專利名稱：簡易式復(fù)合變矩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳動裝置，是一種把機械傳動裝置與流體傳動裝置組合成一體的變矩器。
現(xiàn)有各種交通運輸車輛、船舶，工程鏟、挖掘施工機械及機床等生產(chǎn)設(shè)備，由于其輸出端的負(fù)載是變化的，所以，一般都需要配置變速變矩傳動裝置?，F(xiàn)有技術(shù)中設(shè)置在輸入軸與輸出軸之間的傳統(tǒng)的傳動裝置有齒輪式或摩擦輪式的機械傳動裝置，也有采用液力的傳動裝置。齒輪箱式傳動裝置具有較高的傳遞效率，但它只能以定速比傳動，且還必須配置離合器，使用不大方便；摩擦輪或液力傳動方式雖能實現(xiàn)無級變速，但傳動效率低，尤其是對液力傳動來說，還存在制造工藝要求高，工作可靠性不易保證，使用中經(jīng)常出現(xiàn)難以克服的漏油現(xiàn)象。經(jīng)檢索，找到兩篇有關(guān)的變矩器專利申請，其一是刊載在中國專利公報上的公開號為CN2044666U的＂雙行星無級變矩器＂實用新型專利申請，其二是公開號為CN1070459A的＂無級變速機械傳動裝置＂發(fā)明專利申請。由該兩篇資料見，其變矩傳動部件主要是齒輪副系，雖然能實現(xiàn)無級變速變矩，但其傳遞效率仍只取決于齒輪傳動的效率，而且其結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，生產(chǎn)成本也高。
本發(fā)明的目的是為了提供一種供輸入軸與輸出軸之間、并在輸出軸負(fù)載工況下自動實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和力矩連續(xù)轉(zhuǎn)換的簡易式復(fù)合變矩器。本發(fā)明的另一目的是提供一種高效率的變矩器，當(dāng)負(fù)載力矩小于輸入力矩時，使輸出軸和輸入軸同步轉(zhuǎn)動，則傳遞效率基本能達(dá)到100％。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明集納了機械變矩裝置具有傳遞效率高、變矩比例大和液力變矩器具有動力傳遞平穩(wěn)、過載保護性能好的特點，設(shè)計成一種簡易式復(fù)合變矩器，即在一個殼體中同時設(shè)置有齒輪副系和使液體流動作功的兩種傳動機構(gòu)，使該兩種機構(gòu)同時工作，并互相轉(zhuǎn)換、互相制約，根據(jù)輸功率力和負(fù)載工況自動變換兩種機構(gòu)的傳遞比例，以適合負(fù)載需要，使變矩器一直能保持優(yōu)良的傳動性能。本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)是，具有一個固定連接有一前傘齒輪的并起輸入軸作用的殼體，殼體內(nèi)灌貯有油液，輸出軸之一端與前傘齒輪旋轉(zhuǎn)連接，另一端旋轉(zhuǎn)安裝在殼體一側(cè)，并在輸出軸上旋轉(zhuǎn)安裝有一后傘齒輪；殼體內(nèi)還設(shè)置有一對旋轉(zhuǎn)安裝在一字軸兩端的行星齒輪，該一字軸與輸出軸垂直連成一體，兩只行星齒輪與前、后傘齒輪相嚙合；本發(fā)明中的液力構(gòu)件為主動葉輪筒、導(dǎo)流葉片筒和渦輪，其中主動葉輪筒固定在后傘齒輪上，導(dǎo)流葉片筒固定在殼體內(nèi)圓周壁上，渦輪則固定在輸出軸上。