功率分流行星環(huán)錐齒輪式無級變速器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種功率分流行星環(huán)錐齒輪式無級變速器，對行星環(huán)錐齒輪式無級變器和差動輪系進(jìn)行組合，通過行星環(huán)錐齒輪自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)以及差動輪系來傳遞小部分功率，通過動力輸入軸與行星架來傳遞大部分功率，兩部分功率在同步行星輪處合成并傳遞給輸出軸，完成功率分流，通過改變調(diào)速環(huán)與行星環(huán)錐齒輪的接觸半徑實(shí)現(xiàn)無級變速傳動，本發(fā)明具有傳動平穩(wěn)，起動性良好，在滿負(fù)荷下可穩(wěn)步從零起動，適應(yīng)變工況工作，使用壽命長，變速范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，與現(xiàn)有的行星式無級變速器相比，能夠使功率分流的同時避免功率回流實(shí)現(xiàn)傳遞大功率，使幾何滑動減小到最小，實(shí)現(xiàn)傳動的效率更高。
【專利說明】功率分流行星環(huán)錐齒輪式無級變速器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)械傳動的無級變速器，具體是一種功率分流行星環(huán)錐齒輪式無級變速器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，無級變速器的傳動方式分為三類，分別是液壓傳動、電力傳動、機(jī)械傳動。液壓傳動的無級變速器制造精度要求高，價格貴，由于輸出特性為恒轉(zhuǎn)矩，滑動率較大，運(yùn)轉(zhuǎn)時容易發(fā)生漏油現(xiàn)象；電力傳動的無級變速器又可以分為電磁滑動式無級變速器、直流電動機(jī)式無級變速器和交流電動機(jī)式無級變速器，它們存在滑動率大、效率低下、不適合長期負(fù)債運(yùn)轉(zhuǎn)、設(shè)備復(fù)雜、成本高、機(jī)械特性在降速段呈現(xiàn)恒扭矩性、運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)等缺點(diǎn)；而機(jī)械傳動的無級變速器具有結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、價格相對便宜、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、滑動率小、工作可靠，由于機(jī)械傳動無級變速器主要靠摩擦力提高動力，因此承載能力較低，一般適用于中、小功率的傳動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是提供一種功率分流行星環(huán)錐齒輪式無級變速器，與現(xiàn)有的行星式無級變速器相比，能夠通過功率分流傳遞大功率同時避免功率回流，將幾何滑動率減小到最小，使傳動的效率更高。
[0004]本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述的目的所采取的技術(shù)方案是:功率分流行星環(huán)錐齒輪式無級變速器，包括動力輸入軸、調(diào)速環(huán)、行星環(huán)錐齒輪、行星環(huán)錐齒輪保持架、小支撐環(huán)、大支撐環(huán)、主動中心錐齒輪、從動中心錐齒輪、同步圓柱齒輪、中心內(nèi)嚙合齒輪、同步內(nèi)嚙合齒輪、行星架、行星輪、輸出中心輪、動力輸出軸，其特征在于:動力輸入軸和調(diào)速環(huán)驅(qū)動行星環(huán)錐齒輪，行星環(huán)錐齒輪一方面隨動力輸入軸繞中心軸線公轉(zhuǎn)，同時又繞行星環(huán)錐齒輪保持架作自轉(zhuǎn)，二者合成的行星運(yùn)動傳遞小部分功率通過從動中心錐齒輪和同步圓柱齒輪到行星輪；從動力輸入軸輸入的大部分功率直接傳遞給行星架，行星架再傳遞給行星輪，與小部分功率通過行星輪合成，再通過輸出軸輸出。
