CN218440486U - 差速无级变矩变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了差速无级变矩变速器，属于变速器技术领域。它包括外壳、差速架、差速齿轮，增扭输入部件、行星架、行星齿轮、动力输出部件；差速架、增扭输入部件和输出部件同轴心设置，且增扭输入部件和输出部件均依次贯穿行星架的中心，均与行星架转动连接；差速齿轮与增扭输入部件、行星架同时对立啮合；行星齿轮通过转轴与行星架转动连接；本实用新型完全靠齿轮刚性啮合，无易损件，结构简单、体积小、造价低、寿命长、机械自控安全可靠；本实用新型具有刚性的无级变矩变速功能，将手动挡的刚性传动CVT的无级线性加速合二为一。

Description

差速无级变矩变速器

技术领域

本实用新型涉及差速无级变矩变速器，属于变速器技术领域。

背景技术

目前机动车国际通用的主流变速器有手动变速箱、双离合变速箱、AT变速箱及CVT变速箱。手动变速箱换挡频繁，操作繁琐累心，行车体验较差；双离合变速箱摩擦部件易发热，换挡顿挫，结构复杂成本高；AT变速箱结构太复杂成本太高，同时还有油耗高、动力迟缓及顿挫的问题；CVT则有扭矩峰值有限，起步无力的先天缺陷。为此本实用新型提出一种结构极简，却将手动档的刚性变矩传动优点与CVT的无级变速的优点合二为一的差速无级变矩变速器。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于：提供差速无级变矩变速器，它解决了传统变速器易劳损、顿挫、打滑、发热、成本高且无法被电动车应用的问题。

本实用新型所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：

差速无级变矩变速器，包括外壳、差速架、传动轴、行星架和输出轴，所述差速架位于外壳内部转动设置，所述传动轴位于差速架的轴心位置，所述行星架转动套接在传动轴上，所述传动轴上还固定套接有第一传动齿轮，所述第一传动齿轮和行星架之间共同啮合有多个差速齿轮，多个所述差速齿轮均通过可调节偏心轴与差速架转动连接，所述行星架上转动连接有多个行星轮，所述传动轴通过行星轮与输出轴连接，用于变扭输出动力。

作为优选实例，所述差速齿轮设置有两级啮合面，其中一个所述啮合面与第一传动齿轮啮合，另一个所述啮合面与行星架啮合。

作为优选实例，所述差速齿轮至少设置有三个，且均匀分布在差速架上。

作为优选实例，所述传动轴和输出轴同轴心设置，所述传动轴的底部固定套接有第二传动齿轮，所述输出轴的上部固定套接有第三传动齿轮。

作为优选实例，所述行星轮为直径不同的双排齿轮，其中一排齿轮与第二传动齿轮啮合，另一排齿轮与第三传动齿轮啮合。

作为优选实例，所述可调节偏心轴包括支撑轴和调节轴，所述差速齿轮与支撑轴同圆心转动套接，所述调节轴与支撑轴偏圆心转动套接，所述调节轴与差速架连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型可提供大扭矩上限的无级变矩加速，具有刚性的无级变矩变速功能，将手动挡的刚性传动CVT的无级线性加速合二为一，基本上可以统一变速箱，更可以解决电动车高速时电机高转速乏力的缺陷。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中A-A向的截面结构示意图；

图3为行星轮部分的爆炸结构示意图；

图4为差速齿轮不同偏心状态下的结构示意图。

图中：外壳1、支撑架2、行星轮3、行星架4、差速齿轮5、第一啮合面51、第二啮合面52、差速架6、第一传动齿轮7、传动轴8、第二传动齿轮9、第三传动齿轮10、输出轴11、支撑轴12、调节轴13。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

