CN209067788U - 一种行星传动无级变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了机械传动技术领域内的一种行星传动无级变速器，所述箱体内设有无级传动机构、变速机构和行星传动机构，利用输入变径带轮组和输出变径带轮组改变输出轴的转速，输入轴上连接有动力输入齿轮一，动力输入齿轮啮合有第一传动齿轮，输出轴上连接有动力输入齿轮二，动力输入齿轮二与第二传动齿轮啮合，第一传动齿轮驱动行星传动机构的中心太阳轮转动，第二传动齿轮驱动行星传动机构的内齿轮转动，行星轮与内齿轮啮合；本实用新型的变速范围大，结构紧凑。

Description

一种行星传动无级变速器

技术领域

本实用新型属于机械传动技术领域，特别涉及一种行星传动无级变速器。

背景技术

无级变速器作为一种传动装置满足机器或生产系统在运转过程中各种工况的要求。其功能特征是：在输入转速不变的情况下，能实现输出轴的转速在一定范围内连续变化，使其在提高产品的产量与质量，适应产品变换的需要，节省能源，实现整个系统的机械化、自动化等各方面都有显著的作用。

在通用机械式无级变速器生产应用方面，国内从六十年代开始以仿制为主，加之随后的创新与改进，目前的主要有行星锥盘式、脉动式及齿链式等多种形式，在车用CVT方面，主要代表有钢带式和KRG锥环式两种不同的形式，目前主要应用以钢带式无级变速器为主。

由于国外的研究比较早，技术已相对成熟；但是目前国内对车用无级变速器的认识与研发较晚，目前主要以进口为主，虽然在仿制方面取得了一定的成就，但在核心传动零件并未完全攻克，是制约着我国无级变速器发展的主要瓶颈，同时，目前的无级变速器变速范围小。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的在于解决上述现有技术中变速范围小的技术问题，提供一种行星传动无级变速器，本实用新型变速范围大，结构紧凑。

本实用新型的目的是这样实现的：一种行星传动无级变速器，包括箱体，所述箱体内设有无级传动机构、变速机构和行星传动机构，所述无级传动机构包括输入轴和拉杆，所述输入轴上设有输入变径带轮组，输入变径带轮组包括若干个输入变径带轮块；输出轴上设有输出变径带轮组，输出变径带轮组包括若干个输出变径带轮块，输入变径带轮块和输出变径带轮块上设有凸块，输入变径带轮组和输出变径带轮组通过传动带连接；

所述输入轴上设有输入固定盘和可在输入轴上轴向移动的输入锥盘，所述输入锥盘在输入固定盘内侧，输入锥盘沿其母线上设有若干个输入滑动槽，输入变径带轮块上的凸块可滑动地连接在对应的输入锥盘的输入滑动槽内；

所述输出轴上设有输出固定盘和可在输出轴上轴向移动的输出锥盘，所述输出锥盘在输出固定盘的内侧，输出锥盘沿其母线上设有若干个输出滑动槽，输出变径带轮块上的凸块可滑动地连接在对应的输出锥盘的输出滑动槽内；所述输入轴与输出轴平行设置，每个输入变径带轮块同一端通过对应的拉杆与输入固定盘铰接，每个输出变径带轮块同一端通过对应的拉杆与输出固定盘铰接；所述变速机构使输入锥盘、输出锥盘实现同步轴向移动；箱体内设有张紧轮，通过张紧轮对传动带进行张紧；

所述行星传动机构包括齿轮轴和三个行星轮轴，所述齿轮轴上可转动地连接有第一传动齿轮，所述输入轴上连接有动力输入齿轮一，输出轴上设有动力输入齿轮二，所述动力输入齿轮一和第一传动齿轮啮合；所述齿轮轴经第一轴承连接有固定法兰，所述固定法兰外周连接有第二传动齿轮，所述第二传动齿轮与动力输入齿轮二啮合；固定法兰朝外的一端固连有内齿轮，固定法兰朝外一侧对应的齿轮轴上连接有行星架一，行星架一朝外方向的齿轮轴上连接有行星架二，行星架一和行星架二之间的齿轮轴上连接有中心太阳轮，所述行星轮轴可转动地连接在行星架一和行星架二上，行星轮轴上可转动地连接有行星轮，三个行星轮与内齿轮啮合，所述中心太阳轮与三个行星轮啮合。

