CN204253763U - 平衡式行星齿轮机构无级变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的平衡式行星齿轮机构无级变速器，属于变速器技术领域，主要解决现有技术有极变速器成本高结构复杂、无极变速器传送带打滑的问题。包括调节行星齿轮机构、第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构、控制端、平衡系统、输入轴、中间轴、输出轴及支座，其特点是：所述调节行星齿轮机构与第一行星齿轮机构通过共用行星齿轮转轴进行连接，所述第一行星齿轮机构与第二行星齿轮机构通过平衡系统及中间轴进行连接，并通过控制端对平衡系统进行转速的控制。本实用新型传动效率高、承载扭矩大、变速平稳、结构简单效率高，无打滑现象。

Description

平衡式行星齿轮机构无级变速器

技术领域

本实用新型属于变速器技术领域，具体涉及平衡式行星齿轮机构无极变速器。

背景技术

现在传动装置中变速器所使用的是直接换档变速器(DSG)与无级变速器(CVT)。DSG优点是齿轮传动效率高、承载扭矩大、变速平稳，缺点是构造复杂成本高，属于多级变速。CVT的优点是实现了无极变速，结构简单效率高。缺点是扭矩大时传送带有打滑现象。与之前设计的平衡式行星齿轮无级变速机构相比舍去了锥形齿轮，使得结构更合理，效率更高。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是不用锥形齿轮也能实现无级变速的功能，提供平衡式行星齿轮机构无级变速器。

本实用新型为解决上述技术问题而采取的技术方案是：

平衡式行星齿轮机构无级变速器，包括调节行星齿轮机构、第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构、控制端、平衡系统、输入轴、中间轴、输出轴及支座，其特点是：所述调节行星齿轮机构包括调节行星齿轮及调节太阳轮，所述调节太阳轮与输入轴滑动连接，所述调节行星齿轮与第一行星齿轮共用转轴；所述转轴由第一行星齿轮支架支撑，该第一行星齿轮支架位于调节太阳轮与第一行星太阳轮之间，且与输入轴滑动连接；所述第一行星齿轮与第一行星机构太阳轮啮合，与第一行星机构齿圈啮合，所述第一行星齿圈中部外侧与中间轴连接，内侧设置有连接装置，所述输入轴一端与支座滑动连接，另一端与第一行星机构齿圈内侧的连接装置滑动连接；所述第二行星机构太阳轮中部与中间轴固接，第二行星齿轮支架与中间轴滑动连接，所述平衡系统包括平衡支架及平衡齿圈，所述平衡支架与输入轴滑动连接，其边缘与平衡齿圈固接，该平衡齿圈与第二行星齿轮支架固接，第二行星机构齿圈中部外侧与输出轴固接，其内侧中部设置的连接装置与中间轴滑动连接；所述输出轴与支座滑动连接；所述控制端包括控制端齿轮、控制轴及阻尼装置，所述控制端齿轮与平衡齿圈啮合，所述控制轴一端与控制端齿轮固接，另一端与阻尼装置连接。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

本实用新型采用两组行星齿轮机构、调节齿轮组、平衡齿圈、中间轴及控制端，通过控制端调节平衡齿圈的转速，从而实现无级变速，传动效率增高、承载扭矩增大、结构简单效率高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1—输入轴；2—支座；3—第一行星机构齿圈；4—第一行星齿轮；5—调节行星齿轮；6—第一行星机构太阳轮；7—调节太阳轮；8—第一行星齿轮支架；9—转轴；10—平衡支架；11—平衡齿圈；12—第二行星机构齿圈；13—第二行星齿轮；14—第二行星机构太阳轮；15—中间轴；16—输出轴；17—连接装置；18—第二行星齿轮支架；19—阻尼装置；20—控制轴；21—控制端齿轮。

具体实施方式

如图1所示，平衡式行星齿轮机构无级变速器，包括调节行星齿轮机构、第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构、控制端、平衡系统、输入轴1、中间轴15、输出轴16及支座2，所述调节行星齿轮机构包括调节行星齿轮5及调节太阳轮7，所述调节太阳轮7与输入轴1滑动连接，所述调节行星齿轮5与第一行星机构行星齿轮4共用转轴9；所述转轴9由第一行星齿轮支架8支撑，该第一行星机构支架8位于调节太阳轮7与第一行星机构太阳轮6之间，且与输入轴滑动连接；所述第一行星齿轮与第一行星机构太阳轮6啮合，与第一行星机构齿圈3啮合；所述第一行星机构齿圈3中部外侧与中间轴15连接，其中部内侧设置有连接装置17，所述输入轴1一端与支座2滑动连接，另一端与第一行星机构齿圈内侧的连接装置17滑动连接；所述第二行星机构太阳轮14中部与中间轴15固接，第二行星齿轮支架18与中间轴15滑动连接，所述平衡系统包括平衡支架10及平衡齿圈11，所述平衡支架10与输入轴1滑动连接，其边缘与平衡齿圈11固接，该平衡齿圈11与第二行星齿轮支架18固接，第二行星机构齿圈12中部外侧与输出轴16固接，其内侧中部设置的连接装置17与中间轴15滑动连接；所述输出轴16与支座2滑动连接；所述控制端包括控制端齿轮21、控制轴20及阻尼装置19，所述控制端齿轮21与平衡齿圈11啮合，所述控制轴20一端与控制端齿轮21固接，另一端与阻尼装置19连接。

