CN2833236Y - 汽车刚性齿轮无级变速箱 - Google Patents

Abstract

汽车刚性齿轮无级变速箱。它主要通过输入轴带动万向十字钢圈，再通过带动旋转环形锥齿轮圈，再通过带动有超越离合器的行星锥齿轮在静止和旋转的环形锥齿轮圈中间作不等速的旋转运动。有超越离合器的行星锥齿轮主轴伸进球形笼，带动球形笼旋转，再通过带动和球形笼固定连接的输出轴实现动力的输出。它在旋转环形锥齿轮圈输出线速度不变的情况下，通过调节蜗杆蜗轮的转动，来带动与蜗轮相连的锥齿轮，来带动固定垂直连接在静止的环形锥齿轮圈上的半幅环形调速锥齿轮圈，来调整一对静止和旋转环形的锥齿轮圈与球形笼主轴之间的倾斜夹角，来改变球形笼的旋转半径。从而达到改变球形笼转速的目的。

Description

汽车刚性齿轮无级变速箱

所属技术领域

本技术方案涉及动力传递过程中的变速装置，尤其适用于汽车发动机输出动力后的变速部分。

背景技术

目前，汽车上所有的自动变速箱按变速类型可分为自动档位变速和自动无级变速两大类。自动档位变速箱具有输出扭矩大的特点，但却有结构复杂，维护成本高，油耗大，行驶过程中具有档位冲击，舒适感欠佳等缺点。而现在的自动无级变速箱主要以CVT无级变速箱为主，它通过一根钢带(或链条)和两个可以改变直径大小的摩擦锥轮来改变动力速度的输出。它具有动力输出平滑，无换档冲击，油耗低的优点。但是因为其原理是靠钢带(或链条)和锥轮之间的摩擦力来传递动力的输出，所以输出扭矩基本小于300N/M。特别是在200N/M以上的大扭矩输出区域，扭矩损耗巨大，所以在汽车启动及上坡时容易丢转及溜坡。这也是目前CVT无级变速箱不太流行的主要原因。所以CVT无级变速箱一般多用于微型车及小型车上。

发明内容

为了克服现有自动无级变速箱无法输出大扭矩的缺点，本技术方案提出一种全新结构的刚性齿轮无级变速箱。它不但具有普通常规齿轮变速箱传输扭矩大、能耗损失小的特点，又具有扭矩输出平滑、无冲击、结构简单的优点。最大输出变速比为5倍，最大传输扭矩为980NM(或100kgm)，扭矩还可以增加，能耗损失几乎不变，但体积略有增加。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：在类似两个球形相连的变速箱外壳中，输入动力分别通过减速齿轮组部分、第一级球形笼变速部分、第二级球形笼变速部分、(正转、空转、反转)输出齿轮组部分顺序传递，最后输出所需要的设定转速。其中，动力传递过程实现的关键是靠第一级和第二级球形笼变速部分中八个有超越离合器的行星锥齿轮组在一对静止和旋转的环形锥齿轮圈上作不等速的自转和公转运动，通过伸进球形笼的主轴推动球形笼旋转，通过改变以之相连接的一对静止和旋转的环形锥齿轮圈与球形笼主轴之间的夹角(也是改变球形笼的旋转半径)来达到改变球形笼输出转速的目的。

本实用新型的有益效果是：在保留了普通常规齿轮变速箱能够传递大扭矩的同时，又具有扭矩输出平滑、无冲击的优点，而且结构简单。

附图说明

下面结合附图和实例对本实用新型进一步说明：

图一是本实用新型的主视剖面视图。

图二是本实用新型的俯视剖面视图。

图三是图二的A-A剖视图。

图四是部件为号为7和12的球形笼部件。

图五是部件号为6和11的有超越离合器的行星齿轮组部件。

图六是本实用新型慢速时的变速传动原理图。

图七是本实用新型中速时的变速传动原理图。

图八是本实用新型高速时的变速传动原理图。

图中：(1)带减速齿轮的动力输入轴。(2)减速齿轮组。(3)第一级输入轴。(4)第一级万向十字钢圈。(5)第一级旋转环形锥齿轮圈。(6)第一级有超越离合器的行星锥齿轮组。(7)第一级球形笼。(8)第一级输出轴(同时又是第二级输入轴)(9)第二级万向十字钢圈。(10)第二级旋转环形锥齿轮圈。(11)第二级有超越离合器的行星锥齿轮组。(12)第二级球形笼。(13)第二级输出轴。(14)正转、空转和反转换档齿轮组。(15)动力输出花键轴。(16)第一级蜗杆。(17)第一级蜗轮。(18)第一级半幅环形调速锥齿轮圈。(19)第一级静止环形锥齿轮圈。(20)第二级蜗杆。(21)第二级蜗轮。(22)第二级半幅环形调速锥齿轮圈。(23)第二级静止环形锥齿轮圈。(24)换档齿轮拨动杆。(25)第一级半圆形固定悬臂。(26)第二级半圆形固定悬臂。(27)球形外壳。

