專利名稱：一種全機械自動無級變速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種全機械式變矩和自動無級變速裝置，其輸出扭矩和速 度由輸入轉(zhuǎn)速和外部阻力矩自適應(yīng)調(diào)整，屬于機械傳動領(lǐng)域。
技術(shù)背景地面車輛的種類繁多，用途、目的和使用條件各異。對于用以改造動 力裝置性能來滿足車輛行駛需要的傳動裝置，要求既高且多。 一般形式為 固定軸齒輪式，較復(fù)雜的如行星齒輪式的液力自動變速裝置等。完整的行 星機構(gòu)是由太陽輪、齒圈、行星輪框架三個元件構(gòu)成，其中一件速度為一 定時，其他兩件的速度可按一定的規(guī)律自由變化。用操縱機構(gòu)控制其中一 個速度，則另一個的速度才為一定，即用操縱機構(gòu)減少一個自由度，才能 得到另一個自由度的確定傳動比的運動。因此，行星機構(gòu)是一種定傳動比 的差速器。為了獲得更大的傳動比以滿足車輛的行駛要求，行星傳動裝置 采用了多組行星排和一定數(shù)量控制機構(gòu)(離合器、制動器)以及復(fù)雜的操 縱裝置。因而引起車輛的變速機構(gòu)結(jié)構(gòu)和操縱復(fù)雜，體積重量大，加工制 造困難，成本高；進而引起車輛尺寸重量的增加，影響整車的性能和成本。本發(fā)明的目的是探索一種結(jié)構(gòu)簡單、尺寸重量小、成本低的新型全機 械式自動無級變速裝置。本方法是在周轉(zhuǎn)輪系上實現(xiàn)。傳動結(jié)構(gòu)僅有太陽輪、行星齒輪和框架， 太陽齒輪與動力源連接，為主動部分；行星齒輪、框架為被動部分。如不 采用新的結(jié)構(gòu)和原理，此結(jié)構(gòu)中的行星齒輪處于自由狀態(tài)，以定傳動比隨 太陽齒輪自轉(zhuǎn)而不周轉(zhuǎn)，行星齒輪框架處于靜止?fàn)顟B(tài)，由太陽齒輪輸入的動力無法輸出。 發(fā)明內(nèi)容根據(jù)運動學(xué)和動力學(xué)相關(guān)原理，當(dāng)一個物體做曲線運動時將產(chǎn)生離心 力，其大小是物體質(zhì)心角速度平方、曲率半徑以及質(zhì)點的質(zhì)量的函數(shù)。本 方法和裝置即依據(jù)此原理，于行星輪軸一端連接一個可相對軸作徑向運動 的轉(zhuǎn)子，在行星齒輪框架相應(yīng)位置設(shè)置特定的內(nèi)曲線軌道，內(nèi)曲線軌道中 心相對于行星齒輪軸心偏離，偏離方向為希望的輸出轉(zhuǎn)動方向上。故行星 齒輪軸、轉(zhuǎn)子和內(nèi)曲線軌道構(gòu)成了一個外偏心、內(nèi)導(dǎo)向的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，使轉(zhuǎn) 子長度方向的兩端交替與軌道接觸并保證質(zhì)心處于框架期望轉(zhuǎn)動方向的一 側(cè)。當(dāng)行星齒輪驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，由于轉(zhuǎn)子質(zhì)心與行星齒輪軸存在偏心， 由轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的離心力作用在軌道上，同時軌道也對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生約束，使轉(zhuǎn)子 在轉(zhuǎn)動中按照設(shè)定的規(guī)律做徑向運動，隨著轉(zhuǎn)子角度改變引起轉(zhuǎn)子頂端對 行星齒輪軸的距離的改變，保證轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周完成二次有效做功，提高傳 動效率。當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速增大到產(chǎn)生的離心力足以克服行星齒輪框架上的外負(fù)荷 時，即達到推動行星齒輪框架轉(zhuǎn)動輸出功率的目的。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越高，產(chǎn) 生的離心力越大，行星齒輪框架受力越大，若外負(fù)荷不變，其轉(zhuǎn)動速度就 越高，即太陽輪的轉(zhuǎn)速改變即可引起行星齒輪框架的速度改變。在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn) 速不變，即作用在行星齒輪框架上力不變的情況下，外負(fù)荷發(fā)生變化，行 星齒輪框架的轉(zhuǎn)速也隨之改變。在裝置的尺寸和結(jié)構(gòu)不做改動情況下，通 過調(diào)整轉(zhuǎn)子材料的密度或改變轉(zhuǎn)子得外形尺寸，來改變轉(zhuǎn)子的質(zhì)量，即可 改變傳遞的功率。因此，用此方法設(shè)計傳動裝置可實現(xiàn)無級變速。下面結(jié)合附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和工作原理。
圖1是本發(fā)明的原理正面示意圖，圖2是原理側(cè)面示意圖。本發(fā)明包
