CN110030340A - 离心力自动变速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种离心力自动变速器，涉及变速器技术领域，包括外壳体、设于所述外壳体内的变速器动力输入轴和变速器动力输出轴、以及介于所述变速器动力输入轴和变速器动力输出轴之间的变速机构，该变速机构包括：离心力变径行星架、甲组行星轮、乙组行星轮组、以及丙组行星输出轮。本发明的有益效果：通过离心式可变径行星架调节不同的线速度情况下的转速与扭矩输出，实现机械式二级自动变速，同理，将该二级变形器多级串联组装后，可实现多级变速，从而达到结构小巧、成本低廉、运行可靠性高、传动效率直接等优点，尤其适用于电动汽车的电动机低速高扭矩特点。

Description

离心力自动变速器

技术领域

本发明涉及变速器技术领域，尤其涉及一种新型可将二级变速进行多级串联的离心力自动变速器。

背景技术

变速器是用来改变来自发动机的转速和转矩的机构，它能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比。变速器由变速传动机构和操纵机构组成，有些汽车还有动力输出机构。传动机构大多用普通齿轮传动，也有用行星齿轮传动。

按传动比的变化方式划分为：有级式、无级式和综合式三种。其中有级式变速器是指有几个可选择的固定传动比，采用齿轮传动；又可分为：齿轮轴线固定的普通齿轮变速器和部分齿轮(行星齿轮)轴线旋转的行星齿轮变速器两种。

现有电动汽车的电机由于传统变速器体积过大造成电动机动能损失过大，而不适合在电动汽车上配置变速器，而当前电动汽车存在低速行驶时耗电低，高速行驶时耗电大幅增加的不足，通过单一改变输入的电流、电压、频率的变化来实现调速，到目前为止依然没有发挥电动机的低速高扭矩特性。

为了解决上述现有技术不足，本发明提供了一种小巧轻便、成本低廉、操作与安装简单的离心力自动变速器，使电动汽车低速高扭的优点持续发挥，而高速高耗电的弊端得到解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种可将二级变速进行多级串联的离心力自动变速器。

本发明提供的一种离心力自动变速器，包括外壳体、设于所述外壳体内的变速器动力输入轴和变速器动力输出轴、以及介于所述变速器动力输入轴和变速器动力输出轴之间的变速机构，该变速机构包括：离心力变径行星架，设于所述变速器动力输入轴上，并与所述变速器动力输入轴保持同角速度转动；

甲组行星轮，包括固定于所述变速器动力输入轴上的太阳轮、与所述太阳轮相齿合的行星轮甲、以及与所述行星轮甲相齿合的内外双齿面外齿圈和双齿面内齿圈；

乙组行星轮组，包括至少一个由至少一对行星轮乙构成的齿轮组，所述行星轮乙限位穿置在所述离心力变径行星架中的套管上，并着所述离心力变径行星架及所述变速器动力输入轴做同角速度转动；

所述乙组行星轮组中的太阳轮借用所述内外双齿面外齿圈，所述乙组行星轮组的外齿圈借用所述双齿面内齿圈；

丙组行星输出轮，其由行星轮丙和带有弧形齿面的盆齿圈所构成，所述盆齿圈与所述变速器动力输出轴固定成一体化结构。

所述离心力变径行星架包括设于所述变速器动力输入轴上的中心座圈、设有铰接的平行双连杆机构、套管、拉紧弹簧；所述中心座圈通过所述铰接与所述平行双连杆机构的一端相连，所述平行双连杆机构的另一端则通过所述铰链与用于支撑一组同轴行星轮的所述套管相连；所述中心座圈与所述套管之间还通过所述拉紧弹簧拉紧。

所述行星轮甲为大小台阶式双齿结构设计，其通过固定轴设于所述外壳体上。所述行星轮甲的小齿部啮合所述内外双齿面外齿圈，所述行星轮甲的大齿部啮合所述双齿面内齿圈。

所述齿轮组由一组反向转动的输入行星轮乙和一个输出行星轮乙所构成；

本发明的工作原理是：

随着穿置在离心力变径行星架中的套管上的乙组行星轮的转动角速度越来越高，用于承载乙组行星轮的离心力变径行星架受到的离心力越来越大，当离心力大到足以克服弹簧张力时，乙组行星轮在离心力变径行星架的定向约束下，作弧线运动，离开甲组行星轮的内外双齿面外齿圈，切入甲组行星轮的双齿面内齿圈。甲组行星轮的内外双齿面外齿圈和双齿面内齿圈通过呈大小台阶式双齿结构设计的行星轮甲串联且同向转动。乙组行星轮中由一组反向转动的输入齿轮组在甲组行星轮的内外双齿面外齿圈和双齿面内齿圈组，在离心力变径行星架的定向约束下进行运动切换，从而实现乙组行星轮的不同齿轮线速度输入。乙组行星轮中的输出齿轮即为丙组行星输出轮的输入轮(亦即行星轮丙)，行星轮丙作为丙组行星输出轮的动力输入轮，在丙组行星输出轮的盆齿圈内圆弧滑动，并转动传递转速及扭矩，从而带动整体变速器的输出转速和扭矩。

