CN216200218U - 一种调速机构及无级变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种调速机构及无级变速器，该调速机构包括第一调速齿轮、第二调速齿轮、传动调速部件和调速组件，第一调速齿轮具有与行星齿轮机构的行星轮相互连接的连接部；第二调速齿轮用于与行星齿轮机构的太阳轮同轴设置；传动调速部件均与第一调速齿轮和第二调速齿轮传动连接；调速组件用于驱动第二调速齿轮自转；该无级变速器主要通过以上调速机构作为调速部分实现，能够直接通过带动对应行星齿轮机构的行星轮自转，从而通过自转作用于该行星轮的公转，使得调速组件部分不再对公转继续做功，进而达到提高输出效率的目的，同时增强了行星轮设计参数的自由度，更易于制造。

Description

一种调速机构及无级变速器

技术领域

本实用新型涉及无级变速传动技术领域，具体而言，涉及一种调速机构及无级变速器。

背景技术

授权公告号为CN214036724U的专利文件中，公开了一种全齿轮无级变速器，其调速部分在带动第四行星轮转动时，对第四行星轮的自转做了功，同时也对第四行星轮的公转做了功，从调速电机的输出效率来看还在存在进一步的改进空间。

有鉴于此，特提出本申请。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种调速机构及无级变速器，该调速机构在驱动调速组件做功时，尤其是在驱动相应行星轮机构动作时，可以通过驱动行星轮的自转，从而由传动调速部件带动行星轮公转，同等效率输出的条件下可达到减小调速组件的输出功率的目的。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，一种调速机构，包括第一调速齿轮、第二调速齿轮、传动调速部件和调速组件，第一调速齿轮具有与行星齿轮机构的行星轮相互连接的连接部；第二调速齿轮用于与行星齿轮机构的太阳轮同轴设置；传动调速部件均与第一调速齿轮和第二调速齿轮传动连接，传动调速部件用于实现第二调速齿轮在自转时，使得第一调速齿轮同步自转，且该第一调速齿轮同时在行星齿轮机构的约束作用下绕第二调速齿轮进行公转；调速组件用于驱动第二调速齿轮自转。

在可选地实施方式中，传动调速部件为链条或齿圈。

在可选地实施方式中，传动调速部件包括第一双面齿调速圈、第二双面齿调速圈和支撑件，第一调速齿轮与第一双面齿调速圈的外齿相互啮合，第二调速齿轮与第二双面齿调速圈的内齿相互啮合，第二双面齿调速圈的外齿与第一双面齿调速圈的内齿相互啮合；支撑件用于保持第二双面齿调速圈在第一双面齿调速圈内自转。

在可选地实施方式中，支撑件包括固定架以及可转动设置在固定架上的固定齿轮，固定齿轮与第二双面齿调速圈的外齿相互啮合。

在可选地实施方式中，第一调速齿轮通过连接部与行星齿轮机构的行星轮固定连接。

在可选地实施方式中，调速组件包括调速电机和第三调速齿轮，第三调速齿轮与第二调速齿轮传动连接，调速电机用于驱动第三调速齿轮转动的同时带动第二调速齿轮自转。

在可选地实施方式中，第三调速齿轮与第二调速齿轮固定连接。

在可选地实施方式中，调速组件还包括第四调速齿轮，第四调速齿轮与第三调速齿轮相互啮合，调速电机用于驱动第四调速齿轮转动，以带动第三调速齿轮转动。

在可选地实施方式中，调速电机的输出轴与第四调速齿轮的转动中心固定连接。

第二方面，一种无级变速器，包括行星齿轮机构以及上述的调速机构，调速机构的第一调速齿轮与行星齿轮机构的行星轮相互连接，调速机构的第二调速齿轮与行星齿轮机构的太阳轮同轴设置；行星齿轮机构的太阳轮与另一行星齿轮机构的太阳轮或行星架传动连接，且行星齿轮机构的内齿圈与又一行星齿轮机构的太阳轮或行星架传动连接。

