專利名稱：齒輪無級變速器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及無級變速器，尤其是一種結(jié)構簡單、油耗低、傳遞功率大、維修便捷和使用成本低的齒輪無級變速器。
背景技術：
目前汽車或其它各種動力機械設備所用變速器大致分為兩種一種是有級變速器，一種是皮帶式的無級變速器?，F(xiàn)在大部分轎車使用的液壓變速器是有級變速器，只是在自動換擋時，在每一個檔內(nèi)實現(xiàn)無級變速。所述變速器的缺點是成本高、結(jié)構復雜，不利于維修；油耗高，不節(jié)能，使用成本高；傳遞功率小，不能適應大功率發(fā)動機，且零部件易損壞，尤其是傳動帶(無論是金屬帶，還是橡膠帶等其它復合材料做成的傳動帶)更容易損壞， 進一步增加了使用成本。例如，中國專利200610108268. 2中公布的差速傳動無級變速箱， 其結(jié)構復雜，不利于維修，傳遞功率小，使用成本高。綜上所述，現(xiàn)有技術的變速器存在的問題是結(jié)構復雜、油耗高、傳遞功率小、零部件易損壞和使用成本高。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術存在的上述不足，提供一種結(jié)構簡單、油耗低、傳遞功率大、維修便捷和使用成本低的齒輪無級變速器。本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的，一種齒輪無級變速器，其中包括安裝在動力輸入軸一端的輸入中心齒輪，在輸入中心齒輪的切點上設置有至少一個與輸入中心齒輪嚙合的輸入行星齒輪，輸入行星齒輪連接在行星齒輪連接軸的一端，行星齒輪連接軸另一端連接有輸出行星齒輪，輸出行星齒輪與安裝在輸出軸上、且直徑大于輸入中心齒輪的輸出中心齒輪嚙合；行星齒輪連接軸通過軸承連接在輸入行星齒輪架和輸出行星齒輪架上；在輸入中心齒輪與輸出中心齒輪之間、且與輸入軸同一軸線上設置有中間軸，中間軸上安裝有速度控制齒輪，中間軸的兩端通過軸承分別與輸入中心齒輪和輸出中心齒輪連接， 中間軸還與輸入行星齒輪架和輸出行星齒輪架連接；行星齒輪連接軸穿過速度控制齒輪、 并由軸承與速度控制齒輪連接；所述速度控制齒輪還與速度控制器連接。本實施例所述的輸出軸依次連接有至少一個二級變速單元，所述二級變速單元包括安裝在輸出軸上的二級輸入中心齒輪，在二級輸入中心齒輪的切點上設置有至少一個與二級輸入中心齒輪嚙合的二級輸入行星齒輪，二級輸入行星齒輪連接在二級行星齒輪連接軸的一端，二級行星齒輪連接軸的另一端連接有二級輸出行星齒輪，二級輸出行星齒輪與安裝在二級輸出軸上、且直徑小于二級輸入中心齒輪的二級輸出中心齒輪嚙合；二級行星齒輪連接軸通過軸承連接在二級輸入行星齒輪架和二級輸出行星齒輪架上；在二級輸入中心齒輪與二級輸出中心齒輪之間、且與輸出軸同一軸線上設置有二級中間軸，二級中間軸上安裝有二級速度控制齒輪，二級中間軸的兩端通過軸承分別與二級輸入中心齒輪和二級輸出中心齒輪連接，二級中間軸還與二級輸入行星齒輪架和二級輸出行星齒輪架連接；二級行星齒輪連接軸穿過二級速度控制齒輪、并由軸承與二級速度控制齒輪連接；所述二級速度控制齒輪還與另一個速度控制器連接。上述結(jié)構所述的速度控制器包括液壓裝置以及與液壓裝置連接的曲軸，安裝在曲軸上并與速度控制齒輪嚙合的曲軸齒輪。上述實施例所述的液壓裝置包括通過管道與儲油器連通的活塞，在管道上還設置有控制器，控制器通過工作油管連接有測速器。本實用新型由于采用了上述結(jié)構而具有的優(yōu)點是結(jié)構簡單，維修便捷，傳動功率大，油耗較低和使用成本低。