[0005]所述動力輸入軸與所述主動中心錐齒輪固連，所述主動中心錐齒輪與所述行星環(huán)錐齒輪上的行星環(huán)錐小齒輪嚙合傳遞動力；所述行星環(huán)錐齒輪中間設(shè)置有行星環(huán)錐齒輪圓環(huán)體，所述行星環(huán)錐齒輪圓環(huán)體與所述小支撐環(huán)和所述大支撐環(huán)對應(yīng)支撐所述行星環(huán)錐齒輪，以減小行星環(huán)錐齒輪的傾翻力矩。
[0006]所述同步圓柱齒輪和所述中心內(nèi)嚙合齒輪之間接入一個定軸齒輪。
[0007]所述行星齒輪上固連一個同步行星齒輪，所述同步行星齒輪與輸出中心輪嚙合。
[0008]本發(fā)明所帶來的有益效果是:功率分流行星環(huán)錐齒輪式無級變速器具有傳動平穩(wěn)，起動性良好，在滿負(fù)荷下可穩(wěn)步從零起動，適應(yīng)變工況工作，使用壽命長，變速范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，與現(xiàn)有的行星式無級變速器相比，能夠使功率分流的同時避免功率回流，使傳動的效率更高。【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的傳動結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是行星環(huán)錐齒輪放大圖。
[0011]圖1和圖2中1、動力輸入軸；2、行星環(huán)錐齒輪；3、調(diào)速環(huán)；4、小支撐架；5、大支撐架；6、主動中心錐齒輪；7、行星環(huán)錐齒輪保持架；8、從動中心錐齒輪；9、同步圓柱齒輪；10、定軸齒輪；11、中心內(nèi)嚙合齒輪；12、同步內(nèi)嚙合齒輪；13、行星輪；14、同步行星齒輪；15行星架；16、輸出中心輪；17、輸出軸；18、行星環(huán)錐齒輪圓錐面；19、行星環(huán)錐齒輪圓環(huán)體；20、行星環(huán)錐大齒輪；21、行星環(huán)錐小齒輪；22、行星環(huán)錐齒輪支持小圓柱；23、桿系；24、中心內(nèi)
嚙合齒輪保持架K、行星環(huán)錐齒輪I自轉(zhuǎn)半徑；R1、行星環(huán)錐齒輪I公轉(zhuǎn)半徑。
[0012]圖3是功率分流無級變速器簡化模型圖。
[0013]圖中P、行星環(huán)錐齒輪式無級變速器；X、2K-H正號差動輪系；A、輸入端；B、輸出端；a、b、e為行星環(huán)錐齒輪式無級變速器的三個伸出端；g、d、h為2K_H正號差動輪系的三個伸出端。
【具體實(shí)施方式】
[0014]功率分流環(huán)錐齒輪式無級變速器，傳動原理是行星環(huán)錐齒輪式無級變器和差動輪系的組合，傳動結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括動力輸入軸1、行星環(huán)錐齒輪2、調(diào)速環(huán)3、小支撐環(huán)4、大支撐環(huán)5、主動中心錐齒輪6、行星環(huán)錐齒輪保持架7、從動中心錐齒輪8、同步圓柱齒輪9、定軸齒輪10、中心內(nèi)嚙合齒輪11、同步內(nèi)嚙合齒輪12、行星輪13、同步行星齒輪14、行星架15、輸出中心輪16、輸出軸17 ;小支撐環(huán)4、大支撐環(huán)5和行星環(huán)錐齒輪保持架7空套在動力輸入軸I上，主動中心錐齒輪6以及行星架15固連在動力輸入軸I上；
行星環(huán)錐齒輪2的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括行星環(huán)錐齒輪圓錐面18、行星環(huán)錐齒輪圓環(huán)體19、行星環(huán)錐大齒輪20、行星環(huán)錐小齒輪21和行星環(huán)錐齒輪支持小圓柱22，行星環(huán)錐齒輪2呈一個角度傾斜，使得行星環(huán)錐齒輪圓錐面18的一條外輪廓線保持水平，并且圍繞中心軸圓周分布3?5個齒輪，調(diào)速時，改變調(diào)速環(huán)3和行星環(huán)錐齒輪2自轉(zhuǎn)半徑?，達(dá)到了無級變速的目的，不論在調(diào)速還是運(yùn)轉(zhuǎn)時，調(diào)速環(huán)3都不轉(zhuǎn)動。
