CN201672016U

CN201672016U - 一种速差式双驱复合无级变速装置

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Publication number: CN201672016U
Application number: CN2010201759825U
Authority: CN
Inventors: 江福荣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2020-04-30

Abstract

一种速差式双驱复合无级变速装置，涉及动力机械无级变速传动装置，该装置包括前置分解机构、后置复合机构及分别与前置分解机构及后置复合机构配合的前后齿圈组件及前后太阳轮组件，前置分解机构包括前行星齿轮和支承前行星齿轮的前行星支架，后置复合机构包括后行星齿轮和支承后行星齿轮的后行星支架，速差式双驱复合无级变速装置还包括当后行星齿轮逆转时用以锁止后行星齿轮的单向超越离合器，前置分解机构、前后齿圈组件、前后太阳轮组件及后置复合机构具有共同一固定轴线且同向转动。本实用新型具有结构简单、变速范围大、提速快、传动效率高等优点，适用于在各种机动车、自行车、电动机械等动力机械传动中。

Description

一种速差式双驱复合无级变速装置

技术领域

本实用新型涉及动力机械传动部件，特别是一种机动车、船、自行车、电动机械等动力机械传动领域内的一种无级变速装置。

背景技术

目前业界所用的纯齿轮无级变速器，其变速传动效果是众多钢链式、皮带式等，诸多无级变速器无法达到最佳的变速传动方式，长期以来，由于纯齿轮无级变速器的变速与控制的装置过于复杂，给生产制造、维修保养等工作造成诸多困难，因此生产与使用的成本过高，制约齿轮无级变速器的普及与推广。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、传动效率高、提速快的速差式双驱复合无级变速装置。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种速差式双驱复合无级变速装置，该装置是一个由两个行星齿轮排组合连接而成的复合装置，所述速差式双驱复合无级变速装置包括前置分解机构、后置复合机构及分别与前置分解机构及后置复合机构配合的前后齿圈组件及前后太阳轮组件，所述前置分解机构包括前行星齿轮和支承前行星齿轮的前行星支架，后置复合机构包括后行星齿轮和支承后行星齿轮的后行星支架，所述的速差式双驱复合无级变速装置还包括当所述后行星齿轮逆转时用以锁止所述后行星齿轮的单向超越离合器；所述前置分解机构、前后齿圈组件、前后太阳轮组件及后置复合机构具有共同一固定轴线且同向转动，所述前行星齿轮小于后行星齿轮，所述前后齿圈组件包括前齿圈及后齿圈，前后太阳轮组件包括前太阳轮及后太阳轮，所述前行星齿轮分别与前齿圈及前太阳轮处于常啮合状态，所述后行星齿轮分别与后齿圈及后太阳轮处于常啮合状态。

其中所述前行星齿轮为单齿轮，该前行星齿轮分别与所述前齿圈及前太阳轮相啮合。

其中所述后行星齿轮为双联齿轮，该后行星齿轮中的小齿轮与所述后齿圈相啮合，所述后行星齿轮中的大齿轮与所述后太阳轮相啮合。

其中所述单向超越离合器中的内齿圈与后行星齿轮中的小齿轮相啮合。

其中所述单向超越离合器中的内齿圈与后行星齿轮中的大齿轮相啮合。

其中所述前齿圈为内齿圈，所述前后齿圈组件的后齿圈为外齿圈，该外齿圈与所述后行星齿轮中的小齿轮相啮合。

其中所述速差式双驱复合无级变速装置还包括设置于前、后太阳轮间以将前置分解机构的动力传递至后置复合机构的中置机构，中置机构包括中置行星架组件及中置内齿圈组件，所述中置行星架组件包括中置行星架和中置行星齿轮，所述中置内齿圈组件包括内齿圈及支承内齿圈的齿圈凸缘，所述前太阳轮与中置行星架相连接，所述后太阳轮为双联太阳轮，所述前后齿圈组件的前齿圈为内齿圈、后齿圈为外齿圈，中置机构中的内齿圈组件与前后齿圈组件共置于前后齿圈组件的齿圈凸缘上，所述前后齿圈组件的后齿圈与后行星齿轮中的小齿轮相啮合，所述中置行星齿轮分别与中置内齿圈组件的内齿圈及双联太阳轮的前齿轮相啮合，双联太阳轮的后齿轮与后行星齿轮中的大齿轮相啮合，所述中置机构与前置分解机构、前后齿圈组件、前后太阳轮组件及后置复合机构具有共同一固定轴线且同向转动。