本實用新型可以通過附圖給出的非限定性實施例進一步說明。圖1為本實用新型的結(jié)構示意圖。圖2為本實用新型又一實施例的結(jié)構示意圖。圖中1、動力輸入軸；2、輸入中心齒輪；3、輸入行星齒輪；301、輸入行星齒輪架； 4、行星齒輪連接軸；5、輸出行星齒輪；501、輸出行星齒輪架；6、中間軸；7、速度控制齒輪； 8、輸出中心齒輪；9、輸出軸；10、曲軸齒輪；11、曲軸；12、儲油器；13、活塞；14、管道；15、工作油管；16、控制器；17、測速器；18、二級輸入中心齒輪；19、二級輸入行星齒輪；1901、二級輸入行星齒輪架；20、二級行星齒輪連接軸；21、二級輸出行星齒輪；2101、二級輸出行星齒輪架；22、二級中間軸；23、二級速度控制齒輪；24、二級輸出中心齒輪；25、二級輸出軸。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明參見附圖1，圖中的齒輪無級變速器，其中包括安裝在動力輸入軸1 一端的輸入中心齒輪2，在輸入中心齒輪2的切點上設置有至少一個與輸入中心齒輪2嚙合的輸入行星齒輪3，輸入行星齒輪3連接在行星齒輪連接軸4的一端，行星齒輪連接軸4另一端連接有輸出行星齒輪5，輸出行星齒輪5與安裝在輸出軸9上、且直徑大于輸入中心齒輪2的輸出中心齒輪8嚙合；行星齒輪連接軸4通過軸承連接在輸入行星齒輪架301和輸出行星齒輪架501上；在輸入中心齒輪2與輸出中心齒輪8之間、且與輸入軸1同一軸線上設置有中間軸6，中間軸6上安裝有速度控制齒輪7，中間軸6的兩端通過軸承分別與輸入中心齒輪 2和輸出中心齒輪8連接，中間軸6還與輸入行星齒輪架301和輸出行星齒輪架501連接； 行星齒輪連接軸4穿過速度控制齒輪7、并由軸承與速度控制齒輪7連接；所述速度控制齒輪7還與速度控制器連接。參見附圖2，本實施例所述的輸出軸9依次連接有至少一個二級變速單元，所述二級變速單元包括安裝在輸出軸9上的二級輸入中心齒輪18，在二級輸入中心齒輪18的切點上設置有至少一個與二級輸入中心齒輪18嚙合的二級輸入行星齒輪19，二級輸入行星齒輪19連接在二級行星齒輪連接軸20的一端，二級行星齒輪連接軸20的另一端連接有二級輸出行星齒輪21，二級輸出行星齒輪21與安裝在二級輸出軸25上、且直徑小于二級輸入中心齒輪18的二級輸出中心齒輪M嚙合；二級行星齒輪連接軸20通過軸承連接在二級輸入行星齒輪架1901和二級輸出行星齒輪架2101上；在二級輸入中心齒輪18與二級輸出中心齒輪M之間、且與輸出軸9同一軸線上設置有二級中間軸22，二級中間軸22上安裝有二級速度控制齒輪23，二級中間軸22的兩端通過軸承分別與二級輸入中心齒輪18和二級輸出中心齒輪M連接，二級中間軸22還與二級輸入行星齒輪架1901和二級輸出行星齒輪架 2101連接；二級行星齒輪連接軸20穿過二級速度控制齒輪23、并由軸承與二級速度控制齒輪23連接；所述二級速度控制齒輪23還與另一個速度控制器連接。本結(jié)構在各級的輸出軸上，可以安裝(N-I)個與之相同或與二級變速單元相同的 (N-I)級變速單元。