CN206368946U - 多动力行星机构无级变速传动***及无级变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多动力行星机构无级变速传动***及无级变速器，该无级变速传动***包括主动力输入轴和至少一根副动力输入轴，一太阳轮与主动力输入轴周向固定连接，所述太阳轮与设置在行星架上的行星轮啮合，主动力输入轴经太阳轮、行星轮带动行星架旋转输出动力，一设有内、外齿的浮动齿圈通过内齿与行星轮啮合，该浮动齿圈的外齿与副动力输入齿轮啮合，所述副动力输入齿轮与副动力输入轴周向固定连接，副动力输入轴经副动力输入齿轮、浮动齿圈、行星轮带动行星架旋转输出动力。其由3个电机控制，实现无级变速，且其还具有速比范围大，传动效率高，成本低，结构简单、可靠，传动动能大的特点。

Description

多动力行星机构无级变速传动***及无级变速器

技术领域

本实用新型涉及一种变速器，特别涉及一种多动力行星机构无级变速传动***及无级变速器。

背景技术

随着燃油价格的上涨和人们环保意识的不断增强，电动汽车具有“零”排放特征，同时电动机的工作范围非常宽，其低速时恒扭矩，高速时恒功率，非常适合车辆运行的需要，对于高档电动汽车，一般采用离合器和传统手动变速器来变换挡位，操纵复杂，驾驶员劳动强度大，另外，离合器和变速器会大大增加电动汽车成本，不利于电动汽车的小型化。

目前电动汽车变速采用的自动挡，实质上是有级变速，只是自动换挡，它的结构复杂制造工艺困难加工成本高；齿轮传动中的行星齿轮传动比外啮合齿轮传动具有更高的机械效率，更大的承载功率，结构更紧凑，体积也更小，但是，目前行星齿轮机构还没有实现变速传动，更不能实现无级变速传动。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种多动力行星机构无级变速传动***及无级变速器，其由3个电机控制，实现无级变速，且其还具有速比范围大，传动效率高，成本低，结构简单、可靠，传动动能大的特点。

本实用新型的目的是采用下述方案实现的：一种多动力行星机构无级变速传动***，包括主动力输入轴和至少一根副动力输入轴，一太阳轮与主动力输入轴周向固定连接，所述太阳轮与设置在行星架上的行星轮啮合，主动力输入轴经太阳轮、行星轮带动行星架旋转输出动力，一设有内、外齿的浮动齿圈通过内齿与行星轮啮合，该浮动齿圈的外齿与副动力输入齿轮啮合，所述副动力输入齿轮与副动力输入轴周向固定连接，副动力输入轴经副动力输入齿轮、浮动齿圈、行星轮带动行星架旋转输出动力。本实用新型的多动力采用多电机，当然，也可根据实际需要替换成其他形式的动力输入。

所述行星轮通过行星轴安装在行星架上，行星轮绕太阳轮公转，通过行星轴带动旋转行星架转动输出动力。

一种无级变速器，包括变速器壳体，所述变速器壳体内设有双侧板行星架，所述行星架的第一侧板与主动力输入轴间隙配合，行星架的第二侧板设有动力输出轴，所述行星架的两个侧板之间设有太阳轮，所述太阳轮与主动力输入轴周向固定连接，所述太阳轮与环绕其呈圆周分布的多个行星轮分别啮合，各行星轮均位于一浮动齿圈中，所述浮动齿圈设有内齿和外齿，各行星轮分别与浮动齿圈的内齿啮合，所述浮动齿圈外设有至少一个输入齿轮，所述输入齿轮分别与浮动齿圈的外齿啮合，各输入齿轮分别与伸入变速器壳体内的副动力输入轴周向固定连接，各行星轮分别通过行星轴安装在行星架上，所述行星架设有动力输出轴。

