CN115076310A - 一种无极差速变速器 - Google Patents

Abstract

本发明属于变速器技术领域，并具体公开了一种无极差速变速器，包括第一齿轮组、第二齿轮组、第一动力分流装置、第二动力合流装置、动力输出轮、发电装置、驱动装置，第一齿轮组与第二齿轮组相连，第二动力合流装置轮与第二行星齿轮组相啮合，第一动力分流装置与第一齿轮组相啮合，第一动力分流装置还与发电装置相连，第二动力合流装置与第二齿轮组相啮合，第二动力合流装置还与驱动装置相连。

Description

一种无极差速变速器

技术领域

本发明属于变速器技术领域，具体涉及一种无极差速变速器。

背景技术

变速器是一种可以改变转速比和运动方向的装置，变速器通常可以用在常汽车、拖拉机、船舶、机床和各种机器上，用来按不同工作条件(或者不通工况时)改变由主动轴传到从动轴上的扭矩、转速和运动方向。

变速器在汽车上以变速箱的形式存在，变速箱是变更传动比和运动方向的齿轮箱。

现有的变速器在变速时易产生顿挫，且传动效率低，变速箱体积大，且扭矩小，离合器磨损，寿命短等等。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种无极差速变速器。

本发明所采用的技术方案为：

一种无极差速变速器，包括第一齿轮组、第二齿轮组、第一动力分流装置、第二动力合流装置、动力输出轮、动力输入轴，发电装置、驱动装置，所述第一齿轮组的齿圈与所述第二齿轮组的太阳轮通过传动轴相连，第二齿轮组的齿圈与所述第一齿轮组的太阳轮通过传动轴相连。所述动力输出轮与所述第二齿轮组相配合，所述第一动力分流装置与所述第一齿轮组相配合，所述第一动力合流装置还与所述发电装置相连，所述第二动力合流装置与所述第二齿轮组相啮合，所述第二动力合流装置还与所述驱动装置相连。

进一步，所述第一动力分流装置与所述第二动力合流装置之间还设置有传动轴相连。

进一步，所述第一齿轮组包括第一齿圈和第一行星齿轮机构，第一太阳齿轮，所述第一齿圈设有内齿和外齿，所述第一齿圈的内齿与所述第一行星齿轮机构相啮合，所述第一齿圈的外齿与所述第一动力分流装置相啮合。

进一步，所述第二齿轮组包括第二齿圈和第二行星齿轮机构，所述第二齿圈设有内齿和外齿，所述第二齿圈的内齿与所述第二行星齿轮机构相啮合，所述第二齿圈的外齿与所述第二动力合流装置相啮合。

进一步，所述第一行星齿轮机构包括一个行星齿轮架，和多个第一行星齿轮，和动力输入轴，所述第一太阳轮与所述第一行星齿轮机构相啮合，所述第一行星齿轮机构与所述第一齿圈的内齿相啮合。

进一步，所述第一行星齿轮机构还包括第一行星架，所述第一行星架将多个第一行星齿轮连接在一起，所述第一行星架与所述第一动力输入轴相连。

进一步，所述第二行星齿轮机构包括一个第二行星轮齿架和多个第二行星齿轮，动力输出轮连接在一起。所述第二太阳轮与所述第二行星齿轮机构相啮合，所述第二行星齿轮机构与所述第二齿圈的内齿相啮合。

进一步，所述第二行星齿轮机构还包括第二行星架，动力输出轮，所述第二行星架将多个第二行星齿轮连接在一起，所述第一齿圈通过空心传动轴与所述第二太阳轮相连，所述第一太阳轮通过传动轴与所述第二齿圈相连，所述传动轴穿设在所述空心传动轴中。

