CN220470564U - 一种新型汽车离合器与行星齿轮组合的无级变速器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型：一种新型汽车离合器与行星齿轮组合的无级变速器装置，本技术在中轴线上，前端设置离合器结构，后端设置行星齿轮结构，在动力输入轴上设置凸轮及行星齿轮中心轮，凸轮顶部设置滚柱轴承，凸轮上设置变位转子，变位转子上的变位空间设置圆弧轨道，圆弧轨道设置有最窄处(E)及最宽处(F)，离合器转体上设置钢珠、弹簧、装配筒，后端设置行星齿轮圈，行星齿轮盘中心部位的中心轴承与动力输入轴后端装配完成，行星齿轮盘后端设置有输出轴，行星齿轮盘上由中心销轴将行星齿轮装配完成，本无级变速器装置可广泛用于：自行车、摩托车、大货车、机械制造等有关领域。

Description

一种新型汽车离合器与行星齿轮组合的无级变速器装置

技术领域

本实用新型涉及汽车离合器及变速箱，机械自动化，电动汽车，自行车无级变速（CVT）技术领域，一种新型汽车离合器与行星齿轮组合的无级变速器装置。

背景技术

离合器安装在发动机与变速器之间，是传动系统中直接与发动机相连的部件，负责接合和切断发动机与变速器之间的动力传递，离合器要保证汽车平稳起步，汽车起步时，驾驶员缓慢抬起离合器踏板，使离合器的主、从动部分逐渐接合，当驱动力足以克服汽车起步阻力时，汽车便由静止开始逐渐加速，实现平稳起步，现有的重型汽车变速器由1速—12速齿轮组成，汽车在行驶的过程中，为适应不断变化的行驶条件，需不断的变换档位，这就要求换挡前踩下离合器踏板，终断发动机的动力传动，迅速变档，然后缓慢抬起离合器踏板，使得车辆在所需的速度行驶，现有的离合器为压紧机构式，压紧机构式利用飞轮圆周上设置数量不等压紧弹簧，将从动盘和压盘压紧在一起，发动机转矩靠飞轮与从动盘接触面之间的摩擦压紧力传递工作扭矩，汽车正常行驶时飞轮与从动盘是一体旋转不产生摩擦，换挡时飞轮与从动盘短时间摩擦过度，半脚离合或长时间离合造成摩擦片高温导致离合器总成失效、报废；

汽车行驶的速度及变化和发动机无级转速与汽车自身无级行驶两大特性所决定，这就要求汽车的变速器达到无级变速比（Continuously VatableTransmission）简称“CVT”技术，以实现所需转速扭矩合理的匹配，而现有的“CVT”技术以日本为代表的钢盘、钢带式无级变速器技术，因只能在小型车辆、小功率范围内应用，重载车辆及重型装备不能推广应用，现有大功率的重型货车最广泛的使用传统的齿轮变速器，齿轮变速器以传递扭矩率大、效率高，工作可靠等显著的优点占领着重型汽车的主要地位，缺点是随着发动机的功率加大，拉运吨位增加，变速器由1—12速向1—24速发展，变速器由双轴向三轴发展，体积加大、重量加重、成本增加，同时驾驶员要随时根据车辆的行驶速度及发动机转速，频繁的使用离合器，频繁的变换工作档位，以确保发动机与车辆行驶的速度完好的匹配，因此，如何克服现有离合器的问题，创新新的自动长效离合器，如何将齿轮变速的优点，进行创新，使齿轮技术达到无级变速（CVT）的功能，是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，为了解决上述的问题，为了达到上述的目的，本实用新型采用如下的技术方案：一种新型汽车离合器与行星齿轮组合的无级变速器装置，分别设置以下的零部件，离合器转体1、装配轴承2、动力输入轴3、下凸轮4、设置在凸轮顶部的滚柱轴承5、变位转子6、钢珠7、弹簧8、装配筒9、离合器转体上设置有钢珠孔10、离合器转体的后端设置行星齿圈11、上凸轮12、行星齿轮盘13、中心轴承14、输出轴15、动力输入轴与行星齿轮中心轮装配键16、行星齿轮中心轮17、行星齿轮滚针轴承18、行星齿轮中心销轴19、行星齿轮20、右凸轮21、左凸轮22、设置在变位转子上的圆弧轨道23、设置在变位转子上的变位空间24、设置在离合器转体上的装配螺丝扣25、圆弧轨道最窄处E、圆弧轨道最宽处F组成，本技术装置在无级变速器中心轴线上，所设置的零部件是对称的，以保证同轴转动时的同向平衡力，动力输入轴由前向后贯通设置，前端由装配轴承与离合器转体组装完成，后端与行星齿轮盘中心部位的中心轴承装配完成，轻型及中型车辆动力输入轴上对称设置上凸轮、下凸轮，重型车辆动力输入轴上对称的十字线分别设置上凸轮、下凸轮及左凸轮、右凸轮，动力输入轴上凸轮的后端设置行星齿轮中心轮由装配键装配完成，动力输入轴转动时设置在轴上的凸轮及行星齿轮中心轮是同时转动；