所述行星架的动力输出轴通过轴承支撑在变速器壳体上。

主动力输入轴为主电机的动力输出轴。副动力输入轴为副电机的动力输出轴。

所述输入齿轮有两个，两个输入齿轮均与浮动齿圈的外齿啮合，两个输入齿轮分别与两个两副动力输出轴周向固定连接。3个电机的功率均不相同。

所述行星架的第一侧板通过轴承支撑在主动力输入轴上。

所述浮动齿圈位于行星架的两个侧板之间，通过行星架的两个侧板轴向限位。

各行星轴的两端分别与行星架的两个侧板固定连接。行星架的两个侧板上对应设置有用于安装行星轴的安装孔。

所述行星传动机构的行星轮为四个，行星轮与行星轴之间设有轴承。所述行星传动机构的行星轮为四个，行星轮与行星轴之间设有轴承。

所述变速器壳体设有一个安装腔，所述行星架位于变速器壳体设有的安装腔内，所述行星架的动力输出轴外伸出变速器壳体。所述行星架的动力输出轴、主动力输入轴的轴心线均位于同一直线上。

所述行星架的动力输出轴连接有二级行星传动机构，所述变速器壳体设有两个安装腔，所述行星架位于变速器壳体设有的第一安装腔内，所述行星架的动力输出轴伸入变速器壳体设有的第二安装腔内，与设置在变速器壳体设有的第二安装腔内的二级行星传动机构连接。变速器壳体包括左壳体、右壳体以及位于左壳体、右壳体之间的中间壳体，通过中间壳体将变速器壳体分成两个安装腔。左壳体、中间壳体、右壳体通过螺栓固定连接。所述二级行星传动机构包括二级太阳轮、二级行星轮和二级齿圈，所述二级太阳轮与伸入变速器壳体的第二安装腔内的行星架的动力输出轴周向固定连接，二级太阳轮与环绕其呈圆周分布的多个二级行星轮分别啮合，各二级行星轮分别通过行星轴支撑在二级行星架上，二级行星架固定在变速器壳体上，各二级行星轮均位于二级齿圈中，各二级行星轮分别与二级齿圈设有的内齿啮合，二级齿圈经齿圈支架连接有动力输出轴，二级齿圈的动力输出轴外伸出变速器壳体。二级齿圈的动力输出轴通过轴承支撑在变速器壳体上。二级行星传动机构可以采用上述结构，也可以采用传统的行星机构等。所述二级齿圈的动力输出轴、行星架的动力输出轴、主动力输入轴三者的轴心线均位于同一直线上。

本实用新型具有的优点是：多电机行星机构无级变速器传动***，可以应用于新能源电动车传动***技术领域。本多动力行星机构无级变速传动***，包括主动力输入轴和至少一根副动力输入轴，一太阳轮与主动力输入轴周向固定连接，所述太阳轮与设置在行星架上的行星轮啮合，主动力输入轴经太阳轮、行星轮带动行星架旋转输出动力，一设有内、外齿的浮动齿圈通过内齿与行星轮啮合，该浮动齿圈的外齿与副动力输入齿轮啮合，所述副动力输入齿轮与副动力输入轴周向固定连接，副动力输入轴经副动力输入齿轮、浮动齿圈、行星轮带动行星架旋转输出动力。本***由3个不同功率的电机、太阳轮、行星轮、行星架、内外齿齿圈等零件组成一级行星机构，通过一级行星机构的行星架内齿带动二级行星机构的太阳轮齿轮轴、行星轮、行星架、内齿圈等零件组合成二级行星机构（用于较大传动比）。主电机与第一级太阳轮内花键相连，副电机与浮动齿圈相连，电机固定在壳体上，换档机构由3个电机控制，实现无级变速。该机构速比范围大，传动效率高，成本低，结构简单、可靠，传动动能大的特点。

2. 本多电机行星机构无级变速器传动***的行星传动机构可为一级，也可为二级，需要大传动比又要体积小，可为2级传动机构，如果所需要的传动比小时，可用1级传动机构。

3.采用多个副电机同时将动力传递到浮动齿圈的外齿上，起到动力叠加和能量回收的作用。

附图说明

图1为本实用新型的多动力行星机构无级变速传动***的结构示意图；

图2为本实用新型的多动力行星机构无级变速传动***的剖面图；

图3为本实用新型的无级变速器的第一种实施例；

图4为本实用新型的无级变速器的第二种实施例；

图5为本实用新型的无级变速器的第三种实施例。

附图中，1为主电机，2为太阳轮，3为行星轮,4为浮动齿圈，5为行星架，51为行星架的动力输出轴，6为行星轴，7为输入齿轮，8为副电机，9为变速器壳体，10为二级太阳轮，11为二级行星轮,12为二级齿圈，121为二级齿圈的动力输出轴，13为二级行星架，14为主动力输入轴，15为副动力输入轴。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述：

