專利名稱：無級變速剛性接合的行星輪變速器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種無級變速剛性接合的行星輪變速器。
按現(xiàn)有技術水平已知的剛性接合離合器有下述缺點，即它們僅能在靜止狀態(tài)或軸同步旋轉時方可接合。已知的實施形式有齒輪離合器和牙嵌離合器。由于接合可能性受到了上述限制，在汽車制造中主要采用摩擦離合器，這時，通過摩擦實現(xiàn)扭矩傳遞。采用這種摩擦離合器時，相互的摩擦面必須在高轉速帶負荷的情況下接合，此時摩擦接合是逐漸進行的。這種離合器的缺點是磨損大，且由于摩擦熱而進一步加劇了這種磨損。因為在多數(shù)情況下，對于傳動裝置的所有運行狀態(tài)，只有單一的一種傳動比不是最理想的，故通常采用分級變速的變速器，以實現(xiàn)不同的傳動比。借此，與只傳遞一個傳動比的變速器相比，有了一種經改進但還不是很理想地滿足需要的變速器，此外，還存在聯(lián)接時牽引力中斷的問題及在換檔時齒輪必須同步這一要求。
理想情況最好是在工作過程沒有牽引力中斷的情況下能無級地適應各種傳動此。這種無級變速器人們所知的有所謂的P.I.V.變速器或CVT變速器。這種變速器以一種力的傳遞裝置為基礎，其中，相聯(lián)接的輪不同的工作半徑是可調的，由此可變化傳動比。為按該原理調節(jié)傳動比，必須連續(xù)且無過渡地改變工作半徑，其結果是，相接合的輪不能有剛性聯(lián)接因為它們的徑向運動受阻。因此，所有按現(xiàn)有技術水平已知的變速器都是建立在摩擦聯(lián)接基礎上的，如三角帶、平皮帶、摩擦輪和摩擦盤傳動裝置，這些傳動裝置具有打滑及在制有引導槽(Einlaufriefen)并要求有高壓緊力和調節(jié)力的情況下高磨損等已知的缺點，同時，其總效率相對較低。
德國專利公開說明書(DE4317478.7A1)給出了一種替換形式，其中描述一種作為牽引機構傳動裝置的剛性接合變速器。該變速器在驅動側有一組可旋轉地支承著并可作行星式轉動的行星輪，這些行星輪設置成可沿徑向無級調整并被一個牽引機構所圍繞，而牽引機構將通過調節(jié)徑向距離所確定的傳動比傳遞到一從動輪上。直徑的改變是通過具有較小直徑的上述行星輪造成的。為了補償非鏈距整數(shù)倍的所有徑向位置上接合誤差的調節(jié)過程中能夠傳遞扭矩，建議行星輪應能在主動盤和/或從動盤上并相對主動盤和/或從動盤在一個方向或兩個方向上空轉或被鎖止，其中，空轉換檔和/或鎖止換檔由牽引機構所施加的徑向力和/或由主動盤或從動盤的相位控制接合或脫開。特別是行星輪軸可設計成空心軸，該空心軸在彈簧力作用下靠在外殼中，當作用在鏈輪軸的徑向力增大時，空心軸克服彈簧力移動，此時，一杠桿被偏斜，使空程離合器的夾緊滾柱或夾緊滾珠的圓柱形外殼擺動，從而使得上述滾柱或滾珠被推進一固定的內或外星形齒輪的楔形槽中。
本發(fā)明的任務是，提供一種無級變速剛性接合行星輪變速器(無牽引機構)。