[0015]由于工作狀態(tài)下，特別是調(diào)速過程中，行星環(huán)錐齒輪2存在傾翻力矩，使得其有一定的浮動量，從而降低傳動效率，縮短行星環(huán)錐齒輪的壽命；為了改善此缺點(diǎn)，所以在行星環(huán)錐大齒輪20和行星環(huán)錐齒輪圓錐面18之間設(shè)置行星環(huán)錐齒輪圓環(huán)體19，小支撐環(huán)4和大支撐環(huán)5與行星環(huán)錐齒輪圓環(huán)體19對應(yīng)支撐起行星環(huán)錐齒輪2，這樣可以平衡在調(diào)速過程中產(chǎn)生的傾翻力矩，不僅可以改善行星環(huán)錐大齒輪20和行星環(huán)錐小齒輪21的傳動特性，而且可以提高調(diào)速環(huán)3和行星環(huán)錐齒輪圓錐面18的壽命，減小滑動量，克服行星環(huán)錐式無級變速器幾何滑動率大的缺點(diǎn)，提高傳遞效率。
[0016]功率分流環(huán)錐齒輪式無級變速器工作時，動力直接從動力輸出軸I或者通過減速機(jī)構(gòu)再傳遞給動力輸出軸1，大部分功率直接傳遞到行星架15，小部分功率傳遞到主動中心環(huán)錐齒輪6,主動中心環(huán)錐齒輪6與行星環(huán)錐小齒輪21嚙合,然后,通過調(diào)速環(huán)3與行星環(huán)錐齒輪圓錐面18的摩擦力傳遞到行星環(huán)錐大齒輪20，行星環(huán)錐大齒輪20再與從動中心錐齒輪8嚙合，從動中心錐齒輪8將動力傳遞給同步圓柱齒輪9，之后經(jīng)過定軸齒輪10、中心內(nèi)嚙合齒輪11、同步內(nèi)嚙合齒輪12、行星輪13，兩部分功率在行星輪13上合成，再經(jīng)過同步行星齒輪14和輸出中心輪16，由輸出軸17輸出。其傳動比公式為:
【權(quán)利要求】
1.功率分流行星環(huán)錐齒輪式無級變速器，包括動力輸入軸、調(diào)速環(huán)、行星環(huán)錐齒輪、行星環(huán)錐齒輪保持架、小支撐環(huán)、大支撐環(huán)、主動中心錐齒輪、從動中心錐齒輪、同步圓柱齒輪、中心內(nèi)嚙合齒輪、同步內(nèi)嚙合齒輪、行星架、行星輪、輸出中心輪、動力輸出軸，其特征在于:動力輸入軸和調(diào)速環(huán)驅(qū)動行星環(huán)錐齒輪，行星環(huán)錐齒輪一方面隨動力輸入軸繞中心軸線公轉(zhuǎn)，同時又繞行星環(huán)錐齒輪保持架作自轉(zhuǎn)，二者合成的行星運(yùn)動傳遞小部分功率通過從動中心錐齒輪和同步圓柱齒輪到行星輪；從動力輸入軸輸入的大部分功率直接傳遞給行星架，行星架再傳遞給行星輪，與小部分功率通過行星輪合成，再通過輸出軸輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述功率分流行星環(huán)錐齒輪式無級變速器，其特征在于:所述動力輸入軸與所述主動中心錐齒輪固連，所述主動中心錐齒輪與所述行星環(huán)錐齒輪上的行星環(huán)錐小齒輪嚙合傳遞動力；所述行星環(huán)錐齒輪中間設(shè)置有行星環(huán)錐齒輪圓環(huán)體，所述行星環(huán)錐齒輪圓環(huán)體與所述小支撐環(huán)和所述大支撐環(huán)對應(yīng)支撐所述行星環(huán)錐齒輪，以減小行星環(huán)錐齒輪的傾翻力矩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率分流行星環(huán)錐齒輪式無級變速器，其特征在于:所述同步圓柱齒輪和所述中心內(nèi)嚙合齒輪之間接入一個定軸齒輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率分流行星環(huán)錐齒輪式無級變速器，其特征在于:所述行星齒輪上固連一個同步行星齒輪，所述同步行星齒輪與輸出中心輪嚙合。
【文檔編號】F16H3/76GK103591231SQ201310531303
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月1日
【發(fā)明者】毛虎平, 王軍, 董小瑞, 楊世文, 張翼, 李建軍, 張艷崗, 馮耀南, 尤國棟, 徐俊峰 申請人:中北大學(xué)