实施例一

参见图1和图2，一种多动力行星机构无级变速传动***，包括主动力输入轴和至少一根副动力输入轴。本实施例设有两根副动力输入轴，当然，本实用新型的副动力输入轴还可以采用一根、三根、四根等。一太阳轮2与主动力输入轴14周向固定连接，所述太阳轮2与设置在行星架上的行星轮3啮合，主动力输入轴14经太阳轮2、行星轮3带动行星架5旋转输出动力，一设有内、外齿的浮动齿圈4通过内齿与行星轮3啮合，该浮动齿圈4的外齿与副动力输入齿轮7啮合，所述副动力输入齿轮7与副动力输入轴15周向固定连接，副动力输入轴15经副动力输入齿轮7、浮动齿圈4、行星轮3带动行星架5旋转输出动力。所述行星轮通过行星轴6安装在行星架5上，行星轮绕太阳轮公转，通过行星轴带动旋转行星架转动输出动力。本实用新型的多动力采用多电机，当然，也可根据实际需要替换成其他形式的动力输入。本实施例输入的动力采用电机输出的动力。

实施例二

参见图3，一种应用上述多动力行星机构无级变速传动***的无级变速器，包括变速器壳体9，所述变速器壳体9设有一个安装腔，所述变速器壳体9的安装腔内设有双侧板行星架，所述行星架的第一侧板与主动力输入轴间隙配合。所述行星架的第一侧板通过轴承支撑在主动力输入轴上。行星架的第二侧板设有动力输出轴，所述行星架的两个侧板之间设有太阳轮，所述太阳轮与主动力输入轴周向固定连接，所述太阳轮与环绕其呈圆周分布的多个行星轮分别啮合，各行星轮均位于一浮动齿圈中，所述浮动齿圈设有内齿和外齿，各行星轮分别与浮动齿圈的内齿啮合。所述浮动齿圈位于行星架的两个侧板之间，通过行星架的两个侧板轴向限位，当然，也可以通过其他结构轴向限位。所述浮动齿圈外设有至少一个输入齿轮，所述输入齿轮分别与浮动齿圈的外齿啮合，各输入齿轮分别与伸入变速器壳体9内的副动力输入轴周向固定连接，各行星轮分别通过行星轴安装在行星架上。各行星轴的两端分别与行星架的两个侧板固定连接。行星架的两个侧板上对应设置有用于安装行星轴的安装孔。所述行星架5设有动力输出轴51。所述行星架的动力输出轴外伸出变速器壳体9。所述行星架的动力输出轴通过轴承支撑在变速器壳体9上。所述输入齿轮有两个，两个输入齿轮均与浮动齿圈的外齿啮合，两个输入齿轮分别与两个两副动力输出轴周向固定连接。主电机1、第一副电机8、第二副电机8，3个电机的功率均不相同。所述行星传动机构的行星轮为四个，行星轮与行星轴之间设有轴承。所述行星传动机构的行星轮为四个，行星轮与行星轴之间设有轴承。主动力输入轴为主电机1的动力输出轴。副动力输入轴为副电机8的动力输出轴。所述行星架的动力输出轴、主动力输入轴的轴心线均位于同一直线上。双侧板行星架的两个侧板之间设有连接杆或连接筋。