其中所述速差式双驱复合无级变速装置还包括设置于前、后太阳轮间以将前置分解机构的动力传递至后置复合机构的中置机构，中置机构包括中置行星架组件及中置内外齿圈组件，所述中置行星架组件包括中置行星架和中置行星齿轮，所述中置内外齿圈组件分别设有内、外齿圈，所述前太阳轮与中置行星架相连接，所述后太阳轮为双联太阳轮，所述前后齿圈组件的前、后齿圈均为内齿圈，所述前后齿圈组件的后齿圈与后行星齿轮中的小齿轮相啮合，所述中置行星齿轮分别与中置内外齿圈组件的内齿圈及双联太阳轮的前齿轮相啮合，中置内外齿圈组件的外齿圈与后行星齿轮中的小齿轮相啮合，双联太阳轮的后齿轮与后行星齿轮中的大齿轮相啮合，所述中置机构与前置分解机构、前后齿圈组件、前后太阳轮组件及后置复合机构具有共同一固定轴线且同向转动。

由于采用上述结构，本实用新型之速差式双驱复合无级变速装置具有以下有益效果：1、结构简单，成本低：由于本实用新型之速差式双驱复合无级变速装置仅包括前、后行星齿轮和支承前、后行星齿轮的前、后行星支架、前后齿圈组件、单向超越离合器、前后太阳轮组件；其结构比较简单，无需现有的速差式无级变速装置中复杂的控制部份，因此，本装置比较易于加工生成，其生产成本得到明显下降。

2、变速时无顿挫感：由于本装置的结构特点，在突然变速时由于动力被前置分解机构分解为两路，再由后置复合机构复合出的动力相对柔和，因此变速时无顿挫感，可用于汽车、自行车等领域中能增加了司乘人员的舒适感。

3、传动效率高、提速快：由于本实用新型使用行星齿轮、齿圈、太阳轮等纯齿轮组件的行星齿轮机构，在传动时能耗损失小，在短时间内实现理想的提速过程，从而可达到节能降耗的目的。

4、变速范围大：由于本实用新型之速差式双驱复合无级变速装置可作为一个独立工作单元、多单元联合或混合使用，且后行星齿轮采用双联齿轮，因此，本装置变速范围大。

5、适用范围广，易于普及推广：本实用新型之速差式双驱复合无级变速装置可适用于各种机动车、自行车、电动机械等动力机械所需自动变速传动，其适用范围非常广，使用的组件也为普通的元件，易于加工，便于流水线专业生产。

附图说明

图1是本实用新型速差式双驱复合无级变速装置第一实施例的工作原理图。

图2是本实用新型速差式双驱复合无级变速装置第二实施例的工作原理图。

图3是本实用新型速差式双驱复合无级变速装置第三实施例的工作原理图。

图4是本实用新型速差式双驱复合无级变速装置第四实施例的工作原理图。

主要元件标号说明：1-前置分解机构，11-前行星齿轮，12-前行星支架，2-前后齿圈组件，20-齿圈凸缘，21-前齿圈，22-后齿圈，23-外齿圈，25-内齿圈，26-外齿圈，3-前后太阳轮组件，31-前太阳轮，32-后太阳轮，321-前齿轮，322-后齿轮，4-后置复合机构，41-后行星齿轮，42-后行星支架，5-单向超越离合器，51-内齿圈，6-固定轴线，7-中置机构，71-中置行星架，72-中置行星齿轮，73-中置内外齿圈组件。

