專利名稱：過零無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型內(nèi)容屬于機(jī)械工程部件技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種無級調(diào)速裝置，特別是一種利用差動(dòng)輪系進(jìn)行無級變速和改變轉(zhuǎn)向的裝置。
差動(dòng)輪系目前已被人們用于無級變速傳動(dòng)，由于這種裝置可以在帶負(fù)荷狀態(tài)下連續(xù)平穩(wěn)地改變轉(zhuǎn)速，加之機(jī)構(gòu)并不復(fù)雜，因此在工業(yè)上有廣泛用途。差動(dòng)輪系中有一種2K-H型機(jī)構(gòu)，它是由兩個(gè)中心輪(2K)和一個(gè)系桿(H)三個(gè)基本構(gòu)件組成。該機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)活動(dòng)度，它必須有兩個(gè)原動(dòng)件才能確定運(yùn)動(dòng)，也就是說當(dāng)在三個(gè)構(gòu)件中給定其中兩個(gè)主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速時(shí)，其從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速是兩個(gè)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速的合成?，F(xiàn)有技術(shù)一般采用兩個(gè)普通交流電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)差動(dòng)輪系的兩個(gè)中心輪，從而帶動(dòng)系桿獲得幾種不同的轉(zhuǎn)速，也有在兩個(gè)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)中采用一個(gè)小功率直流電機(jī)以實(shí)現(xiàn)變速的，這一類裝置都要用到兩個(gè)電機(jī)分別進(jìn)行控制，在沒有電機(jī)或使用電機(jī)不方便的情況下使用時(shí)，如內(nèi)燃機(jī)在移動(dòng)情況下使用時(shí)，要實(shí)現(xiàn)這種無級變速則比較困難。而尤為重要的是本實(shí)用新型設(shè)計(jì)人注意到迄今在本領(lǐng)域尚未有利用差動(dòng)輪系實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)過零無級變速的實(shí)例及論述。
本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種利用差動(dòng)輪系的過零無級變速器，它可以在輸入軸保持高速運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)并在其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)無任何分離的情況下使輸出軸平穩(wěn)、方便地實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)——零速——反轉(zhuǎn)的任意工作狀態(tài)的無級變速過程。
本實(shí)用新型根據(jù)2K-H型差動(dòng)輪系的轉(zhuǎn)速方程式，經(jīng)過數(shù)學(xué)推導(dǎo)(推導(dǎo)過程從略)，得出如下結(jié)論對于2K-H型差動(dòng)輪系而言，當(dāng)內(nèi)、外中心輪轉(zhuǎn)向相反時(shí)，若內(nèi)、外輪的線速度相等，則行星輪只有自轉(zhuǎn)，沒有公轉(zhuǎn)，系桿不運(yùn)動(dòng)；若內(nèi)、外輪的線速度不相等，則行星輪既有自轉(zhuǎn)，又有公轉(zhuǎn)，系桿有運(yùn)動(dòng)。當(dāng)內(nèi)中心輪線速度較大時(shí)，系桿的轉(zhuǎn)向隨內(nèi)中心輪；當(dāng)外中心輪速度較大時(shí)，系桿的轉(zhuǎn)向隨外中心輪。