实施例三

参见图4，一种应用上述多动力行星机构无级变速传动***的无级变速器，包括变速器壳体9，变速器壳体9包括左壳体、右壳体以及位于左壳体、右壳体之间的中间壳体，通过中间壳体将变速器壳体9分成两个安装腔。左壳体、中间壳体、右壳体通过螺栓固定连接。所述变速器壳体9的第一安装腔内设有双侧板行星架，所述行星架的第一侧板与主动力输入轴间隙配合。所述行星架的第一侧板通过轴承支撑在主动力输入轴上。行星架的第二侧板设有动力输出轴，所述行星架的两个侧板之间设有太阳轮，所述太阳轮与主动力输入轴周向固定连接，所述太阳轮与环绕其呈圆周分布的多个行星轮分别啮合，各行星轮均位于一浮动齿圈中，所述浮动齿圈设有内齿和外齿，各行星轮分别与浮动齿圈的内齿啮合。所述浮动齿圈位于行星架的两个侧板之间，通过行星架的两个侧板轴向限位，当然，也可以通过其他结构轴向限位。所述浮动齿圈外设有至少一个输入齿轮，所述输入齿轮分别与浮动齿圈的外齿啮合，各输入齿轮分别与伸入变速器壳体9内的副动力输入轴周向固定连接，各行星轮分别通过行星轴安装在行星架上。各行星轴的两端分别与行星架的两个侧板固定连接。行星架的两个侧板上对应设置有用于安装行星轴的安装孔。所述行星架设有动力输出轴，形成一级行星传动机构。所述行星架的动力输出轴通过轴承支撑在变速器壳体9上。所述行星架的动力输出轴伸入变速器壳体9设有的第二安装腔内，与设置在变速器壳体9设有的第二安装腔内的二级行星传动机构连接。主动力输入轴为主电机1的动力输出轴。副动力输入轴为副电机8的动力输出轴。所述输入齿轮有两个，两个输入齿轮均与浮动齿圈的外齿啮合，两个输入齿轮分别与两个两副动力输出轴周向固定连接。主电机1、第一副电机8、第二副电机8，3个电机的功率均不相同。所述行星传动机构的行星轮为四个，行星轮与行星轴之间设有轴承。所述行星传动机构的行星轮为四个，行星轮与行星轴之间设有轴承。

所述二级行星传动机构包括二级太阳轮10、二级行星轮11和二级齿圈12，所述二级太阳轮10与伸入变速器壳体9的第二安装腔内的行星架的动力输出轴周向固定连接，二级太阳轮10与环绕其呈圆周分布的多个二级行星轮11分别啮合，各二级行星轮11分别通过行星轴支撑在二级行星架13上，二级行星架13固定在变速器壳体9上，各二级行星轮11均位于二级齿圈12中，各二级行星轮11分别与二级齿圈12设有的内齿啮合，二级齿圈12经齿圈支架连接有动力输出轴121，二级齿圈12的动力输出轴外伸出变速器壳体9。二级齿圈12的动力输出轴通过轴承支撑在变速器壳体9上。所述二级齿圈12的动力输出轴、行星架的动力输出轴、主动力输入轴三者的轴心线均位于同一直线上。二级行星架13可以采用双侧板也可以采用单侧板。

实施例四

参见图5，所述二级行星传动机构采用传统行星传动机构，一级行星传动机构的行星架的输出轴与二级行星传动机构的二级太阳轮周向固定连接，二级行星传动机构的二级太阳轮与二级行星轮啮合，二级行星轮与固定在变速器壳体上的固定齿圈的内齿啮合，二级行星轮通过二级行星轴设置在二级行星架上，二级行星架设有动力输出轴，二级行星架设有的动力输出轴外伸出变速器壳体。二级行星轮与二级行星轴之间设置轴承。一级行星传动机构的行星架的输出轴带动二级行星传动机构的二级太阳轮10转动，二级太阳轮10带动二级行星轮11绕二级太阳轮10公转，带动二级行星架13转动，通过二级行星架13设有的动力输出轴输出动力。 当然，二级行星传动机构可以根据实际需要选择适合的传动结构。本实施例的其他特征与实施例三相同。

以实施例三为例对无级变速器的变速原理进行说明：

一级行星传动机构的太阳轮与主电机1连接，浮动齿圈的外齿与第一副电机8、第二副电机8连接时，有以下几种情况：

1.当主电机1转动，第一副电机8、第二副电机8锁死不动（注：第一副电机8、第二副电机8只需一台电机锁死，浮动齿圈保持不动）在太阳轮的带动下，行星轮在浮动齿圈内转动，并将动力传递给行星架，通过行星架的输出轴将动力输出。行星架的输出轴将动力输出到二级行星传动机构的二级太阳轮10，二级太阳轮10带动二级行星轮11绕行星轴转动，二级行星轮11转动再带动二级齿圈12转动，通过二级齿圈12设有的输出轴将动力输出。