括一個太陽齒輪l， 2個或2個以上行星齒輪2和框架3等，每個行星齒輪 對應(yīng)一個行星齒輪軸4和一個轉(zhuǎn)子5。動力由太陽齒輪1輸入，由框架3輸 出。行星齒輪軸4一端與行星齒輪2固定相聯(lián)，另一端穿過框架3與轉(zhuǎn)子5 相聯(lián)驅(qū)動轉(zhuǎn)子5，行星齒輪軸4與框架3可通過軸承連接，也可是齒輪連接， 行星齒輪軸4與轉(zhuǎn)子5相聯(lián)的一端為矩型結(jié)構(gòu)6，轉(zhuǎn)子5與行星齒輪軸4相 聯(lián)的孔8亦為矩形，且長度方向的長度大于行星齒輪軸4矩形聯(lián)接端的長 度，保證轉(zhuǎn)子5可沿矩形孔8長度方向與行星齒輪軸4做徑向相對運動且 不干涉。行星齒輪2在框架3上均勻分布，且通過行星齒輪軸4的矩形連 接使轉(zhuǎn)子5處于相應(yīng)的相位?？蚣?上設(shè)有內(nèi)曲線偏心軌道7，偏心軌道7 的中心相對于行星齒輪軸4的中心偏心，且偏心方向為希望輸出轉(zhuǎn)動的方 向，偏心軌道7的直徑大于轉(zhuǎn)子5長度，保證轉(zhuǎn)子5在偏心軌道7內(nèi)運轉(zhuǎn)， 且在轉(zhuǎn)子5的質(zhì)心與行星齒輪軸4中心重合時，轉(zhuǎn)子5兩端與偏心軌道接 觸，其他時候轉(zhuǎn)子5的一端與偏心軌道7偏離區(qū)段保持接觸，而轉(zhuǎn)子5的 另一端與偏心軌道7接近區(qū)段脫離，且可平穩(wěn)轉(zhuǎn)換。在行星齒輪軸4和行 星框架3上的偏心軌道7共同作用下，轉(zhuǎn)子5做隨行星齒輪2轉(zhuǎn)動和相對 行星齒輪軸4徑向移動的復(fù)合運動。當(dāng)太陽齒輪1轉(zhuǎn)動帶動行星齒輪2轉(zhuǎn) 動，通過行星齒輪軸4帶動轉(zhuǎn)子5做隨行星齒輪2轉(zhuǎn)動和相對行星齒輪4 軸徑向移動的復(fù)合運動，因轉(zhuǎn)子5偏心旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，克服框架3上阻 力后推動框架3旋轉(zhuǎn)輸出轉(zhuǎn)速，達到變速目的。
與現(xiàn)有的傳動技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案有以下優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單，尺寸重量小，降低了裝置的制造成本，加工制造對設(shè)備要求不高，進而提
高整車的性能和降低整車成本；不需要復(fù)雜的操縱控制，操作使用方便。


圖1是本發(fā)明的原理正面示意圖。
圖2是本發(fā)明原理側(cè)面示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明應(yīng)用于自動變速裝置中，動力與太陽輪輸入端相聯(lián)，當(dāng)有動力 輸入時太陽輪轉(zhuǎn)動帶動行星輪轉(zhuǎn)動，行星輪通過行星輪軸帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動， 轉(zhuǎn)子在偏心軌道內(nèi)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力作用于框架上，當(dāng)離心力大于作用于框 架上阻力時，框架開始轉(zhuǎn)動，框架軸即可輸出轉(zhuǎn)速。當(dāng)輸入轉(zhuǎn)速一定時，
作用于框架上阻力越大，輸出轉(zhuǎn)速越??；當(dāng)作用于框架上阻力一定時，輸 入轉(zhuǎn)速越大，輸出轉(zhuǎn)速也越大。從而實現(xiàn)自適應(yīng)自動變速。
權(quán)利要求
1. 一種全機械自動無級變速裝置，包括太陽齒輪(1)，行星齒輪(2)，框架(3)，動力作用于太陽輪(1)輸入，由框架(3)輸出，其特征在于行星齒輪軸(4)一端與行星齒輪(2)固定相聯(lián)，另一端穿過框架(3)與轉(zhuǎn)子(5)相聯(lián)驅(qū)動轉(zhuǎn)子(5)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種全機械自動無級變速裝置，其特征在于行星 齒輪軸(4)與轉(zhuǎn)子(5)相聯(lián)的一端為矩型結(jié)構(gòu)(6)，轉(zhuǎn)子(5)與行星齒輪軸(4)相聯(lián)的孔(8)亦為矩形，且在轉(zhuǎn)子(5)長度方向孔的長度大于行星齒輪軸 (4)矩形聯(lián)接端(6)的長度。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種全機械自動無級變速裝置，其特征在于框架 (3)上設(shè)有偏心軌道(7)，偏心軌道(7)的中心相對于行星齒輪軸(4)的中心偏心。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種全機械自動無級變速裝置，其特征在于偏心 軌道(7)的直徑大于轉(zhuǎn)子(5)長度。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種全機械自動無級變速裝置，其特征在于可以 有2個或2個以上行星齒輪(2)均勻分布在框架(3)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種全機械式變矩和自動無級變速裝置。特別適用于自動變速的車輛中，功能是輸出扭矩和速度由輸入轉(zhuǎn)速和外部阻力矩自適應(yīng)調(diào)整，實現(xiàn)自動無級變速，結(jié)構(gòu)簡單。本發(fā)明包括一個太陽齒輪1，2個或2個以上行星齒輪2和框架3等，動力由太陽齒輪1輸入，由框架3輸出。行星齒輪軸4一端與行星齒輪2固定相聯(lián)，另一端穿過框架3與轉(zhuǎn)子5相聯(lián)驅(qū)動轉(zhuǎn)子5，轉(zhuǎn)子在偏心軌道7中旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力作用于框架上，克服框架上外部阻力推動框架旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)變速。
文檔編號F16H37/00GK101280838SQ20081003141
公開日2008年10月8日 申請日期2008年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月29日
發(fā)明者徐惠余, 毅 施, 李文昌, 毅 錢, 錢昌賢 申請人:錢昌賢;江麓機電科技有限公司