根據(jù)以上推論而設(shè)計(jì)的技術(shù)解決方案是通過2K-H型差動(dòng)輪系的輸入軸帶動(dòng)一變速裝置控制兩中心輪之外中心輪的轉(zhuǎn)速，亦即在與內(nèi)中心輪相連接的輸入軸和需要控制轉(zhuǎn)速的外中心輪之間有一直接被輸入軸驅(qū)動(dòng)的變速裝置，所說的變速裝置為一個(gè)由單向無級變速器控制機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的單向機(jī)械無級變速器，在變速器傳動(dòng)軸的兩端連裝有一個(gè)前傳動(dòng)輪和一個(gè)后傳動(dòng)輪，其前傳動(dòng)輪與外中心輪傳動(dòng)接觸配合，后傳動(dòng)輪與一個(gè)聯(lián)裝在輸入軸軸桿后部的傳動(dòng)輪傳動(dòng)接觸配合。
以下將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型內(nèi)容做進(jìn)一步說明。


圖1為本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的工作原理結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型的另一種實(shí)施例的工作原理結(jié)構(gòu)示意圖。
參見附
圖1，該實(shí)施例所示的過零無級變速器由內(nèi)、外中心輪10、7、行星輪8、系桿9和輸入軸1組成，輸入軸1的前端與內(nèi)中心輪10輪心相連接并帶動(dòng)一變速裝置控制外中心輪7的轉(zhuǎn)速。變速裝置包括一個(gè)由單向無級變速器控制裝置5驅(qū)動(dòng)的單向機(jī)械無級變速器4，在變速器5傳動(dòng)軸的前后端分別裝有前傳動(dòng)輪6和后傳動(dòng)輪3，它們分別與外中心輪7和輸入軸后傳動(dòng)輪2傳動(dòng)接觸配合。在上述各構(gòu)件組成的系統(tǒng)中，變速器前傳動(dòng)輪6、單向無級變速器控制機(jī)構(gòu)5、無級變速器4和變速器后傳動(dòng)輪3共同組成一定軸輪系，它們配合內(nèi)、外中心輪10、7和行星輪8形成了一個(gè)既完整又富有特點(diǎn)的差動(dòng)輪系。實(shí)際應(yīng)用結(jié)構(gòu)中，差動(dòng)輪系可以采用齒輪配合結(jié)構(gòu)，也可采用摩擦輪配合結(jié)構(gòu)。
圖1所示實(shí)施例結(jié)構(gòu)的工作過程是這樣的當(dāng)動(dòng)力從輸入軸1傳入該系統(tǒng)中時(shí)，輸入軸1上的傳動(dòng)輪2和內(nèi)中心輪10都隨輸入軸1向同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)輸入軸后傳動(dòng)輪2驅(qū)動(dòng)由構(gòu)件6、5、4、3組成的定軸輪系工作，使外中心輪7相對內(nèi)中心輪10獨(dú)立地轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)變速器前傳動(dòng)輪6通過外中心輪7所控制的行星輪8的內(nèi)輪線速與內(nèi)中心輪10的外輪線速一致時(shí)，單向無級變速器4的運(yùn)轉(zhuǎn)速度在其設(shè)計(jì)值的中間一定范圍內(nèi)，此時(shí)行星輪8只有自轉(zhuǎn)而無公轉(zhuǎn)，系桿9或輸出軸11的轉(zhuǎn)速為零；當(dāng)由構(gòu)件6、5、4、3組成的定軸輪系在人為或自動(dòng)控制下使變速器前傳動(dòng)輪6在變速器設(shè)計(jì)值中間一定范圍內(nèi)做無級增速時(shí)，行星輪8將帶動(dòng)系桿9無級地向外中心輪7相同的方向旋轉(zhuǎn)，系桿9將從轉(zhuǎn)速為零無級增速到一定值；反之當(dāng)由構(gòu)件6、5、4、3組成的定軸輪系在人為或自動(dòng)控制下使變速器前傳動(dòng)輪6在變速器設(shè)計(jì)值中間一定范圍內(nèi)做無級減速時(shí)，行星輪8將帶動(dòng)系桿9無級地向外中心輪7相反的方向旋轉(zhuǎn)，系桿9將從轉(zhuǎn)速為零無級減速到一定值。也就是說，在內(nèi)外兩個(gè)中心輪10和7相對獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)且轉(zhuǎn)動(dòng)相反的過程中，若它們的線速度相等，則行星輪8沒有公轉(zhuǎn)，系桿9或輸出軸11不動(dòng)，若它們的線速度不等，則系桿隨線速度較快的一個(gè)中心輪的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。如此即達(dá)到了使變速器輸出軸實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)——零轉(zhuǎn)——反轉(zhuǎn)的無級變速要求。在本實(shí)用新型的應(yīng)用實(shí)施例中，為了分擔(dān)較大的負(fù)荷和減少不平衡慣性力，可以增加數(shù)個(gè)行星輪和定軸輪系；具體的單向機(jī)械無級變速器亦可以有多種多樣，它可以是一多盤無級變速器，也可以是鏈條式或皮帶式無級變速器，還可以是由特種電機(jī)、電子或液壓方式驅(qū)動(dòng)的其它變速裝置等等，而用于驅(qū)動(dòng)變速器的單向無級控制機(jī)構(gòu)可為手動(dòng)或其它自動(dòng)化控制機(jī)構(gòu)。