进一步，还包括控制器，所述控制器与所述发电装置和驱动装置相电连接，所述控制器用于分配发电装置的电压给驱动装置，所述驱动装置带动所述第二动力分流装置运动。

本发明的有益效果为：本发明可以应用于汽车发动机等工作场景中，发动机可以通过第一动力输入轴带动第一齿轮机组进行转动，第一齿轮组转动时，可以带动第一动力分流装置转动，差速器转动过程中，可以通过发电装置来进行发电，而后，控制器可以控制发电装置，并对驱动装置一定大小的电压电流，驱动装置可以进行启动，驱动装置启动时，可以带动第二动力分流装置转动，第二动力合流装置转动时，可以带动第二齿轮组转动，第二齿轮组则可以带动动力输出轮转动，此外，第一齿轮组的齿圈本身通过空心传动轴带第二太阳轮可带动第二行星齿轮转动，制动停车时，动力输出轮不传，第二行星齿轮自转，齿圈会反转，当改变第二齿圈转动方向及转速时，并最终调整动力输出轮的转速，从而达到调速的效果。

本发明中的第一动力分流装置和第二动力合流装置之间也设置有传动轴，第一动力分流装置的一部分的传动扭矩力可以分配给第二动力合流装置，可以使得变速控制更为精准，而通过改变驱动装置的扭矩力，最终可以达到调速的效果，调整过程中，动力输出轮的速度变化过程呈现为线性，不存在明显的级差。

附图说明

图1为本发明一种实施方式的无极差速变速器的结构示意图；

图2为图1所示无极差速变速器中第一齿轮组的结构示意图；

图3为图1所示无极差速变速器中第一太阳轮与第二齿圈的结构示意图；

图4为图1所示无极差速变速器中第一齿圈与第二太阳轮的结构示意图。

图5为图1所示无极差速变速器的结构简图；

图6为本发明另一种实施方式的无极差速变速器的结构示意图；

图7为图1所示无极差速变速器的第二齿轮组的结构示意图。

图中：1-第一齿轮组；11-第一齿圈；12-第一太阳轮；13-第一行星齿轮；14-第一行星架；15-空心传动轴；2-第二齿轮组；21-第二齿圈；22-第二太阳轮；23-第二行星齿轮；17-第二行星架；16-传动轴；2-第二齿轮组；21-第二齿圈；22-第二太阳轮；23-第二行星齿轮；17-第二行星架；18-传动轴；3-第一动力分流装置；4-第二动力合流装置；3-第一动力分流装置；4-第二动力合流装置；5-动力输出轮；6-发电装置；7-驱动装置；8-控制器；9-动力输入轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1～图5、图7示意性的显示了本发明一种实施方式的无极差速变速器的结构。

如图1～图5、图7所示，一种无极差速变速器，包括第一齿轮组1、第二齿轮组2、第一动力分流装置3、第二动力合流装置4、动力输出轮5、发电装置6和驱动装置7。

如图1～图5所示，第一齿轮组1与第二齿轮组2相连，动力输出轮5与第二齿轮组2相连，第一动力分流装置3与第一齿轮组1相配啮合，还与发电装置6传动轴相连，第二动力合流装置4与第二齿轮组2相配啮合，还与驱动装置7传动轴相连。

进一步地，如图1所示，在本实施例中，第一动力分流装置3与第二动力合流装置4之间还设置有传动轴18相连。在其他实施例中，如图6所示，第一动力分流装置3与第二动力合流装置4之间可以不设置任何传动轴，即第一动力分流装置3与第二动力合流装置4之间不会直接连接。

第一动力分流装置3和第二动力合流装置4均为一种现有类似的装置，比如也可行星齿轮组，及差速器等等…都可做为动力合分流装置，动力合流装置的一种。本身，动力分流装置也可做动力合流装置，可相同可互换，无论动力分流装置及动力合流装置是什么，只要是能动力分流，动力动合流尽可。

如图1～图5、图7所示，在本实施例中，第一齿轮组1可以包括第一齿圈11和第一行星齿轮机构，第一太阳轮，第一齿圈11设有内齿和外齿，第一齿圈11的内齿与第一行星齿轮相啮合，第一齿圈11的外齿与第一动力分流装置3相啮合。