該任務是通過在權利要求1中所述的行星輪變速器來實現(xiàn)的，該變速器中設有至少一個直徑可調的行星輪，此行星輪與一中心輪處于永久的剛性聯(lián)接狀態(tài)，其中，兩輪間的直徑比決定兩輪間的相互偏心位置，從而決定兩輪的轉速比。如果按本發(fā)明的進一步安排，將中心輪設計成內嚙合的內齒輪，則在設置成與中心輪同軸的行星輪直徑最大可能地擴大到內齒圈的內半徑的情況下，轉速比為1∶1，因為，位于內部的行星輪的全部齒與中心輪的齒相嚙合。如果減小行星輪直徑，則只有當位于內部的行星輪由同軸位置移到偏心位置時，齒的嚙合才可維持。在保持齒嚙合的條件下，位于內部的行星輪的外周圍在中心輪的內圓周上滾動，即，其不僅自轉還繞中心輪的軸線轉動。相應地，也可將中心輪設計成具有外齒，這時，行星輪以相應的外齒在此中心輪上滾動。同樣，只有當行星輪相對中心輪有一偏心位移時，才能相應于行星輪的直徑調節(jié)保持剛性接合。本發(fā)明還包括這樣的實施形式，其中，不僅中心輪的直徑可變，而且行星輪的直徑也可變，亦即兩者的直徑均可變，后面對此還要詳述。
因為實際上，對于大致落在多數(shù)實際技術應用的范圍內的轉速來說其值相當小，因此在嚙合時和通過調節(jié)過程起動時，行星輪徑向位置的調節(jié)誤差是很小的，所以，調節(jié)誤差實際上落在制適公差范圍內，或者，調節(jié)誤差可通過行星輪位置幾何學有適當并調整好的彈性來得到補償。例如，當轉速為每秒如為50轉且有5個行星輪的情況下，每輪每秒有250次行星輪與撓性件相嚙合，從而，在兩次鎖緊之間隙時間如僅需10秒的通常速度情況下，在一個嚙合周期期間，行星輪之間的相對運動總計只有1/2500，亦即只有0.4‰。由此引起的行星輪的彈性補償運動對效率造成的損失很小，此外，該效率損失只發(fā)生在調節(jié)期間并且只達到一最低數(shù)量級，所以效率損失尚可接受。如象在德國專利公開說明書(DE4317478.1A1)中所描述的那樣，行星輪或齒輪的直徑調節(jié)，是這樣進行的行星輪由多個單個的小直徑輪組成，所說小輪一方面繞行星輪軸線旋轉，另一方面，繞其自身軸線沿一個方向自轉，并且所說小輪可沿徑向調節(jié)，從而在行星輪相對中心輪處于偏心位置情況下，小輪周期性地經過一個傳遞扭矩的負載曲線路徑和一無載路徑，并使得，小輪在由無載路徑到負載路徑的過渡過程中，亦即在剛性接合時，自由和同步地移進中心輪，但是在剛性嚙合后，由于鎖止了自轉，小輪便傳遞作用于其上的扭矩。同時，還包括每兩個行星輪設置成串聯(lián)結構的這種實施形式，所以小輪直接或間接地處于相互剛性嚙合狀態(tài)中，以及使得小輪在進入中心輪齒的過程中能自由地同步旋轉，然而，在與配合件剛性接合后，它們的旋轉運動被鎖止。這種實施形式用于具有低轉速而調節(jié)速度很快的特殊使用場合，如自行車中，還可作如下的變化，即，其每個上都設置有一個行星輪縱列的支架，可擺動成，使每次總有一個行星輪脫開與中心輪齒的嚙合脫開，從而使那些保持嚙合的行星輪能自由旋轉，并且，可任意進行徑向移動。調節(jié)過程結束后，行星輪支架又擺回原始位置。這種實施形式雖然也會產生牽引力中斷，但它僅局限于在低轉速或靜止狀態(tài)下快速調節(jié)的特定情形下。在上述串聯(lián)形式下，也可考慮將單個的小直徑齒輪的輪齒設計成在一個與功率作用面軸向錯開的平面內完全變尖，這樣，當用于扭矩傳遞的輪齒是由高強度材料制得并具有標準齒形時，咬合會特別容易。
根據前述原理，行星輪滾動，并需要各自咬合，屬于此原理，按本發(fā)明的一替換形式，可以考慮將齒輪設計成保持永久嚙合。這種實施形式權利要求3中有描述，它特別具有如下特征設有一個中心輪和多個小直徑行星輪，小行星輪與中心輪處于永久嚙合狀態(tài)，并設置在一個圓盤上，或者通過傳力機構與圓盤相聯(lián)接，行星輪可通過空程離合器繞其自身的軸線向一個方向旋轉，而不能向另一方向旋轉；所說圓盤的軸線可相對于中心輪軸線偏心移動，從而，在圓盤和中心輪之間可依賴于偏心位移量的不同，對轉速比和扭矩比進行調節(jié)。