本發(fā)明的工作機理是殼體與發(fā)動機的飛輪相連接，因前傘齒輪是固定在殼體上的，因此，當(dāng)功率由殼體輸入后，功率分流成齒輪傳動和液力傳動兩部分前傘齒輪會將一部分功率傳遞給裝在一字軸兩端的兩只行星齒輪，兩行星齒輪又把該功率傳遞給一字軸和后傘齒輪。由于一字軸與輸出軸連為一體的，后傘齒輪又與主動葉輪筒連為一體，所以由兩個行星齒輪傳遞的這部分功率也就傳給了輸出軸和主動葉輪筒。當(dāng)機械起動時，也就是說當(dāng)輸出軸處于靜止?fàn)顟B(tài)時，在兩個行星齒輪的作用下，后傘齒輪會與輸入殼體以同樣轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，但方向相反。由于導(dǎo)流葉片筒與殼體連為一體的，所以主動葉輪筒和導(dǎo)流葉片筒產(chǎn)生相對運動，其速度差就是輸入速度的二倍，在主動葉輪筒和導(dǎo)流葉片筒的共同作用下會產(chǎn)生很大的液力，推動與輸出軸連為一體的渦輪轉(zhuǎn)動，使輸出力矩變大。由此可見，此時輸出軸一共受到兩個力矩的作用，第一個力矩來自一字軸，其值是前傘齒輪輸它所接受的力矩是輸入力矩的兩倍，；第二個力矩來自渦輪，其力矩比一字軸更大，在兩個力矩的共同作用下，輸出力矩會變的很大，輸出軸便慢慢轉(zhuǎn)動起來。根據(jù)負(fù)載工況的變化，可分為負(fù)載力矩變小或增大兩種情況，如果輸出軸正常運轉(zhuǎn)后其上的負(fù)載力矩變小，輸出軸會加速旋轉(zhuǎn)，行星齒輪會把更多的功率通過一字軸直接傳送給輸出軸，而減少通過液力構(gòu)件來傳遞的功率；如果負(fù)載力矩繼變小，則輸出軸還能繼續(xù)加速，直至輸出軸轉(zhuǎn)速接近輸入殼體之轉(zhuǎn)速為止，此時，絕大部分功率是通過一字軸直接傳送到輸出軸上，僅有極少量的功率是通過轉(zhuǎn)化成液力再傳遞的。如果加載在輸出軸上的負(fù)載力矩變大，兩行星齒輪會自動改變由機械和液力傳遞的比例，即減少由一字軸直接傳給輸出軸的功率而擴大通過轉(zhuǎn)化成液力來傳遞的功率，從而達(dá)到增加輸出力矩，以適應(yīng)負(fù)載變大的工況。
現(xiàn)有動力傳動裝置，不論加載在輸出軸上的負(fù)載力矩多么小，只要有負(fù)載，輸出軸的轉(zhuǎn)速總是低于輸入軸的轉(zhuǎn)速，傳遞效率也只能達(dá)到機械傳動的效率，但是如果能使輸出軸和輸入軸實現(xiàn)同步旋轉(zhuǎn)，則傳遞效率即可提高至接近100％。本發(fā)明可在輸出軸上設(shè)置一漲合式同步器，則可使輸入、輸出軸實現(xiàn)同步旋轉(zhuǎn)。該同步器具有一與殼體相固連的同步室、一圓盤形活動墻板、一對稱設(shè)置弧形同步蹄、一對稱式負(fù)載臂、兩負(fù)載拉簧和離心拉簧，并把輸出軸分成二段，一段為裝有齒輪等構(gòu)件的第一輸出軸(亦可稱為中間傳動軸)，另一段為第二輸出軸(即為同步器的輸出軸)，兩者在其軸端活動連接；同步室內(nèi)的活動墻板鍵合在第二輸出軸上，負(fù)載臂設(shè)置在第一輸出軸上并以其兩端的端鉤勾嵌在活動墻板的滑動槽中；弧形同步蹄以其一端鉸連在活動墻板上；負(fù)載拉簧之一端連接在負(fù)載臂的端部，另一端連接在弧形同步蹄的離合端；離心拉簧的一端連接在活動墻板上，另一端連接在負(fù)載臂的端部。