本实用新型实施例的有益效果是：

本实用新型实施例提供的调速机构主要应用于多个行星齿轮机构组成的变速器内，通过调速机构控制相应行星齿轮机构的行星轮自转的同时绕其太阳轮公转，实现无级调速的目的，并且该调速机构在其调速组件做功时，直接作用第二调速齿轮进行自转，由传动调速部件带动第一调速齿轮同步自转，从而带动行星齿轮机构的行星轮自转并同时实现公转，这种方式相对之前的调速驱动方式，可在同等效率输出的条件下实现调速组件减少输出功率的目的；

本实用新型实施例提供的无级变速器，主要应用上述的调速机构，可以通过直接控制行星齿轮机构的行星轮的自转，再由传动调速部件作用于公转，从而达到减小调速组件的功率并提高整个无级变速器的输出效率。

总体而言，本实用新型实施例提供的调速机构及无级变速器，相较于之前发明人提出的无级变速器而言，主要改进部分为调速部分，改进后能够直接通过带动对应行星齿轮机构的行星轮自转，从而通过自转作用于该行星轮的公转，使得调速组件部分不再对公转继续做功，进而达到提高输出效率的目的，同时增强了行星轮设计参数的自由度，不仅更易于制造，而且对应的调速齿轮可以根据需要增大尺寸或者缩小尺寸，增加设计的约束条件。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有技术调速机构部分的传动示意图；

图2为本实用新型一个实施例提供的无级变速器(带调速机构)的结构示意图；

图3为本实用新型另一个实施例提供的无级变速器(带调速机构) 的结构示意图。

图标：100-调速机构；101-第一调速齿轮；102-第二调速齿轮；103- 传动调速部件；104-第三调速齿轮；105-第四调速齿轮；106-调速电机；200-无级变速器主体部分；201-行星齿轮机构；202-行星齿轮机构一；203-行星齿轮机构二；2010-行星轮；1031-第一双面齿调速圈； 1032-第二双面齿调速圈；1033-固定齿轮；1034-固定架；2010-行星轮； 2011-太阳轮。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

请参阅图1，示出了授权公告号为CN214036724U的专利文件，该专利文件作为发明人已经作出并公示的现有技术，其公开了一种全齿轮无级变速器，本次申请针对该全齿轮无级变速器的调速部分进行改进，通过直接带动行星轮的自转，作用于该行星轮的公转，从而实现减小调速电机输出功率的目的。

回到本申请的实施例中，请参阅图2和图3，本实施例提供的一种调速机构100，主要应用于齿轮传动变速器中，尤其是带有行星齿轮机构 201的齿轮式传动变速器。该调速机构包括第一调速齿轮101、第二调速齿轮102、传动调速部件103和调速组件，第一调速齿轮101具有与行星齿轮机构201的行星轮2010相互连接的连接部，即表示第一调速齿轮101与行星齿轮机构201的行星轮2010通过连接部相互连接，此处的相互连接不仅包括通过中间连接传动件达到连接目的，还包括通过中间连接传动机构来达到连接目的，也包括采用固定件连接或直连方式来达到连接的目的。而在本实施例中，第一调速齿轮101通过连接部与行星齿轮机构201的行星轮2010固定连接，相对于通过传动连接的方式更能减小中间效率传递的损失，例如固定连接的方式不仅包括直接连接如焊接、扣接、插接、磁接等形式，还包括通过中间件连接如螺接、铆接或通过其余紧固件(连接轴)连接的形式。

所述第二调速齿轮102用于与行星齿轮机构201的太阳轮2011同轴设置，即表示第二调速齿轮102在实际应用场景中，主要用于与行星齿轮机构201的太阳轮2011保持轴向一致且轴线重合，从而达到后续第一调速齿轮101围绕第二调速齿轮102的轴线进行公转的目的。

