專利名稱：汽車無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種汽車變速器，尤其涉及一種重載汽車無級變速器裝置。
背景技術(shù)：
目前商品類的載重汽車采用手動多級換擋變速(MT)、行星多級液壓控制自動換擋 變速(AT)、機械多級電子控制換擋變速(AMT)和鋼帶液壓控制無級變速(CVT)等幾種形式 的變速，前面三種變速裝置屬于齒輪有級齒輪傳動裝置，MT操控復(fù)雜、勞動強度大，AT、AMT 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，而且是有級變速使汽車行駛不適應(yīng)路況、和載荷的變化，CVT雖是一種無 級變速器但屬于一種摩擦式傳動，超過一定載荷下打滑，不適應(yīng)載重車的重載荷運行，制造 成本高。目前也有較多的關(guān)于齒輪式的行星變速器專利問世如中國專利文獻(1) CN101598194是用一級行星減速器和電機驅(qū)動蝸輪、蝸桿進行電動差動復(fù)合調(diào)速；(2) CN1448646是靠機械摩擦輪反饋行星差動調(diào)速，其電動差動復(fù)合調(diào)速和反饋復(fù)合調(diào)速原理 靠摩擦輪調(diào)節(jié)來實現(xiàn)行星齒輪的無級傳動。這兩種形式的行星齒輪傳動存在的問題是第 一種簡單的一級行星差動復(fù)合傳動比i=l. 2左右，變化太小，且機構(gòu)只能調(diào)速不能增加較 大的扭矩，不能給汽車提供良好的恒功率的機構(gòu)來適應(yīng)路況的變化，附加電控所需的電驅(qū) 動功率較大。第二種靠摩擦輪反饋調(diào)節(jié)的行星無級變速機構(gòu)存在的問題也存在第一種結(jié)構(gòu) 的缺點，且摩擦輪效率低、不適應(yīng)現(xiàn)代汽車的電子控制變速。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種克服上述缺陷的汽車用尤其是載重車用無級變速
ο本實用新型的技術(shù)方案如下一種汽車無級變速器，包括行星減速器J1、行星減 速器J2、行星減速器J3和用于輸入分流的齒輪zl、齒輪z2、齒輪z3以及關(guān)聯(lián)的齒輪z4、齒 輪z5、齒輪z6、齒輪z7及電機D1、電機D2，其特征在于發(fā)動機輸出功率wl輸入到行星減 速器Jl，同時Wl通過齒輪ζ 1、齒輪z2、齒輪z3并聯(lián)分配到和行星減速器J2，行星減速器J2 是一個升速器，其上設(shè)置電機D1，電機Dl帶自鎖，用于調(diào)節(jié)行星減速器J2的輸出轉(zhuǎn)速n5 ； 行星減速器Jl是太陽輪輸入、行星架輸出的行星減速器，其上設(shè)置電機D2，電機D2帶自鎖， 用于調(diào)節(jié)行星減速器Jl的輸出轉(zhuǎn)速η4 ；行星減速器J2和行星減速器Jl的輸出再分別輸 入到行星減速器J3，行星減速器J3是差動行星減速器，在行星減速器J3的輸出處得到一個 隨電機D1、電機D2正、反轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)變化對應(yīng)的速度π2，并合成變速器輸出功率w2輸出。該無級變速器，優(yōu)選為行星減速器Jl包括輸入軸一太陽輪zal組合件、行星架一 輸出軸組合件、三個小行星齒輪zcl、內(nèi)齒圈zbl —外齒圈z5組合件；所述輸入軸一太陽輪 zal組合件通過軸承支撐在變速器殼體及行星架一輸出軸組合件上，行星架一輸出軸組合 件通過軸承支撐變速器殼體上；輸入軸一太陽輪zal組合件的太陽輪zal和三個小行星齒 輪zcl嚙合，三個小行星齒輪zcl的行星輪軸通過軸承支撐在行星架一輸出軸組合件上，同時和內(nèi)齒圈zbl —外齒圈z5組合件嚙合；內(nèi)齒圈zbl —外齒圈z5組合件通過軸承支撐在 變速器殼體上。