本实用新型工作时，在输入轴输入一定的转速，输入轴通过传动带带动输出轴的转动，输出轴将转速输出；使用变速机构使输入锥盘和输出锥盘同时同速向右移动，在输入变径带轮块处的截面圆直径变大，迫使输入变径带轮组的直径变大，在输出变径带轮块处的截面圆直径变小，迫使输出变径带轮组的直径变小，从而实现无级增速运动；使用变速机构使输入锥盘和输出锥盘同时同速向左移动时，在输入变径带轮块处的截面圆直径变小，迫使输入变径带轮组的直径变小，在输出变径带轮块处的截面圆直径变大，迫使输出变径带轮组的直径变大，从而实现无级减速运动；输入轴带动动力输入齿轮一的转动，动力输入齿轮一带动第一传动齿轮的转动，第一传动齿轮的转动带动齿轮轴的转动，齿轮轴的转动带动中心太阳轮的转动，变速后的输出轴带动动力输入齿轮二的转动，动力输入齿轮二的转动带动第二传动齿轮的转动，第二传动齿轮的转动带动固定法兰的转动，固定法兰的转动带动内齿轮的转动，内齿轮和中心太阳轮均作为驱动行星轮转动的动力源，行星轮的转动带动行星架二的转动，行星架二将动力输出，最终实现整个变速器的无级传动；本实用新型中将无级传动机构、变速机构和行星传动机构相结合，内齿轮为可变转速旋转驱动，中心太阳轮为定速驱动，行星架二作为输出构件，行星架二的转速可变，变速范围扩大；结构紧凑，制备成本低；可应用于大型带式输送机上的软启动、起重机传动系统、车用CVT的核心传动部件等各类驱动装置的调速工作中。

为了进一步实现输入锥盘和输出锥盘的同步轴向移动，所述变速机构包括伺服驱动单元和套筒，所述伺服驱动单元传动连接有传动丝杆，所述传动丝杆与输入轴平行设置，传动丝杆上螺纹连接有调速推拉杆，输入锥盘远离输入固定盘所在一端和输出锥盘远离输出固定盘所在一端分别固连有套筒法兰，与输入锥盘对应的套筒法兰套装在输入轴上，与输出锥盘对应的套筒法兰套装在输出轴上；套筒经第二轴承安装在套筒法兰上，套筒的外周开有一圈U型槽，调速推拉杆的两端分别插在输入轴和输出轴上的套筒外周的U型槽内。

作为本实用新型的进一步改进，所述输入锥盘通过花键套与输入轴连接，花键套与输入锥盘固连。

作为本实用新型的进一步改进，所述输出锥盘通过花键套与输出轴连接，花键套与输出锥盘固连。

作为本实用新型的进一步改进，所述凸块为圆弧形凸块，滑动槽为圆弧形。

附图说明

图1为本实用新型的主视图。

图2为图1中的A-A向视图。

图3为本实用新型的沿着轴线方向的剖视图。

其中，1拉杆，2输出固定盘，3输出轴，4轴承套，5伺服驱动单元，6输入轴，7 输入固定盘，8输入锥盘，9传动带，10输入变径带轮块，11花键套，12套筒，13第二轴承，14调速推拉杆，15传动丝杆，16输出锥盘，17输出变径带轮块，18张紧轮，19箱体， 20动力输入齿轮一，21第一传动齿轮，22第二传动齿轮，23动力输入齿轮二，24行星架二，25齿轮轴，26行星轮，27行星轮轴，28固定法兰，29内齿轮，30行星架一，31中心太阳轮，32第一轴承，33凸块，34输入滑动槽，35输出滑动槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做出进一步说明。

如图1～图3所示的一种行星传动无级变速器，包括箱体，箱体内设有无级传动机构、变速机构和行星传动机构，无级传动机构包括输入轴和拉杆，输入轴上设有输入变径带轮组，输入变径带轮组包括若干个输入变径带轮块；输出轴上设有输出变径带轮组，输出变径带轮组包括若干个输出变径带轮块，输入变径带轮块和输出变径带轮块上设有凸块，凸块为圆弧形，输入变径带轮组和输出变径带轮组通过传动带连接；输入轴和输出轴通过两对轴承和轴承套可转动地连接在箱体上；

输入轴上设有输入固定盘和可在输入轴上轴向移动的输入锥盘，输入锥盘在输入固定盘内侧，输入锥盘沿其母线上设有若干个输入滑动槽，输入变径带轮块上的凸块可滑动地连接在对应的输入锥盘的输入滑动槽内，滑动槽为圆弧形；输入锥盘通过花键套与输入轴连接，花键套与输入锥盘固连；

输出轴上设有输出固定盘和可在输出轴上轴向移动的输出锥盘，输出锥盘通过花键套与输出轴连接，花键套与输出锥盘固连；输出锥盘在输出固定盘的内侧，输出锥盘沿其母线上设有若干个输出滑动槽，输出变径带轮块上的凸块可滑动地连接在对应的输出锥盘的输出滑动槽内；输入轴与输出轴平行设置，每个输入变径带轮块同一端通过对应的拉杆与输入固定盘铰接，每个输出变径带轮块同一端通过对应的拉杆与输出固定盘铰接；箱体内设有张紧轮，通过张紧轮对传动带进行张紧；输入锥盘和输出锥盘的形状和大小相同，输入锥盘与输出锥盘两端摆放方向相反；

