專利名稱：一種行星齒輪無級變速結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無級變速結構，具體是指一種行星齒輪無級變速結構。
技術背景
CVT 即無級變速傳動，其英文全稱Continuous Variable Transmission，簡稱CVT。 帶有無級變速傳動機構的變速器也稱為無段變速箱或者無級變速器。這種無級變速器和普通自動變速器的最大區(qū)別是它省去了復雜而又笨重的齒輪組合變速傳動，而只用了兩組帶輪進行變速傳動。通過改變驅動輪與從動輪傳動帶的接觸半徑進行變速。由于CVT可以實現(xiàn)傳動比的連續(xù)改變，從而得到傳動系與發(fā)動機工況的最佳匹配，提高整車的燃油經(jīng)濟性和動力性，改善駕駛員的操縱方便性和乘員的乘坐舒適性。
為實現(xiàn)無級變速，按傳動方式可采用液體傳動、電力傳動和機械傳動三種方式。 (1)液體傳動，液體傳動分為兩類一類是液壓式，主要是由泵和馬達組成或者由閥和泵組成的變速傳動裝置，適用于中小功率傳動。另一類為液力式，采用液力耦合器或液力矩進行變速傳動，適用于大功率(幾百至幾千千瓦)。液體傳動的主要特點是調速范圍大，可吸收沖擊和防止過載，傳動效率較高，壽命長，易于實現(xiàn)自動化制造精度要求高，價格較貴，輸出特性為恒轉矩，滑動率較大，運轉時容易發(fā)生漏油。
(2)電力傳動，電力傳動基本上分為三類一類是電磁滑動式，它是在異步電動機中安裝一電磁滑差離合器，通過改變其勵磁電流來調速，這屬于一種較為落后的調速方式。 其特點結構簡單，成本低無級變速，操作維護方便滑動最大，效率低，發(fā)熱嚴重，不適合長期負載運轉，故一般只用于小功率傳動。二類是直流電動機式，通過改變磁通或改變電樞電壓實現(xiàn)調速。其特點是調速范圍大，精度也較高，但設備復雜，成本高，維護困難，一般用于中等功率范圍(幾十至幾百千瓦)，現(xiàn)已逐步被交流電動機式替代。三類是交流電動機式，通過變極、調壓和變頻進行調速。實際應用最多者為變頻調速，即采用一變幅器獲得變幅電源，然后驅動電動機變速。其特點是調速性能好、范圍大、效率較高，可自動控制，體積小，適用功率范圍寬機械特性在降速段位恒轉矩，低速時效率低且運轉不夠平穩(wěn)，價格較高，維修需專業(yè)人員。近年來，變頻器作為一種先進、優(yōu)良的變速裝置迅速發(fā)展，對機械無級變速器產(chǎn)生了一定的沖擊。
(3)機械傳動，機械傳動的特點主要是轉速穩(wěn)定，滑動率小，工作可靠，具有恒功率機械特性，傳動效率較高，而且結構簡單，維修方便，價格相對便宜；但零部件加工及潤滑要求較高，承載能力較低，抗過載及耐沖擊性較差，故一般適合于中、小功率傳動。
現(xiàn)有無極變速是一種摩擦式傳動，以特殊鋼帶的摩擦力帶動兩可變直徑輪來實現(xiàn)變速。此結構無法承受大扭矩，大馬力的汽車。也無法實現(xiàn)急速的沖擊。所以其一直只能應用于有少量的小型汽車上，加上技術上原因，此種無極變速結構的使用壽命也較短，維護成本太高。變速范圍小。發(fā)明內容
本發(fā)明需解決的問題是提供一種能承受大扭矩、無打滑現(xiàn)象、結構簡單、零件少、 制造和維護成本低、使用壽命極長和變速范圍寬的行星齒輪無級變速結構。
本發(fā)明可以通過以下技術方案來實現(xiàn)設計一種行星齒輪無級變速結構，包括齒圈、可旋轉的行星齒輪架和太陽輪，所述的齒圈與汽車發(fā)動機動力輸入軸連接，太陽輪與動力輸出軸連接，所述的行星齒輪架上安裝有若干個行星齒輪，所述的行星齒輪與可改變行星齒輪速度的動力調節(jié)控制裝置連接，所述的動力調節(jié)控制裝置包括控制動力輸入軸和設置在控制動力輸入軸一端的控制齒輪，所述的控制齒輪與行星齒輪連接。
作為本發(fā)明優(yōu)選方案一所述動力調節(jié)控制裝置還包括有控制電機和安裝在控制動力輸入軸上的調節(jié)齒輪，控制電機包括有電機軸和齒輪，所述的電機齒輪與控制動力輸入軸上的調節(jié)齒輪連接。其原理是控制動力輸入軸的動力來源由電機提供，電機的無極變速從而實現(xiàn)行星輪的無極變速。
