專利名稱：內(nèi)嚙合雙行星齒輪無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于可變速比傳送旋轉(zhuǎn)運(yùn)動或使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動換向的齒輪傳動裝置，屬于一種內(nèi)嚙合雙行星齒輪無級變速器。
背景技術(shù)：
無級變速器可以自由改變傳動比，從而實(shí)現(xiàn)全程無級變速。汽車行駛的速度是不 斷變化的，這就要求汽車的傳動系統(tǒng)的變速比要盡量多，需要使用可以實(shí)現(xiàn)傳動比連續(xù)改 變的無級變速器，從而得到傳動系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)工況的最佳匹配，使車速變化更為平穩(wěn)，提高 了整車的燃油經(jīng)濟(jì)性和動力性。目前風(fēng)力發(fā)電，受到國家的重視，大力推廣。而對于中小功率的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，由 于風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速小，且隨風(fēng)的大小而改變，這樣就要求有大的并適合變速的發(fā)電機(jī)組與之匹 配，增加了發(fā)電機(jī)組的設(shè)備成本。使用無級變速器能將風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速提高并變成平穩(wěn)的轉(zhuǎn)速 后送入發(fā)電機(jī)，減少了發(fā)電機(jī)的機(jī)座號，降低成本。國內(nèi)外的無級變速器類型、品種繁多，常見的有液力機(jī)械式無級變速器和金屬帶 式無級變速器。以金屬帶變速器為代表的無級變速器已逐漸廣泛使用于多種汽車中，并結(jié) 合電、液自動控制與計算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了自動控制，使得汽車的行駛和操作特性大大改善， 顯示出了廣闊的應(yīng)用前景。但它的設(shè)計原理是無級變徑，主變速傳動點(diǎn)均歸屬為點(diǎn)、線接 觸的摩擦傳動，限制無級變速器大功率、高效率發(fā)展。近幾年新興起的行星齒輪無級變速器能夠較好地滿足汽車的使用要求，且具有結(jié) 構(gòu)簡單，體積小，零件少的優(yōu)點(diǎn)；它的工作速比范圍寬，容易與發(fā)動機(jī)形成理想的匹配，改善 燃燒過程，降低油耗和排放；具有較高的傳送效率，經(jīng)濟(jì)性好。目前已有多種新結(jié)構(gòu)的行星 齒輪無級變速器。問題在于在單級行星齒輪傳動中，輸出為行星齒輪的轉(zhuǎn)速，需要使用專門 的偏心輸出機(jī)構(gòu)。為了擺脫這種困境，設(shè)計一種克服現(xiàn)有單行星輪系需要使用偏心輸出機(jī) 構(gòu)的內(nèi)嚙合雙行星齒輪無級變速器，無論對低速重載的大型機(jī)械設(shè)備或風(fēng)力發(fā)電機(jī)，還是 對于既需減速又要過零換向的用于汽車的變速裝置，都具有極重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的提出，旨在提供一種帶有獨(dú)立調(diào)速裝置的內(nèi)嚙合雙行星輪系的少齒差行 星齒輪無級變速器，克服了單行星輪系需要使用偏心輸出機(jī)構(gòu)的問題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣現(xiàn)實(shí)的；一種內(nèi)嚙合雙行星齒輪無級變速器，包括箱體和輸出法蘭，輸出法蘭用螺栓固定 在箱體上，箱體中裝有雙行星輪系和定軸輪系，其特征在于所述的定軸輪系由調(diào)速齒輪、調(diào) 