這種漲合式同步器在本發(fā)明中的工作原理是，因鉸連有同步蹄的活動墻板鍵合在輸出軸上，則活動墻板與輸出軸具有同樣的轉(zhuǎn)速，當(dāng)輸出軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到某一預(yù)定值時，在離心力的作用下，同步蹄克服負(fù)載拉簧的拉力而向同步室側(cè)壁貼合，從而使輸入軸與輸出軸聯(lián)為一體，產(chǎn)生同步轉(zhuǎn)動；如果輸入功率不變而負(fù)載變大，負(fù)載拉簧會把貼合在同步室側(cè)壁上的同步蹄拉回到初始位置，同步則終止；如輸入功率隨著增大，同步蹄會再次克服離心拉簧和負(fù)載拉簧的拉力而向同步室側(cè)壁貼合，使同步再次實現(xiàn)。所以，本發(fā)明變矩器工作時，只要發(fā)生負(fù)載力矩小于輸入力矩的工況，輸出軸與輸入軸即能實現(xiàn)同步旋轉(zhuǎn)，負(fù)載力矩越小，同步性能越好。一旦形成同步旋轉(zhuǎn)，本發(fā)明變矩器就能獲得接近100％的傳遞效率。
由上可見，本發(fā)明的優(yōu)點是由于本發(fā)明是由一組傘齒輪機械傳動裝置和一組包括葉輪、渦輪等液力傳動裝置組成的傳動裝置，兩組裝置有機地結(jié)合成一體，它們同時工作，并能互相轉(zhuǎn)換，互相制約，以適應(yīng)輸出力矩和輸入力矩的不斷變化，使之處于最佳的工作狀態(tài)。配置同步器的本發(fā)明，當(dāng)輸出力矩小于輸入力矩時，可實現(xiàn)輸出軸與輸入軸同步工作，使傳遞效率可接近100％。本發(fā)明具有外形尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單、傳遞效率高、變速變矩運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，能在負(fù)載情況下連續(xù)變速、變矩等優(yōu)良性能，所以本發(fā)明特別適合作汽車的傳動裝置。
以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖2為圖1中的A-A線剖視圖；圖3為圖1中的B-B線剖視圖。
本發(fā)明的一個較佳實施例如附圖所示。首先請參閱圖1。由圖1見，本實施例的殼體1相當(dāng)于輸入軸，可由端面上的固定孔固定在發(fā)動機的飛輪上，因此，亦稱它為輸入殼體。一前傘齒輪4固定在殼體1左側(cè)壁上，則前傘齒輪即為輸入齒輪。中間傳動軸9的左端旋轉(zhuǎn)安裝在前傘齒輪4的中心，右端則旋轉(zhuǎn)安裝在殼體1右側(cè)壁上，并在此中間傳動軸9上旋轉(zhuǎn)安裝有一后傘齒輪8。請同時參閱圖2。一根一字軸5與中間傳動軸9鍵合連接，使一字軸與中間傳動軸成為十字形的一體結(jié)構(gòu)，一字軸的兩端旋轉(zhuǎn)安裝有兩只行星傘齒輪6，這兩只行星傘齒輪6各與前、后傘齒輪4、8相嚙合。構(gòu)成液力系統(tǒng)的主動葉輪筒2、導(dǎo)流葉片筒3和渦輪7按順序設(shè)置在殼體1內(nèi)，其中，主動葉輪筒2與后傘齒輪相固連，導(dǎo)流葉片筒3固連在殼體1的內(nèi)圓周面上，渦輪7固連在中間傳動軸上。由主動葉輪筒推動的油液經(jīng)導(dǎo)流葉片加速并作用在渦輪7上而增加力矩于中間傳動軸上。再由圖1并結(jié)合圖3見，本實施例之殼體1向右延伸有一同步室，一根輸出軸12穿過同步室后與中間傳動軸9相旋轉(zhuǎn)連接。在同步室內(nèi)設(shè)置有負(fù)載臂10、活動墻板11、同步蹄16和離心拉簧15及負(fù)載拉簧13。活動墻板11為圓盤形，盤面上對稱地開有兩滑動槽14，該活動墻板11鍵合在輸出軸12上；負(fù)載臂10為一字形，兩端具有一彎鉤，該負(fù)載臂10以其中心內(nèi)圓活動連接在輸出軸12上，又以其中心凸圓外周上的嵌齒嵌合在中間傳動軸9上，兩端的彎鉤勾嵌在活動墻板11的滑動槽14中；同步蹄16為弧形，其一端鉸連在活動墻板11上，另一端為離合端，與負(fù)載拉簧13相連接，負(fù)載拉簧13的另一端則勾在負(fù)載臂10的端部，離心拉簧15之一端也勾在負(fù)載臂10的此端部，另一端勾在活動墻板11上。