工作原理：

假设调节太阳轮7、平衡支架10及第二行星齿轮支架18不转。当输入轴1带动第一行星机构太阳轮6正方向转动时，其带动第一行星齿轮4自转同时反方向公转，并会在转轴9上产生一个正方向公转的力，这个力通过调节行星齿轮5与调节太阳轮7的作用会在该调节太阳轮7上产生一个更大扭矩正方向转动的力，第一行星齿轮4反方向公转会加快第一行星机构齿圈3反转的速度，第一行星机构齿圈3反转通过中间轴15带动第二行星机构太阳轮14反方向转动，第二行星机构太阳轮14通过第二行星齿轮13带动第二行星机构齿圈12正方向转动并减速，第二行星机构齿圈12带动输出轴16正方向转动，此时输出轴16为减速后的大扭矩，同时第二行星机构太阳轮14给了第二行星齿轮支架18一个反方向转动的力，这个反方向转动的力通过第二行星齿轮支架18和平衡端支架10与调节太阳轮7上面正方向转动的力大小相等方向相反形成平衡，这时只要很小的力就能打破平衡使其转动，通过改变这个力的大小就能控制平衡端的方向与转速，从而控制输出轴转动的方向与速度，当平衡支架10与行星支架18静止时输出轴16转速较低，当平衡支架10与第二行星齿轮支架18正方向转动并越转越快时输出轴16就越转越快，直到输入轴1与平衡支架10与输出轴16达到相同速度。当平衡支架10与第二行星齿轮支架18反方向转动的速度与输入轴1正方向转动的速度匹配时，输出轴16不转就形成离合器的功能。

变速工作时由于齿轮传动中间的损耗，作用在第二行星齿轮支架18上面反方向转动的力会小于调节太阳轮7上面正方向转动的力，这样调节太阳轮7与平衡支架10及第二行星齿轮支架18就会自行正转，这时只用阻尼装置就能控制变速。也能设计时让调节太阳轮7上正方向的力略大于第二行星齿轮支架18上面的力，这样就能保证输入轴1与输出轴16与平衡支架10与第二行星齿轮支架18达到一比一的变速比，也能保证平衡端不会自行反转，控制轴20连接的阻尼装置19为变速电机时也能控制平衡端正反转，但为了提高效率主要用于控制平衡端反转实现离合器的功能。

调节太阳轮7也可以设计成内齿圈与调节行星齿轮5啮合，这样也能实现无级变速的功能，但是这样设计时齿轮比会超出正常使用范围。

变速电机也可以与输入轴1设计成同轴结构，如控制电机的转子可以与平衡支架10固定连接与输入轴滑动连接，电机定子与变速器箱体固定连接。这样就不需要通过平衡齿圈11与控制端齿轮21啮合来控制，从而能减小摩擦减少损耗。

优点是与现有技术相比没有了锥形齿轮，效率更高，结构更合理，利于加工，同样具有齿轮变速时效率高承载扭矩大的优点，也具有CVT变速时平滑力不间断，能提高发动机效率和燃油经济性的优点。

直齿齿轮传动过程中由于力的波动会使得平衡点不稳定，所以本装置可以使用斜齿齿轮来提高平衡点的稳定性。

Claims (1)

1.平衡式行星齿轮机构无级变速器，包括调节行星齿轮机构、第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构、控制端、平衡系统、输入轴(1)、中间轴(15)、输出轴(16)及支座(2)，其特征是：所述调节行星齿轮机构包括调节行星齿轮(5)及调节太阳轮(7)，所述调节太阳轮(7)与输入轴(1)滑动连接，所述调节行星齿轮(5)与第一行星机构行星齿轮(4)共用转轴(9)；所述转轴(9)由第一行星齿轮支架(8)支撑，该第一行星机构支架(8)位于调节太阳轮(7)与第一行星机构太阳轮(6)之间，且与输入轴滑动连接；所述第一行星齿轮与第一行星机构太阳轮(6)啮合，与第一行星机构齿圈(3)啮合；所述第一行星机构齿圈(3)中部外侧与中间轴(15)连接，其中部内侧设置有连接装置(17)，所述输入轴(1)一端与支座(2)滑动连接，另一端与第一行星机构齿圈内侧的连接装置(17)滑动连接；所述第二行星机构太阳轮(14)中部与中间轴(15)固接，第二行星齿轮支架(18)与中间轴(15)滑动连接，所述平衡系统包括平衡支架(10)及平衡齿圈(11)，所述平衡支架(10)与输入轴(1)滑动连接，其边缘与平衡齿圈(11)固接，该平衡齿圈(11)与第二行星齿轮支架(18)固接，第二行星机构齿圈(12)中部外侧与输出轴(16)固接，其内侧中部设置的连接装置(17)与中间轴(15)滑动连接；所述输出轴(16)与支座(2)滑动连接；所述控制端包括控制端齿轮(21)、控制轴(20)及阻尼装置(19)，所述控制端齿轮(21)与平衡齿圈(11)啮合，所述控制轴(20)一端与控制端齿轮(21)固接，另一端与阻尼装置(19)连接。