所述的离合器转体与动力输入轴上设置的凸轮对称垂直的4条圆周中心线上，等分（份）设置装配螺丝扣孔及钢珠孔，钢珠、弹簧由装配筒通过装配螺丝扣旋压组装在孔中，钢珠在钢珠孔中可以上、下移动，组装完成后的弹簧对钢珠产生N/m的工作压力，离合器转体后端设置行星齿圈；

所述的变位转子，分别设置有变位空间，变位转子上的变位空间中分别设置圆弧轨道，圆弧轨道设置有最窄处E及最宽处F，变位转子是分别设置在动力输入轴凸轮上，变位转子上设置的变位空间可以在凸轮上，上、下移动，动力输入轴上凸轮顶部设置有滚柱轴承，与变位转子上设置的圆弧轨道有着滚动的工作关系，当凸轮顶部设置的滚柱轴承处在圆弧轨道最窄处E时，变位转子是以中轴线中心点圆周转动的，而设置在离合器转体内圆周上，数量相同，等分（份）设置的钢珠受弹簧N/m的工作压力，钢珠对变位转子产生的是同心转动压力，没有上、下移动的动作，当凸轮受动力输入轴旋转扭矩力转动，设置的滚柱轴承受力由圆弧轨道最窄处E逐渐向最宽处F滚动，最终滚动移动至圆弧轨道最宽处F时是变位转子最大偏心距转动点，此时设置的变位转子开始脱离中轴线旋转的中心点，变位转子逐渐由小向大开始偏心距转动，变位转子旋转1周将设置在离合器转体上的钢珠及弹簧被逐个压缩一次，钢珠在孔中上、下移动，弹簧在被压缩的过程中N/m的工作压力加大，加大的N/m工作压力产生对变位转子旋转扭矩反推力，随着偏心扭矩力逐渐加大变位转子由最初不能带动离合器转体转动，至逐渐带动离合器转体转动，由低速向高速直至同步转动；

所述的行星齿轮机构是设置在离合器机构的后端，行星齿轮中心轮设置在动力输入轴上是同步转动的，行星齿轮盘中心部位的中心轴承与动力输入轴后端装配完成，在中心轴线后端行星齿轮盘上设置有输出轴，行星齿轮盘上由中心销轴将行星齿轮装配完成，中心销轴与行星齿轮内孔之间设置有滚针轴承，行星齿圈是设置在离合器转体后端并与离合器转体同步转动的。

附图说明

图1是本实用新型：一种新型汽车离合器与行星齿轮组合的无级变速器装置，主要零部件结构设置的剖面装配示意图，本结构无级变速器动力输入轴上对称设置上凸轮、下凸轮适用于中型车辆及轻型车辆；

图2是本实用新型：一种新型汽车离合器与行星齿轮组合的无级变速器装置，离合器主要零部件结构剖面装配示意图，动力输入轴3，下凸轮4，上凸轮12，右凸轮21，左凸轮22，滚柱轴承5，本结构无级变速器动力输入轴上对称的十字线上分别设置下凸轮、上凸轮、右凸轮、左凸轮，适用于重型车辆；

