[发明专利]共架行星齿轮无级变速器

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械类变速器，尤其涉及用于传动系统中的一种所有行星齿轮共用行星轮架的共架行星齿轮无级变速器。

背景技术

目前在汽车上较多使用的自动变速技术是将液力变矩器和行星齿轮系组合的自动变速器技术，但它有明显的缺点：传动比不连续，液力传动效率较低，结构复杂，维护不便，另外一种无级变速(CVT)，它采用金属传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力，但CVT弱点是金属带承载能力小，传递功率有限，且造价高寿命短，其控制系统相当复杂，致使辅助成本增加，目前只能用于轿车。因此，开发一种安全可靠，结构简单，加工方便且造价低廉的齿轮无级变速器，便成为机械行业数十年来一直急需解决的问题。本发明首创所有行星齿轮共用一个行星轮架而制成的共架行星齿轮无级变速器，能在工作时直接根据负载变化，完全自动地实行无级变扭矩变转速运转，本发明国内外未见同类结构产品与相关资料。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种共架行星齿轮无级变速器，它仅采用一个行星轮架，并使多排行星齿轮共此行星轮架，且此行星轮架始终处于全悬浮状态，使其等效于一个行星齿轮部件夹持在输入端与输出端之间，而在运转过程中又以行星轮架的超速公转效应来协助推动输出，从而使共架行星齿轮无级变速器完全自动的实行无级变扭矩变转速运转，本发明是这样实现的：在图1中：共架行星齿轮无级变速器主要零部件由输入轴1、输入中轮2、超速中轮3、输入盘4、输入齿圈5、超速齿圈6、输出齿圈7、输出中轮8、齿圈盘9、输出轴10、前行轮架11、前行轮轴12、后行轮架13、后行轮轴14、输入行轮15、超速行轮16、输出行轮17、机壳18组成、其结构是：输入轴1与输出轴10同轴线并由机壳18支承、输入轴1其上刚联有输入盘4、其上并支承有输入中轮2与超速中轮3、输入盘4外圆周上刚联有输入齿圈5、输出轴10其上刚联有输出中轮8、其上并支承有齿圈盘9、齿圈盘9与输出齿圈7与超速齿圈6轴线重合且三者刚联、输入轴1与输出轴10上还支承有前行轮架11与后行轮架13、输入行轮15与超速行轮16刚联后、由前行轮轴12支承、输出行轮17由后行轮轴14支承、各齿轮的啮合关系是：输入中轮2与输入行轮15与输入齿圈5啮合、构成前排行星齿轮排、超速中轮3与超速行轮16与超速齿圈6啮合、构成中排行星齿轮排、输出中轮8与输出行轮17与输出齿圈7啮合、构成后排行星齿轮排、在保持图1共架行星齿轮无级变速器各零部件位置与各齿轮啮合关系不变的前提下、可对图1所示的共架行星齿轮无级变速器实行如图2所示的简化，即：可将其输入盘4、输入齿圈5、超速齿圈6、后行轮架13、后行轮轴14等零部件从变速器中去除、而将输入轴1与输入中轮2刚联、将前行轮轴12加长用于支承输入行轮15与超速行轮16与输出行轮17、将输出中轮8改与输出轴10间隙配合并与超速中轮3刚联、并将输出齿圈7与齿圈盘9与输出轴10三者刚联、即成简化共架行星齿轮无级变速器。

其工作原理是：我们先将图1所示的共架行星齿轮无级变速器与图2所示的简化共架行星齿轮无级变速器传动简图做一比较，可知图1所示的共架行星齿轮无级变速器是齿圈输入齿轮输出式，图2所示的简化共架行星齿轮无级变速器则是齿轮输入齿圈输出式，在图1中输入中轮2与超速中轮3是起稳定行星齿轮与减振与均载的作用，因此我们可用图2所示的简化共架行星齿轮无级变速器传动简图来更加直观的说明其工作原理，当输入轴1带动输入中轮2转动时，由于起步瞬间载荷极大，输出齿圈7与齿圈盘9与输出轴10角速等效为零，输出中轮8被迫沿输出齿圈7滚动，同时带动前行轮架11一齐转动、而前行轮轴12、输入行轮15、超速行轮16、输出行轮17也随之公转、设计时使前行轮架11其公转角速大于输入轴1角速，即可利用前行轮架11推动输出行轮17与齿圈盘9与输出轴10运转，此即为变速器最大扭矩的输出，随着输出轴10的载荷减小转速加快，夹持在输入中轮2与输出齿圈7之间的全部零部件公转转速随之逐渐趋近输入中轮2的转速，变速器即可趋近1比1输出，从而完成传动比连续变化的无级变速功能。

本发明所述的共架行星齿轮无级变速器，由于创新使用全悬浮并具有超速运转性能的共架行星齿轮结构，使其共架行星齿轮无级变速器能在输出最大扭矩的同时，在负荷减小后还能输出最高转速，从而可靠地完成了机械式无级变速功能，因而结构简单，价格低廉，传动比连续承载力大，安全可靠使用期长。

附图说明

图1：共架行星齿轮无级变速器传动简图

图2：简化共架行星齿轮无级变速器传动简图

图3：共架行星齿轮无级变速器实施简图

具体实施方式

在图3中：具体实施的共架行星齿轮无级变速器主要零部件由输入轴1、输入中轮2、超速中轮3、输入盘4、输入齿圈5、超速齿圈6、输出齿圈7、输出中轮8、齿圈盘9、输出轴10、前行轮架11、前行轮轴12、后行轮架13、后行轮轴14、输入行轮15、超速行轮16、输出行轮17、机壳18组成、其结构是：输入轴1与输出轴10同轴线并由机壳18支承、输入轴1其上刚联有输入盘4、其上并支承有输入中轮2与超速中轮3、输入盘4外圆周上刚联有输入齿圈5、输出轴10其上刚联有输出中轮8、其上并支承有齿圈盘9、齿圈盘9与输出齿圈7与超速齿圈6轴线重合且三者刚联、输入轴1与输出轴10上还共同支承有由前行轮架11、前行轮轴12、后行轮架13、后行轮轴14组成的公共行星齿轮架、输入行轮15与超速行轮16刚联形成二联行星齿轮后、由前行轮轴12支承、输出行轮17由后行轮轴14支承、各齿轮的啮合关系是：输入中轮2与输入行轮15与输入齿圈5啮合、构成前排行星齿轮排、超速中轮3与超速行轮16与超速齿圈6啮合、构成中排行星齿轮排、输出中轮8与输出行轮17与输出齿圈7啮合、构成后排行星齿轮排。