該無級變速器優(yōu)選為電機D2輸出軸通過平鍵固定在齒輪軸z6孔中，齒輪軸z6通 過軸承支撐在變速器殼體上，齒輪軸z6和行星減速器Jl的內(nèi)齒圈zbl —外齒圈組合件的 齒輪z5嚙合。該無級變速器優(yōu)選為行星減速器J3包括太陽輪za2、行星架一輸出軸組合件、三 個小行星齒輪zc2、內(nèi)齒圈zb2 —外齒圈z4組合件；所述行星減速器Jl的行星架一輸出軸 組合件右端的花鍵插入行星減速器J3的太陽輪za2內(nèi)孔中，太陽輪za2通過軸承支撐在變 速器殼體上；行星架一輸出軸組合件通過軸承支撐在變速器殼體上；所述太陽輪za2和三 個小行星齒輪zc2嚙合，三個小行星齒輪zc2的行星輪軸通過軸承支撐在行星架一輸出軸 組合件上，同時和內(nèi)齒圈zb2 —外齒圈z4組合件嚙合；內(nèi)齒圈zb2 —外齒圈z4組合件通過 軸承支撐在變速器殼體上。該無級變速器優(yōu)選為行星減速器J2包括輸入軸一行星架組合件、太陽輪za3、三 個小行星齒輪zc3、內(nèi)齒圈zb3 —外齒圈z7組合件；所述輸入軸一行星架組合件的通過軸 承支撐在變速器殼體上，所述太陽輪za3左端通過軸承支撐在輸入軸一行星架組合件右內(nèi) 孔，右端通過軸承支撐在變速器殼體上，太陽輪za3的內(nèi)孔通過花鍵和電機Dl連接；所述太 陽輪za3和三個小行星齒輪zc3嚙合，三個小行星齒輪zc3的行星輪軸通過軸承支撐在輸 入軸一行星架組合件上，同時和內(nèi)齒圈zb3 —外齒圈z7組合件內(nèi)嚙合，內(nèi)齒圈zb3 —外齒 圈z7組合件通過軸承支撐在變速器殼體上；所述內(nèi)齒圈zb3 —外齒圈z7組合件和行星減 速器J3的內(nèi)齒圈zb2 —外齒圈z4組合件外嚙合。該無級變速器優(yōu)選為所述輸入分流齒輪zl、齒輪z2、齒輪z3分別用平鍵固定在行 星減速器Jl的輸入軸一太陽輪zal組合件、軸、行星減速器J2的輸入軸一行星架組合件 上，軸通過軸承支撐在變速器殼體上。本變速器的殼體不是一個整體，從工藝實現(xiàn)的角度考慮，可以根據(jù)零件裝配的需 要采用多個細分的殼體組合形成，如輸入分流的齒輪Zl、齒輪Z2、齒輪z3可布置在一個殼 體中，行星減速器Jl、行星減速器J2和行星減速器J3可以分別在各自的殼體中。這些是本 領(lǐng)域技術(shù)人員很容易實現(xiàn)的。本實用新型的無級變速器可以達到以下效果和功能1)、適合于載重車的多級復(fù)合行星齒輪式高效率大功率無級變速器；2)、該變速器總的調(diào)速范圍大既可實現(xiàn)有級調(diào)速、又可實現(xiàn)在每一級之間實現(xiàn)小 范圍的無級調(diào)速，把幾級合成起來實現(xiàn)較大范圍的無級調(diào)速；3)、該裝置用發(fā)動機齒輪功率分流，再把分流功率加以電控放大、可調(diào)控，然后再 利用差動運動合成的方式，實現(xiàn)功率再合成達到輸出扭矩和轉(zhuǎn)速的交替變化的恒功率輸出 裝置，并實現(xiàn)電子邏輯控制方式適應(yīng)汽車的運行規(guī)律。

圖1為本實用新型的無級變速器的一個具體實施例的剖視圖。圖2為本實用新型的無級變速器的一個具體實施例的結(jié)構(gòu)簡化示意圖。圖3為本實用新型的無級變速器的一個具體實施例的運動傳遞路線示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖進一步說明本實用新型的實施。圖2和圖3是本變速器的結(jié)構(gòu)簡化和運動傳遞路線示意圖。該無級變速器包括三 個行星減速器Jl、J2、J3和輸入分流齒輪zl、z2、z3以及關(guān)聯(lián)齒輪z4、z5、z6、z7及齒輪電 機D1、D2。