如果行星輪分別支承在徑向支座上，支座，例如通過導向裝置，可占據不同的徑向位置，最好是受彈簧力作用或通過徑向支座壓靠及中心輪齒上的行星輪始終保持嚙合狀態(tài)，從而，行星輪每轉一圈周期地占據不同的徑向位置，使得它們共同在齒輪或者鏈條或其它牽引機構纏的圓周上滾過。如果此時涉及的是行星輪在空程離合器上自轉地支承著，則在所有偏心的軸線位置上最靠近最短徑向位置的那個小輪傳遞全部載荷，而所有其它小齒輪均由上述小輪驅動旋轉，其圓周速度大于主動小輪的圓周速度，亦即，為保持嚙合，其它從動小輪必須沿空轉方向附加繞其自身軸線的轉動。在本實施例中，不存在從空載到進入嚙合之后的同步旋轉問題。
在使用構成行星齒輪的一個輪或行星輪并具有定向離合器的情況下，優(yōu)先選用機械式單向(空程)離合器，特別是夾緊件式空程離合器或掣子空程離合器，或者選用粘滯液壓式或機電式離合器。
離合準確的夾緊件式空程離合器受到使用壽命的限制，這種離合器的額定扭矩Mzul在108次應力循環(huán)情況下下降到50％。為將這種空程離合器應用于在每轉均會引起周期性離合過程的傳動中，存在一如何確定其尺寸的問題。如果空程離合器被升速傳動，額定扭矩則下降，但是由于轉速上升，所以應力循環(huán)次數(shù)增大，在減速傳動情況下，情況相反。對這種在壽命期108次應力循環(huán)的空程離合器(如在車輛變速器中)這種情況對尺寸的確定是至關重要的。因此，采用本發(fā)明的行星輪變速器時，對特殊情況規(guī)定自由輪相對于行星輪的轉速通過一個或多個圓柱齒輪組或行星齒輪組或通過其它傳動技術的實施形式來改變。該轉速的這種改變，如沿轉速升高方向升速，減小了存在于空程離合器中的力矩的數(shù)量級，但并沒有增加離合頻率或應力循環(huán)次數(shù)。因此，雖然在高轉速和低扭矩情況下選擇高傳動比，但應力循環(huán)次數(shù)并沒增大，這是因為，每個離合過程正好在從動輪每一轉時發(fā)生一次，而不是發(fā)生在行星輪的單個齒輪或行星輪的每一轉時。
相反在另一解決方案中，亦即在使用掣子離合器的情況下，耐久性幾乎不受限制，此外，這種離合器價格便宜，離合準確性降低(8°至10°)的缺點通過前文所描述的傳動比來彌補。此外，離合過程的角向誤差只造成了在兩行星輪間的載荷傳遞點的變化，而沒有引起功能性的缺陷。這時，有可能產生的扭矩突變可被空程離合器鎖緊裝置中的彈性構件所抑制。此外，在一個優(yōu)選的使用掣子空程離合器的實施形式中，應規(guī)定速比的調節(jié)不在無窮小的級中進行，而應在突變時總是選擇這樣的傳動比，即它們主要導致行星輪中的轉動，這一轉動傳給掣子離合器的棘爪或斜面寬度，所以就不再產生載荷突變。傳動比由無級到準無級調節(jié)的這一改變是在足夠小的鎖緊角度下進行的，所以實際上并未使缺點加重。
按本發(fā)明的進一步設計，行星輪的一個個齒輪或行星輪被加上彈簧力，和/或被支承在徑向支座上它們的空程離合器上，該徑向支座最好是沿非線性曲線路徑移動。
按本發(fā)明的進一步設計，中心輪和/或行星輪或行星輪裝在主動盤和/或從動盤上，其優(yōu)點在于在各盤上可設置用于行星齒輪單個齒輪或行星輪的導向裝置、鉸接裝置。行星齒輪的單個齒輪或行星輪最好分別通過一個杠桿或曲柄鉸接在一主動盤或從動盤上。