具体实施方式

一、动力传递过程：

在图一中，动力输入轴(1)→减速齿轮组(2)→第一级输入轴(3)→第一级万向十字钢圈(4)→第一级旋转环形锥齿轮圈(5)→第一级有超越离合器的行星锥齿轮组(6)→第一级球形笼(7)→第一级输出轴(同时又是第二级输入轴)(8)→第二级万向十字钢圈(9)→第二级旋转环形锥齿轮圈(10)→第二级有超越离合器的行星锥齿轮组(11)→第二级球形笼(12)→第二级输出轴(13)→正转、空转和反转换档齿轮组(14)→动力输出花键轴(15)输出动力。

二、核心动力传递过程：

在图六、图七、图八中，在动力传递过程中，有超越离合器的行星锥齿轮组(6或11)以最靠近输入输出轴中心对称分布的2组将通过伸进球形笼(7或12)的主轴推动球形笼(7或12)转过45度角后，这2组齿轮主轴公转的角速度就降下来，被后面紧跟的2组带超越离合器的行星锥齿轮组(6或11)替代拨动球形笼(7或12)，前2组有超越离合器的行星锥齿轮组(6或11)反被球形笼(7或12)推动在一对静止和旋转的环形锥齿轮圈【(19和5)或(23和10)】上作不等速的自转和公转运动。这时，有超越离合器的行星锥齿轮组(6或11)并不传递动力，只是空转而已。一直到进入下一周的动力传输角度才在旋转的环形锥齿轮圈(5或10)的带动下起作用，替代前2组有超越离合器的行星锥齿轮组(6或11)来推动球形笼(7或12)转45度角，以此周而复始作旋转运动。

三、调速过程：

在图六、图七、图八中，调速动力通过蜗杆(16或20)蜗轮(17或21)带动调速锥齿轮，再带动垂直固定连接在静止环形锥齿轮圈(19或23)上的半幅环形调速锥齿轮圈(18或22)，从而改变以之相连接的一对静止和旋转的环形锥齿轮圈【(19和5)或(23和10)】与球形笼主轴(8或13)之间的夹角(也是改变球形笼的旋转半径)来达到改变球形笼(7或12)输出转速的目的。

四、正转、空转和反转实现方式：

在图一中，正转、空转和反转拨动杆(24)拨动一组在动力输出花键轴(15)上滑动的齿轮组(14)分别和2组正反转输出齿轮组啮合来实现花键输出轴(15)的正转、空转、反转输出。

Claims (3)

1.汽车刚性齿轮无级变速箱，在类似两个球形相连的变速箱外壳中，其结构由动力输入轴(1)→减速齿轮组(2)→第一级输入轴(3)→第一级万向十字钢圈(4)→第一级旋转环形锥齿轮圈(5)→第一级有超越离合器的行星锥齿轮组(6)→第一级球形笼(7)→第一级输出轴(同时又是第二级输入轴)(8)→第二级万向十字钢圈(9)→第二级旋转环形锥齿轮圈(10)→第二级有超越离合器的行星锥齿轮组(11)→第二级球形笼(12)→第二级输出轴(13)→正转、空转和反转换档齿轮组(14)→动力输出花键轴(15)顺序传动连接，其特征是；动力输入轴与减速齿轮组相啮合，减速齿轮组与第一级输入轴相啮合，第一级输入轴从第一级球形笼一端伸入第一级球形笼与第一级万向十字钢圈内圈相连接，第一级万向十字钢圈外圈与第一级旋转环形锥齿轮圈，第一级旋转环形锥齿轮圈与第一级有超越离合器的行星锥齿轮组相啮合，第一级有超越离合器的行星锥齿轮组上端轴头与第一级球形笼滑动连接，第一级球形笼另一端与第一级输出轴(同时又是第二级输入轴)固定，第二级输入轴从第二级球形笼一端伸入第二级球形笼与第二级万向十字钢圈内圈相连接，第二级万向十字钢圈外圈与第二级旋转环形锥齿轮圈相啮合，第二级旋转环形锥齿轮圈与第二级有超越离合器的行星锥齿轮组相啮合，第二级有超越离合器的行星锥齿轮组上端轴头与第二级球形笼滑动连接，第二级球形笼另一端与第二级输出轴固定，第二级输出轴与正转、空转和反转换档齿轮组相啮合，正转、空转和反转换档齿轮组与动力输出花键轴相啮合，调速装置结构是由第一级和第二级蜗杆(16，20)与蜗轮(17，21)相啮合，固定在蜗轮上的调速锥齿轮与半幅环形锥齿轮圈(18，22)相啮合，半幅环形锥齿轮圈与静止环形锥齿轮圈(19，23)相垂直固定连接。

2.根据权利要求1所述的汽车刚性齿轮无级变速箱，其特征是：有超越离合器的行星锥齿轮组是由外，中，内三层锥齿轮组成，中层锥齿轮与齿轮轴为一体并和两个超越离合器相连接，中层锥齿轮与静止环形锥齿轮圈(19，23)相啮合，内外两层锥齿轮是由超越离合器与齿轮轴相连接，内外两层锥齿轮与旋转环形锥齿轮圈(5，10)相啮合。

3.根据权利要求1所述的汽车刚性齿轮无级变速箱，其特征是：万向十字钢圈的内圈上有两根小轴与输入轴相连接，外圈上有两根小轴与环形锥齿轮圈相连接，内圈与外圈上的小轴呈十字交叉排列。

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