作為對上述方案的改進所述的控制電機與汽車上的核心控制單元連接。
作為本發(fā)明優(yōu)選方案二 所述的動力調節(jié)控制裝置還包括有安裝在汽車發(fā)動機動力輸入軸上的齒輪和安裝在控制動力輸入軸上的調節(jié)齒輪，所述的齒輪與調節(jié)齒輪連接。 其原理是控制動力輸入軸的動力來源于發(fā)動機，發(fā)動機轉速的改變帶動行星輪速度的改變。
作為本發(fā)明優(yōu)選方案三所述的動力調節(jié)控制裝置還包括有安裝在汽車發(fā)動機動力輸出軸上的齒輪和安裝在控制動力輸入軸上的調節(jié)齒輪，所述的齒輪與調節(jié)齒輪連接。 其原理是控制動力輸入軸的動力來源于輸出軸(即與車速有關)。
作為本發(fā)明優(yōu)選方案四所述的動力調節(jié)控制裝置還包括有安裝在控制動力輸入軸上的調節(jié)齒輪、分別安裝在汽車發(fā)動機動力輸入軸和汽車發(fā)動機動力輸出軸上的第一單向軸承和第二單向軸承，在第一單向軸承和第二單向軸承之間設有連接軸，在連接軸設有齒輪，所述的齒輪與調節(jié)齒輪連接。其原理是控制動力輸入軸的動力同時來源于發(fā)動機或輸出軸。
作為本發(fā)明優(yōu)選方案五所述的動力調節(jié)控制裝置還包括有獨立控制發(fā)動機和安裝在控制動力輸入軸上的調節(jié)齒輪，獨立控制發(fā)動機上的輸出軸上連接有齒輪，所述的齒輪與調節(jié)齒輪連接。其原理是控制動力輸入軸動力來源于獨立的發(fā)動機。由獨立的發(fā)動機帶動行星輪轉動。通過獨立發(fā)動機轉速的改變實行星輪轉速的改變，從于實現(xiàn)無極變速的控制。獨立發(fā)動機輸出動力除了用于實現(xiàn)無極變速的控制外，還給主發(fā)動機的動力帶來正面的附加，因此獨立發(fā)動機的動力損耗非常小。獨立發(fā)動機控制方案為本發(fā)明推薦的最理ο
作為對上述五個方案的進一步改進所述的控制動力輸入軸上安裝有液壓變矩器。其作用在于抗過載及抗沖擊使汽車加速更平穩(wěn)。
本發(fā)明行星齒輪無級變速結構利用行星齒輪結構進行速度改變，它通過行星齒輪、齒圈、太陽輪之間的轉速存在一定的固定比例關系。本發(fā)明將齒圈作為動力輸入軸，太陽輪作為動力輸出軸，通過改變行星齒輪組的轉動速度，從而改變齒圈與太陽輪的速度比， 實現(xiàn)無極變速。本發(fā)明的無極變速使用壽命極長，降低維護成本，零件少制造成本低，變速范圍大。
本發(fā)明行星齒輪無級變速結構具有以下有益效果A)動力損耗小的無極變速；B)無打滑現(xiàn)象的無極變速；C)使用壽命長的變速箱；D)加速更為平穩(wěn)；E)油耗??；F)維修成本低；G)變速范圍大；H)能承受大扭矩，適用于各種大型汽車。


附圖1為本發(fā)明行星齒輪無級變速結構的結構示意圖；附圖2為本發(fā)明行星齒輪無級變速結構的控制動力輸入軸的調節(jié)實施例一結構示意圖；附圖3為本發(fā)明行星齒輪無級變速結構的控制動力輸入軸的調節(jié)實施例二結構示意圖；附圖4為本發(fā)明行星齒輪無級變速結構的控制動力輸入軸的調節(jié)實施例三結構示意圖；附圖5為本發(fā)明行星齒輪無級變速結構的控制動力輸入軸的調節(jié)實施例四結構示意圖；附圖6為本發(fā)明行星齒輪無級變速結構的控制動力輸入軸的調節(jié)實施例五結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合說明書附圖來對本發(fā)明作進一步描述如附圖1所示，本發(fā)明公開了一種行星齒輪無級變速結構，包括固定齒圈2、可旋轉的行星齒輪架8和太陽輪3，所述的齒圈2與汽車發(fā)動機動力輸入軸1連接，太陽輪3與動力輸出軸連接，所述的行星齒輪架8上安裝有若干個行星齒輪4，所述的行星齒輪4與可改變行星齒輪4速度轉換的動力調節(jié)控制裝置連接，所述的動力調節(jié)控制裝置包括控制動力輸入軸7和設置在控制動力輸入軸7 —端的控制齒輪5，所述的控制齒輪5與行星齒輪4連接。所述的控制動力輸入軸7上安裝有液壓變矩器6。因為行星齒輪組合的特殊結構，改變行星輪的速度，太陽輪3與齒圈2的速度比也跟隨改變，實現(xiàn)行星輪無極變速也就是太陽輪3與齒圈2速度比的無極變速。根據(jù)這一原理，本發(fā)明提出了五個實現(xiàn)行星輪無極變速的方案。其中獨立發(fā)動機帶動行星輪是本發(fā)明推薦最優(yōu)方案。發(fā)動機轉速變化范圍大，轉速容易控制。因此獨立發(fā)動機作為變速動力來源是最理想。以下分別介紹五個解決方案。