這樣，扭矩傳遞通過相關的杠桿或曲柄進行。隨著將扭矩從行星輪的單個齒輪或行星輪傳遞給中心輪，各個齒輪形成按原理所決定的運動軌跡，這些運動軌跡與有效中點的關系，在負載曲線路徑內造成了不同的有效半徑和不同的切向分量，這導致傳動比的不均勻性，其值在大偏心率情況下可達1.5或更大，從而顯著損害了傳動裝置的平穩(wěn)運轉。
按本發(fā)明的進一步設計，扭矩傳遞或傳動比的不均勻性可通過一周期性調節(jié)裝置至少部分地得到補償。這一點可用不同方式來實現(xiàn)。
按第一個實施形式，補償是通過一種半徑補償來進行的，其中，選擇具有相同傳遞函數(shù)積分的基本上為常數(shù)的中值、最小值或最大值，傳遞函數(shù)是與轉角有關地通過的主動輪與從動輪的角速度的比值所決定的。
按本發(fā)明的進一步設計，扭矩傳遞或傳動比的不均勻性可通過與力有關的彈性裝置和/或通過平衡質量來補償。彈性裝置可以是液壓式、氣動式或者其它機械式的。
相對偏心率的調節(jié)導致兩軸中至少一軸線運動。為了能夠將功率傳到一固定不動的軸上使其運動，必須設一柔性軸或萬向鉸鏈或其它鉸鏈。在一優(yōu)選的實施形式中，相對運動不是移動而是轉動，為了調節(jié)過程而在圓軌道上移動運動的軸此時在一齒輪組上滾動，這時，一個輪停止在運動軸線中央和第二個輪亦即下一個輪停止在一齒輪上，而該齒輪又與圓軌道中點同心，在調節(jié)期間運動的軸在此圓軌道上滾動。
通過這種措施及為避免不平衡加上平衡質量，可以進行頻率很高的調節(jié)。
這種快速調節(jié)的可能性還可利用消除上述不均勻性。在相位周期地變小的有效半徑情況下，偏心率此時被減小，在相位擴大的半徑情況下，偏心率變大。按此方式及方法，可用簡單的幾何學實現(xiàn)均勻性。
在一特別優(yōu)選的實施形式中，在分別設計成圓盤、輪或軸的主動件和相應的從動件之間的扭矩傳遞通過一時節(jié)桿來實現(xiàn)，其中，肘桿受到控制的或受彈力作用的折彎運動補償了扭矩和轉速波動的不均勻性。
按本發(fā)明的進一步設計，肘桿的運動軌道在負載曲線路徑上為一圓，該圓特別是通過滑塊、凸輪、多節(jié)活節(jié)鏈和/或作為徑向支座的連桿導向裝置作出的。為補償所說波動選擇的幾何學的與偏心率有關的周期運動的幅值為時間常數(shù)。
所說單向(空程)離合器被增速或減速傳動，以一與所說行星輪不同的轉速運轉。此外，行星輪導向裝置使相對中心輪的齒隙和/或壓緊力暫時保持為常數(shù)。
尤其是，為補償扭矩傳遞的不均勻性或考慮到調節(jié)為所希望的傳動比，轉速比可設計成有兩個或多個并聯(lián)的或串聯(lián)的級，這時，這些級的相位最好這樣選取，即能使各單個級的不均勻性基本上相互補償。特別地，兩級具有一共同的偏心圓盤，并具有用于補償不均勻性的不同相位的主動盤或從動盤，和/或在這兩種盤上的所說行星齒輪的一個個齒輪或行星輪的齒輪數(shù)量是相等的。
按本發(fā)明的進一步設計，在與從動軸相連的差動變速器中，至少兩個組的行星輪變速器被輸入成能使得扭矩和轉速的不均勻性基本上補償。
最后，多個行星輪級與反向的和/或可轉換的單向(空程)離合器相聯(lián)接，或與可經由一反向軸或同向軸控制的軸相聯(lián)。
所述行星輪變速器的優(yōu)點在于它可在靜止狀態(tài)和負載下調節(jié)，它無滑動并且是剛性接合的，低噪聲且結構緊湊，而且，它不僅效率高而且壽命長。其成本比四級變速齒輪箱或三級自動離合器低，后者如具有多片摩擦離合器的行星傳動自動裝置。全然沒有同步問題，也不需要移動式聯(lián)軸器或摩擦離合器這些裝置。