图3是本实用新型：一种新型汽车离合器与行星齿轮组合的无级变速器装置，重型车辆动力输入轴3上对称的十字线上分别设置上凸轮12、下凸轮4、右凸轮21、左凸轮22，凸轮顶部分别设置滚柱轴承5，→箭头表示转动方向；

图4是本实用新型：一种新型汽车离合器与行星齿轮组合的无级变速器装置，侧面A—A剖面结构设置装配示意图，下凸轮4、滚柱轴承5、圆弧轨道最窄处E、圆弧轨道23、圆弧轨道最宽处F离合器转体1、钢珠7、弹簧8、装配筒9、设置在变位转子上的变位空间24、设置在离合器转体上的装配螺丝扣25、变位转子6，→箭头表示转动方向；

图5是本实用新型：一种新型汽车离合器与行星齿轮组合的无级变速器装置，侧面B—B剖面结构设置装配示意图，钢珠7、弹簧8、装配筒9、设置在变位转子上的变位空间24、离合器转体1、变位转子6、上凸轮12、设置在凸轮顶部的滚柱轴承5、圆弧轨道最窄处E、圆弧轨道23、圆弧轨道最宽处F，→箭头表示转动方向，图中：设置在凸轮顶部的滚柱轴承处在圆弧轨道最窄处E时，变位转子是以中轴线中心点作圆周转动的；

图6是本实用新型：一种新型汽车离合器与行星齿轮组合的无级变速器装置，侧面剖面结构设置工作示意图，当凸轮受动力输入轴3旋转扭矩力转动，设置的滚柱轴承5受力由圆弧轨道最窄处E逐渐向最宽处F滚动，最终滚动移动至圆弧轨道最宽处F时是变位转子最大偏心距转动点，→箭头表示转动方向；

图7是本实用新型：一种新型汽车离合器与行星齿轮组合的无级变速器装置，侧面C—C剖面结构设置装配示意图，离合器转体1、离合器转体的后端设置行星齿圈11、动力输入轴3、滚针轴承18、行星齿轮中心销轴19、行星齿轮20、行星齿轮中心轮17、行星齿轮盘13、输出轴15、动力输入轴与行星齿轮中心轮装配键16，→箭头表示转动方向。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方式作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施案例；

如图1—图7所示，本实用新型：一种新型汽车离合器与行星齿轮组合的无变速器装置，本实施例是针对重型汽车所设计的做详细说明，本无级变速（CVT）装置在中心轴线上，所设置的零部件是对称的，以保证同轴转动时的同向平衡力，动力输入轴由前向后贯通设置，前端由装配轴承与离合器转体组装完成，后端与行星齿轮盘中心部位的中心轴承装配完成，动力输入轴上对称的十字线上分别设置上凸轮、下凸轮、左凸轮、右凸轮，（如图2—图3所示）在凸轮后端动力输入轴与行星齿轮中心轮由装配键装配完成，动力输入轴转动时设置在轴上的两对4凸轮及行星齿轮中心轮是同时转动的，离合器转体与动力输入轴上设置的凸轮对称垂直的4条圆周中心线上，第分（份）设置22个钢珠孔，在孔中设置相同数量的Φ18毫米钢珠，相同数量的弹簧由装配筒通过装配螺丝扣旋压组装在孔中，钢珠在钢珠孔中可以上、下移动，组装完成后的弹簧对钢珠产生N/m的工作压力，离合器转体后端设置行星齿圈，变位转子（如图4—图5所示）分别设置有变位空间，变位转子上的变位空间中分别设置圆弧轨道，圆弧轨道设置有最窄处E及最宽处F，变位转子是分别设置在动力输入轴凸轮上，变位转子上设置的变位空间可以在凸轮上，上、下移动，动力输入轴上的凸轮顶部设置有滚柱轴承，并与变位转子上设置的圆弧轨道有着滚动的工作关系，当凸轮顶部设置的滚柱轴承处在圆弧轨道最窄处E时，变位转子是以中轴线中心点圆周转动的，而设置在离合器转体内圆周上，数量相同，等分（份）设置的钢珠受弹簧N/m的工作压力，钢珠对变位转子产生的是同心转动压力，变位转子不能对离合器转体产生转动推力，此时，设置的变位转子是旋转的，而设置在离合器转体孔中的钢珠是旋转的，没有上、下移动的动作，当凸轮受动力输入轴旋转扭矩力转动，设置的滚珠轴承受力由圆弧轨道最窄处E逐渐向最宽处F滚动，最终滚动移动至圆弧轨道最宽处F时是变位转子最大偏心距转动点，此时设置的变位转子开始脱离中轴线旋转的中心点，变位转子逐渐由小向大开始偏心距转动，随着变位转子偏心旋转扭矩力逐渐加大，设置在离合器转体钢珠孔中的钢珠上、下移动的距离由小变大，设置的弹簧被压缩的距离由长变短，设置的弹簧N/m的工作压力，由小变大，随着偏心扭矩力逐渐加大变位转子由最初不能带动离合器转体移动，至逐渐带动离合器转体转动，由低速向高速直至同步转动，行星齿轮机构是设置在离合器机构的后端，行星齿轮中心轮设置在动力输入轴上是同步转动的，行星齿轮盘中心部位的中心轴承与动力输入轴后端装配完成，在中心轴线后端行星齿轮盘上设置有输出轴，行星齿轮盘上由中心销轴将行星齿轮装配完成，中心销轴与行星齿轮内孔之间设置有滚针轴承，行星齿圈是设置在离合器转体后端并与离合器转体同步转动的；