實施例一如圖2所示，所述動力調節(jié)控制裝置還包括有控制電機21和安裝在控制動力輸入軸7 上的調節(jié)齒輪71，控制電機21包括有電機軸22和齒輪9，所述的電機齒輪23與控制動力輸入軸7上的調節(jié)齒輪71連接。本實施方式用電機作為動力來源，通過電機變速度的改變實現(xiàn)控制軸速度的改變。所述的控制電機21與汽車上的核心控制單元連接。它的原理是5控制動力輸入軸的動力來源由電機提供，電機的無極變速從而實現(xiàn)行星輪的無極變速。
實施例二如圖3所示，所述的動力調節(jié)控制裝置還包括有安裝在汽車發(fā)動機動力輸入軸1上的齒輪9和安裝在控制動力輸入軸7上的調節(jié)齒輪71，所述的齒輪9與調節(jié)齒輪71連接。本實施方式以發(fā)動機的動力輸入軸作為動力來源，當發(fā)動機轉速改變時，控制軸速度也隨之改變。它的原理是控制動力輸入軸的動力來源于發(fā)動機，發(fā)動機轉速的改變帶動行星輪速度的改變。
實施例三如圖4所示，所述的動力調節(jié)控制裝置還包括有安裝在汽車發(fā)動機動力輸出軸12上的齒輪9和安裝在控制動力輸入軸7上的調節(jié)齒輪71，所述的齒輪9與調節(jié)齒輪71連接。本實施方式以發(fā)動機的動力輸出軸為動力來源，當車速改變時實現(xiàn)控制軸的速度改變。它的原理是控制動力輸入軸的動力來源于輸出軸(即與車速有關)。
實施例四如圖5所示，所述的動力調節(jié)控制裝置還包括有安裝在控制動力輸入軸7上的調節(jié)齒輪71、分別安裝在汽車發(fā)動機動力輸入軸1和汽車發(fā)動機動力輸出軸12上的第一單向軸承 16和第二單向軸承17，在第一單向軸承16和第二單向軸承17之間設有連接軸18，在連接軸18設有齒輪9，所述的齒輪9與調節(jié)齒輪71連接。本實施方式以同時以發(fā)動機的輸入軸和輸出軸作為動力來源，輸入軸和輸出軸分別用單向軸承連接，高轉速的一端速動控制軸轉動。它的原理是控制動力輸入軸的動力同時來源于發(fā)動機或輸出軸。
實施例五如圖6所示，所述的動力調節(jié)控制裝置還包括有獨立控制發(fā)動機31和安裝在控制動力輸入軸7上的調節(jié)齒輪71，獨立控制發(fā)動機31上的輸出軸上連接有齒輪9，所述的齒輪9 與調節(jié)齒輪71連接。本實施方式以獨立的微型發(fā)動機作為動力來源。當發(fā)動機轉速改變時，控制軸也隨之改變從而實無極變速的控制。它的原理是控制動力輸入軸動力來源于獨立的發(fā)動機。由獨立的發(fā)動機帶動行星輪轉動。通過獨立發(fā)動機轉速的改變實行星輪轉速的改變，從于實現(xiàn)無極變速的控制。獨立發(fā)動機輸出動力除了用于實現(xiàn)無極變速的控制外， 還給主發(fā)動機的動力帶來正面的附加，因此獨立發(fā)動機的動力損耗非常小。獨立發(fā)動機控制方案為本發(fā)明推薦的最理想方案。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制；凡本行業(yè)的普通技術人員均可按說明書附圖所示和以上所述而順暢地實施本發(fā)明；但是，凡熟悉本專業(yè)的技術人員在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內，可利用以上所揭示的技術內容而作出的些許更動、修飾與演變的等同變化，均為本發(fā)明的等效實施例；同時，凡依據(jù)本發(fā)明的實質技術對以上實施例所作的任何等同變化的更動、修飾與演變等，均仍屬于本發(fā)明的技術方案的保護范圍之內。
權利要求
