專(zhuān)利名稱(chēng)：齒輪嚙合傳動(dòng)自動(dòng)無(wú)級(jí)變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種變速裝置，特別是一種齒輪嚙合傳動(dòng)自動(dòng)無(wú)級(jí)變速器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的無(wú)級(jí)變速具有許多形式，如平盤(pán)摩輪式、鋼帶錐盤(pán)式、機(jī)械脈動(dòng)式、摩擦與 齒輪組合式、錐環(huán)式、粘性液體式、電(磁)流變體式、變頻調(diào)速式、電控軟啟動(dòng)等，這些技術(shù) 屬于自動(dòng)無(wú)級(jí)變速的很少，大多為可控?zé)o級(jí)變速，并需外力加壓裝置，無(wú)零轉(zhuǎn)速輸出，存在 恒功率特性差等各自不同的不足和缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種齒輪嚙合傳動(dòng)自動(dòng)無(wú)級(jí)變速器，1、能適應(yīng)載荷頻繁變 換、變化中的峰值功率高而短暫、有卡阻、沖擊多、不便于停機(jī)變速的場(chǎng)合。2、在設(shè)定變速范 圍內(nèi)的輸入轉(zhuǎn)數(shù)和最低使用轉(zhuǎn)數(shù)范圍內(nèi)，隨負(fù)載變化、轉(zhuǎn)速自動(dòng)無(wú)級(jí)變化時(shí)，保持恒功率特 性，變化反應(yīng)要靈敏，以保證原動(dòng)機(jī)在高的功率因數(shù)內(nèi)工作，提高工作效率。3、按原動(dòng)機(jī)功 率設(shè)定工作需要的輸入轉(zhuǎn)數(shù)，計(jì)算調(diào)整好輸入轉(zhuǎn)數(shù)的扭矩，并設(shè)計(jì)帶凸輪機(jī)構(gòu)的異步交錯(cuò) 的齒輪機(jī)構(gòu)，在原動(dòng)機(jī)不計(jì)配帶功率的情況下，不會(huì)出現(xiàn)原動(dòng)機(jī)大功率帶小負(fù)荷或小功率 帶大負(fù)荷的現(xiàn)象，原動(dòng)機(jī)功率因數(shù)高，不過(guò)載，工作效率高。4、設(shè)計(jì)出最低轉(zhuǎn)數(shù)的控制齒輪 加裝逆止器，同時(shí)起到功率分流作用，輸出軸由最低轉(zhuǎn)數(shù)降到零轉(zhuǎn)數(shù)的變速過(guò)程，應(yīng)近于恒 扭矩狀態(tài)，功率分流防止了變速(降速)轉(zhuǎn)速趨近于零時(shí)，輸出扭矩?zé)o限加大，確保整體裝 備系統(tǒng)不受破壞，使用安全，保證高效工作。5、應(yīng)用范圍廣泛。 本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的它包括箱體、輸入軸、輸入原動(dòng)機(jī)齒 輪、輸出軸和輸出圓柱齒輪，其特征是輸出軸上轉(zhuǎn)動(dòng)連接雙連輸入齒輪，輸入軸上的原動(dòng) 機(jī)齒輪嚙合輸出軸上的雙連輸入齒輪的大齒輪；在輸出軸上轉(zhuǎn)動(dòng)連接中心非圓齒輪，中心 非圓齒輪與與雙連輸入齒輪固接在一起；在輸出軸上轉(zhuǎn)動(dòng)連接行星架，在行星架上轉(zhuǎn)動(dòng)連 接非圓行星齒輪，非圓行星齒輪嚙合中心非圓齒輪；在非圓行星齒輪的延伸空心軸內(nèi)通過(guò) 花鍵連接螺旋軸；在非圓行星齒輪的延伸空心軸外套裝能轉(zhuǎn)動(dòng)的雙連行星齒輪；雙連行星 齒輪的空心軸內(nèi)鍵連接與螺旋軸配合的螺母，在螺母與雙連行星齒輪的空心軸端部的透蓋 之間組裝聚氨脂彈簧；非圓行星齒輪內(nèi)螺紋連接扭矩設(shè)定齒輪，扭矩設(shè)定齒輪嚙合雙連輸 入齒輪的小齒輪；在非圓行星齒輪的延伸空心軸內(nèi)固裝隔板，在隔板與扭矩設(shè)定齒輪之間 組裝凸輪，凸輪設(shè)置內(nèi)孔，內(nèi)孔中組裝聚氨脂彈簧，在凸輪的外端螺紋連接調(diào)整絲圈；在隔 板與螺旋軸之間設(shè)置聚氨脂彈簧；在輸出軸上轉(zhuǎn)動(dòng)連接功率分流齒輪，功率分流齒輪嚙合 雙連行星齒輪；在功率分流齒輪的延伸軸和箱體的箱壁之間組裝逆止器。