所述传动调速部件103均与第一调速齿轮101和第二调速齿轮102 传动连接，即表示传动调速部件103用于实现第一调速齿轮101和第二调速齿轮102相互之间的特定的传动功能，具体地，传动调速部件103 用于实现第二调速齿轮102在自转时，使得第一调速齿轮101同步自转，且该第一调速齿轮101同时在行星齿轮机构201的约束作用下绕第二调速齿轮102进行公转，即表示，由于行星齿轮机构201的行星轮2010与第一调速齿轮101相互(固定)连接，行星轮2010能够自转也能够绕太阳轮2011公转，那么就决定第一调速齿轮101也能够自转且也能够绕太阳轮2011公转，而太阳轮2011与第二调速齿轮102同轴布置，就意味着第一调速齿轮101在自转的同时也能绕第二调速齿轮102公转，从而达到对应无级调速的目的。

所述调速组件用于驱动第二调速齿轮102自转，从而使得第一调速齿轮101同步自转并绕第二调速齿轮102公转，以使行星齿轮机构201 的行星轮2010自转并公转，使得太阳轮2011与该行星齿轮机构201的内齿圈产生转速差，从而达到后续输出效率(转速)无级调整的目的(具体原理可参加在先申请专利)。

通过以上技术方案，调速组件仅需要对第二调速齿轮102的自转进行做功，便能实现第一调速齿轮101的自转与公转的目的，从而达到行星轮2010自转且公转的目的，在行星齿轮机构201同等输出效率的条件下，使得调速组件的输出功率更小。对于此部分带动行星轮2010自转，并能作用其公转的理解，具体如下：行星齿轮机构201的内齿圈与太阳轮2011同向旋转时，当内齿圈与太阳轮2011旋转的角速度相等时，行星轮2010只公转不自转，只能带动第一调速齿轮101绕第二调速齿轮102 轴线公转，同时传动调速部件103也绕第二调速齿轮102轴线公转，而第二调速齿轮102保持不转动，由此不难看出，第二调速齿轮102的转动只与行星轮2010的自转相关，与行星轮2010的公转无关；同时行星轮2010的自转只与内齿圈与太阳轮2011的角速度差相关，从而可以通过调速组件控制第二调速齿轮102的自转，来达到行星轮2010自转的目的，最终达到控制内齿圈与太阳轮2011的角速度差的目的。

基于以上描述，本实施例提供的调速机构相较于之前的调速器部分，第一，调速组件不再对行星轮2010的公转做功，从而减少了调速组件的输出功率，提高整体的输出效率；第二，为了减少调速组件对行星轮2010 的公转做功，调速组件的结构设计形式自由度更大，能够增加更多的设计约束条件。

所述传动调速部件103可以是链条、齿圈或者带齿皮带的形式，均能够通过简单的结构设计实现第一调速齿轮101与第二调速齿轮102之间稳定传动的目的。为了进一步实现多个第一调速齿轮101与多个行星轮2010分别传动连接，本实施例中，所述传动调速部件103包括第一双面齿调速圈1031、第二双面齿调速圈1032和支撑件，所述第一调速齿轮 101与第一双面齿调速圈1031的外齿相互啮合，第二调速齿轮102与第二双面齿调速圈1032的内齿相互啮合，第二双面齿调速圈1032的外齿与第一双面齿调速圈1031的内齿相互啮合。

通过以上技术方案，多个第一调速齿轮101可绕第一双面齿调速圈 1031的轴线实现周向外啮合，从而与行星齿轮机构201的多个行星轮 2010分别连接(传动连接或固定连接)，而第一双面齿调速圈1031与第二调速齿轮102保持同轴设置，第二双面齿调速圈1032作为中间传动件，当第二调速齿轮102自转时，能够带动第二双面齿调速圈1032转动，从而带动第一双面齿调速圈1031自转，最终带动所有行星轮2010自转的同时公转。当然，通过设置支撑件，用于保持第二双面齿调速圈1032在第一双面齿调速圈1031内自转，从而顺利完成整个传动动作，在本实施例中，所述支撑件包括固定架1034以及可转动设置在固定架1034上的固定齿轮1033，固定齿轮1033与第二双面齿调速圈1032的外齿相互啮合，固定架1034用于实现其余平台的连接，保持固定齿轮1033与第二双面齿调速圈1032之间或者调速组件与第二调速齿轮102之间相互稳定啮合或传动连接。采用该传动调速部件103的形式，不仅实现了第一调速齿轮101与第二调速齿轮102之间的稳定传动，而且实现了一个第二调速齿轮102与多个第一调速齿轮101之间稳定传动的形式，同时也分开了一调速齿轮101与第二调速齿轮102之间的联系，使得调速组件的作用更直接地体现在全部作用于第二调速齿轮102的自转上，达到了大大减小控制功率的目的。