甲组行星轮的内外双齿面外齿圈和双齿面内齿圈在行星轮甲的共同带动下，实现差速转动，有效解决了乙组行星轮动接动的低冲击啮合，使得啮合更具柔性。必要时，为进一步减少冲击，可在乙组行星轮上设置啮合同步器。

乙组行星轮上的输出齿轮(亦即行星轮丙)始终与丙组行星输出轮的盆齿啮合，使其在正常行驶状态始终具有角速度状态，从而保证动接动的啮合过程。

当外部载体限制动力时(如汽车刹车状态)，离心力可变行星架没有了输入轴的角速度，也就不存在了离心力或离心力急速降低，在弹簧的张紧力下，乙组行星轮从甲组行星轮的双齿面内齿圈回到内外双齿面外齿圈，实现低速前进或倒车运转。

本发明的有益效果：通过离心式可变径行星架调节不同的线速度情况下的转速与扭矩输出，实现机械式二级自动变速，同理，将该二级变形器多级串联组装后，可实现多级变速，从而达到结构小巧、成本低廉、运行可靠性高、传动效率直接等优点，尤其适用于电动汽车的电动机低速高扭矩特点。

附图说明

图1为本发明整体剖面结构示意图；

图2为本发明中变速机构4整体一个剖面结构示意图；

图3为本发明中变速机构4整体另一个剖面结构示意图；

图4为本发明中离心力变径行星架41的剖面结构示意图；

图5为本发明中甲组行星轮42的剖面结构示意图；

图6为本发明中乙组行星轮组43的剖面结构示意图；

图7为本发明中丙组行星输出轮44的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明做详细说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。另外以下仅为本发明的部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参照图1—7所示的一种离心力自动变速器，包括外壳体1，在外壳体1内安装有变速器动力输入轴2和变速器动力输出轴3、以及介于变速器动力输入轴2和变速器动力输出轴3之间的变速机构4，该变速机构4包括离心力变径行星架41、甲组行星轮42、乙组行星轮组43、丙组行星输出轮44，其中：

离心力变径行星架41(参照图4所示)安装于变速器动力输入轴2上，并与变速器动力输入轴2保持同角速度转动。离心力变径行星架41包括安装于变速器动力输入轴2上的中心座圈411、一端通过铰接412与中心座圈411相连接的平行双连杆机构413、通过铰接412与平行双连杆机构413的另一端相连接且用于支撑一组同轴行星轮的套管414、以及用以拉紧中心座圈411与套管414的拉紧弹簧415；

甲组行星轮42(参照图5所示)包括固定于变速器动力输入轴2上的太阳轮421、与太阳轮421相齿合的行星轮甲422、以及与行星轮甲422相齿合的内外双齿面外齿圈423和双齿面内齿圈424，行星轮甲422为大小台阶式双齿结构设计，其通过固定轴5设于外壳体1上。行星轮甲422的小齿部啮合内外双齿面外齿圈423，行星轮甲422的大齿部啮合双齿面内齿圈424；

乙组行星轮组43(参照图6所示)包括至少一个齿轮组430，该齿轮组430由至少一对行星轮乙431构成，行星轮乙431限位穿置在离心力变径行星架41中的套管414上，并随着离心力变径行星架41及变速器动力输入轴2做同角速度转动；任意一个齿轮组430均由一组反向转动的输入行星轮乙431'和一个输出行星轮乙431”所构成，乙组行星轮组43中的太阳轮借用内外双齿面外齿圈423，乙组行星轮组43的外齿圈借用所述双齿面内齿圈424；

丙组行星输出轮44(参照图7所示)，其由行星轮丙441(即为输出行星轮乙431”，附图标识中则标识为431”)和带有弧形齿面的盆齿圈442所构成，盆齿圈442与变速器动力输出轴3固定成一体化结构。