按本發(fā)明的行星輪變速器應用領域廣泛，從自行車到所有可想象到的發(fā)動機驅動的汽車，一直到機械制造輔助機組的傳動。通過設計一種傳動線路，將發(fā)動機軸的運動通過一圓柱齒輪組分為兩根相互反轉的軸，在其中一根軸上行星輪變速器可將相對轉速控制為可進而調出一所期望的轉速差。這一轉速差進一步傳遞到差動傳動裝置的主動輪上，所以當轉速差為0時，便不再需要啟動離合器。一種具有這種變速器的車輛能自動阻止倒轉，且能在任何微小速度下無沖撞地行駛。只有由于行星變速器中的轉速波動所引起的不希望的運動必須通過比較調節(jié)裝置或剛性接合的牙嵌離合器斷開，所說牙嵌離合器為用于在兩相互反轉的主動軸間的靜止狀態(tài)安全裝置，因為不希望的蠕動過程并不可能用制動器阻止。
按所述方式擴展行星輪變速器而增加的構件消耗和費用支出比較低，這是因為，在行星輪變速器的設計中，所需要的行星級可構成整體式的，故此，很多構件，如軸、軸承、圓盤、機殼和潤滑構件等，可從多次利用。
另外，可直接利用機械式的回轉器(Schwungkreisel)這樣，驅動發(fā)動機的尺寸可能只須考慮穩(wěn)態(tài)的持續(xù)功率來確定，而對于所有的非穩(wěn)態(tài)功率通量和功率回流可通過回轉器導引。因此，對市內交通車輛來說，極節(jié)省燃料，并在改善行駛功率和提高，操縱性能的同時降低有害物質的排放。
在所述形式中，行星變速器目前只在一個方向傳遞扭矩和功率，這是因為，單向(空程)離合器在反方面不傳遞力矩。然而，在很多應用場合，希望功率通量在兩個方向均能傳遞，所以可考慮加裝相應的附件。在一可能的實施形式中，空程離合器可為此轉接在反方向。在另一實施形式中，將第二級與反方向空程離合器并聯(lián)或串聯(lián)設置。適當?shù)卣{整在兩級中的傳動比可避免運動受阻。
本發(fā)明的實施例如附圖所示。圖中

圖1a至d分別為一種具有內齒式中心輪的行星輪變速器第一個實施形式的俯視圖(a，c)和側視圖(b，d)；圖2a、b為行星輪變速器的另一實施形式，該行星輪變速器具有一個外齒式中心輪；圖3為負載曲線路徑有效半徑的變化和有關的圓周力；圖4為按圖2所示之行星輪的各齒輪和中心輪相互配滾的示意圖；圖5為杠桿傳動裝置中的肘桿幾何示意圖，該肘桿在一導向圓上運動；圖6為一在從動盤和徑向支座間置有肘桿的實施形式，該徑向支座支承行星輪的各齒輪；圖7為與圖5相應的示意圖，其中考慮到了偏心率；圖8a、b為行星輪變速器的另一實施形式，這里用于自行車。
圖9a、b為上述實施形式的透視圖；圖10a、b分別為一從動盤的透視圖和俯視圖，該從動盤具有切向支座用于扭矩傳遞；圖11a、b為具有三個徑向支承的中央部件的透視圖和俯視圖；圖12a、b為驅動機構的圓柱齒輪組；圖13為具有一行星輪變速器而沒有離合器的車輛傳動線路方案圖；圖14為變速器的剖視圖，該裝置具有周期調節(jié)裝置，用于補償不均勻性；圖15a、b分別為一變速器的示意俯視圖，該裝置具有一中央部件，該中央部件在不同位置具有三個支座。