所述调速组件可以是常规的电气型调速器或者液压型调速器，也可以是辅助接力形式、中间接力形式或原动力调节形式，为了保证较高的传动效率以及相对较低的控制成本，在本实施例中，所述调速组件包括调速电机106和第三调速齿轮104，第三调速齿轮104与第二调速齿轮 102传动连接，如上所述传动连接的方式不仅包括通过中间连接传动件达到连接目的，还包括通过中间连接传动机构来达到连接目的，也包括采用固定件连接或直连方式来达到连接的目的。而在本实施例中，所述第三调速齿轮104与第二调速齿轮102固定连接，相对于通过传动连接的方式更能减小中间效率传递的损失，例如固定连接的方式不仅包括直接连接如焊接、扣接、插接、磁接等形式，还包括通过中间件连接如螺接、铆接或通过其余紧固件(连接轴)连接的形式。所述调速电机106用于驱动第三调速齿轮104转动的同时带动第二调速齿轮102自转。

相较于调速电机106直联第三调速齿轮104的形式，虽然可以达到直接驱动的目的，减小中间的传动损耗，但是作为一些实施场景中，为了实现高精度的无级调速目的，需要调速电机106的输出功率相对更小，从而调整精度相对更高，本实施例中，所述调速组件还包括第四调速齿轮105，第四调速齿轮105与第三调速齿轮103相互啮合，调速电机106 用于驱动第四调速齿轮105转动，以带动第三调速齿轮104转动，同上所述，调速电机106的输出轴与第四调速齿轮105的转动中心采用固定连接的方式，相对减小传动损失。

通过以上技术方案，调速电机106与第四调速齿轮105的组合相当于所述可调速的动力，调速电机106的转子轴与第四调速齿轮105传动连接，通过通过控制调速电机106的转速，从而经第四调速齿轮105来达到第三调速齿轮104转速的目的，最终达到控制内齿圈与太阳轮2011 转速差的目的，这种通过控制调速电机106转速并直接经第四调速齿轮 105最终作用到行星轮2010上的方式，同样能够达到很高的传递效率，进而保证后续较高的输出效率。此外，所述第四调速齿轮105的直径小于第三调速齿轮104的直径，比如第三调速齿轮104的直径与第四调速齿轮105的直径成倍数关系时，第四调速齿轮105旋转一圈，第三调速齿轮104旋转半圈甚至更少，从而提高了行星轮2010的控制精度，最终达到变速器的输出高精度无级变速的目的。

本实施例还提供了一种无级变速器，该无级变速器主要包括上述的调速机构100作为调速部分，而无级变速器主体部分主要由多个行星齿轮机构组成，需要说明的是，该无级变速器在应用调速机构100的部分，至少包括上述描述的第一调速齿轮101、第二调速齿轮102、传动调速部件103以及调速组件能够实现或者等同实现的形式，进而达到无级调整行星轮2010输出的目的。具体地，该无级变速器包括行星齿轮机构201 和调速机构100，调速机构100的第一调速齿轮101与行星齿轮机构201 的行星轮2010相互连接，连接的方式同上所述，调速机构100的第二调速齿轮102与行星齿轮机构201的太阳轮2011同轴设置；此外，所述行星齿轮机构201的太阳轮2011与另一行星齿轮机构即行星齿轮机构一 202的太阳轮或行星架传动连接，且行星齿轮机构201的内齿圈与又一行星齿轮机构即行星齿轮机构二202的太阳轮或行星架传动连接。无论行星齿轮机构201、行星齿轮机构一202、行星齿轮机构二202之间的主要构件怎么连接，能够实现变速传动连接即可，而关键在于应用了该调速机构100能够直接作用于行星轮2010实现无级调速的目的即可。