上述結(jié)構所述的速度控制器包括液壓裝置以及與液壓裝置連接的曲軸11，安裝在曲軸11上并與速度控制齒輪7嚙合的曲軸齒輪10。上述實施例所述的液壓裝置包括通過管道14與儲油器12連通的活塞13，在管道 14上還設置有控制器16，控制器16通過工作油管15連接有測速器17。上述結(jié)構中的各級變速單元中的速度控制器所使用的儲油器12可以是同一個儲油器，以簡化結(jié)構，便于縮小安裝空間，進一步降低使用成本。上述結(jié)構的各級輸入行星齒輪和輸出行星齒輪繞其各級行星齒輪連接軸運轉(zhuǎn)為自傳，各級行星齒輪隨各級輸入行星齒輪架和輸出行星齒輪架繞中間軸運轉(zhuǎn)為公轉(zhuǎn)。上述結(jié)構是這樣工作的一參見附圖1，當發(fā)動機啟動后，動力從輸入軸1輸入， 輸入軸1帶動輸入中心齒輪2旋轉(zhuǎn)，與動力輸入中心齒輪2嚙合的輸入行星齒輪3也隨之轉(zhuǎn)動，輸入行星齒輪3就帶動行星齒輪連接軸4自傳，將動力通過輸出行星齒輪5傳遞給輸出中心齒輪8，再由輸出中心齒輪8通過輸出軸9輸出，在此過程中，由于輸入中心齒輪2直徑小于輸出中心齒輪8，其動力傳遞為一個減速的過程，發(fā)動機啟動前(包括啟動臨界點)， 速度控制器的活塞13進出油路被封閉，活塞13不能運動，速度控制齒輪7在曲軸齒輪10作用力下與其為咬死狀態(tài)，速度控制齒輪7不能轉(zhuǎn)動，動力輸入軸1輸出的動力達到最大值， 使得行星齒輪沿行星齒輪連接軸4自傳，行星齒輪不能沿中間軸公轉(zhuǎn)，所以到輸出軸9輸出時為最小值；當發(fā)動機啟動后，輸入軸1旋轉(zhuǎn)的那一瞬間，測速器17就測量到輸出軸9的輸出速度，使得控制器16工作，曲軸齒輪10與速度控制齒7在行星齒輪連接軸4帶動下逐漸開始轉(zhuǎn)動，使得活塞13開始工作，使得速度控制齒7逐漸增大轉(zhuǎn)速，帶動行星齒輪和行星齒輪架繞中間軸6公轉(zhuǎn)速度增大，使得最終輸出軸9后輸出的復合速度增加；當輸出軸9轉(zhuǎn)速過大時，發(fā)動機無法帶動輸入中心齒輪2轉(zhuǎn)動時，控制器16開始停止工作，使得活塞13進出油路逐漸被封閉，活塞13逐漸變慢至不能運動，速度控制齒輪7在曲軸齒輪10作用力下與其逐漸成咬死狀態(tài)，使得輸出軸9輸出速度逐漸變小，整個過程實現(xiàn)了一級變速。參見附圖2，變速后的動力從輸出軸9輸出，啟動發(fā)動機剎那的同時，二級速度控制齒輪23能自由轉(zhuǎn)動，完全不受外力的控制，即不受二級變速器的控制器控制，由于二級輸出中心齒輪18直徑大于二級輸出中心齒輪M，所以其傳動過程是一個升速狀態(tài)，二級輸入行星齒輪架1901、二級輸出行星齒輪架2101和二級速度控制齒輪23能夠沿二級中間軸 22公轉(zhuǎn)，此時的二級輸出中心齒輪M受到兩個力的作用，一個是輸出軸9輸出的動力帶動二級行星齒輪連接軸20自傳而未自傳的力(即二級輸出中心齒輪18與二級輸入行星齒輪 19之間嚙合產(chǎn)生的力)，另外一個二級輸入行星齒輪19與二級輸入中心齒輪18嚙合狀態(tài)下，二級輸入行星齒輪架1901和二級輸出行星齒輪架2101公轉(zhuǎn)通過二級輸入行星齒19給二級輸出中心齒輪M的一個力，此時二級行星齒輪連接軸20不自傳，隨二級速度控制齒輪23公轉(zhuǎn)，從輸出軸9輸出的動力到二級輸出軸25的動力不變，(猶如行星架是圓形支點，與輸出軸9、二級輸出軸25、二級輸出行星齒輪21、二級輸入行星齒19構成一個杠桿，支點不受力，杠桿不起作用，支點受力作圓周運動一樣)二級變速器控制器的測速器測到速度時， 