下面结合附图和实施例对本实用新型速差式双驱复合无级变速装置作进一步的说明。

具体实施方式

实施例一：如图1所示，本实用新型速差式双驱复合无级变速装置是一个由两个行星齿轮排组合连接而成的复合装置，该装置包括前置分解机构1、后置复合机构4及分别与前置分解机构1及后置复合机构4配合的前后齿圈组件2及前后太阳轮组件3。前置分解机构1包括前行星齿轮11和支承前行星齿轮的前行星支架12，后置复合机构4包括后行星齿轮41和支承后行星齿轮的后行星支架42。本实用新型速差式双驱复合无级变速装置还包括当后行星齿轮41逆转时用以锁止后行星齿轮41的单向超越离合器5。所述前置分解机构1、前后齿圈组件2、前后太阳轮组件3及后置复合机构4具有共同一固定轴线6且同向转动。前行星齿轮11小于后行星齿轮41。前后齿圈组件2包括前齿圈21及后齿圈22，前后太阳轮组件3包括前太阳轮31及后太阳轮32。前行星齿轮11分别与前齿圈21及前太阳轮31处于常啮合状态，后行星齿轮41分别与后齿圈22及后太阳轮32处于常啮合状态。

由于前、后置复合机构具有两个自由度的特点，因此，前置分解机构1的前行星齿轮11与后置复合机构4中的后行星齿轮41在整个无级变速装置中起到最重要的分解和复合功能的作用。

前后齿圈组件2还包括起支承前、后齿圈21、22的齿圈凸缘20，且前、后齿圈均为内齿圈，前齿圈21不小于后齿圈22，该前后齿圈组件2的作用是将前置分解机构1的前行星齿轮11分解出的一路动力传递给后置复合机构4上的后行星齿轮41上。

前后太阳轮组件3包括所述前太阳轮31及连接于前太阳轮的后太阳轮32，且前太阳轮31大于后太阳轮32(当然，前太阳轮31也可以等于后太阳轮32大小)，该前后太阳轮组件3的作用是将前置分解机构的前行星齿轮分解出的另一路动力传递给后置复合机构4上的后行星齿轮41。

单向超越离合器5设有锁止后行星齿轮的内齿圈51，前后齿圈组件中的后齿圈与单向超越离合器中的内齿圈为共用件，该单向超越离合器5特点是：无需控制机构即可完成与之相连接的元件的单向转动，而不发生逆转。当后行星齿轮41逆转时用以锁止后行星齿轮41防止其逆转，确保后行星齿轮正向转动。该单向超越离合器5可采用多种形式，如滚柱斜槽式、楔块式。

前行星齿轮11为单齿轮，该前行星齿轮11分别与前齿圈21及前太阳轮31相啮合。后行星齿轮41为双联齿轮，该后行星齿轮中的小齿轮411与后齿圈22相啮合，后行星齿轮中的大齿轮412与后太阳轮32相啮合。单向超越离合器5的内齿圈51与后行星齿轮中的大齿轮412相啮合。

