[发明专利]悬浮多级行轮无级变速器

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械类变速器，尤其涉及一种在车辆传动系统中采用悬浮多级行星齿轮机构并以其实现扭力增矩推动输出的悬浮多级行轮无级变速器。

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无级变速器，便成为机械行业几十年来急需解决的问题。本发明采用悬浮多级行星齿轮机构并以其实现扭力增矩的悬浮多级行轮无级变速器，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悬浮多级行轮无级变速器，它在运行中采用悬浮多级行星齿轮机构并以其增矩特性，将输入小齿轮的扭力通过多级行星齿轮转移给输出齿轮增矩后，即可实行变速器在最大扭矩与最高转速之间可靠地完成无级变速功能地运转。

本发明是这样实现的：在图1中：悬浮多级行轮无级变速器主要零部件包括输入轴1、悬浮行星架2、一级行轮轴3、二级行轮轴4、三级行轮轴5、输入中轮6、一级行星轮7、二级行星轮8、三级行星轮9、驱动行星轮10、输出轮11、输出轴12、机壳13、倒车行星轮14、倒车输出轮15、前进离合器16、倒车离合器17、进退离合器18组成；其结构是：输入轴1与输出轴12同轴线并由机壳13支承、输入轴1与输入中轮6刚联、悬浮行星架2由输入轴1与输出轴12支承、悬浮行星架2上刚联有一级行轮轴3与二级行轮轴4与三级行轮轴5、一级行星轮7由一级行轮轴3支承、二级行星轮8与倒车行星轮14刚联后由二级行轮轴4支承、三级行星轮9与驱动行星轮10刚联后由三级行轮轴5支承、前进离合器16安装在前进输出轮11与输出轴12之间、倒车离合器17安装在倒车输出轮15与输出轴12之间、进退离合器18安装在悬浮行星架2与机壳13之间；各齿轮的啮合关系是：输入中轮6与一级行星轮7啮合、一级行星轮7与二级行星轮8啮合、二级行星轮8与三级行星轮9啮合、构成前排悬浮多级行星齿轮排、倒车行星轮14与倒车输出轮15啮合、构成中排倒车行星齿轮排、驱动行星轮10与输出轮11啮合、构成后排前进行星齿轮排。

悬浮多级行轮无级变速器工作原理参见图1与图2：倒车时，进退离合器18将悬浮行星架2与机壳13结合、倒车离合器17将倒车输出轮15与输出轴12结合，倒车输出轮15反转即可倒车；前进时，进退离合器18先将悬浮行星架2与机壳13结合、悬浮行星架2转速为零，则输入中轮6正转并通过一级行星轮7、二级行星轮8带动三级行星轮9与驱动行星轮10反转、输入中轮6的扭力就可通过以上各级行星齿轮，其扭力值略有改变后直接转移给输出轮11，即可使输出轴12正转，且由于输出轮11半径是输入中轮6半径的N倍，则输出轮11能以N倍输入中轮6的扭矩带动输出轴12增矩转动，此时即可输出最大扭矩，起步后，悬浮行星架2与机壳13分离，悬浮行星架2在输入中轮6的直接扭力作用下，将带动三级行星齿轮公转，且不管输出轴12转速多少，输入中轮6的扭力都能通过公转施加于输出轮11上并增矩后带动输出轴12，因此当负载减小后输出轴12的输出转速将随之增快，直至悬浮行星架2及其三级行星齿轮公转转速与输出轴12输出转速趋近输入中轮6输入转速，此时即可输出最高转速，变速器从而在最大扭矩与最高转速之间可靠地完成无级变速功能。

本发明所述的悬浮多级行轮无级变速器，由于创新使用悬浮多级行轮机构，使其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，且结构异常简单，价格十分低廉，传动比连续承载力大，安全可靠使用期长。

附图说明

图1：悬浮多级行轮无级变速器传动简图

图2：悬浮多级行轮无级变速器原理简图

具体实施方式

在图1中：具体实施的悬浮多级行轮无级变速器主要零部件包括输入轴1、悬浮行星架2、一级行轮轴3、二级行轮轴4、三级行轮轴5、输入中轮6、一级行星轮7、二级行星轮8、三级行星轮9、驱动行星轮10、输出轮11、输出轴12、机壳13、倒车行星轮14、倒车输出轮15、前进离合器16、倒车离合器17、进退离合器18组成；其结构是：输入轴1与输出轴12同轴线并由机壳13支承、输入轴1与输入中轮6刚联、悬浮行星架2由输入轴1与输出轴12支承、悬浮行星架2上刚联有一级行轮轴3与二级行轮轴4与三级行轮轴5、一级行星轮7由一级行轮轴3支承、二级行星轮8与倒车行星轮14刚联后由二级行轮轴4支承、三级行星轮9与驱动行星轮10刚联后由三级行轮轴5支承、前进离合器16安装在前进输出轮11与输出轴12之间、倒车离合器17安装在倒车输出轮15与输出轴12之间、进退离合器18安装在悬浮行星架2与机壳13之间；各齿轮的啮合关系是：输入中轮6与一级行星轮7啮合、一级行星轮7与二级行星轮8啮合、二级行星轮8与三级行星轮9啮合、构成前排悬浮多级行星齿轮排、倒车行星轮14与倒车输出轮15啮合、构成中排倒车行星齿轮排、驱动行星轮10与输出轮11啮合、构成后排前进行星齿轮排。