工作壓力通過工作油管給控制器一個壓力，推動閥桿將活塞進出油管逐漸進行關閉，此時活塞內(nèi)進排油流量受阻，活塞的上下運動在單位時間內(nèi)變慢，通過曲柄齒輪對二級速度控制齒輪23進行限制速度，二級輸入行星齒輪架和二級輸出行星齒輪架2101公轉(zhuǎn)速度變慢， 而二級輸入中心齒輪18在輸出軸動力作用下，速度不變，此時二級行星齒輪連接軸20開始自己轉(zhuǎn)動，這時二級輸出中心齒輪M受兩個力作用，一個是二級行星齒輪連接軸20自傳給二級輸出中心齒輪M的力，一個是行星架公轉(zhuǎn)的力，這時，二級行星齒輪連接軸20具有復合運動輸出力(即二級行星齒輪連接軸20自傳輸出動力和隨行星齒輪架公轉(zhuǎn)輸出動力的復合輸出力)，隨著速度的轉(zhuǎn)變，控制器進一步控制封閉活塞13內(nèi)油量的進出，進一步變慢， 此時，行星架的轉(zhuǎn)動繼續(xù)變慢，而二級行星齒輪連接軸20自傳進一步加快，輸出速度提高， 直到控制器完全將油管封閉，二級速度控制齒輪23被鎖定，此時公轉(zhuǎn)停止，二級行星齒輪連接軸20自傳最高，輸出速度最高，相反，當轉(zhuǎn)速降低，控制器受壓減小，閥桿在彈簧作用下，開始回位，活塞內(nèi)油液開始進出，二級行星齒輪連接軸20帶著二級速度控制齒輪23開始公轉(zhuǎn)，二級行星齒輪連接軸20自傳變慢，輸出速度變慢，其動力開始增大。本實施例在應用過程中，一級變速器上的控制器與二級變速器上的控制器原始工作狀態(tài)相反，即一級變速器上的控制器與速度控制齒7為完全咬死狀態(tài)，而二級變速器上的控制器與二級速度控制齒輪23為自由轉(zhuǎn)動狀態(tài)，它們之間從開啟發(fā)動機后，工作過程相逆。上述結(jié)構在汽車上的應用是通過一級變速達到啟動汽車的目的，啟動后通過增速來達到最大輸出動力，工作油管15與汽車運行的液壓回路連通。所以測速器17的工作原理是車速越高，工作油路15對控制器16的壓強越大，車速與工作油壓壓力成正比。本結(jié)構所述的變速器也可以于一體化設置，就是將活塞13的油管控制器工作油壓完全卸掉，控制器16在彈簧作用下將管道14封閉。第一級在最低速時，在活塞13的油路上安裝電池閥或其它控制裝置，最高速時，將管道14鎖死，最低速時完全打開，工作油路 15用電池閥或其它控制裝置將工作油管15的工作油完全卸掉，由回油管收回，控制器不工作，這時根據(jù)人的意愿需要幾檔，幾檔的電池閥就工作，完成手動換檔或者其它控制。綜上所述，本實用新型不僅結(jié)構簡單，維修便捷，傳動功率大，油耗較低和使用成本低。
權利要求1.一種齒輪無級變速器，其特征是包括安裝在動力輸入軸(1) 一端的輸入中心齒輪 (2)，在輸入中心齒輪(2)的切點上設置有至少一個與輸入中心齒輪(2)嚙合的輸入行星齒輪(3)，輸入行星齒輪(3)連接在行星齒輪連接軸(4)的一端，行星齒輪連接軸(4)另一端連接有輸出行星齒輪(5)，輸出行星齒輪(5)與安裝在輸出軸(9)上、且直徑大于輸入中心齒輪(2)的輸出中心齒輪(8)嚙合；行星齒輪連接軸(4)通過軸承連接在輸入行星齒輪架 (301)和輸出行星齒輪架(501)上；在輸入中心齒輪(2)與輸出中心齒輪(8)之間、且與輸入軸(1)同一軸線上設置有中間軸(6)，中間軸(6)上安裝有速度控制齒輪(7)，中間軸(6) 的兩端通過軸承分別與輸入中心齒輪(2)和輸出中心齒輪(8)連接，中間軸(6)還與輸入行星齒輪架(301)和輸出行星齒輪架(501)連接；行星齒輪連接軸(4)穿過速度控制齒輪(7)、 并由軸承與速度控制齒輪(7)連接；所述速度控制齒輪(7)還與速度控制器連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的齒輪無級變速器，其特征是所述輸出軸(9)依次連接有至少一個二級變速單元，所述二級變速單元包括安裝在輸出軸(9)上的二級輸入中心齒輪 (18)，在二級輸入中心齒輪(18)的切點上設置有至少一個與二級輸入中心齒輪(18)嚙合的二級輸入行星齒輪(19)，二級輸入行星齒輪(19)連接在二級行星齒輪連接軸(20)的一端，二級行星齒輪連接軸(20)的另一端連接有二級輸出行星齒輪(21)，二級輸出行星齒輪 (21)與安裝在二級輸出軸(25)上、且直徑小于二級輸入中心齒輪(18)的二級輸出中心齒輪(24)嚙合；二級行星齒輪連接軸(20)通過軸承連接在二級輸入行星齒輪架(1901)和二級輸出行星齒輪架(2101)上；在二級輸入中心齒輪(18)與二級輸出中心齒輪(24)之間、且與輸出軸(9)同一軸線上設置有二級中間軸(22)，二級中間軸(22)上安裝有二級速度控制齒輪(23)，二級中間軸(22)的兩端通過軸承分別與二級輸入中心齒輪(18)和二級輸出中心齒輪(24)連接，二級中間軸(22)還與二級輸入行星齒輪架(1901)和二級輸出行星齒輪架(2101)連接；二級行星齒輪連接軸(20)穿過二級速度控制齒輪(23)、并由軸承與二級速度控制齒輪(23)連接；所述二級速度控制齒輪(23)還與另一個速度控制器連接。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的齒輪無級變速器，其特征是所述速度控制器包括液壓裝置以及與液壓裝置連接的曲軸(11)，安裝在曲軸(11)上并與速度控制齒輪(7 )嚙合的曲軸齒輪(10)。
4.根據(jù)權利要求3所述的齒輪無級變速器，其特征是所述液壓裝置包括通過管道 (14)與儲油器(12)連通的活塞(13)，在管道(14)上還設置有控制器(16)，控制器(16)通過工作油管(15)連接有測速器(17)。
專利摘要本實用新型涉及無級變速器，尤其是一種齒輪無級變速器，其中包括安裝在動力輸入軸一端的輸入中心齒輪，與輸入中心齒輪嚙合的輸入行星齒輪，安裝在行星齒輪連接軸另一端的輸出行星齒輪，輸出行星齒輪與安裝在輸出軸上、且直徑大于輸入中心齒輪的輸出中心齒輪嚙合；在輸入中心齒輪與輸出中心齒輪之間、且與輸入軸同一軸線上設置有中間軸，中間軸上安裝有速度控制齒輪；行星齒輪連接軸穿過速度控制齒輪、并由軸承與速度控制齒輪連接；所述速度控制齒輪還與速度控制器連接。本實用新型由于所述結(jié)構而具有的優(yōu)點是結(jié)構簡單，維修便捷，傳動功率大，油耗較低和使用成本低。
文檔編號F16H3/76GK201992010SQ201120135559
公開日2011年9月28日 申請日期2011年5月3日 優(yōu)先權日2011年5月3日
發(fā)明者凌希祥 申請人:凌希祥