CN2463612Y - 行星齿轮单元式无级变速机构 - Google Patents

行星齿轮单元式无级变速机构 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种机械传动***中的无级变速机构,它由输入齿轮,输入行星齿轮单元、中间轴行星齿轮单元、变扭器、输出行星齿轮单元和输出齿轮组成,输入齿轮和输入行星齿轮单元设置在输入轴上,中间轴行星齿轮单元和变扭器设置在中间轴上,输出行星齿轮单元和输出齿轮设置在输出轴上,输入行星齿轮单元同时与中间轴行星齿轮单元啮合连接,中间轴行星齿轮单元中任一对元件通过变扭器传动连接,中间轴行星齿轮单元同时与输出齿轮啮合连接。

Description

行星齿轮单元式无级变速机构
本实用新型涉及一种机械传动***中的变速机构，特别是一种无级变速机构。
目前，各类机械传动***如汽车、轮船、皮带运输机等设备中的机械传动***都有变速机构，这些变速机构大多是齿轮式有级变速机构，它由离合器、齿轮传动机构、换档机构等组成，其操作复杂，且所能形成的传动比范围有限，不能充分发挥原动机的效率。
此外，目前也出现一些无级变速机构，它主要分为两类，一类实质上是自动变档机构，它仍然要采用离合器、制动器等控制元件，结构较复杂，成本高，传动比范围仍然有限。另一类无级变速机构是采用传动带方式来实现无级变速的，它虽具有很好的传动比范围，但由于传动带的传动方式为摩擦传动方式，则对传动带性能要求较高，传递的功率也有限，使用范围仍具有局限性。
本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种结构简单，控制元件少，传动功率高，传动比范围大且适用范围广的行星齿轮单元式无级变速机构。
本实用新型的技术解决方案：
一种行星齿轮单元式无级变速机构，其特征在于它由输入齿轮，输入行星齿轮单元、中间轴行星齿轮单元、变扭器、输出行星齿轮单元和输出齿轮组成，输入齿轮和输入行星齿轮单元设置在输入轴上，中间轴行星齿轮单元和变扭器设置在中间轴上，输出行星齿轮单元和输出齿轮设置在输出轴上，输入行星齿轮单元同时与中间轴行星齿轮单元啮合连接，中间轴行星齿轮单元中任一对元件通过变扭器传动连接，中间轴行星齿轮单元同时与输出齿轮啮合连接。
本实用新型将行星齿轮与变扭器有机地结合为一体，它先将输入功率产生分流，然后再通过变扭器的作用汇流输出，实现输入和输出传动比的无级变化。本实用新型结构简单，成本低，操作方便，传动比范围广，能充分发挥原动机的效率。由于本实用新型采用了齿轮式传动，故克服了摩擦运动方式的缺陷，传动效率高，控制方式极为简单，是一种理想的无级变速机构。
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图。
如图1，本实用新型由输入齿轮1，输入行星齿轮单元2、中间轴行星齿轮单元3、变扭器4、输出行星齿轮单元5和输出齿轮6组成，输入齿轮1和输入行星齿轮单元2设置在输入轴7上，中间轴行星齿轮单元3和变扭器4设置在中间轴8上，输出行星齿轮单元5和输出齿轮6设置在输出轴9上，输入齿轮1和输入行星齿轮单元2与输出行星齿轮单元5啮合连接，输入行星齿轮单元2同时与中间轴行星齿轮单元3啮合连接，中间轴行星齿轮单元3中任一对元件通过变扭器4传动连接，中间轴行星齿轮单元3同时与输出齿轮6啮合连接。
本实用新型中，输入行星齿轮单元2和输出行星齿轮单元5分别由输入太阳齿2-1、输入行星架2-2、输入齿圈2-3和输出太阳齿5-1、输出行星架5-2、输出齿圈5-3构成，中间轴行星齿轮单元3可由中间轴太阳齿、中间轴行星架、中间轴齿圈构成，它们之间任一对元件可通过变扭器4传动连接在一起，其任一对元件的选择根据传动比的设计需要来定。中间轴行星齿轮单元3也可采用共齿圈双行星齿轮构成，图1中所示的中间轴行星齿轮单元3即为这种结构，它由中间轴太阳齿3-1Ⅰ、3-1Ⅱ，中间轴行星架3-2Ⅰ、3-2Ⅱ和中间轴齿圈3-3构成。本实用新型具体连接结构是，固装在输入轴7上的输入齿轮1与输出行星齿轮单元5中的输出太阳齿5-1啮合，输入行星齿轮单元2的输入太阳齿2-1与输出行星齿轮单元5的输出齿圈5-3啮合，输入行星齿轮单元2的输入行星架2-2和输出行星齿轮单元5的输出行星架5-2分别固装在输入轴7和输出轴9上，输入行星齿轮单元2的输入齿圈2-2与中间轴行星齿轮单元3的中间轴行星架3-2Ⅰ啮合，中间轴行星齿轮单元3中，其中间轴太阳齿3-1Ⅰ通过中间轴8与变扭器4的泵轮4-1相连，变扭器4的涡轮4-2与中间轴太阳齿3-1Ⅱ相连，变扭器4的导轮4-3与中间轴行星架3-2Ⅱ及整机壳体相连，中间轴齿圈3-3与固装在输出轴9上的输出齿轮6啮合。
本实用新型工作过程如下，当机械运动***的原动力作用倒输入轴7上，使输入轴7按图示箭头方向转动时，它带动输入齿轮1和输入行星架2-2一起转动，输入齿轮1的转动带动输出太阳齿5-1同步转动，输入行星架2-2的转动通过输入齿圈2-3和输入太阳齿2-1带动中间轴行星架3-2Ⅰ和输出齿圈5-3转动，这样就将原动力机传递过来的原动力分解成三支动力流。传递倒中间轴行星架3-2Ⅰ上的动力流带动中间轴太阳齿3-1Ⅰ转动，中间轴太阳齿3-1Ⅰ的转动就带动变扭器4的泵轮4-1转动，当该泵轮4-1的转速达到一定值时，就带动变扭器4的涡轮4-2转动，使中间轴太阳齿3-1Ⅱ同时转动，由于中间轴行星架3-2Ⅱ是固定不动的，则中间轴太阳齿3-1Ⅱ的转动就通过中间轴行星轮带动中间轴齿圈3-3转动，中间轴齿圈3-3的转动就带动输出齿轮6转动，由于输出齿轮6与输出轴9固连，故传递到中间轴行星架3-2Ⅰ上的动力流通过上述传动传递给了输出轴9。前述传递到输出齿圈5-3上的动力流和传递到输出太阳齿5-1上的动力流汇集到输出行星架5-2上，并直接传递给输出轴9。这样，输入轴7上分流的三支动力流又汇集到输出轴9上一并输出。
在设备启动阶段，输入轴7的转速较低，使得变扭器4的泵轮4-1转速达不到带动变扭器4涡轮4-2的转速值，使得输出轴9转速为零，此时的传动比为零。当设备随着原动机的转速的增加，使输入轴7转速增加，则变扭器4泵轮4-1转速随之逐渐增加，并能带动变扭器4涡轮4-2转动，从而带动输出轴9转动，此时传动比为低值。随着原动机的转速进一步增加，变扭器4的涡轮4-1转速也随着进一步提高，使输出轴9转速进一步提高，传动比逐渐增大。当原动机的转速达到使变扭器4的涡轮4-2转速和泵轮4-1转速一样时，此时的传动比最大。综上，本实用新型的传动比随着输入轴7的转速逐步增加，传动比由零逐渐增大，直到最大值，实现传动比的无级变化。
在实际应用中，输出轴9的转速由于受到阻力等因素的影响，会使转速降低，由于本实用新型设有变扭器4，它就将传动比自动降低，从而增大输出轴9的扭矩，实现无级减速。