本發(fā)明的積極效果是1、能適應(yīng)載荷頻繁變換、變化中的峰值功率高而短暫、有卡 阻、沖擊多、不便于停機(jī)變速的場(chǎng)合。2、在設(shè)定變速范圍內(nèi)的輸入轉(zhuǎn)數(shù)和最低使用轉(zhuǎn)數(shù)范圍 內(nèi)，隨負(fù)載變化、轉(zhuǎn)速自動(dòng)無(wú)級(jí)變化時(shí)，保持衡功率特性，變化反應(yīng)靈敏，以保證原動(dòng)機(jī)在高 的功率因數(shù)內(nèi)工作，提高工作效率和作業(yè)能力。3、按原動(dòng)機(jī)功率設(shè)定工作需要的輸入轉(zhuǎn)數(shù)，計(jì)算調(diào)整好輸入轉(zhuǎn)數(shù)的扭矩，并設(shè)計(jì)帶凸輪機(jī)構(gòu)的異步交錯(cuò)的齒輪機(jī)構(gòu)，在原動(dòng)機(jī)不計(jì)配 帶功率的情況下，不會(huì)出現(xiàn)原動(dòng)機(jī)大功率帶小負(fù)荷或小功率帶大負(fù)荷的現(xiàn)象，原動(dòng)機(jī)功率 因數(shù)高，不過(guò)載，工作效率高。4、設(shè)計(jì)出最低轉(zhuǎn)數(shù)的控制齒輪加裝逆止器，同時(shí)起到功率分 流作用，輸出軸由最低轉(zhuǎn)數(shù)降到零轉(zhuǎn)數(shù)的變速過(guò)程，應(yīng)近于恒扭矩狀態(tài)，功率分流防止了變 速(降速)轉(zhuǎn)速趨近于零，輸出扭矩?zé)o限加大，確保整體裝備系統(tǒng)不受破壞，使用安全，保證 高效工作。5、應(yīng)用范圍廣泛。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是圖1的I部放大示意圖。 圖3是圖1的II部放大示意圖。 圖4是扭矩設(shè)定齒輪與凸輪組裝結(jié)構(gòu)部分放大示意圖。 圖5是扭矩設(shè)定齒輪與凸輪組裝結(jié)構(gòu)分解立體示意圖。 圖6與圖7分別是扭矩設(shè)定齒輪、凸輪配合面上的斜坡凸臺(tái)圓周展開(kāi)示意圖。 圖8是變速傳動(dòng)狀態(tài)示意圖。 圖9是自鎖狀態(tài)下傳動(dòng)示意圖。
具體實(shí)施例方式
見(jiàn)圖l-4，本發(fā)明具體結(jié)構(gòu)如下箱體2內(nèi)通過(guò)軸承連接輸入軸19和輸出軸l，輸 入軸19內(nèi)端連接輸入原動(dòng)機(jī)齒輪18。輸出軸1上通過(guò)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接雙連輸入齒輪16，及 通過(guò)鍵連接輸出圓柱齒輪17。雙連輸入齒輪16上設(shè)置大齒輪28和小齒輪29。輸入軸上 的原動(dòng)機(jī)齒輪18嚙合雙連輸入齒輪的大齒輪28。在輸出軸1上通過(guò)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接中心非 圓齒輪31，中心非圓齒輪31與雙連輸入齒輪16通過(guò)錐型內(nèi)外螺紋及鍵固接在一起。在輸 出軸1上通過(guò)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接行星架12，在行星架12上組裝轉(zhuǎn)動(dòng)的非圓行星齒輪IO，非圓行 星齒輪10嚙合中心非圓齒輪31。