2.当主电机1不动，第一副电机8或第二副电机8转动，通过电机轴上的输入齿轮带动浮动齿圈转动，使行星轮围绕太阳齿转动，通过行星架将动力传递给二级行星机构，动力经齿圈输出轴传出。

3. 主电机1、第一副电机8、第二副电机8同时转动，通过太阳轮和浮动齿圈的转动，同时带动行星轮，经行星架将动力输出。

这三种状况下，每种状况下有不同的转速比和不同的动力。整个过程以不同状况的运动独立不受相互影响。而各种状况由电机控制器来实现，这样使整个结构体积小，重量轻，输出扭矩大，传动平稳，噪声小，效率高，传动比范围大的特点。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种多动力行星机构无级变速传动***，其特征在于：包括主动力输入轴和至少一根副动力输入轴，一太阳轮与主动力输入轴周向固定连接，所述太阳轮与设置在行星架上的行星轮啮合，主动力输入轴经太阳轮、行星轮带动行星架旋转输出动力，一设有内、外齿的浮动齿圈通过内齿与行星轮啮合，该浮动齿圈的外齿与副动力输入齿轮啮合，所述副动力输入齿轮与副动力输入轴周向固定连接，副动力输入轴经副动力输入齿轮、浮动齿圈、行星轮带动行星架旋转输出动力。

2.一种无级变速器，包括变速器壳体，其特征在于：所述变速器壳体内设有双侧板行星架，所述行星架的第一侧板与主动力输入轴间隙配合，行星架的第二侧板设有动力输出轴，所述行星架的两个侧板之间设有太阳轮，所述太阳轮与主动力输入轴周向固定连接，所述太阳轮与环绕其呈圆周分布的多个行星轮分别啮合，各行星轮均位于一浮动齿圈中，所述浮动齿圈设有内齿和外齿，各行星轮分别与浮动齿圈的内齿啮合，所述浮动齿圈外设有至少一个输入齿轮，所述输入齿轮分别与齿圈的外齿啮合，各输入齿轮分别与伸入变速器壳体内的副动力输入轴周向固定连接，各行星轮分别通过行星轴安装在行星架上，所述行星架设有动力输出轴。

3.根据权利要求2所述的无级变速器，其特征在于：所述输入齿轮有两个，两个输入齿轮均与齿圈的外齿啮合，两个输入齿轮分别与两个两副动力输出轴周向固定连接。

4.根据权利要求3所述的无级变速器，其特征在于：主动力输入轴为主电机的动力输出轴，副动力输入轴为副电机的动力输出轴。

5.根据权利要求4所述的无级变速器，其特征在于：多个电机的功率均不相同。

6.根据权利要求2所述的无级变速器，其特征在于：所述浮动齿圈位于行星架的两个侧板之间，通过行星架的两个侧板轴向限位。

7.根据权利要求2所述的无级变速器，其特征在于：所述行星架的第一侧板通过轴承支撑在主动力输入轴上。

8.根据权利要求2所述的无级变速器，其特征在于：所述变速器壳体设有一个安装腔，所述行星架位于变速器壳体设有的安装腔内，所述行星架的动力输出轴外伸出变速器壳体。

9.根据权利要求2所述的无级变速器，其特征在于：所述行星架的动力输出轴连接有二级行星传动机构，所述变速器壳体设有两个安装腔，所述行星架位于变速器壳体设有的第一安装腔内，所述行星架的动力输出轴伸入变速器壳体设有的第二安装腔内，与设置在变速器壳体设有的第二安装腔内的二级行星传动机构连接。

10.根据权利要求9所述的无级变速器，其特征在于：所述二级行星传动机构包括二级太阳轮、二级行星轮和二级齿圈，所述二级太阳轮与伸入变速器壳体的第二安装腔内的行星架的动力输出轴周向固定连接，二级太阳轮与环绕其呈圆周分布的多个二级行星轮分别啮合，各二级行星轮分别通过行星轴支撑在二级行星架上，二级行星架固定在变速器壳体上，各二级行星轮均位于二级齿圈中，各二级行星轮分别与二级齿圈设有的内齿啮合，二级齿圈经齿圈支架连接有动力输出轴，二级齿圈的动力输出轴外伸出变速器壳体。