本实用新型速差式双驱复合无级变速装置通过同向分解、速差双驱、复合三个步骤实现前置分解机构与后置复合机构之间的自动无级变速，即具体如下所示：当发动机(图中未示)的动力传递至前置分解机构1，前置分解机构的动力被同向对称分解为A路动力与B路动力，该A路动力传递的路线定义为A路，该B路动力传递的路线定义为B路。A路动力与B路动力的前端输入的动力是相等的，A路动力的具体传递路线为由前置分解机构1的前行星齿轮11与前齿圈21相啮合，将前置分解机构1的一部分动力由前齿圈21并经后齿圈22传递至后置复合机构4的后行星齿轮的小齿轮411。B路动力的具体传递路线为由前置分解机构1的前行星齿轮11与前太阳轮31相啮合，将前置分解机构1的另一部分动力由前太阳轮31并经后太阳轮32传递至后置复合机构4的后行星齿轮的大齿轮412。本实施例中A路作为一条随输入动力改变而随之改变的自行调制传递路线来使用，而B路作为基础动力驱动所述后置复合机构上的后行星齿轮。当A路动力较小而不能驱动后置复合机构的后行星齿轮41，所述单向超越离合器5锁止后行星齿轮41，后行星齿轮41被单向超越离合器5锁止以防止发生逆转。B路动力由于经过前太阳轮31变矩后其力矩较大，且B路的前行星齿轮11与前太阳轮31处于常啮合状态，因此B路具有传递力矩大的特点而被作为基础动力驱动后置复合机构4的后行星齿轮41，随着发动机的转速不断升高，A路动力达到一定值可驱动后置复合机构4的后行星齿轮41时，单向超越离合器5对后行星齿轮41解除锁止，后行星齿轮41开始正转，A路的转速由零逐渐增加，而B路转速由高逐渐降低，存在速差的A、B两路共同驱动后置复合机构4的后行星齿轮41。A、B两路动力复合于后置复合机构的后行星齿轮41并由后行星支架42输出。一股在发动机转速达到中速或接近中速时A路动力达可到上述的一定值而驱动后置复合机构4的后行星齿轮41。随着A、B路转速差值逐渐变小，后行星支架输出的动力逐渐变大，当A、B路的转速差值为零时所述速差式双驱复合无级变速装置转速达到最高。因此可以通过同向分解、速差双驱、复合三个步骤实现前置分解机构与后置复合机构之间的自动无级变速。虽然在A路动力不能驱动后行星齿轮时为防止后行星齿轮发生逆转，单向超越离合器5锁止后行星齿轮中的大齿轮412，但只要A路有动力传递，不受输入动力大小影响，A路动力始终传到后置复合机构4的后行星齿轮的小齿轮411上。因此，A、B两路动力始终传到后置复合机构4上参与整个变速过程，本速差式双驱复合无级变速装置能有效加快提速效果，具有提速快的优点。

实施例二：图2为本实用新型速差式双驱复合无级变速装置的第二实施例，本实施例与具体实施例一的工作理原理基本相同，它与第一实施例不同之处在于：前后齿圈组件2的后齿圈为外齿圈23，外齿圈23与后行星齿轮中的小齿轮411相啮合，单向超越离合器5与后行星齿轮中的小齿轮相配合，单向超越离合器5的内齿圈51与后行星齿轮中的小齿轮411相啮合。

在本实施例中，当输入动力经前行星齿轮11同向分解后A路动力传至前齿圈21，并经后齿圈(外齿圈23)变矩后，传递至后置复合机构4的后行星齿轮41的小齿轮411；B路动力由前行星齿轮11传至前太阳轮3 1，经变矩后由后太阳轮32传入后行星齿轮41中的大齿轮412，A、B两路匀为经变矩后传递至后行星齿轮41上具有大扭矩的动力。由此可见，当输入动力较小时经同向分解、速差双驱、复合三步骤后所输出的动力比上述各实施例输出的动力都大，随着发动机转速不断升高，单向超越离合器5能较快的解除对小齿轮411的锁止，A路动力介入高速的过程大大缩短，因此本实施例也能达到快速提速的效果。

实施例三：图3所示为本发明速差式双驱复合无级变速方法的第三实施例，它是以一个无级变速装置作为一个独立工作单元、两个单元合二为一形成一个联混型的无级变速装置，实现一个更佳的无级变速形式，本实施例与第五实施例不同之处在于：在本实施例中速差式双驱复合无级变速装置还包括设置于前、后太阳轮间以将前置分解机构的动力传递至后置复合机构的中置机构，中置机构包括中置行星架组件及中置内齿圈组件，中置行星架组件包括中置行星架71和中置行星齿轮72，所述中置内齿圈组件包括内齿圈25及支承内齿圈的齿圈凸缘20，前太阳轮31与中置行星架71相连接，后太阳轮32为双联太阳轮，双联太阳轮是连接中置机构与后行星齿轮的一个重要连接件，前后齿圈组件2的前齿圈21为内齿圈、后齿圈22为外齿圈，中置机构中的内齿圈组件与前后齿圈组件共置于前后齿圈组件的齿圈凸缘20，前后齿圈组件的后齿圈与后行星齿轮中的小齿轮411相啮合，中置行星齿轮72分别与中置内齿圈组件的内齿圈25及双联太阳轮的前齿轮321相啮合，双联太阳轮的后齿轮322与后行星齿轮中的大齿轮412相啮合。所述中置机构与前置分解机构、前后齿圈组件、前后太阳轮组件及后置复合机构具有共同一固定轴线且同向转动。