權(quán)利要求
1，一種簡易式復(fù)合變矩器，其特征在于(A)，具有一個固定連接有一前傘齒輪(4)并起輸入軸作用的殼體(1)，殼體(1)內(nèi)灌貯有油液，一傳動軸(9)之一端與前傘齒輪(4)旋轉(zhuǎn)連接，另一端旋轉(zhuǎn)安裝在殼體(1)一側(cè)壁上，傳動軸(9)上還安裝有一后傘齒輪(8)；殼體內(nèi)還設(shè)置有一對旋轉(zhuǎn)安裝在一字軸(5)兩端的行星齒輪(6)，該一字軸(5)與傳動軸(9)垂直固連成一體，兩行星齒輪(6)各與前、后傘齒輪(4、8)相嚙合；(B)，殼體(1)內(nèi)還設(shè)置有一組包括主動葉輪筒(2)、導(dǎo)流葉片筒(3)和渦輪(7)的液力構(gòu)件，其中，主動葉輪筒(2)固連在后傘齒輪(8)上，與其相應(yīng)的導(dǎo)流葉片筒(3)固定在殼體(1)之內(nèi)圓周壁上，渦輪(7)固定在傳動軸(9)上。
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述簡易式復(fù)合變矩器，其特征在于輸出軸(12)上設(shè)置有一可使輸入、輸出軸實現(xiàn)同步旋轉(zhuǎn)的漲合式同步器，該同步器具有一與殼體(1)相固連的同步室、一圓盤形活動墻板(11)、一對稱設(shè)置的弧形同步蹄(16)、一負(fù)載臂(10)、兩負(fù)載拉簧(13)和離心拉簧(15)；同步室內(nèi)的活動墻板(11)鍵合在輸出軸(12)上，負(fù)載臂(10)鍵合在傳動軸上，并以其兩端的彎鉤勾嵌在活動墻板(11)的滑動槽(14)中，弧形同步蹄(16)以其一端鉸連在活動墻板(11)上，負(fù)載拉簧(13)之一端連接在負(fù)載臂(10)的端部，另一端連接在弧形同步蹄(16)的離合端，離心拉簧(15)的一端連接在活動墻板(11)上，另一端連接在負(fù)載臂(10)的端部。
全文摘要
本發(fā)明是一種實現(xiàn)無級變速、變矩的簡易式復(fù)合變矩器，主要特點是具有一組行星傘齒輪傳動的傳動機構(gòu)和一組包括葉輪和渦輪動力構(gòu)件的液力傳動機構(gòu)，兩組機構(gòu)同時工作，互相轉(zhuǎn)換、互相制約地傳遞動力，使變矩器能一直處于最佳工作狀態(tài)。并且，本發(fā)明還可配置一同步器，只要發(fā)生輸出力矩小于輸入力矩的工況，同步器則能使輸出軸與輸入軸產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)。因此，本發(fā)明在大多數(shù)工作情況下，傳遞效率能接近100％；并且本發(fā)明還具有外形尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，能在負(fù)載情況下連續(xù)變速變矩的優(yōu)良性能，所以，特別適用于作汽車的傳動裝置。
文檔編號F16H47/00GK1125298SQ9411404
公開日1996年6月26日 申請日期1994年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月20日
發(fā)明者楊錫堯 申請人:楊錫堯