本发明的工作原理是：

随着穿置在变速器动力输入轴2上的乙组行星轮组43中的行星轮乙431的转动角速度越来越高，用于承载乙组行星轮组43的离心力变径行星架41受到的离心力越来越大，当离心力大到足以克服弹簧张力时，乙组行星轮组43中的行星轮乙431在离心力变径行星架41的定向约束下，作弧线运动，离开甲组行星轮42中的内外双齿面外齿圈423，切入甲组行星轮42中的双齿面内齿圈424。甲组行星轮42中的内外双齿面外齿圈423和双齿面内齿圈424通过呈大小台阶式双齿结构设计的行星轮甲422串联且同向转动。乙组行星轮组43中由一组反向转动的输入行星轮乙431'和输出行星轮乙431”所构成的齿轮组430，在甲组行星轮42中的内外双齿面外齿圈423和双齿面内齿圈424内借助离心力变径行星架41的定向约束力进行运动切换，从而实现乙组行星轮组43的不同齿轮线速度输入。乙组行星轮组43中的输出行星轮乙431”即为丙组行星输出轮44中的输入轮(亦即行星轮丙441)，行星轮丙441作为丙组行星输出轮44的动力输入轮，在丙组行星输出轮44的盆齿圈442内圆弧滑动，并转动传递转速及扭矩，从而带动整体变速器的输出转速和扭矩。

甲组行星轮42的内外双齿面外齿圈423和双齿面内齿圈424在行星轮甲422的共同带动下，实现差速转动，有效解决了乙组行星轮组43中输入行星轮乙431'和输出行星轮乙431”之间、以及与内外双齿面外齿圈423和双齿面内齿圈424之间的动接动的低冲击啮合，使得啮合更具柔性。必要时，为进一步减少冲击，可在乙组行星轮组43上设置啮合同步器。

乙组行星轮组43上的输出行星轮乙431”即为丙组行星输出轮44中的输入轮(亦即行星轮丙441)始终与丙组行星输出轮44中的盆齿圈442相啮合，使其在正常行驶状态始终具有角速度状态，从而保证动接动的啮合过程。

当外部载体限制动力时(如汽车刹车状态)，离心力可变行星架41没有了变速器动力输入轴2的角速度，也就不存在了离心力或离心力急速降低，在弹簧的张紧力下，乙组行星轮组43中的行星轮乙431从甲组行星轮42的双齿面内齿圈424回到内外双齿面外齿圈423，实现低速前进或倒车运转。

本发明的有益效果：通过离心式可变径行星架41调节不同的线速度情况下的转速与扭矩输出，实现机械式二级自动变速，同理，将该二级变形器多级串联组装后，可实现多级变速，从而达到结构小巧、成本低廉、运行可靠性高、传动效率直接等优点，尤其适用于电动汽车的电动机低速高扭矩特点。

Claims (6)

1.离心力自动变速器，包括外壳体、设于所述外壳体内的变速器动力输入轴和变速器动力输出轴、以及介于所述变速器动力输入轴和变速器动力输出轴之间的变速机构，其特征在于：该变速机构包括：

离心力变径行星架，设于所述变速器动力输入轴上，并与所述变速器动力输入轴保持同角速度转动；

甲组行星轮，包括设于所述变速器动力输入轴上的太阳轮、与所述太阳轮相齿合的行星轮甲、以及与所述行星轮甲相齿合的内外双齿面外齿圈和双齿面内齿圈；

乙组行星轮组，包括至少一个由至少一对行星轮乙构成的齿轮组，所述行星轮乙限位穿置在所述离心力变径行星架中的套管上，并随着所述离心力变径行星架及所述变速器动力输入轴做同角速度转动；

丙组行星输出轮，包括行星轮丙和带有弧形齿面的盆齿圈，所述盆齿圈与所述变速器动力输出轴固定成一体化结构。

2.根据权利要求1所述的离心力自动变速器，其特征在于：所述乙组行星轮组中的太阳轮借用所述内外双齿面外齿圈，所述乙组行星轮组的外齿圈借用所述双齿面内齿圈。

3.根据权利要求1所述的离心力自动变速器，其特征在于：所述离心力变径行星架包括设于所述变速器动力输入轴上的中心座圈、设有铰接的平行双连杆机构、套管、拉紧弹簧。

4.根据权利要求1所述的离心力自动变速器，其特征在于：所述行星轮甲为大小台阶式双齿结构设计，其通过固定轴设于所述外壳体上；

所述行星轮甲的小齿部啮合所述内外双齿面外齿圈，所述行星轮甲的大齿部啮合所述双齿面内齿圈。

5.根据权利要求1所述的离心力自动变速器，其特征在于：所述齿轮组由一组反向转动的输入行星轮乙和一个输出行星轮乙所构成。

6.根据权利要求3所述的离心力自动变速器，其特征在于：所述中心座圈通过所述铰接与所述平行双连杆机构的一端相连，所述平行双连杆机构的另一端则通过所述铰链与用于支撑一组同轴行星轮的所述套管相连；

所述中心座圈与所述套管之间还通过所述拉紧弹簧拉紧。