1.一種行星齒輪無級變速結構，包括齒圈(2)、可旋轉的行星齒輪架(8)和太陽輪(3)， 所述的齒圈(2)與汽車發(fā)動機動力輸入軸(1)連接，太陽輪(3)與動力輸出軸連接，所述的行星齒輪架(8)上安裝有若干個行星齒輪(4)，其特征在于所述的行星齒輪(4)與可改變行星齒輪(4)速度的動力調節(jié)控制裝置連接，所述的動力調節(jié)控制裝置包括控制動力輸入軸(7 )和設置在控制動力輸入軸(7 ) —端的控制齒輪(5 )，所述的控制齒輪(5 )與行星齒輪 (4)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的行星齒輪無級變速結構，其特征在于所述動力調節(jié)控制裝置還包括有控制電機(21)和安裝在控制動力輸入軸(7)上的調節(jié)齒輪(71)，控制電機(21) 包括有電機軸(22 )和齒輪(9 )，所述的電機齒輪(23 )與控制動力輸入軸(7 )上的調節(jié)齒輪 (71)連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的行星齒輪無級變速結構，其特征在于所述的控制電機(21) 與汽車上的核心控制單元連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的行星齒輪無級變速結構，其特征在于所述的動力調節(jié)控制裝置還包括有安裝在汽車發(fā)動機動力輸入軸(1)上的齒輪(9)和安裝在控制動力輸入軸 (7)上的調節(jié)齒輪(71)，所述的齒輪(9)與調節(jié)齒輪(71)連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的行星齒輪無級變速結構，其特征在于所述的動力調節(jié)控制裝置還包括有安裝在汽車發(fā)動機動力輸出軸(12)上的齒輪(9)和安裝在控制動力輸入軸 (7)上的調節(jié)齒輪(71)，所述的齒輪(9)與調節(jié)齒輪(71)連接。
6.根據(jù)權利要求1所述的行星齒輪無級變速結構，其特征在于所述的動力調節(jié)控制裝置還包括有安裝在控制動力輸入軸(7)上的調節(jié)齒輪(71)、分別安裝在汽車發(fā)動機動力輸入軸(1)和汽車發(fā)動機動力輸出軸(12)上的第一單向軸承(16)和第二單向軸承(17)， 在第一單向軸承(16)和第二單向軸承(17)之間設有連接軸(18)，在連接軸(18)設有齒輪 (9)，所述的齒輪(9)與調節(jié)齒輪(71)連接。
7.根據(jù)權利要求1所述的行星齒輪無級變速結構，其特征在于所述的動力調節(jié)控制裝置還包括有獨立控制發(fā)動機(31)和安裝在控制動力輸入軸(7)上的調節(jié)齒輪(71)，獨立控制發(fā)動機(31)上的輸出軸上連接有齒輪(9)，所述的齒輪(9)與調節(jié)齒輪(71)連接。
8.根據(jù)權利要求1 7任一項權利要求所述的行星齒輪無級變速結構，其特征在于 所述的控制動力輸入軸(7)上安裝有液壓變矩器(6)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種承受大扭矩、無打滑現(xiàn)象、結構簡單、零件少、制造和維護成本低、使用壽命極長和變速范圍寬，能應用于各種重型、大型汽車及小型汽之上的行星齒輪無級變速結構。本發(fā)明基于行星齒輪結構特性，通過改變行星齒輪架的轉速從而改變齒圈與太陽輪的轉速比，實現(xiàn)動力輸入與輸出速度的無極變速。它包括齒圈、行星齒輪架和太陽輪，所述的齒圈與汽車發(fā)動機動力輸入軸連接，太陽輪與動力輸出軸連接，所述的行星齒輪架上安裝有若干個行星齒輪，所述的行星齒輪與可改變行星齒輪速度的動力調節(jié)控制裝置連接，所述的動力調節(jié)控制裝置包括控制動力輸入軸和設置在控制動力輸入軸一端的控制齒輪。
文檔編號F16H3/76GK102537238SQ201210001950
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月5日 優(yōu)先權日2012年1月5日
發(fā)明者宏萬兵 申請人:宏萬兵