圖1中主動輪20為內齒中心輪，各行星輪21至24與中心輪保持嚙合并相對中心輪運轉。這些單個齒輪21至24在徑向支座上運動，而徑向支座，如圖1c、d所示，由圖1a所示的同心位置出發(fā)經偏心地回轉后占據不同的徑向位置。通過將這些單個齒輪21至24與其自轉有關地支承在空程離合器中，在所有偏心的軸線位置中最靠近徑向位置最近的那個齒輪(這里為22)傳遞全部載荷。其余的齒輪尤其是齒輪24，被傳動具有一個圓周速度，且該圓周速度大于用作主動輪的齒輪22的圓周速度。傳動運動通過和桿25于28傳遞到從動盤29上。齒輪21至24在作旋轉運動時始終與中心輪20的內齒圈保持嚙合，因此，在從空載路徑起動后不再同步。齒輪21至24中的每個齒輪處于空程離合器鎖止狀態(tài)的時間，亦即在荷載曲線路徑中處于傳遞載荷的時間，與有關齒輪占據最短半徑位置的時間一樣長，直到被緊隨其后的并且向從動盤29的中心進一步接近的齒輪所接替。這樣，該緊隨其后的齒輪承擔驅動任務，與此齒輪相比，走在前面的那一齒輪的圓周速度則變得比這一齒輪的圓周速度大。
按相應于圖2的實施形式，主動輪30為一外齒輪，這時，各個行星輪31至34借助于杠桿36至39剛性連接地將力或扭矩傳至從動盤35上。各圓柱齒輪對40和41將各有關齒輪的轉速進行升速傳動，因此使那些將齒輪41相對于有關徑向支座42固定的空程離合器須傳遞比較小的力矩，從而取得一提高了的調節(jié)精度。圖2a中表示主動輪動相對從動盤35偏心偏得不大，圖2b中表示極端的偏心位置，在按圖2b的位置時，傳動比約可達1∶6，這時，杠桿36至39相應地擺動，以便保證即使有偏心在各齒輪31至34和主動輪30間也能剛性地嚙合。
如圖3所示，沿載荷曲線路徑44有效半徑43的變化，與在主動盤47和從動盤48之間的驅動力46的切向分量45的變化相同。各個齒輪用49表示。
圖4表示當主動盤位置改變很小時(從實線位置移到虛線位置)，各個齒輪49徑向位置的變化程度。
圖5要對照圖6來看，圖6中，圖2中的直杠桿36至39已被具有肘桿51的肘節(jié)桿50所替代。這些肘桿51在導圓52上移動，它們在導圓上被簡單的徑向支座(圖6中未畫出)導引。通過肘桿51的補償運動，時節(jié)桿50在不同位置可折彎成不同的角度，使得在主動輪30和從動盤35之間沿整個載荷曲線存在一個常數(shù)的傳動比。由圖7可見，肘桿51是如何通過不同的折彎，亦即在各杠桿臂部分間的不同角度實現(xiàn)補償?shù)摹?br> 圖8和圖9(各有a、b兩圖)，表示了用于自行車鏈輪54上的本發(fā)明特別的實施形式，該鏈輪通過曲柄鉸接在各齒輪56的徑向支座上。這些單個齒輪56與中心輪57保持嚙合，通過中心輪57相對齒圈54的偏心移動可改變傳動比。
圖10a、b所示為一從動盤58，該圓盤借助切向支座60被主動輪59所驅動。補償圓62的對角支座用61表示。
圖11a、b所示為一具有三個徑向支架的中央部件，圖中在徑向支架64上的三個行星輪63與中心主動輪62保持永久嚙合。通過變速傳動裝置65提高空程離合器66的轉速，以保證該處產生的扭矩最小。
在按圖12a、b所示實施形式的情況下，通過各自的圓柱齒輪67實現(xiàn)兩軸68的扭矩傳遞，兩圓柱齒輪67裝在兩軸68上。兩軸或圓柱齒輪被一回轉的軸向支架69所保持。
圖13所示為具有一行星變速器而沒有離合器的一種車輛的傳動線路方案。其中，一驅動發(fā)動機71的軸70通過一直齒輪組驅動兩根逆轉的軸72和軸73，聯(lián)接在軸70和從動軸72之間的行星輪變速器74，可將它的轉速差調節(jié)為所希望的值。軸70和73間的傳動比在圖示的情況下假定為1∶1.25。兩軸72和73的運動輸入差動傳動裝置75，使得在急速運轉時可將從動軸76調為差動值0，即行星輪變速器的傳動比被置為1.25。