在非圓行星齒輪10的延伸空心軸內(nèi)通過(guò)花鍵連接具有 螺旋槽的螺旋軸8。在非圓行星齒輪10的延伸空心軸外套裝能轉(zhuǎn)動(dòng)的雙連行星齒輪9，兩 者是通過(guò)在內(nèi)外壁上開(kāi)設(shè)內(nèi)外圓周溝道，在圓周溝道內(nèi)裝滿(mǎn)鋼球25實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，并在外壁上 開(kāi)有裝入孔，孔上組裝絲堵24。雙連行星齒輪9設(shè)置兩個(gè)齒輪， 一個(gè)齒輪22嚙合輸出軸上 的輸出圓柱齒輪17，另一個(gè)齒輪23嚙合輸出軸上的功率分流齒輪4。在雙連行星齒輪9延 伸空心軸內(nèi)鍵連接與螺旋軸8配合的螺母7，在雙連行星齒輪9的空心軸端部固接透蓋5， 在螺母7與透蓋5之間組裝聚氨脂彈簧6 (聚氨脂彈簧即具有彈性的聚氨脂材料的柱狀零 件)。在非圓行星齒輪10內(nèi)螺紋連接扭矩設(shè)定齒輪15，扭矩設(shè)定齒輪15嚙合雙連輸入齒 輪的小齒輪29。在非圓行星齒輪10的延伸空心軸內(nèi)固裝隔板13，在隔板13與扭矩設(shè)定齒 輪15之間組裝凸輪26，見(jiàn)圖5、6、7，凸輪26通過(guò)花鍵27連接在非圓行星齒輪10內(nèi)，凸輪 26的配合端面沿周向設(shè)置兩個(gè)斜坡凸臺(tái)14，(圖5中的另一個(gè)斜坡凸臺(tái)在相對(duì)位置，圖中 未示出)。扭矩設(shè)定齒輪15設(shè)置兩個(gè)斜坡凸臺(tái)20，(見(jiàn)圖7)，兩個(gè)斜坡凸臺(tái)20斜坡接觸兩 個(gè)斜坡凸臺(tái)14，并能沿斜坡向上滑動(dòng)，反向則兩端面卡住。凸輪26設(shè)置內(nèi)孔，內(nèi)孔中組裝聚 氨脂彈簧32，在凸輪26的外端螺紋連接調(diào)整絲圈30。在隔板13與螺旋軸8之間設(shè)置聚氨 脂彈簧11 ;在輸 軸1上通過(guò)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接功率分流齒輪4。在箱體2的箱壁上組裝內(nèi)齒圈21，功率分流齒輪4的延伸軸上組裝與內(nèi)齒圈21配合的棘爪3，構(gòu)成逆止器，逆止器為現(xiàn) 有技術(shù)。 工作原理
1、無(wú)級(jí)變速 見(jiàn)圖8，行星架12上有圓柱形的齒輪22，非圓行星齒輪10，輸出軸1上設(shè)有輸出圓 柱齒輪17，中心非圓齒輪31。兩非圓齒輪10和31為全等齒輪，兩圓柱齒輪17和22的傳 動(dòng)比為l : 1.5-1 : 2，非圓齒輪的長(zhǎng)半徑與輸出圓柱齒輪17的節(jié)元半徑相等，短半徑與圓 柱形的齒輪22半徑相等。見(jiàn)圖9，當(dāng)中心非圓齒輪31轉(zhuǎn)到長(zhǎng)半徑時(shí)兩齒輪付傳動(dòng)比相等 時(shí)，傳動(dòng)發(fā)生自鎖，中心非圓齒輪31與輸出圓柱齒輪17同步旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)比為1。當(dāng)輸出圓柱 齒輪17的負(fù)載增大時(shí)，聚氨脂彈簧11被促動(dòng)，中心非圓齒輪31離開(kāi)自鎖區(qū)進(jìn)入變速傳動(dòng) 狀態(tài)，這樣的自鎖、離開(kāi)，交替循環(huán)變化促成的變速傳動(dòng)狀態(tài)隨著負(fù)載變化，負(fù)載減小時(shí)轉(zhuǎn) 速上升，行星架12上的行軸相當(dāng)于兩級(jí)標(biāo)準(zhǔn)減速器的II軸，差別在于能周轉(zhuǎn)成自動(dòng)無(wú)級(jí)變 速，行星軸的撓性聯(lián)接可以促動(dòng)自動(dòng)無(wú)級(jí)變速，還可以維持轉(zhuǎn)速均勻變速靈敏。