在本实施例中，由于第二齿轮组2的结构可以和第一齿轮组1的有些结构相同，第二齿轮组2包括第二齿圈21和第二行星齿轮机构，第二太阳轮，第二齿圈21设有内齿和外齿，第二行星齿轮机构，与第二齿圈21的内齿，和太阳轮22相啮合。

在其他实施例中，第一齿轮组1和第二齿轮组2的结构并不局限于如图1和图2所示，第一齿轮组1和第二齿轮组2的具体结构可以根据需要来进行设定，只要第一齿轮组1和第二齿轮组2能够达到本发明中所描述的效果即可。

在本实施例中，如图1和图2所示，第一行星齿轮机构包括多个第一行星齿轮13，行星架，动力输入轴9，第一太阳轮12与第一行星齿轮13相啮合，第一行星齿轮13与第一齿圈11的内齿相啮合。具体而言，第一行星齿轮13的数量可以二个、三个、四个或者五个等，第一行星齿轮13的数量和大小可以根据实际过程来进行设定。

此外，在本实施例中，如图1和图2所示，第一行星齿轮机构还包括第一行星架14，第一动力输入轴9，可以将多个第一行星齿轮13连接在一起，多个第一行星齿轮13可以同步转动，第一行星架14与第一动力输入轴相连。本实施例中的第一行星架14的形状并不局限于图2所示，在其他实施例中，第一行星架14的形状可以根据需要来进行调整。

在本实施例中，如图1所示，第二行星齿轮机构包括一个第二行星架17和多个第二行星齿轮23，第二动力输出轮5，第二太阳齿轮22与第二行星齿轮23相啮合，第二行星齿轮23与第二齿圈21的内齿相啮合。体而言，第二行星齿轮23的数量可以二个、三个、四个或者五个等，第二行星齿轮23的数量和大小可以根据实际过程来进行设定。

在本实施例中，第二行星齿轮机构还包括第二行星齿轮23，第二行星架17将多个第二行星齿轮23连接在一起，第二行星架17与动力输出轮5连接一起。本实施例中的第二行星架17和动力输出轮5的形状并不局限于图1所示，在其他实施例中，第二行星架17和动力输出轮5的形状可以根据需要来进行调整。

在本实施例中，更为具体的，结合图1和图5来说，在第一齿圈11的左边连接有动力输入轴9，动力输入轴9的左侧还可以连接汽车发动机等，动力输入轴9与第一行星架14相连，第一行星架14与第一行星齿轮13连接在一起。

同时，在本实施例中，如图4所示，第一齿圈11通过空心传动轴15与第二太阳轮22相连，因此，第一齿圈11转动时，第一齿圈11可以通过空心传动轴15带动第二太阳轮22转动；如图3所示，第一太阳轮12可以通过传动轴16与第二齿圈21相连，从图5中可以看出，传动轴16可以穿设空心传动轴15中，第一太阳轮12可以带动第二齿圈21转动。

为了方便控制，本发明还可以包括控制器8，控制器8与发电装置6和驱动装置7相电连接，控制器8用于分配发电装置6的电压给驱动装置7，驱动装置7带动第二动力合流装置4运动。

下面对本发明整体的工作过程作详细说明：

1.首先，本发明可以作为变速器应用在汽车等上，汽车发动机可以与第一转轴连接，汽车发动机启动后，可以带动第一转轴转动，第一转轴可以带动第一行星架14转动，第一行星架14转动时，可以带动多个第一行星齿轮13同步公转，第一行星齿轮13转动时，此时因扭矩不平衡，如第二动力输出轮不传的情况下，只能带动第一齿圈转动，第一太阳轮12会反转，对第一行星组和发动机不受影响。