其它數(shù)例如下表N怠速N前進擋1N前進擋2N倒擋電機 800 3000 6000 2000軸1800 3000 6000 2000軸21000 6000 10000 2000軸3-1000 -3750 7500 2500從動軸 0 22502500 -500行星輪變速 1.25 2.001.671器傳動比圖14表示具有一整體式行星齒輪組所謂IVT變速器的行星變速器。圖14中有主動軸77，一行星齒輪傳動裝置78，一具有空程傳動裝置80的空程離合器79和被驅動的行星輪81。一操縱桿82作用于調整裝置(VerstelLung)83的擺軸上。通過操縱偏心盤84改變傳動比，此用于補償不均勻性偏心盤，與一周期性的控制裝置85連在一起。
圖15a和b所示為按圖14之行星輪變速器在不同偏心位置的情況。
權利要求
1.可無級或準無級變速剛性接合的行星輪變速器，它包括至少一個直徑可調節(jié)的行星輪，此行星輪與一中心輪處于永久的剛性聯(lián)接狀態(tài)，其中這兩個輪相互間的直徑比決定這兩個輪的相互偏心位置，并由此決定這兩個輪的轉速比。
2.根據權利要求1所說的行星輪變速器，其特征是，行星輪由多個單個的小直徑輪組成，小輪一方面設計成可繞行星輪軸線轉動，另一方面，通過一定向接合的離合器僅可在一個方向上繞其自身軸線轉動，所說小輪，在相對中心輪處于偏心位置情形下，周期地經過一傳遞扭矩的負荷曲線路徑和一無載路徑，并且，小輪在由無載路徑過渡到負載路徑時，亦即在將與中心輪剛性嚙合的瞬間，自由同步地運動，但是在剛性嚙合并且自轉被阻止后，開始傳遞作用在其上的扭矩。
3.可無級變速剛性接合行星輪變速器，它包括一個中心輪和多個小直徑行星輪，小直徑行星輪與中心輪處于永外嚙合狀態(tài)并裝在一圓盤上，或者通過傳力機構與圓盤相聯(lián)接，其中，行星輪可借助單向(空程)離合器繞其自身軸線向一個方向旋轉但向另一個方向的旋轉被鎖上，并且所說圓盤的軸線相對于中心輪軸線可偏心移動，從而可依賴于偏心位移在圓盤和中心輪間調整為不同的轉速比和扭矩比。
4.根據權利要求1至3中任意一項所述的行星輪變速器，其特征在于所說的小輪或行星輪是齒輪，其中，所說中心輪最好設計成內齒輪或外嚙合的外齒輪。
5.根據權利要求2至4中任意一項所述的行星輪變速器，其特片在于所說定向接合的離合器為機械式單向離合器，特別是夾緊件式空程離合器，或者是掣子空程離合器，或者是粘滯液壓式或機電式離合器。
6.根據權利要求1至5中任意一項所述的行星輪變速器，其特征在于所說的單向(空程)離合器直接控制所說行星輪的圓周運動而不控制其自轉和/或所說行星輪可用在主動和從動輪之間鉸鏈或其它傳力構件所取代。
7.根據權利要求3至6中任意一項所述的行星輪變速器，其特征在于所說的各個齒輪或行星輪與其它小直徑齒輪處于剛性嚙合狀態(tài)，其中，所說小齒輪或行星輪設置在安裝于徑向支座上承受較小扭矩的空程離合器上。
8.根據權利要求1至7中任意一項所述的行星輪變速器，其特征在于所說行星齒輪或行星輪的一個個輪被彈簧加載和/或設置于在徑向支座上其單向(空程)離合器，該徑向支座最好在非線性的曲線路徑上運動。
9.根據權利要求1至8中任意一項所述的行星輪變速器，其特征在于，所說中心輪和/或行星齒輪或行星輪設置在一主動盤和/或從動盤上。
10.根據權利要求9所述的行星輪變速器，其特征在于；所說行星齒輪的一個個輪或行星輪可分別借助一杠桿或一曲柄鉸接在主動盤或從動盤上。
11.根據權利要求1至10中任意一項所述的行星輪變速器，其特征在于扭矩傳遞的不均勻性通過由載荷曲線所決定的作用半徑的變化/或有效切向分量的變化借助于一周期性調節(jié)裝置至少部分地被補償。