速齒輪軸和無級調(diào)速裝置組成，其中的無級調(diào)速裝置固定于箱體上與調(diào)速齒輪軸連接，調(diào) 速齒輪用鍵與調(diào)速齒輪軸連接；所述的雙行星輪系則包括輸入曲軸，雙行星輪、太陽輪輸出 軸和太陽輪I，其中的輸入曲軸兩端套裝輸入軸軸承I和輸入軸軸承II，分別支撐在箱體和 太陽輪輸出軸中；雙行星輪由行星輪軸承I和行星輪軸承II支撐在輸入曲軸上，行星輪比太陽輪少1 4個齒，雙行星輪上的大齒輪與太陽輪輸出軸內(nèi)嚙合，雙行星輪上的小齒輪與 太陽輪I內(nèi)嚙合；太陽輪輸出軸靠太陽輪輸出軸軸承I和太陽輪輸出軸軸承II分別支撐在 箱體和輸出法蘭中；太陽輪I靠太陽輪I軸承I和太陽輪I軸承II支撐在箱體中，太陽輪 I帶外圓柱齒，并與定軸輪系的調(diào)速齒輪外嚙合。所述的輸入曲軸和太陽輪輸出軸的軸端分別套裝輸入壓蓋和輸出壓蓋。所述的輸入曲軸和太陽輪輸出軸、太陽輪I任兩個可以做為輸入、輸出軸，另一個做為調(diào)速軸。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，主要表現(xiàn)在；1、采用獨(dú)立動力源的調(diào)速裝置來調(diào)節(jié)太陽輪I的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)太陽輪輸出軸無 級調(diào)速的目的。2、通過改變雙太陽輪與雙行星輪的齒數(shù)，可以調(diào)節(jié)調(diào)速特性關(guān)系曲線的斜率與沿 Y軸的位置，能得到希望的輸出轉(zhuǎn)速范圍，如圖2所示。


圖1是本發(fā)明專利的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明專利的調(diào)速特性關(guān)系圖；圖1是本發(fā)明專利的說明書摘要附圖。圖中1、太陽輪輸出軸軸承11，2、輸出法蘭，3、輸出壓蓋，4、太陽輪輸出軸，5、太 陽輪輸出軸軸承I，6、輸入軸軸承II，7、箱體，8、行星輪軸軸承II，9、雙行星輪，10、太陽輪 I，11、太陽輪I軸承I，12、太陽輪I軸承II，13、調(diào)速軸軸承II，14、調(diào)速齒輪軸，15、無級調(diào) 速裝置，16、調(diào)速軸軸承II，17、調(diào)速齒輪，18、輸入壓蓋，19、輸入軸軸承I，20、行星輪軸軸 承I，21、輸入曲軸。
具體實(shí)施例方式如圖1所示的一種內(nèi)嚙合雙行星齒輪無級變速器，其中的行星輪系屬于NN型的 內(nèi)嚙合雙行星輪系，輸入轉(zhuǎn)速為系桿轉(zhuǎn)速，系桿長為偏心軸的偏心距4mm，輸入軸轉(zhuǎn)數(shù)η入= 1500r/min，無級調(diào)速裝置15的轉(zhuǎn)速為0 3000r/min，通過定比傳動齒輪，可以將太陽輪I 10的轉(zhuǎn)速減到0 1500r/min ；輸出轉(zhuǎn)速為太陽輪輸出軸4的轉(zhuǎn)速。雙行星輪9與太陽輪 的齒形采用漸開線齒形，太陽輪的齒數(shù)比行星輪多2個齒，兩組行星輪系的齒數(shù)差為10個 齒。雙行星輪的齒數(shù)分別為30、20、模數(shù)m = 4，太陽輪I 10的內(nèi)齒輪齒數(shù)為21、模數(shù)m = 4 ；太陽輪I 10的外齒數(shù)為36，模數(shù)m = 3，調(diào)速齒輪17的齒數(shù)為18，模數(shù)m = 3 ；太陽輪 輸出軸4的內(nèi)齒輪齒數(shù)為31、模數(shù)m = 4。無級調(diào)速裝置15通過調(diào)速齒輪17調(diào)節(jié)太陽輪 I 10的轉(zhuǎn)速，從而無級調(diào)節(jié)太陽輪輸出軸4的轉(zhuǎn)速。輸出轉(zhuǎn)速與輸入轉(zhuǎn)速、調(diào)速軸轉(zhuǎn)速的關(guān) 系式為na= 63/62n調(diào)-1/62Π入，實(shí)現(xiàn)輸出轉(zhuǎn)速在-24 1500r/min范圍內(nèi)無級變速。