[其他]差动轮系变扭器

说明书

本发明是应用于动力传动中的机械装置。

差动轮系变扭器传动时，在其变扭范围内，当输入功率不变，外载发生变化时，它能产生与外载相偶合的转矩，使输出功率恒定不变。实际上它是一种输出转矩与输出转速成反比的自动无级变速器。适用于输出转速与外界负载经常发生变化的传动场合。

本发明是参照红旗牌轿车CA770自动变速装置：液力变扭器功能而作出的。经初步检索，国内外机械传动方面尚无此物。有关与本发明相似的，液力传动技术中的液力变扭器，可查阅吉林工业大学等校编写的“工程机械液压与液力传动”一书下册第110页。此资料由机械工业出版社出版，机械工业出版社印刷厂印刷。1979年7月北京第一版，1979年7月北京第一次印刷，统一书号15033.4830。

本发明任务：为能使一切交通车辆、拖拉机、坦克、船舶驱动、工程机械等都能达到恒功率传动，提高经济性和功率因素，从而弥补和取代液力变扭器在这一方面应用的不足和局限性。

差动轮系变扭器是由周转轮系机构，螺旋运动转换器与自由轮机构及箱体组合而成，它属机械力平衡轮系机构。

图1是差动轮系变扭器中的一种周转轮系机构。在这机构中，中心轮（2）、齿圈（3）都是能绕固定轴线OO回转的。当中心轮（2）转动时，行星轮（1）一方面绕自己的轴线回转，另一方面又随系杆（4）一起绕固定轴线OO回转。在周转轮系机构中，三个都能绕固定轴线OO回转的中心轮（2），齿圈（3），系杆（4），称之为周转轮系机构的三个基本传动构件，且这三构件都是运动的。如果其中中心轮（2）主动，齿圈（3）固定，系杆（4）从动，这样的周转轮系机构传动，称之为行星传动，它只有一个自由度。若三构件中系杆（4）主动，中心轮（2）和齿圈（3）从动，这样的周转轮系机构传动，称之为差速传动，它有二个自由度。

当周转轮系机构作差速传动：系杆（4）主动时，主动件系杆（4）上的作用力，是通过行星轮（1）的平衡条件，由行星轮（1）平均分配给两边二个从动件中心轮（2）和齿圈（3）的，所以这种差速机构是一种力平衡机构。

图2是差动轮系变扭器中由蜗轮、蜗杆为元件组成的螺旋运动转换器。它是一种由左右二只齿数和模数相等，螺旋方向相同的蜗轮（5）和蜗轮（7），并列在同一固定轴线OO上，与同一多头蜗杆（6）啮合，组装在转壳（8）内而组成的蜗轮蜗杆付传动机构。图中二蜗轮是机构的输入和输出，它们任何一只都能作主动件或从动件。其中转壳（8）是个不固定的，两端由轴承支承的，使其也可以绕固定轴线OO转动的蜗轮蜗杆付箱体。在机构中它也是一个受力件，可作为机构的输出。

显然，这种蜗轮蜗杆付传动机构，其传动特点：机构中三个都能绕固定轴线OO转动的基本构件，当蜗轮（5）主动，蜗轮（7）从动时，转壳（8）受蜗杆（6）牵连，被夹持在二主从动蜗轮之间。主动件上的作用力，是直接通过蜗轮（5），蜗杆（6），蜗轮（7）的齿面接触，传递给从动件的。使机构成整体传动。但当转壳（8）上受到外力作用时，转壳（8）对蜗杆（6）轴向，就产生一个与蜗杆轴向力方向相反的轴向支座反力，使主动件蜗轮（5）上的法向力，在蜗轮蜗杆啮合中受力后，分成三个分力：其径向力与蜗杆（6）径向力相对抵消。园周力即转变成蜗杆（6）的轴向力，与转壳（8）产生的轴向支座反力偶合。而轴向力则使蜗杆（6）产生园周运动，（以蜗杆（6）蜗轮（7）啮合的蜗杆付传动中，主动件蜗杆（6）的法向力，也会分解成三个分力）使蜗杆（6）在园周运动中也产生轴向力作用在从动件蜗轮（7）的园周上，与外载偶合。

不难看出螺旋运动转换器，当转壳（8）受到外力作用对蜗杆（6）产生一个轴向支座反力时，从动件蜗轮（7）上的载荷就能被主动件蜗轮（5）通过蜗杆（6）驱动。若主动件上的转矩大于从动件上的转矩，或输入功率大于输出功率，（此时转壳（8）所受到的外力，对主动件相应也形成一个反力矩），这时主动件上的输入功率满足从动件输出需要后，剩余的就分马力直接作用在转壳（8）上，使螺旋运动转换器在输入功率恒定不变的情况下，从动件蜗轮（7）和转壳（8）上的外力矩，可同时被主动件蜗轮（5）分别驱动。