前行星架1上的前行星齿轮11的动力经同相分解后，A路动力经前齿圈21、后齿圈的外齿圈24传递至后行星齿轮41中的小齿轮411上。B路动力传递路线具体为：由前行星齿轮11经前太阳31传至中置机构的中置行星架71上，经中置行星齿轮72同向分解后，将B路动力分解成B1路和B2路。其中B1路由中置行星齿轮72传至后齿圈的外齿圈后与后行星齿轮41中的小齿轮411复合，B2路由中置行星齿轮72传至双联太阳轮32后由双联太阳轮的后齿轮322与后行星齿轮41中的大齿轮412复合。B1路动力复合至后行星齿轮41使得A路动力能更快增加，也使得A路动力介入高速的过程大大缩短，因此本实施例是能达到快速提速的效果。

实施例四：图4所示为本发明速差式双驱复合无级变速方法的第四实施例，它与上述实施例一不同在于：在本实施例中速差式双驱复合无级变速装置还包括设置于前、后太阳轮间以将前置分解机构的动力传递至后置复合机构的中置机构，中置机构包括中置行星架组件及中置内外齿圈组件，中置行星架组件包括中置行星架71和中置行星齿轮72，中置内外齿圈组件73分别设有内、外齿圈25、26，前太阳轮31与中置行星架71相连接，后太阳轮33为双联太阳轮，双联太阳轮是连接中置机构与后行星齿轮的一个重要连接件，前后齿圈组件2的前、后齿圈均为内齿圈，中置行星齿轮72分别与中置内外齿圈组件的内齿圈25及双联太阳轮的前齿轮321相啮合，中置内外齿圈组件的外齿圈26与后行星齿轮中的小齿轮411相啮合，双联太阳轮的后齿轮322与后行星齿轮中的大齿轮412相啮合。所述中置机构与前置分解机构、前后齿圈组件、前后太阳轮组件及后置复合机构具有共同一固定轴线且同向转动。

前行星架1上的前行星齿轮11的动力经同相分解后，A路动力经前齿圈21、后齿圈22传递至后行星齿轮41中的小齿轮411上。B路动力传递路线具体为：由前行星齿轮11经前太阳31传至中置机构的中置行星架71上，经中置行星齿轮72同向分解后，将B路动力分解成B1路和B2路。其中B1路由中置行星齿轮72传至中置内外齿圈组件的内、外齿圈后，由外齿圈26与后行星齿轮41中的小齿轮411复合，B2路由中置行星齿轮72经双联太阳轮32的前齿轮321及后齿轮322，由后齿轮322与后行星齿轮41中的大齿轮412复合。B1路动力复合至后行星齿轮41使得A路动力能更快增加，也使得A路动力介入高速的过程大大缩短，因此本实施例是也能达到快速提速的效果。

本实用新型速差式双驱复合无级变速装置选用上述不同前置分解机构、后置复合机构、前后齿圈组件、前后太阳轮组件可组合得到多系列、多品种的无级变速装置。本实用新型速差式双驱复合无级变速装置也不限于上述实施例所述的形式，例如前行星齿轮也可为双联齿轮，只要在本发明范围内变化均属于本发明的范围。本实用新型速差式双驱复合无级变速装置可以作为一个独立的工作单元使用，也可多单元联合配套使用。