如图1-4所示，差速无级变矩变速器，包括外壳1、差速架6、传动轴8、行星架4和输出轴11，差速架6位于外壳1内部转动设置，该差速架6的轴心部位固定有输入轴，且输入轴延伸至外壳1外部，作为动力输入部件；传动轴8同样设置在差速架6的轴心位置，与输入轴对应，用于保持运动时的平衡；行星架4转动套接在传动轴8上，传动轴8上还固定套接有第一传动齿轮7，第一传动齿轮7和行星架4之间共同啮合有多个差速齿轮5，多个差速齿轮5均通过可调节偏心轴与差速架6转动连接，行星架4上转动连接有多个行星轮3，行星轮3与第一传动齿轮7分别位于行星架4的两侧，形成两种动力传递结构，一种由差速架6、差速齿轮5和行星架4构成差速传动结构，另一种由行星架4、行星轮3构成行星传动结构，传动轴8通过行星轮3与输出轴11进行连接，最后由输出轴11向外输出动力，用于实现变扭输出动力。

在具体实施例中，差速齿轮5设置有两级啮合面：第一啮合面51和第二啮合面52，该两级啮合面分别为不同的直径，其中第一啮合面51与第一传动齿轮7啮合，第二啮合面52与行星架4外缘设置的轮齿啮合，当动力通过差速齿轮5输入时，由于行星架4的速比为1：1，而增扭速比通常可达1:3甚至1:5，差速齿轮5会自动将动力向增扭矩端传递，所以机车起步时，行星架4相对静止，动力由差速齿轮5联动增扭输入部件（由第一传动齿轮7、传动轴8、第二传动齿轮9构成增扭输入部件）进行传递，按正常差速算，此时增扭输入部件的转速会2倍于差速齿轮5的公转，扭矩减半。因此将差速齿轮5的齿轮分为两级，再将第一啮合面51：第一传动轮7的齿比定为第二啮合面52：行星架4的齿比的一半即可解决，以此保证增扭端输入效果。

差速齿轮5设置有三个，且均匀分布在差速架6上，三个及以上的差速齿轮5在联接轴承上基本不会产生径向力，设备更耐用。

传动轴8和输出轴11同轴心设置，传动轴8的底部固定套接有第二传动齿轮9，输出轴11的上部固定套接有第三传动齿轮10；行星轮3为直径不同的双排齿轮，其中一排齿轮与第二传动齿轮9啮合，另一排齿轮与第三传动齿轮10啮合，通过不同齿轮组之间的啮合传动，实现改变扭矩的效果，为了增强行星轮3旋转时的稳定性，输出轴11上还转动套接有第二层行星架2，该行星架2的顶部与行星轮3连接，与行星架4共同支撑行星轮3与传动齿轮的啮合，保持整个系统的稳定性。

无级变速器的目的是由一挡起步时最大速比最大扭矩，无级差地过渡到五挡或六挡最小速比最小扭矩的恒扭输出。正常差速情况下，由于增扭效果，如果差速齿轮5两端输出相同，则动力会更倾于从阻力低的第一传动齿轮7、传动轴8、第二传动齿轮9增扭输入部件方向传递，联动差速齿轮5啮合第三传动齿轮10由输出轴11输出，并且会维持低阻力输出，虽然行星架4可跟随输出轴11转速同步上升，但变矩的效果不明显。为解决变矩与恒矩的相互转换，特在差速齿轮5上设计了一种可调节偏心轴，该可调节偏心轴包括支撑轴12和调节轴13，差速齿轮5与支撑轴12同圆心转动套接，调节轴13与支撑轴12偏圆心转动套接，支撑轴12与差速架6不连接，调节轴13则与差速架6连接，并由机车电脑调节位置，在其中一个具体实施例中，外壳1的内壁设置有一环形的导轨，调节轴13的一端贯穿差速架6并设置有轴承，该轴承在导轨内滚动，同时外壳1上设置有带动该导轨整体上升或下降的驱动结构，如电缸；差速轮5通过差速架6的带动而公转，导轨上下微调通过调节轴13带动差速轮5偏心传动，其机车电脑对其的控制部分不是本申请保护的重点，在此不做过多赘述。加速伊始，调节轴13处于中位，差速齿轮5的两端力臂相同，因行星架4方向的阻力大于第一传动齿轮7方向的阻力，此时为增扭输出，即时表现为行星架4不动，差速齿轮5在行星架4上滚动，推动增扭输入部件做增扭加速；当有一定速度时，调节轴13在机车电脑指令下逐步压向行星架4端，而差速齿轮5位置不动，此时差速齿轮5在第一传动齿轮7方向的力臂与行星架4方向的力臂比会越变越大，相应第一传动齿轮7受力与行星架4受力的比值会越来越小，即动力逐步偏向行星架4方向的恒矩传动，直至差速齿轮5齿轮两端阻力相同，差速齿轮5不再滚动自转，此时变为恒矩传动。