Claims (3)

1、一种行星齿轮单元式无级变速机构，其特征在于它由输入齿轮，输入行星齿轮单元、中间轴行星齿轮单元、变扭器、输出行星齿轮单元和输出齿轮组成，输入齿轮和输入行星齿轮单元设置在输入轴上，中间轴行星齿轮单元和变扭器设置在中间轴上，输出行星齿轮单元和输出齿轮设置在输出轴上，输入行星齿轮单元同时与中间轴行星齿轮单元啮合连接，中间轴行星齿轮单元中任一对元件通过变扭器传动连接，中间轴行星齿轮单元同时与输出齿轮啮合连接。
2、按权利要求1所述的行星齿轮单元式无级变速机构，其特征在于所述输入行星齿轮单元和输出行星齿轮单元分别由输入太阳齿、输入行星架、输入齿圈和输出太阳齿、输出行星架、输出齿圈构成，中间轴行星齿轮单元由中间轴太阳齿、中间轴行星架、中间轴齿圈构成，它们之间任一对元件通过变扭器传动连接在一起，或者中间轴行星齿轮单元采用共齿圈双行星齿轮构成。
3、按权利要求1或2所述的行星齿轮单元式无级变速机构，其特征在于所述固装在输入轴上的输入齿轮与输出行星齿轮单元中的输出太阳齿啮合，输入行星齿轮单元的输入太阳齿与输出行星齿轮单元的输出齿圈啮合，输入行星齿轮单元的输入行星架和输出行星齿轮单元的输出行星架分别固装在输入轴和输出轴上，输入行星齿轮单元的输入齿圈与中间轴行星齿轮单元的第一中间轴行星架啮合，中间轴行星齿轮单元中，其第一中间轴太阳齿通过中间轴与变扭器的泵轮相连，变扭器的涡轮与第二中间轴太阳齿相连，变扭器的导轮与第二中间轴行星架及整机壳体相连，中间轴齿圈与固装在输出轴上的输出齿轮啮合。
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