行星传动机构包括齿轮轴和三个行星轮轴，齿轮轴上可转动地连接有第一传动齿轮，输入轴上连接有动力输入齿轮一，输出轴上设有动力输入齿轮二，动力输入齿轮一和第一传动齿轮啮合；齿轮轴经第一轴承连接有固定法兰，固定法兰外周连接有第二传动齿轮，第二传动齿轮与动力输入齿轮二啮合；固定法兰朝外的一端固连有内齿轮，固定法兰朝外一侧对应的齿轮轴上连接有行星架一，行星架一朝外方向的齿轮轴上连接有行星架二，行星架一和行星架二之间的齿轮轴上连接有中心太阳轮，行星轮轴可转动地连接在行星架一和行星架二上，行星轮轴上可转动地连接有行星轮，三个行星轮与内齿轮啮合，中心太阳轮与三个行星轮啮合；变速机构包括伺服驱动单元和套筒，伺服驱动单元传动连接有传动丝杆，传动丝杆与输入轴平行设置，传动丝杆上螺纹连接有调速推拉杆，输入锥盘远离输入固定盘所在一端和输出锥盘远离输出固定盘所在一端分别固连有套筒法兰，与输入锥盘对应的套筒法兰套装在输入轴上，与输出锥盘对应的套筒法兰套装在输出轴上；套筒经第二轴承安装在套筒法兰上，套筒的外周开有一圈U型槽，调速推拉杆的两端分别插在输入轴和输出轴上的套筒外周的U型槽内。

本实用新型工作时，在输入轴输入一定的转速，输入轴通过传动带带动输出轴的转动，输出轴将转速输出；伺服驱动单元工作时，伺服驱动单元带动传动丝杆的转动，传动丝杆的转动带动调速推拉杆沿着传动丝杆轴向移动，调速推拉杆两端的套筒同时同速分别沿着输入轴和输出轴做轴向移动；控制伺服驱动单元驱动传动丝杆转动的方向，使调速推拉杆向右移动，在输入变径带轮块处的截面圆直径变大，迫使输入变径带轮组的直径变大，在输出变径带轮块处的截面圆直径变小，迫使输出变径带轮组的直径变小，从而实现无级增速运动；控制伺服驱动单元驱动传动丝杆转动的方向，使输入锥盘和输出锥盘同时同速向左移动时，在输入变径带轮块处的截面圆直径变小，迫使输入变径带轮组的直径变小，在输出变径带轮块处的截面圆直径变大，迫使输出变径带轮组的直径变大，从而实现无级减速运动；输入轴带动动力输入齿轮一的转动，动力输入齿轮一带动第一传动齿轮的转动，第一传动齿轮的转动带动齿轮轴的转动，齿轮轴的转动带动中心太阳轮的转动，变速后的输出轴带动动力输入齿轮二的转动，动力输入齿轮二的转动带动第二传动齿轮的转动，第二传动齿轮的转动带动固定法兰的转动，固定法兰的转动带动内齿轮的转动，内齿轮和中心太阳轮均作为驱动行星轮转动的动力源，行星轮的转动带动行星架二的转动，行星架二将动力输出，最终实现整个变速器的无级传动；本实用新型中将无级传动机构、变速机构和行星传动机构相结合，内齿轮为可变转速旋转驱动，中心太阳轮为定速驱动，行星架二作为输出构件，行星架二的转速可变，变速范围扩大，并且可以正转或反转，实现大范围连续变速；结构紧凑，制备成本低；可应用于大型带式输送机上的软启动、起重机传动系统、车用CVT的核心传动部件等各类驱动装置的调速工作中。

为了说明本实用新型可以实现大范围的连续变速，下面举例说明：假设为了实现输出转速在-500～500rpm之间连续变化，结合行星传动机构，举例说明正反转连续变速技术参数。

设中心太阳轮转速为n1，行星轮转速为n2，外齿圈转速为n3，行星架转速为nH，中心太阳轮齿数为Z1，行星轮齿数为Z2，外齿圈齿数为Z3；

假定中心轮输入转速n1为4000rpm，要实现nH在(-500～0～500rpm)之间连续变化；

可以设计：中心轮齿数Z1＝30、行星轮Z2＝30、外齿圈Z3＝90；

根据行星传动原理：

①令nH＝0，n3≈-1333.3rpm；

②令nH＝500，n3≈-666.7rpm；

③令nH＝-500，n3≈-2000rpm；

上述分析可以得到：当n3转速在(666.7～2000rpm)之间连续变化时，行星架输出转速nH 在(-500～500)之间连续变化。(如果在输出转速nH之后再经过定比例调速传动，若增速传动比为1/6，就可以实现输出转速在-3000～3000rpm之间连续变化；若增速传动比为1/8，就可以实现输出转速在-4000～4000rpm之间连续变化。)

