[实用新型]柱塞变容积式行星齿轮无级变速装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种能连续改变传动比的行星齿轮无级变速装置，属于机械传动领域。

背景技术

目前，广泛采用的无级变速的方法有以钢带为传动介质的CVT无级变速器、以液体为传动介质的液力变矩器、纽芬奇式无级变速器。

CVT无级变速器在工作中是靠钢带的压力来传递动力的，对钢带的要求非常高，这也限制了CVT变速器的应用范围；液力变矩器的工作是利用液体的动能，其传递效率很低，而且改变传动比范围也很有限；纽芬奇式无级变速器利用钢球传递扭矩，其传动比变化范围有限，而且只能传递很小的扭矩。

利用行星齿轮的无级变速器有电磁式无级变速器、内啮合式行星齿轮无级变速器等，但它们都有不同程度的不足，比如电磁式无级变速器在工作的过程中需要提供额外的电能。

发明内容

为了克服上述几种无级变速器的不足，本实用新型提供了一种柱塞变容积式行星齿轮无级变速装置，该无级变速装置不仅可以实现无级变速，而且还能在较大的范围内改变传动比，同时可以传递较大扭矩，并且不额外消耗能量。

众所周知，行星齿轮机构中的三个基本元件是太阳轮、行星架和内齿圈，如果将其中一个元件作为主动元件，另一个元件作为从动件，固定第三个元件，就可以得到一个固定的传动比；如果第三个元件不是被完全固定，而是与输入元件或输出元件以连续可变的相对速度旋转，那么传动比就会连续的变化。

本实用新型采用的技术方案由行星齿轮机构和控制机构两部分组成，行星齿轮机构由太阳轮、行星架、内齿圈和行星齿轮组成，控制机构主要由可变容积的空间、可调节流量的阀门和储液罐组成；利用行星齿轮机构作为传动装置，将行星齿轮机构中三个基本元件中的一个元件作为输入元件，另一个元件作为输出元件，第三个元件用单向离合器连接在壳体上，并且与输入元件和输出元件之一形成几个容积可变的空间，这些空间内充满液体，并通过可改变截面积的油道与外部的储液容器相连。

以第三个元件与输入元件之间形成容积可变空间为例，当第三个元件不动，输入元件旋转时，这些空间的容积就发生变化，空间内的液体通过油道进油或出油以适应容积的变化；如果减小油道的截面积，进油或出油的阻尼力将增大，液体来不及进入或排出空间，将会带动第三个元件旋转以减缓空间容积的变化；连接改变截面积，阻尼力发生连续变化，第三个元件与输入元件之间的速度也发生连续变化，这样就可以实现输入元件与输出元件之间传动比的连续变化，实现无级变速。

上述中，如果将第三个元件与输出元件之间形成几个容积可变的空间，将会得到同样的结果。

下面仅以将行星架作为输入元件、太阳轮作为输出元件、并以在内齿圈与行星架之间形成容积可变的空间为例，来说明本实用新型的技术方案。

太阳轮1与安装在行星架13上的行星齿轮2连接，行星齿轮2与内齿圈3连接；内齿圈3还连接单向离合器20，在行星架13上装有一齿轮14，与齿轮14相连接的有一内齿轮15，内齿轮15由限位板19限位，在内齿轮15的上装有柱塞总成4，柱塞杆16可在弹簧18的作用下沿柱塞筒17滑动，从而保证与内齿圈3的圆面部分一直接触，内齿圈3的一部分与行星架13接触，一部分与油底板6相接触，油底板6上有进油孔12和回油孔5，这样，内齿圈3、行星架13、油底板6、内齿轮15和柱塞总成4就形成了空间， 这些空间通过进油孔12和回油孔5以及进油管11和回油管7与储油罐8相连接；在回油管7上设置有阀门9和阀门控制柄10。

当行星架13作为主动元件旋转时，行星架13上的齿轮14会一起旋转，齿轮14带动内齿轮15旋转，柱塞总成4会随着内齿轮15一起旋转；在柱塞总成4旋转时，柱塞杆16会在弹簧18的作用下沿柱塞筒17滑动，相邻两个柱塞总成4之间形成的空间容积就会发生改变。

当阀门9处于完全开启位置时，柱塞总成4间的容积的变化会通过吸入或排出液体来适应，内齿圈3不会被柱塞总成4带着转动，同时由于单向离合器20的作用也不会反向转动，内齿圈3保持固定不动；此时相当于内齿圈3完全固定，以行星架13为主动元件，太阳轮1为从动元件，传动比固定。