Claims

1.一种速差式双驱复合无级变速装置，其特征在于：该装置是一个由两个行星齿轮排组合连接而成的复合装置，所述速差式双驱复合无级变速装置包括前置分解机构、后置复合机构及分别与前置分解机构及后置复合机构配合的前后齿圈组件及前后太阳轮组件，所述前置分解机构包括前行星齿轮和支承前行星齿轮的前行星支架，后置复合机构包括后行星齿轮和支承后行星齿轮的后行星支架，所述的速差式双驱复合无级变速装置还包括当所述后行星齿轮逆转时用以锁止所述后行星齿轮的单向超越离合器；所述前置分解机构、前后齿圈组件、前后太阳轮组件及后置复合机构具有共同一固定轴线且同向转动，所述前行星齿轮小于后行星齿轮，所述前后齿圈组件包括前齿圈及后齿圈，前后太阳轮组件包括前太阳轮及后太阳轮，所述前行星齿轮分别与前齿圈及前太阳轮处于常啮合状态，所述后行星齿轮分别与后齿圈及后太阳轮处于常啮合状态。

2.如权利要求1所述的速差式双驱复合无级变速装置，其特征在于：所述前行星齿轮为单齿轮，该前行星齿轮分别与所述前齿圈及前太阳轮相啮合。

3.如权利要求2所述的速差式双驱复合无级变速装置，其特征在于：所述后行星齿轮为双联齿轮，该后行星齿轮中的小齿轮与所述后齿圈相啮合，所述后行星齿轮中的大齿轮与所述后太阳轮相啮合。

4.如权利要求3所述的速差式双驱复合无级变速装置，其特征在于：所述单向超越离合器中的内齿圈与后行星齿轮中的小齿轮相啮合。

5.如权利要求3所述的速差式双驱复合无级变速装置，其特征在于：所述单向超越离合器中的内齿圈与后行星齿轮中的大齿轮相啮合。

6.如权利要求3所述的速差式双驱复合无级变速装置，其特征在于：所述前齿圈为内齿圈，所述前后齿圈组件的后齿圈为外齿圈，该外齿圈与所述后行星齿轮中的小齿轮相啮合。

7.如权利要求3所述的速差式双驱复合无级变速装置，其特征在于：所述速差式双驱复合无级变速装置还包括设置于前、后太阳轮间以将前置分解机构的动力传递至后置复合机构的中置机构，中置机构包括中置行星架组件及中置内齿圈组件，所述中置行星架组件包括中置行星架和中置行星齿轮，所述中置内齿圈组件包括内齿圈及支承内齿圈的齿圈凸缘，所述前太阳轮与中置行星架相连接，所述后太阳轮为双联太阳轮，所述前后齿圈组件的前齿圈为内齿圈、后齿圈为外齿圈，中置机构中的内齿圈组件与前后齿圈组件共置于前后齿圈组件的齿圈凸缘上，所述前后齿圈组件的后齿圈与后行星齿轮中的小齿轮相啮合，所述中置行星齿轮分别与中置内齿圈组件的内齿圈及双联太阳轮的前齿轮相啮合，双联太阳轮的后齿轮与后行星齿轮中的大齿轮相啮合，所述中置机构与前置分解机构、前后齿圈组件、前后太阳轮组件及后置复合机构具有共同一固定轴线且同向转动。

8.如权利要求3所述的速差式双驱复合无级变速装置，其特征在于：所述速差式双驱复合无级变速装置还包括设置于前、后太阳轮间以将前置分解机构的动力传递至后置复合机构的中置机构，中置机构包括中置行星架组件及中置内外齿圈组件，所述中置行星架组件包括中置行星架和中置行星齿轮，所述中置内外齿圈组件分别设有内、外齿圈，所述前太阳轮与中置行星架相连接，所述后太阳轮为双联太阳轮，所述前后齿圈组件的前、后齿圈均为内齿圈，所述前后齿圈组件的后齿圈与后行星齿轮中的小齿轮相啮合，所述中置行星齿轮分别与中置内外齿圈组件的内齿圈及双联太阳轮的前齿轮相啮合，中置内外齿圈组件的外齿圈与后行星齿轮中的小齿轮相啮合，双联太阳轮的后齿轮与后行星齿轮中的大齿轮相啮合。所述中置机构与前置分解机构、前后齿圈组件、前后太阳轮组件及后置复合机构具有共同一固定轴线且同向转动。