無級調(diào)速裝置采用小功率變頻電機(jī)驅(qū)動。該內(nèi)嚙合雙行星齒輪無級變速器的主 要原理是用大功率的恒速電機(jī)驅(qū)動輸入曲軸，用小功率的變頻電機(jī)調(diào)節(jié)太陽輪I 10轉(zhuǎn)速 做調(diào)速，實(shí)現(xiàn)太陽輪輸出軸4轉(zhuǎn)速無級調(diào)節(jié)的功能。輸出軸的轉(zhuǎn)速也可以為零，也可以反 轉(zhuǎn)。通過改變雙太陽輪與雙行星輪的齒數(shù)，可以調(diào)節(jié)調(diào)速特性關(guān)系曲線的斜率與沿Y軸的 位置，能得到希望的輸出轉(zhuǎn)速范圍。
權(quán)利要求
一種內(nèi)嚙合雙行星齒輪無級變速器，包括箱體(7)和輸出法蘭(2)，輸出法蘭(2)用螺栓固定在箱體(7)上，箱體(7)中裝有雙行星輪系和定軸輪系，其特征在于所述的定軸輪系由調(diào)速齒輪(17)、調(diào)速齒輪軸(14)和無級調(diào)速裝置(15)組成，其中的無級調(diào)速裝置(15)固定于箱體(7)上與調(diào)速齒輪軸(14)連接，調(diào)速齒輪(17)用鍵與調(diào)速齒輪軸(14)連接；所述的雙行星輪系則包括輸入曲軸(21)，雙行星輪(9)、太陽輪輸出軸(4)和太陽輪I(10)，其中的輸入曲軸(21)兩端套裝輸入軸軸承I(19)和輸入軸軸承II(6)，分別支撐在箱體(7)和太陽輪輸出軸(4)中；雙行星輪(9)由行星輪軸承I(20)和行星輪軸承II(8)支撐在輸入曲軸(21)上，行星輪比太陽輪少1～4個齒，雙行星輪(9)上的大齒輪與太陽輪輸出軸(4)內(nèi)嚙合，雙行星輪(9)上的小齒輪與太陽輪I(10)內(nèi)嚙合；太陽輪輸出軸(4)靠太陽輪輸出軸軸承I(5)和太陽輪輸出軸軸承II(1)分別支撐在箱體(7)和輸出法蘭(2)中；太陽輪I(10)靠太陽輪I軸承I(11)和太陽輪I軸承II(12)支撐在箱體(7)中，太陽輪I(10)帶外圓柱齒，并與定軸輪系的調(diào)速齒輪(17)外嚙合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)嚙合雙行星齒輪無級變速器，其特征在于所述的輸入曲軸 (21)和太陽輪輸出軸(4)的軸端分別套裝輸入壓蓋(18)和輸出壓蓋(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的內(nèi)嚙合雙行星齒輪無級變速器，其特征在于所述的輸入 曲軸(21)和太陽輪輸出軸(4)、太陽輪I (10)任兩個可以做為輸入、輸出軸，另一個做為調(diào) 速軸。
全文摘要
一種內(nèi)嚙合雙行星齒輪無級變速器，包括箱體和輸出法蘭，箱體中裝有雙行星輪系和定軸輪系，其特征在于所述的定軸輪系由調(diào)速齒輪、調(diào)速齒輪軸和無級調(diào)速裝置組成；所述的雙行星輪系則包括輸入曲軸，雙行星輪、太陽輪輸出軸和太陽輪I，其中的輸入曲軸靠軸承支撐在箱體和太陽輪輸出軸中，雙行星輪靠軸承支撐在輸入曲軸上，雙行星輪上的大齒輪與太陽輪輸出軸內(nèi)嚙合，雙行星輪上的小齒輪與太陽輪I內(nèi)嚙合；太陽輪輸出軸靠軸承支撐在箱體和輸出法蘭中；太陽輪I靠軸承支撐在箱體中，太陽輪I帶外圓齒并與調(diào)速齒輪外嚙合。調(diào)速裝置通過調(diào)速齒輪調(diào)節(jié)太陽輪I的轉(zhuǎn)速，從而無級調(diào)節(jié)太陽輪輸出軸的轉(zhuǎn)速。雙行星輪系克服單行星輪系使用偏心輸出機(jī)構(gòu)的問題。
文檔編號F16H3/76GK101806341SQ20101015451
公開日2010年8月18日 申請日期2010年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月21日
發(fā)明者吳岳, 李永華, 邵萬珍 申請人:大連交通大學(xué)