进一步的对本实用新型无级变速器的技术作详细的描述，本无级变速器是针对重型车辆所设计的，速比：0速—24速，动力输入轴是双扭矩驱动式，旋转时，前端驱动凸轮及变位转子，后端驱动行星齿轮中心轮（太阳轮），发动机启动后，发动机怠速600/分转速时，动力输入轴开始转动，设置在轴上的凸轮及变位转子处于圆弧轨道最窄处E，变位转子是以中轴线中心点作圆周正时针转动的，同时动力输入轴后端驱动行星齿轮中心轮转动，行星齿轮机构开始工作，由于驱动扭矩力不能克服行星齿轮盘及输出轴的启动反扭矩，不能带动输出轴转动，设置的行星齿轮盘是不转动的，此时的行星齿轮中心轮转动行星齿轮，行成反驱动扭力，导致齿圈及离合器转体上设置的所有零件同时向逆时针反向转动，变位转子正时针转动与离合器转体逆时针反向转动的转动点，是离合器转体上设置的钢珠在变位转子的外圆上进行的，此时的本技术无级变速器速比处于0速，当发动机加速时，正、反两转速是同时加速的，而此时设置在动力输入轴上的凸轮顶部的滚柱轴承，受力由圆弧轨道最窄处E逐渐向最宽处F滚动，此时设置的变位转子开始脱离中轴线旋转的中心点，变位转子逐渐由小变大开始偏心距转动，随着变位转子偏心旋转扭矩力逐渐加大，设置在离合器转体钢珠孔中的钢珠上、下移动的距离由小变大，设置的弹簧被压缩的距离由长变短，设置的弹簧N/m的工作压力由小变大，变位转子正时针转动扭矩逐渐大于离合器转体逆时针反向转动力，当正旋力克服反旋力时，行星齿轮盘及输出轴克服外力的影响开始转动，车辆平稳起步，当发动机逐渐加速，动力输入轴加速旋转，离合器转体逆时针反向旋转，由快速反转至慢速反转，到静止停转，而后随着变位转子低速正转向高速正转，直至与变位转子同步转动，此时设置的滚柱轴承受力由圆弧轨道最窄处E滚动移动至圆弧轨道最宽处F时是变位转子最大偏心距转动点，所产生的正旋扭矩力最大时，输出轴的输出转速也越来越快，加速推动车辆行驶，此时的速比已从0速向最高24速发展，发展的过程是无级的，当车辆在行驶中遇到不同的行驶阻力和制动减速时，车辆行驶的惯性扭矩力大于发动机旋转扭矩时，设置在离合器转体上的弹簧N/m的工作压力通过钢珠将变位转子由圆弧轨道最宽处F向圆弧轨道最窄处E移动，以满足发动机变化的扭矩及车辆行驶中各种不同的行驶阻力完好匹配。

