中，输入轴1输入扭矩，输入力通过行星架2、行星轮轴3、行星轮4传到内齿轮5和太阳轮6，被分解为两个大小相等的，内齿轮5传入内齿轮7的力由于内齿轮7齿数减少而变大，太阳轮6传入太阳轮8的力由于太阳轮8的齿数减少而变大。如果内齿轮7与内齿轮5齿数减少的比例和太阳轮8与太阳轮6齿数减少的比例为相同比例，则本齿轮系不可能改变输出扭矩；如果内齿轮7与内齿轮5齿数减少的比例大于太阳轮8与太阳轮6齿数减少的比例，使内齿轮7的作用力大于太阳轮8的作用力，使行星轮10沿内齿轮7的作用力方向产生自转，同时公转速度降低，输出扭矩赠大，自转速越高，输出扭矩越大；如果内齿轮7与内齿轮5齿数减少的比例小于太阳轮8与太阳轮齿数减少的比例，使内齿轮7的作用力小于太阳轮8的作用力，使行星轮10沿太阳轮8的作用力方向产生自转，同时公转速度降低，输出扭矩赠大，自转速越高，输出扭矩越大。

图5、图6、图7分别是将图1、图2、图3中的输入轴作输出轴、输出轴作输入轴，相当于分别对图1、图2、图3中行星齿轮变矩器进行逆向操作，不同的是太阳轮6的作用力大于内齿轮5的作用力，使行星轮4沿太阳轮6的作用力方向产生自转，同时公转速度降低，输出扭矩赠大，自转速越高，输出扭矩越大。

图8是将图4中行星齿轮变矩器中的输入轴作输出轴、输出轴作输入轴，相当于对图4中行星齿轮变矩器逆向操作，不同的如果内齿轮5与内齿轮7齿数增加的比例大于太阳轮6与太阳轮5齿数增加的比例，使太阳轮6的作用力大于内齿轮5的作用力，使行星轮4沿太阳轮6的作用力方向产生自转，同时公转速度降低，输出扭矩赠大，自转速越高，输出扭矩越大；如果内齿轮5与内齿轮7齿数增加的比例小于太阳轮6与太阳轮5齿数增加的比例，使内齿轮5的作用力大于太阳轮6的作用力，使行星轮4沿内齿轮5的作用力方向产生自转，同时公转速度降低，输出扭矩赠大，自转速越高，输出扭矩越大。

图9～图13中，输入轴与内齿轮或输入轴1与太阳轮或输出轴与输入轴或输出轴与内齿轮或输出轴与太阳轮之间安装锁止离合器13；输入轴与输出轴之间安装锁止离合器13，在变矩状态下，将锁止离合器13分离，齿轮系有公转和自转运动，输出轴转速与扭矩随载荷变化而变化；在锁止状态下，将锁止离合器13结合，齿轮系只有公转运动，输出轴转速与扭矩等于输入轴转速与扭矩。

行星齿轮变矩器不仅可以取代现在汽车用液力变矩器，并且可以用于任何机械设备的变矩装置。

Claims

1一种行星齿轮变矩器，单个行星齿轮排中由太阳轮、内齿轮、行星轮、行星架、行星轮轴、输入轴及输出轴构成，行星轮数量在3-12之间，齿轮可采用直齿、斜齿或人字齿，其特征在于，采用A、B两个单个行星齿轮排组成双联行星齿轮系，并安装锁止离合器。

2根据权利要求1所述行星齿轮变矩器，其特征在于，所述行星齿轮系，A行星齿轮排作输入行星齿轮排，B行星齿轮排作输出行星齿轮排，B排太阳轮增加齿数。

3根据权利要求1所述行星齿轮变矩器，其特征在于，所述行星齿轮系，A行星齿轮排作输入行星齿轮排，B行星齿轮排作输出行星齿轮排，B排内齿轮减少齿数。

4根据权利要求1所述行星齿轮变矩器，其特征在于，所述行星齿轮系，A行星齿轮排作输入行星齿轮排，B行星齿轮排作输出行星齿轮排，B排太阳轮增加齿数，B排内齿轮减少齿数。

5根据权利要求1所述行星齿轮变矩器，其特征在于，所述行星齿轮系，A行星齿轮排作输入行星齿轮排，B行星齿轮排作输出行星齿轮排，B排内齿轮减少齿数，B排太阳轮减少齿数；

6根据权利要求1或2或3或4或5所述行星齿轮变矩器，其特征在于，所述行星齿轮系，将改变齿数的B行星齿轮排作输入行星齿轮排，将A行星齿轮排作输出行星齿轮排。

7根据权利要求1所述行星齿轮变矩器，其特征在于，所述锁止离合器安装在输入轴与内齿轮或输入轴与太阳轮或输出轴与输入轴或输出轴与内齿轮或输出轴与太阳轮之间。