2.第一齿圈11转动时，第一齿圈11可以带动第一动力分流装置3转动，可以带动第一动力分流装置3的左右两边连接传动轴转动，当控制器8控制发电装置6不给驱动装置7分配电压时，此时，第二动力合流装置4带动不了第二齿圈，第一动力分流装置3转动的动力全部用于发电装置6发电存储。同时，第一齿圈11转动时，可以通过传动轴带动第二太阳轮22转动，第二太阳轮22可以带动第二行星齿轮23转动，第二行星齿轮23可以带动第二动力输出轮转动5，动力输出轮5可以连接汽车的车轮，由于第二齿圈21也不会受到扭转力，也不会转动，相应的动力输出轮5转速较慢。

3.当通过控制器8控制发电装置6给驱动装置7分配电压时，此时，第二动力合流装置4进行转动，第一动力分流装置3转动的动能有一部分会用于发电装置6发电，另一部分通过传动轴带动第二动力合流装置4转动，同时，由于驱动装置7也会启动，驱动装置7也会带动第二动力合流装置4转动，相当于驱动装置7以及第一动力分流装置3一部分的传动力带动第二动力合流装置4转动，起到“合力”的作用，第二动力合流装置4转动时，带动第二齿圈21转动，第二齿圈21与第二太阳齿轮22协同一起带动第二行星齿轮23公转，第二行星齿轮23带动行星架17和动力输出轮5转动，而本身第一齿圈11也会通过第二太阳轮22带动第二行星齿轮23转动，此时，动力输出轮5的转速会相对上述第二齿圈转动时的速度更快。

4.停车时，汽车发动机可以通过动力输入轴9带动第一行星架14转动，第一行星架14转动时，带动第一齿圈11转动，第一齿圈11带动第二太阳轮22转动，第二行星架17不运动时,动力输出轮5也不会转，第二行星齿轮23原地自转的同时，带动第二齿圈21反向转动。同时也带动第一太阳轮反转，但此对第一行星齿轮组发动机都不受影响

在本实施例中的驱动装置7可以是电机，此外，驱动装置7本身也可以是发电机等装置，无论驱动装置7是什么，只要驱动装置7能够带动第二动力合流装置4转动即可。

本实施例中，可以通过控制器8来控制驱动装置7的电压电流大小，当驱动装置7的电压电流大时，驱动装置7的转速更快，第二动力合流装置4的转速也更快，第二动力合流装置4与第一动力分流装置3的连接轴可以带动第二齿圈21的转速也更快，相应的动力输出轮5转动速度也更快，反之，当驱动装置7的电压电流大哥小时，驱动装置7的转速变慢，第二动力合流装置4的转速也变慢，第二齿圈21的转速也变慢，相应的动力输出轮5转动速度也变慢。

综上，可以通过控制器8来控制驱动装置7的电压电流大小，从而最终通过第一齿轮组1、第二齿轮组2、第一动力分流装置3和第二动力合流装置4来调节动力输出轮5的转速，达到变速的作用。

此外，当要刹车制动时，汽车发动机仍旧可以运动，汽车发动机可以通过第一转轴带动第一齿圈11转动，第一齿圈11转动时，可以通过空心传动轴带动第二太阳轮22转动，因为此时处于刹车状态，第二行星架17不会传动，同样动力输出轮也不会传动，第二行星齿轮23原地自转的同时，带动第二齿圈21反向转动。也带动第一太阳轮反转，动力会回流到第一行星齿轮组，但此转动对第一行星齿轮组和发动机都不受影响。

本发明可以应用于汽车发动机等工作场景中，发动机可以通过第一转轴带动第一齿轮组1进行转动，第一齿轮组1转动时，可以带动第一动力分流装置3转动，动力分流装置转动过程中，可以通过发电装置6来进行发电，而后，控制器8可以控制发电装置6，并对驱动装置7一定大小的电或电流，驱动装置7可以进行启动，驱动装置7启动时，可以带动第二动力合流装置4转动，可以带动第二齿轮组2转动，第二齿轮组2则可以带动动力输出轮5转动，此外，第一齿轮组1本身也可以通过空心传动轴带动动力输出轮5转动，当改变驱动装置7的电压时，可以改变第二动力合流装置4的转速，进而改变第二齿轮组2的转速，并最终调整动力输出轮5的转速，从而达到调速的效果。