2、輸出軸零轉(zhuǎn)速的控制，即輸出軸的零轉(zhuǎn)速和扭矩值無(wú)限增大的控制等
功率分流齒輪4與雙連行星齒輪9的一個(gè)齒輪23傳動(dòng)比大于輸出齒輪付17、22 傳動(dòng)比，比輸出齒輪付轉(zhuǎn)速低并且是空轉(zhuǎn)，當(dāng)輸出圓柱齒輪17轉(zhuǎn)速降低到設(shè)定的轉(zhuǎn)速時(shí)， 功率分流齒輪4的轉(zhuǎn)速降至零，當(dāng)輸出圓柱齒輪17轉(zhuǎn)速繼續(xù)降到零或設(shè)定的負(fù)轉(zhuǎn)速時(shí)，功 率分流齒輪4在逆止器作用下迫使行星架加速負(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣設(shè)計(jì)的目的為使尖峰值功率分 流，實(shí)現(xiàn)了零輸出，防止了扭矩?zé)o限增大，保護(hù)了裝備系統(tǒng)不受損壞，尖峰值功率很短暫。在 零輸出時(shí)原動(dòng)機(jī)不過(guò)載。
3、輸入扭矩的調(diào)整 設(shè)定輸入轉(zhuǎn)速和扭矩后，非圓齒輪付10、31，扭矩設(shè)定齒輪付15、29，兩付的中心 齒輪31 、29固聯(lián)成為雙連齒輪，兩付的行星齒輪10、 15為可調(diào)的撓性聯(lián)接，兩付的傳動(dòng)比相 同均為l : 1。非圓行星齒輪10的軸內(nèi)裝有帶花鍵的凸輪26，凸輪26的斜坡凸臺(tái)14與扭 矩設(shè)定齒輪15上的斜坡凸臺(tái)20對(duì)置成凸輪付。用外螺紋的絲圈30旋壓聚氨脂彈簧32，調(diào) 整到非圓行星齒輪10能帶動(dòng)行星架12同步轉(zhuǎn)動(dòng)。行星輪均無(wú)自轉(zhuǎn)，啟動(dòng)后測(cè)定輸出軸1轉(zhuǎn) 速與設(shè)定轉(zhuǎn)速相同、扭矩與設(shè)定的扭矩相同。行星輪均為隨行星架12周轉(zhuǎn)而無(wú)自轉(zhuǎn)為止， 調(diào)整后可以保證不能因行星架12靜止?fàn)顟B(tài)的慣性扭矩造成啟動(dòng)困難，保證啟動(dòng)后，輸出軸 1在規(guī)定扭矩范圍內(nèi)無(wú)滯后現(xiàn)象。 本機(jī)效率設(shè)計(jì)采用了 WW行星減速器結(jié)構(gòu)，因本機(jī)傳動(dòng)時(shí)，行星架不作輸出，在設(shè) 定使用的最高轉(zhuǎn)速時(shí)各齒輪之間互相不轉(zhuǎn)動(dòng)，輸入輸出l : l傳動(dòng)，當(dāng)輸出軸轉(zhuǎn)速降到某一 值時(shí)，行星架不動(dòng)，行星軸自轉(zhuǎn)，不周轉(zhuǎn)。當(dāng)輸出軸轉(zhuǎn)速繼續(xù)降低時(shí)，行星架加快且為負(fù)轉(zhuǎn) 速，兩行星軸對(duì)置，離心力使自鎖摩擦力減小，保持了效率不了降低，兩行星軸相對(duì)于兩級(jí) 標(biāo)準(zhǔn)減速器的II軸，維持了很高的效率。
權(quán)利要求