以在先公开的齿轮式无级变速器为例说明，调速机构100可直接替换原有的调速部分，但这并不能作为限制本申请提供的调速机构100应用范围的依据。此外，以应用于在先在公开的齿轮式无级变速器的结构而言，在其无级变速器主体部分200的输出轴与输入轴之间加一个单向轴承或超越离合器，在动力源向调节装置作功时输入轴转速高于输出轴时相互不发生作用，当调速电机103不工作时，动力源与负载不发生作用，加一个单向轴承的作用是当调速电机不工作时，负载因惯性转速高于动力源，使负载与功力源联接，如汽车下坡等情况，使动力源与负载联接实现功率双向流动；如不加单向轴承动力源与负载之间只有两种关系，即脱离或单向功率传动。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应当注意，在附图中所图示的结构或部件不一定按比例绘制，同时本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述，以避免不必要地限制本实用新型。

Claims (10)

1.一种调速机构，其特征在于，包括：

第一调速齿轮，所述第一调速齿轮具有与行星齿轮机构的行星轮相互连接的连接部；

第二调速齿轮，所述第二调速齿轮用于与所述行星齿轮机构的太阳轮同轴设置；

传动调速部件，所述传动调速部件均与所述第一调速齿轮和所述第二调速齿轮传动连接，所述传动调速部件用于实现所述第二调速齿轮在自转时，使得所述第一调速齿轮同步自转，且该第一调速齿轮同时在所述行星齿轮机构的约束作用下绕所述第二调速齿轮进行公转；

调速组件，用于驱动所述第二调速齿轮自转。

2.根据权利要求1所述的调速机构，其特征在于，所述传动调速部件为链条或齿圈。

3.根据权利要求1所述的调速机构，其特征在于，所述传动调速部件包括第一双面齿调速圈、第二双面齿调速圈和支撑件，所述第一调速齿轮与所述第一双面齿调速圈的外齿相互啮合，所述第二调速齿轮与所述第二双面齿调速圈的内齿相互啮合，所述第二双面齿调速圈的外齿与所述第一双面齿调速圈的内齿相互啮合；

所述支撑件用于保持所述第二双面齿调速圈在所述第一双面齿调速圈内自转。

4.根据权利要求3所述的调速机构，其特征在于，所述支撑件包括固定架以及可转动设置在所述固定架上的固定齿轮，所述固定齿轮与所述第二双面齿调速圈的外齿相互啮合。

5.根据权利要求1所述的调速机构，其特征在于，所述第一调速齿轮通过所述连接部与所述行星齿轮机构的行星轮固定连接。

6.根据权利要求1所述的调速机构，其特征在于，所述调速组件包括调速电机和第三调速齿轮，所述第三调速齿轮与所述第二调速齿轮传动连接，所述调速电机用于驱动所述第三调速齿轮转动的同时带动所述第二调速齿轮自转。

7.根据权利要求6所述的调速机构，其特征在于，所述第三调速齿轮与所述第二调速齿轮固定连接。

8.根据权利要求6所述的调速机构，其特征在于，所述调速组件还包括第四调速齿轮，所述第四调速齿轮与所述第三调速齿轮相互啮合，所述调速电机用于驱动所述第四调速齿轮转动，以带动所述第三调速齿轮转动。

9.根据权利要求8所述的调速机构，其特征在于，所述调速电机的输出轴与所述第四调速齿轮的转动中心固定连接。

10.一种无级变速器，其特征在于，包括行星齿轮机构以及如权利要求1-9任意一项权利要求所述的调速机构，所述调速机构的第一调速齿轮与所述行星齿轮机构的行星轮相互连接，所述调速机构的第二调速齿轮与所述行星齿轮机构的太阳轮同轴设置；

所述行星齿轮机构的太阳轮与另一行星齿轮机构的太阳轮或行星架传动连接，且所述行星齿轮机构的内齿圈与又一行星齿轮机构的太阳轮或行星架传动连接。

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