其中n3转速在(666.7～2000rpm)之间连续变化，其由无级变速机构完成。

如果n3转速在较小范围(1333～2000rpm)之间连续变化，行星架输出转速nH在 (0～500)之间连续变化。(如果在输出转速nH之后再经过定比例调速传动，若增速传动比为1/6，就可以实现输出转速在0～3000rpm之间连续变化；若增速传动比为1/8，就可以实现输出转速在0～4000rpm之间连续变化。)

上述分析可以说明：无级传动机构、变速机构与行星传动机构的融合，即可以扩大无级变速传动比跨度，又能实现正反转连续调速。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式；本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型保护范围内。

Claims (5)

1.一种行星传动无级变速器，包括箱体，其特征在于：所述箱体内设有无级传动机构、变速机构和行星传动机构，所述无级传动机构包括输入轴和拉杆，所述输入轴上设有输入变径带轮组，输入变径带轮组包括若干个输入变径带轮块；输出轴上设有输出变径带轮组，输出变径带轮组包括若干个输出变径带轮块，输入变径带轮块和输出变径带轮块上设有凸块，输入变径带轮组和输出变径带轮组通过传动带连接；

所述输入轴上设有输入固定盘和可在输入轴上轴向移动的输入锥盘，所述输入锥盘在输入固定盘内侧，输入锥盘沿其母线上设有若干个输入滑动槽，输入变径带轮块上的凸块可滑动地连接在对应的输入锥盘的输入滑动槽内；

所述输出轴上设有输出固定盘和可在输出轴上轴向移动的输出锥盘，所述输出锥盘在输出固定盘的内侧，输出锥盘沿其母线上设有若干个输出滑动槽，输出变径带轮块上的凸块可滑动地连接在对应的输出锥盘的输出滑动槽内；所述输入轴与输出轴平行设置，每个输入变径带轮块同一端通过对应的拉杆与输入固定盘铰接，每个输出变径带轮块同一端通过对应的拉杆与输出固定盘铰接；所述变速机构使输入锥盘、输出锥盘实现同步轴向移动；箱体内设有张紧轮，通过张紧轮对传动带进行张紧；

所述行星传动机构包括齿轮轴和三个行星轮轴，所述齿轮轴上可转动地连接有第一传动齿轮，所述输入轴上连接有动力输入齿轮一，输出轴上设有动力输入齿轮二，所述动力输入齿轮一和第一传动齿轮啮合；所述齿轮轴经第一轴承连接有固定法兰，所述固定法兰外周连接有第二传动齿轮，所述第二传动齿轮与动力输入齿轮二啮合；固定法兰朝外的一端固连有内齿轮，固定法兰朝外一侧对应的齿轮轴上连接有行星架一，行星架一朝外方向的齿轮轴上连接有行星架二，行星架一和行星架二之间的齿轮轴上连接有中心太阳轮，所述行星轮轴可转动地连接在行星架一和行星架二上，行星轮轴上可转动地连接有行星轮，三个行星轮与内齿轮啮合，所述中心太阳轮与三个行星轮啮合。

2.根据权利要求1所述的一种行星传动无级变速器，其特征在于：所述变速机构包括伺服驱动单元和套筒，所述伺服驱动单元传动连接有传动丝杆，所述传动丝杆与输入轴平行设置，传动丝杆上螺纹连接有调速推拉杆，输入锥盘远离输入固定盘所在一端和输出锥盘远离输出固定盘所在一端分别固连有套筒法兰，与输入锥盘对应的套筒法兰套装在输入轴上，与输出锥盘对应的套筒法兰套装在输出轴上；套筒经第二轴承安装在套筒法兰上，套筒的外周开有一圈U型槽，调速推拉杆的两端分别插在输入轴和输出轴上的套筒外周的U型槽内。

3.根据权利要求1所述的一种行星传动无级变速器，其特征在于：所述输入锥盘通过花键套与输入轴连接，花键套与输入锥盘固连。

4.根据权利要求1所述的一种行星传动无级变速器，其特征在于：所述输出锥盘通过花键套与输出轴连接，花键套与输出锥盘固连。

5.根据权利要求1所述的一种行星传动无级变速器，其特征在于：所述凸块为圆弧形凸块，滑动槽为圆弧形。