12.根據權利要求11所述的行星輪變速器，其特征在于一補償裝置，使用該補償裝置情況下，瞬態(tài)的，由調整好的偏心率造成的均勻傳動比，是具有相同的傳遞函數(shù)積分并基本上為常數(shù)中值最小值或最大值，該傳遞函數(shù)是由與轉角有關的主動軸角速度和從動軸角速度的比值決定的。
13.根據權利要求11或12所述的行星輪變速器，其特征在于傳動比或扭矩傳遞的不均勻性基本上與力有關的彈性地補償和/或通過平衡質量得到補償。
14.根據權利要求11至13中的任意一項所述的行星輪變速器，其特征在于所說扭矩傳遞齒輪或行星輪中至少有一個齒輪的軸線偏心地錯移或可調整這種偏心率的變化，這時，自轉可在不移動軸心的情況下改變偏心率。
15.根據權利要求10至14中的任意一項所述的行星輪變速器，其特征在于在設計成圓盤、齒輪或軸的主動件與相應的從動件之間的扭矩傳遞是經由肘節(jié)來進行的，此時周期性地受到控制的或受彈簧力作用的肘桿的折彎運動，補償扭矩或傳動比的不均勻性。
16.根據權利要求13所述的行星輪變速器，其特征在于所說肘桿的運動軌道至少在載荷曲線路徑上為一圓，該圓特別是通過滑塊、凸輪、多節(jié)話節(jié)鏈和/或連桿導向裝置作出的。
17.根據權利要求9至16中的任意一項所述的行星輪變速器，其特征在于為補償扭矩傳遞或傳動比的不均勻性所選擇的幾何學，其與偏心率有關的周期運動的幅暫時保持為常數(shù)。
18.根據權利要求1至17中任意一項所述的行星輪變速器，其特征在于所說空程離合器被增速或減速傳動，以一與所說行星齒輪或行星輪的轉速不同的轉速運轉，和/或所說行星齒或行星輪的導引裝置使相對中心輪的齒隙和/或壓緊力為時間常數(shù)。
19.根據權利要求1至18中的任意一項所述的行星輪變速器，其特征在于在驅動件與從動件間的轉速變換和/或扭矩不均勻性的補償通過兩個或多個級來實現(xiàn)，這時，特別是所說的級的相位選取應使得所說的級的不均勻性基本上相互補償。
20.根據權利要求19所述的行星輪變速器，其特征在于兩個級具有一共同的偏心盤，并具有用于補償扭矩不均勻性的不同相位的主動盤和從動盤，并且/或在該兩盤上的所說行星輪的數(shù)目是相等的。
21.根據權利要求1至20中的任意一項所述的行星輪變速器，其特征在于在與從動軸相聯(lián)接的差動傳裝置中，至少兩個級的行星變速器被輸入成能使得扭矩不均勻性基本上得到補償。
22.根據權利要求1至21中的任意一項所述的行星輪變速器，其特征在于，多個行星輪級與反向的和/或可轉換的單向(空程)離合器相連或與可經由一反向軸或同向軸控制的軸相連。
23.根據權利要求1至22中的任意一項所述的行星輪變速器，其特征在于主動件的運動的分配應使得一逆轉軸和一徑由行星輪變速器可調節(jié)的軸通向一個行星輪變速機構，從而所說行星輪變速機構的從動軸(第三軸)通過與主動軸相連可在一個擴大了的調節(jié)范圍無級調速。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無級變速剛性接合行星輪變速器，其中，通過行星輪(21-24)的偏心移動可改變傳動比。
文檔編號F16H9/16GK1127543SQ94192811
公開日1996年7月24日 申請日期1994年5月10日 優(yōu)先權日1993年7月19日
發(fā)明者約翰·阿爾弗雷德·奇爾曼 申請人:行星齒輪系統(tǒng)有限公司