工作原理：发动机动力从差速架6进入，通过差速齿轮5分为两种扭矩：一是通过差速齿轮5啮合第一传动齿轮7、传动轴8通过第二传动齿轮9、行星轮3、第三传动齿轮10使得输出部件增扭输出；二是通过差速齿轮5啮合行星架4，行星架4通过行星轮3、第三传动齿轮10带动输出部件的恒扭输出。增扭与恒扭的大小共存且时刻可相互转化，且无固定比值。

机动车起步伊始，需要爆发极大的扭矩以获得最大的起步加速度，此时主要通过差速齿轮5在行星架4上滚动来推动第一传动齿轮7联动传动轴8、第二传动齿轮9啮合行星轮3，再联动第三传动齿轮10及轴出轴11，从而实现增扭，行星架4则跟随输出部件的转速而转动。

差速齿轮5的偏心轴由机车电脑控制，它可从随速度增加而自动移动。当机动车速度逐渐提速时，差速齿轮5的偏心轴逐渐压向行星架4一侧，增扭输出逐渐减小，恒扭输出逐渐增大，直至差速齿轮5两端平衡，变为恒扭输出，变矩变速结束。本实用新型完全靠齿轮刚性啮合，无易损件，结构简单、体积小、造价低、寿命长、机械自控安全可靠。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.差速无级变矩变速器，其特征在于：包括外壳（1）、差速架（6）、传动轴（8）、行星架（4）和输出轴（11），所述差速架（6）位于外壳（1）内部转动设置，所述传动轴（8）位于差速架（6）的轴心位置，所述行星架（4）转动套接在传动轴（8）上，所述传动轴（8）上还固定套接有第一传动齿轮（7），所述第一传动齿轮（7）和行星架（4）之间共同啮合有多个差速齿轮（5），多个所述差速齿轮（5）均通过可调节偏心轴与差速架（6）转动连接，所述行星架（4）上转动连接有多个行星轮（3），所述传动轴（8）通过行星轮（3）与输出轴（11）连接，用于变扭输出动力。

2.根据权利要求1所述的差速无级变矩变速器，其特征在于：所述差速齿轮（5）设置有两级啮合面，其中一个所述啮合面与第一传动齿轮（7）啮合，另一个所述啮合面与行星架（4）啮合。

3.根据权利要求2所述的差速无级变矩变速器，其特征在于：所述差速齿轮（5）至少设置有三个，且均匀分布在差速架（6）上。

4.根据权利要求1所述的差速无级变矩变速器，其特征在于：所述传动轴（8）和输出轴（11）同轴心设置，所述传动轴（8）的底部固定套接有第二传动齿轮（9），所述输出轴（11）的上部固定套接有第三传动齿轮（10）。

5.根据权利要求4所述的差速无级变矩变速器，其特征在于：所述行星轮（3）为直径不同的双排齿轮，其中一排齿轮与第二传动齿轮（9）啮合，另一排齿轮与第三传动齿轮（10）啮合。

6.根据权利要求1所述的差速无级变矩变速器，其特征在于：所述可调节偏心轴包括支撑轴（12）和调节轴（13），所述差速齿轮（5）与支撑轴（12）同圆心转动套接，所述调节轴（13）与支撑轴（12）偏圆心转动套接，所述调节轴（13）与差速架（6）连接。

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