發(fā)動機輸出功率wl輸入到Jl行星減速器，再通過齒輪zl、z2、z3并聯(lián)分配到 差動行星減速機構(gòu)J2，J2是一個升速器，其上有一個帶自鎖的齒輪電機Dl用于調(diào)節(jié)J2的 輸出轉(zhuǎn)速π5，Jl是一常規(guī)的太陽輪輸入、行星架輸出的行星減速器，其上也有一個帶自鎖 的齒輪電機D2用于調(diào)節(jié)Jl的輸出轉(zhuǎn)速π4。J2和Jl的輸出再分別輸入到差動行星減速器 J3，在J3的輸出處得到一個隨齒輪電機Dl、D2正、反轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)變化對應(yīng)的速度π2，再合成變 速器輸出功率w2輸出。參見圖1，是本無級變速器的一個具體實施例的剖視圖輸入軸一太陽輪zal組合件1由軸承支撐在左殼體28、行星減速器Jl左殼體30 及行星減速器Jl的行星架一輸出軸組合件4上，行星架一輸出軸組合件4通過軸承支撐在 行星減速器Jl左殼體30和行星減速器Jl右殼體8上；輸入軸一太陽輪zal組合件1通過 太陽輪zal32和三個小行星齒輪zcl 2嚙合，三個小行星齒輪zcl 2的行星輪軸33通過軸 承支撐在行星架一輸出軸組合件4上，同時和內(nèi)齒圈zbl —外齒圈z5組合件3嚙合；內(nèi)齒 圈zbl —外齒圈z5組合件3通過軸承支撐在行星減速器Jl左殼體30和行星減速器Jl右 殼體8上。齒輪電機D2 5左端和殼體6螺釘連接，齒輪電機D2 5的輸出軸通過平鍵固定在 齒輪軸z6 7孔中，齒輪軸z6 7通過軸承支撐在殼體6上，殼體6和行星減速器Jl左殼體 30和行星減速器Jl右殼體8通過螺釘連接成一體，齒輪軸z6 7和行星減速器Jl的內(nèi)齒圈 zbl 一外齒圈組合件3的齒輪z5嚙合。行星減速器Jl的行星架一輸出軸組合件4右端的花鍵插入行星減速器J3的太陽 輪za2 9內(nèi)孔中，太陽輪za2 9通過軸承支撐在行星減速器J3左殼體15和行星減速器J3 右殼體14上。行星架一輸出軸組合件13通過軸承支撐在行星減速器J3左殼體15和行星減速 器J3右殼體14上；太陽輪za2 9和三個小行星齒輪zc2 12嚙合，三個小行星齒輪zc2 12 的行星輪軸10通過軸承支撐在行星架一輸出軸組合件13上，同時和內(nèi)齒圈zb2 —外齒圈 z4組合件11嚙合；內(nèi)齒圈zb2 —外齒圈z4組合件11通過軸承支撐在行星減速器J3左殼 體15和行星減速器J3右殼體14上。齒輪zl 32、齒輪z2 31、齒輪z3 26分別用平鍵固定在輸入軸一太陽輪zal組合 件1、軸29、行星減速器J2的輸入軸一行星架組合件27上，軸29通過軸承支撐在左殼體28 和右殼體25上，行星減速器J2的輸入軸一行星架組合件27的左端通過軸承支撐在左殼 體28上，輸入軸一行星架組合件27通過軸承支撐在行星減速器J2左殼體23和行星減速 器J2右殼體17上；太陽輪za3 19左端通過軸承支撐在輸入軸一行星架組合件27右內(nèi)孔， 右端通過軸承支撐在行星減速器J2右殼體17上，太陽輪za3 19內(nèi)孔通過花鍵和齒輪電機 Dl 18連接，齒輪電機Dl 18外殼通過螺釘和行星減速器J2右殼體17連接，太陽輪za3 19 和三個小行星齒輪zc3 22嚙合，三個小行星齒輪zc3 22行星輪軸20通過軸承支撐在輸入
6軸一行星架組合件27上，同時和內(nèi)齒圈zb3 —外齒圈z7組合件21內(nèi)嚙合，內(nèi)齒圈zb3 — 外齒圈z7組合件21通過軸承支撐在行星減速器J2左殼體23和行星減速器J2右殼體17 上；內(nèi)齒圈zb3 —外齒圈z7組合件21和內(nèi)齒圈zb2 —外齒圈z4組合件11外嚙合；行星減 速器J2左殼體23通過連接筒24和殼體25螺釘連接。