一種齒輪嚙合傳動(dòng)自動(dòng)無(wú)級(jí)變速器，它包括箱體、輸入軸、輸入原動(dòng)機(jī)齒輪、輸出軸和輸出圓柱齒輪，其特征是輸出軸上轉(zhuǎn)動(dòng)連接雙連輸入齒輪，輸入軸上的原動(dòng)機(jī)齒輪嚙合輸出軸上的雙連輸入齒輪的大齒輪；在輸出軸上轉(zhuǎn)動(dòng)連接中心非圓齒輪，中心非圓齒輪與與雙連輸入齒輪固接在一起；在輸出軸上轉(zhuǎn)動(dòng)連接行星架，在行星架上轉(zhuǎn)動(dòng)連接非圓行星齒輪，非圓行星齒輪嚙合中心非圓齒輪；在非圓行星齒輪的延伸空心軸內(nèi)通過(guò)花鍵連接螺旋軸；在非圓行星齒輪的延伸空心軸外套裝能轉(zhuǎn)動(dòng)的雙連行星齒輪；雙連行星齒輪的空心軸內(nèi)鍵連接與螺旋軸配合的螺母，在螺母與雙連行星齒輪的空心軸端部的透蓋之間組裝聚氨脂彈簧；非圓行星齒輪內(nèi)螺紋連接扭矩設(shè)定齒輪，扭矩設(shè)定齒輪嚙合雙連輸入齒輪的小齒輪；在非圓行星齒輪的延伸空心軸內(nèi)固裝隔板，在隔板與扭矩設(shè)定齒輪之間組裝凸輪，凸輪設(shè)置內(nèi)孔，內(nèi)孔中組裝聚氨脂彈簧，在凸輪的外端螺紋連接調(diào)整絲圈；在隔板與螺旋軸之間設(shè)置聚氨脂彈簧；在輸出軸上轉(zhuǎn)動(dòng)連接功率分流齒輪，功率分流齒輪嚙合雙連行星齒輪；在功率分流齒輪的延伸軸和箱體的箱壁之間組裝逆止器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪嚙合傳動(dòng)自動(dòng)無(wú)級(jí)變速器，其特征是凸輪的配合端面 沿周向設(shè)置兩個(gè)斜坡凸臺(tái)，扭矩設(shè)定齒輪沿周向同樣設(shè)置兩個(gè)斜坡凸臺(tái)，并與凸輪的兩個(gè) 斜坡凸臺(tái)沿斜坡滑動(dòng)接觸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪嚙合傳動(dòng)自動(dòng)無(wú)級(jí)變速器，其特征是中心非圓齒輪和 非圓行星齒輪為全等齒輪，行星架上的圓柱形齒輪和輸出軸上的輸出圓柱齒輪傳動(dòng)比為 1 : 1.5-1 : 2，非圓齒輪的長(zhǎng)半徑與輸出圓柱齒輪的節(jié)元半徑相等，短半徑與圓柱形齒輪 半徑相等。
全文摘要
一種齒輪嚙合傳動(dòng)自動(dòng)無(wú)級(jí)變速器，其特征是輸出軸上轉(zhuǎn)動(dòng)連接雙連輸入齒輪；在輸出軸上轉(zhuǎn)動(dòng)連接中心非圓齒輪，中心非圓齒輪與與雙連輸入齒輪固接在一起；在輸出軸上通過(guò)行星架上轉(zhuǎn)動(dòng)連接非圓行星齒輪，非圓行星齒輪嚙合中心非圓齒輪；在非圓行星齒輪內(nèi)連接螺旋軸；在非圓行星齒輪外套裝能轉(zhuǎn)動(dòng)的雙連行星齒輪；非圓行星齒輪內(nèi)螺紋連接扭矩設(shè)定齒輪；在隔板與扭矩設(shè)定齒輪之間組裝凸輪，凸輪內(nèi)孔中組裝聚氨酯彈簧；在隔板與螺旋軸之間設(shè)置聚氨酯彈簧；在輸出軸上轉(zhuǎn)動(dòng)連接功率分流齒輪；在功率分流齒輪和箱壁之間組裝逆止器。優(yōu)點(diǎn)是在設(shè)定輸入轉(zhuǎn)數(shù)和最低使用轉(zhuǎn)數(shù)范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)速自動(dòng)無(wú)級(jí)變化時(shí)，保持衡功率特性，變化反應(yīng)靈敏，提高工作效率和作業(yè)能力。輸出軸由最低轉(zhuǎn)數(shù)降到零轉(zhuǎn)數(shù)的變速過(guò)程，能確保整體裝備系統(tǒng)不受破壞，使用安全，保證高效工作。
文檔編號(hào)F16H3/02GK101699101SQ20091018828
公開(kāi)日2010年4月28日 申請(qǐng)日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者周德育, 王素珍, 賈偉志 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)龍德石油技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司