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，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現(xiàn)傳遞大功率，使幾何滑動減小到最小，實現(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、運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)等缺點；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，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?！緦＠綀D】

【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，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，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)