本實施例的具體的運動傳遞路線如圖2和圖3所示發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)速nl —路經(jīng)行星減速器Jl的傳遞路線，zal—zcl—zbl至行星 架，另外由齒輪電機D2輸入z6—z5—zbl這兩個運動在與其行星架合成后產(chǎn)生兩種結(jié)果 1)、由D2 — z6 — z5 — zbl作用在行星架的運動方向與nl — zal — zcl—zbl作用在行星 架的運動方向相同，該減速器Jl增速運動。2)、由D2 — z6 — z5 — zbl作用在行星架的運 動方向與nl - zal—zcl—zbl作用在行星架的運動方向相反，該減速器Jl減速運動。發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)速nl另一路經(jīng)齒輪zl — z2 — z3至行星減速器J2的傳遞路線行星 架一zc3，另外齒輪電機Dl輸入由za3—zc3—zb3這兩路運動在與其行星架合成后產(chǎn)生兩 種結(jié)果1)、由Dl— za3—zc3—zb3作用在行星架的運動方向與nl — zl—z2—z3— zc3 作用在行星架的運動方向相同，該減速器Jl增速運動。2)、由Dl — za3 — zc3 — zb3作用 在行星架的運動方向與nl — zl—z2—z3- zc3作用在行星架的運動方向相反，該減速器 Z3減速運動。最后運動由Jl - za2 - zc2—zb2和J3 — z4 — zb2合成后J3完成輸出。傳動比分析根據(jù)圖2、圖3所示齒輪 電機D1、D2為定速 電機時，正轉(zhuǎn)(+ )、 反轉(zhuǎn)(_)、停(0) 和輸出檔位(n2) 的關(guān)系如下表
權(quán)利要求一種汽車無級變速器，包括行星減速器J1、行星減速器J2、行星減速器J3和用于輸入分流的齒輪z1、齒輪z2、齒輪z3以及關(guān)聯(lián)的齒輪z4、齒輪z5、齒輪z6、齒輪z7及電機D1和電機D2，其特征在于發(fā)動機輸出功率w1直接輸入到J1，并通過齒輪z1、齒輪z2、齒輪z3并聯(lián)分配到行星減速器J2；行星減速器J2是一個升速器，其上設(shè)置電機D1，電機D1帶自鎖，用于調(diào)節(jié)行星減速器J2的輸出轉(zhuǎn)速n5；行星減速器J1是太陽輪輸入、行星架輸出的行星減速器，其上設(shè)置電機D2，電機D2帶自鎖，用于調(diào)節(jié)行星減速器J2的輸出轉(zhuǎn)速n4；行星減速器J2和行星減速器J1的輸出再分別輸入到行星減速器J3，行星減速器J3是差動行星減速器，在行星減速器J3的輸出處得到一個隨電機D1、D2正、反轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)變化對應(yīng)的速度n2，并合成變速器輸出功率w2輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車無級變速器，其中，行星減速器Jl包括有輸入軸一太陽 輪zal組合件(1)、行星架一輸出軸組合件(4)、三個小行星齒輪zcl (2)、內(nèi)齒圈zbl —外 齒圈z5組合件(3)；所述輸入軸一太陽輪zal組合件(1)通過軸承支撐在變速器殼體及行 星架一輸出軸組合件(4)上，行星架一輸出軸組合件(4)通過軸承支撐在變速器殼體上；輸 入軸一太陽輪zal組合件(1)的太陽輪zal和三個小行星齒輪zcl (2)嚙合，三個小行星 齒輪zcl (1)的行星輪軸(33)通過軸承支撐在行星架一輸出軸組合件(4)上，同時和內(nèi)齒 圈zbl —外齒圈z5組合件(3)嚙合；內(nèi)齒圈zbl —外齒圈z5組合件(3)通過軸承支撐在 變速器殼體上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的汽車無級變速器，其中，所述電機D2(5)的輸出軸通過平鍵固定 在齒輪軸z6 (7)孔中，齒輪軸z6 (7)通過軸承支撐在變速器殼體上，齒輪軸z6 (7)和行 星減速器Jl的內(nèi)齒圈zbl —外齒圈組合件(3)的外齒圈z5嚙合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的汽車無級變速器，其中，所述行星減速器J3包括太陽輪za2 (9)、行星架一輸出軸組合件(13)、三個小行星齒輪zc2 (12)、內(nèi)齒圈zb2 —外齒圈z4組合 件(11)；所述行星減速器Jl的行星架一輸出軸組合件(4)右端的花鍵插入行星減速器J3 的太陽輪za2 (9)內(nèi)孔中，太陽輪za2 (9)通過軸承支撐在變速器殼體上；行星架一輸出 軸組合件(13)通過軸承支撐在變速器殼體上；所述太陽輪za2 (9)和三個小行星齒輪zc2 (12)嚙合，三個小行星齒輪zc2 (12)的行星輪軸(10)通過軸承支撐在行星架一輸出軸組 合件(13)上，同時和內(nèi)齒圈zb2 —外齒圈z4組合件(11)嚙合；內(nèi)齒圈zb2 —外齒圈z4組 合件(11)通過軸承支撐在變速器殼體上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的汽車無級變速器，其中，所述行星減速器J2包括輸入軸一行 星架組合件(27)、太陽輪za3 (19)、三個小行星齒輪zc3 (22)、內(nèi)齒圈zb3 —外齒圈z7組 合件(21)；所述輸入軸一行星架組合件(27)的通過軸承支撐在變速器殼體上，所述太陽輪 za3 (19)左端通過軸承支撐在輸入軸一行星架組合件(27)右內(nèi)孔，右端通過軸承支撐在變 速器殼體上，太陽輪za3 (19)的內(nèi)孔通過花鍵和電機Dl (18)連接；所述太陽輪za3 (19) 和三個小行星齒輪zc3 (22)嚙合，三個小行星齒輪zc3 (22)的行星輪軸(20)通過軸承支 撐在輸入軸一行星架組合件(27)上，同時和內(nèi)齒圈zb3 —外齒圈z7組合件(21)內(nèi)嚙合，內(nèi) 齒圈zb3 —外齒圈z7組合件(21)通過軸承支撐在變速器殼體上；所述內(nèi)齒圈zb3 —外齒 圈z7組合件(21)和行星減速器J3的內(nèi)齒圈zb2 —外齒圈z4組合件(11)外嚙合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車無級變速器，其中，所述齒輪zl(32)、齒輪z2 (31)、齒 輪z3 (36)分別用平鍵固定在行星減速器Jl的輸入軸一太陽輪zal組合件(1)、軸(29)、行星減速器J2的輸入軸一行星架組合件(27 )上，軸(29 )通過軸承支撐在變速器殼體上。
專利摘要本實用新型及一種適合于載重車的多級復(fù)合行星齒輪式高效率大功率無級變速器，包括三個行星減速器J1、J2、J3和輸入分流齒輪z1、z2、z3以及關(guān)聯(lián)齒輪z4、z5、z6、z7及調(diào)節(jié)電機D1、D2。該變速器總的調(diào)速范圍大，既可實現(xiàn)有級調(diào)速，又可實現(xiàn)在每一級之間實現(xiàn)小范圍的無級調(diào)速，把幾級合成起來實現(xiàn)較大范圍的無級調(diào)速，該裝置用發(fā)動機齒輪功率分流，再把分流功率加以電控放大、可調(diào)控，然后再利用差動運動合成的方式，實現(xiàn)功率再合成達到輸出扭矩和轉(zhuǎn)速的交替變化的恒功率輸出裝置，并實現(xiàn)電子邏輯控制方式適應(yīng)汽車的運行規(guī)律，該裝置功率調(diào)節(jié)用機電剛性方式實現(xiàn)。
文檔編號F16H1/28GK201763905SQ201020531240
公開日2011年3月16日 申請日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月16日
發(fā)明者石崇華, 胡捷 申請人:重慶嘉卡變速箱有限公司;胡捷