根據(jù)以上構(gòu)思方案設(shè)計(jì)的差動(dòng)輪系變速器由于可方便實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)——零轉(zhuǎn)——反轉(zhuǎn)的無級變速要求，因而在實(shí)際生產(chǎn)中具有極為廣泛的用途。該變速器的結(jié)構(gòu)緊湊、制造工藝性好、價(jià)格低廉、易于控制、帶負(fù)荷情況下變速不會(huì)發(fā)生傳動(dòng)輪間(嚙合齒)的脫離，故傳動(dòng)平穩(wěn)、無沖擊，在不能使用電機(jī)的情況下尤為方便。
圖2所示實(shí)施例結(jié)構(gòu)與
圖1所示結(jié)構(gòu)的區(qū)別是后傳動(dòng)輪3通過一個(gè)惰輪12與一個(gè)聯(lián)裝在輸入軸1軸桿后部的傳動(dòng)輪2傳動(dòng)接觸配合。
權(quán)利要求1.一種過零無級變速器，由內(nèi)、外中心輪(10、7)、行星輪(8)、系桿(9)和輸入軸(1)組成，輸入軸(1)的前端與內(nèi)中心輪(10)輪心相連接并帶動(dòng)一變速裝置控制外中心輪(7)的轉(zhuǎn)速，其特征在于所說的變速裝置為一個(gè)由單向無級變速器控制機(jī)構(gòu)(5)驅(qū)動(dòng)的單向機(jī)械無級變速器(4)，在變速器(4)傳動(dòng)軸的兩端連裝有一個(gè)前傳動(dòng)輪(6)和一個(gè)后傳動(dòng)輪(3)，其前傳動(dòng)輪(6)與外中心輪(7)傳動(dòng)接觸配合，后傳動(dòng)輪(3)與一個(gè)聯(lián)裝在輸入軸(1)軸桿后部的傳動(dòng)輪(2)傳動(dòng)接觸配合。
2.如權(quán)利要求1所述的過零無級變速器，其特征在于后傳動(dòng)輪(3)通過一個(gè)惰輪(12)與一個(gè)聯(lián)裝在輸入軸(1)軸桿后部的傳動(dòng)輪(2)傳動(dòng)接觸配合。
3.如權(quán)利要求1、2所述的過零無級變速器，其特征在于所說的單向無級變速器(4)為一多盤無級變速器。
4.如權(quán)利要求1、2所述的過零無級變速器，其特征在于所說的單向無級變速器(4)為鏈條式或皮帶式無級變速器。
5.如權(quán)利要求1、2所述的過零無級變速器，其特征在于由內(nèi)、外中心輪(10、7)、行星輪(8)、前、后傳動(dòng)輪(6、3)和輸出軸傳動(dòng)輪(2)構(gòu)成的差動(dòng)輪系采用齒輪配合結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1、2所述的過零無級變速器，其特征在于由內(nèi)、外中心輪(10、7)、行星輪(8)、前、后傳動(dòng)輪(6、3)和輸出軸傳動(dòng)輪(2)構(gòu)成的差動(dòng)輪系采用摩擦輪配合結(jié)構(gòu)。
專利摘要一種利用差動(dòng)輪系進(jìn)行無級變速和改變轉(zhuǎn)向的裝置,由內(nèi)外中心輪、行星輪、系桿和輸入軸等組成,輸入軸與內(nèi)中心輪連接并帶動(dòng)一單向機(jī)械無級變速器工作,在變速器傳動(dòng)軸的兩端連裝有一個(gè)前傳動(dòng)輪和一個(gè)后傳動(dòng)輪,其前傳動(dòng)輪與外中心輪傳動(dòng)配合以控制其轉(zhuǎn)速,后傳動(dòng)輪與一個(gè)聯(lián)裝在輸入軸軸桿后部的傳動(dòng)輪傳動(dòng)配合,在輸入軸保持高速運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí),系桿輸出軸可方便地實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)—零轉(zhuǎn)—反轉(zhuǎn)的無級變速要求。
文檔編號F16H3/44GK2428623SQ0022657
公開日2001年5月2日 申請日期2000年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月5日
發(fā)明者李建利, 王加林 申請人:李建利, 王加林