本发明中的，第一动力分流装置3的一部分的转动扭矩力可以分配给传动轴，进而分配给第二动力合流装置4，可以使得变速控制更为精准，而通过改变驱动装置7的电压，最终可以达到调速的效果，调整过程中改变，动力输出轮5的速度变化过程呈现为线性，不存在明显的级差。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无极差速变速器，其特征在于：包括第一齿轮组(1)、第二齿轮组(2)、第一动力分流装置(3)、第二动力合流装置(4)、动力输出轮(5)、发电装置(6)、驱动装置(7)和动力输入轴(9)，所述第一行星齿轮组(1)与所述第二行星齿轮组(2)相连，所述动力输出轮(5)与所述第二齿轮组(2)相连接，所述第一动力分流装置(3)与所述第一齿轮组(1)相配合，所述第一动力分流装置(3)还与所述发电装置(6)相连，所述第二动力合流装置(4)与所述第二齿轮组(2)相配合，所述第二动力合流装置(4)还与所述驱动装置(7)相连，所述第一齿轮组(1)与所述动力输入轴(9)相连。

2.根据权利要求1所述的无极差速变速器，其特征在于：所述第一行星齿轮(1)与所述第二行星齿轮(2)之间还设置有传动轴。

3.根据权利要求2所述的无极差速变速器，其特征在于：所述第一齿轮组(1)包括第一齿圈(11)和第一行星机构(13)第一太阳齿轮(12)所述第一齿圈(11)设有内齿和外齿，所述第一齿圈(11)的内齿与所述第一行星轮相啮合，所述第一齿圈(11)的外齿与所述第一动力分流装置(3)相啮合。

4.根据权利要求3所述的无极差速变速器，其特征在于：所述第二齿轮组(2)包括第二齿圈(21)和第二行星机构，太阳齿轮(22)所述第二齿圈(21)设有内齿和外齿，所述第二齿圈(21)的内齿与所述第二行星轮相啮合，所述第二齿圈(21)的外齿与所述第二动力合流装置(4)相啮合。

5.根据权利要求4所述的无极差速变速器，其特征在于：所述第一行星齿轮机构包括多个第一行星齿轮(13)行星齿轮架(14)动力输入轴(9)。所述第一太阳齿轮(12)与所述第一行星齿轮(13)相啮合，所述第一行星齿轮(13)与所述第一齿圈(11)的内齿相啮合。

6.根据权利要求5所述的无极差速变速器，其特征在于：所述第一行星齿轮机构还包括第一多个行星齿轮(13)，所述第一行星架(14)动力输入轴(9)将连接在一起，所述第一行星架(14)与所述动力输入轴(9)相连。

7.根据权利要求6所述的无极差速变速器，其特征在于：所述第二行星齿轮机构包括第二多个行星齿轮(23)，行星齿轮架(17)动力输出轮(5)想连，所述第二行星齿轮(23)与所述第二齿圈(21)的内齿相啮合。本发明尽可不用动力分流装置，与动力合流装置也同样达到的变速效果。

8.根据权利要求7所述的无极差速变速器，其特征在于：所述第二行星齿轮机构还包括第二多个行星齿轮(23)，所述第二行星架(17)动力输出轮(5)将连接在一起，所述第二行星齿轮(23)通过行星齿轮架(17)与所述动力输出轮(5)同轴连接，所述第一齿圈(11)通过传动轴(15)与所述第二太阳齿轮(22)相连，所述第一太阳齿轮(12)通过传动轴(16)与所述第二齿圈(21)相连。

9.根据权利要求8所述的无极差速变速器，其特征在于：还包括控制器(8)，所述控制器(8)与所述发电装置(6)和驱动装置(7)通电相连接，所述控制器(8)用于分配发电装置(6)的电压给驱动装置(7)，所述驱动装置(7)带动所述第二动力合流装置(4)转动。

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