Claims (1)

1.一种新型汽车离合器与行星齿轮组合的无级变速器装置，其特征在于：分别设置以下的零部件，离合器转体（1）、装配轴承（2）、动力输入轴（3）、下凸轮（4）、设置在凸轮顶部的滚柱轴承（5）、变位转子（6）、钢珠（7）、弹簧（8）、装配筒（9）、离合器转体上设置有钢珠孔（10）、离合器转体的后端设置行星齿圈（11）、上凸轮（12）、行星齿轮盘（13）、中心轴承（14）、输出轴（15）、动力输入轴与行星齿轮中心轮装配键（16）、行星齿轮中心轮（17）、行星齿轮滚针轴承（18）、行星齿轮中心销轴（19）、行星齿轮（20）、右凸轮（21）、左凸轮（22）、设置在变位转子上的圆弧轨道（23）、设置在变位转子上的变位空间（24）、设置在离合器转体上的装配螺丝扣（25）、圆弧轨道最窄处（E）、圆弧轨道最宽处（F）组成，在无级变速器中心轴线上，所设置的零部件是对称的，以保证同轴转动时的同向平衡力，动力输入轴由前向后贯通设置，前端由装配轴承与离合器转体组装完成，后端与行星齿轮盘中心部位的中心轴承装配完成，轻型及中型车辆动力输入轴上对称设置上凸轮、下凸轮，重型车辆动力输入轴上对称的十字线分别设置上凸轮、下凸轮及左凸轮、右凸轮，动力输入轴上凸轮的后端设置行星齿轮中心轮由装配键装配完成，动力输入轴转动时设置在轴上的凸轮及行星齿轮中心轮是同时转动；

所述的离合器转体与动力输入轴上设置的凸轮对称垂直的四条圆周中心线上，等分设置装配螺丝扣孔及钢珠孔，钢珠、弹簧由装配筒通过装配螺丝扣旋压组装在孔中，钢珠在钢珠孔中可以上、下移动，组装完成后的弹簧对钢珠产生工作压力，离合器转体后端设置行星齿圈；

所述的变位转子，分别设置有变位空间，变位转子上的变位空间中分别设置圆弧轨道，圆弧轨道设置有最窄处（E）及最宽处（F），变位转子是分别设置在动力输入轴凸轮上，变位转子上设置的变位空间可以在凸轮上，上、下移动，动力输入轴上凸轮顶部设置有滚柱轴承，与变位转子上设置的圆弧轨道有着滚动的工作关系，当凸轮顶部设置的滚柱轴承处在圆弧轨道最窄处（E）时，变位转子是以中轴线中心点圆周转动的，而设置在离合器转体内圆周上，数量相同，等分设置的钢珠受弹簧的工作压力，钢珠对变位转子产生的是同心转动压力，没有上、下移动的动作，当凸轮受动力输入轴旋转扭矩力转动，设置的滚柱轴承受力由圆弧轨道最窄处（E）逐渐向最宽处（F）滚动，最终滚动移动至圆弧轨道最宽处（F）时是变位转子最大偏心距转动点，此时设置的变位转子开始脱离中轴线旋转的中心点，变位转子逐渐由小向大开始偏心距转动，变位转子旋转一周将设置在离合器转体上的钢珠及弹簧被逐个压缩一次，钢珠在孔中上、下移动，弹簧在被压缩的过程中的工作压力加大，加大的工作压力产生对变位转子旋转扭矩反推力，随着偏心扭矩力逐渐加大变位转子由最初不能带动离合器转体转动，至逐渐带动离合器转体转动，由低速向高速直至同步转动；

行星齿轮中心轮设置在动力输入轴上是同步转动的，行星齿轮盘中心部位的中心轴承与动力输入轴后端装配完成，在中心轴线后端行星齿轮盘上设置有输出轴，行星齿轮盘上由中心销轴将行星齿轮装配完成，中心销轴与行星齿轮内孔之间设置有滚针轴承，行星齿圈是设置在离合器转体后端并与离合器转体同步转动的。