本發(fā)明涉及機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，具體說(shuō)涉及一種無(wú)級(jí)變速調(diào)速裝置。

背景技術(shù)：

無(wú)級(jí)變速是指可以連續(xù)獲得變速范圍內(nèi)任何傳動(dòng)比的變速系統(tǒng)。通過(guò)無(wú)級(jí)變速可以得到傳動(dòng)系與動(dòng)力機(jī)工況的最佳匹配。常見(jiàn)的無(wú)級(jí)變速器有液力機(jī)械式無(wú)級(jí)變速器和金屬帶式無(wú)級(jí)變速器（VDT-CVT）以及可變斜面式無(wú)級(jí)變速器。現(xiàn)有這些無(wú)級(jí)變速器不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障率高，且由于傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的限制，只能采用電機(jī)等控制端調(diào)整輸出的變速比，無(wú)法實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，不利于能量的回收利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為解決上述問(wèn)題提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、故障率低、利用能量轉(zhuǎn)換調(diào)整變速比的無(wú)級(jí)變速調(diào)速裝置。

本發(fā)明為解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明所述一種無(wú)級(jí)變速調(diào)速裝置，包括輸入軸、輸出軸、設(shè)置在輸入軸和輸出軸之間的行星輪總成、設(shè)置在行星輪總成輸出端的能量轉(zhuǎn)換單元、設(shè)置在第二轉(zhuǎn)換單元的離合機(jī)構(gòu)。

所述行星輪總成包括軸端齒輪、內(nèi)軸套、太陽(yáng)輪、太陽(yáng)輪同步齒輪、外軸套、內(nèi)齒圈、內(nèi)齒圈同步輪、雙聯(lián)行星輪、行星架，所述軸端齒輪固定連接在輸入軸的端部，內(nèi)軸套滑動(dòng)套裝在輸入軸上，所述內(nèi)軸套的兩端分別固定連接太陽(yáng)輪和太陽(yáng)輪同步齒輪，所述太陽(yáng)輪和太陽(yáng)輪同步齒輪均滑動(dòng)套裝在輸入軸上；所述外軸套滑動(dòng)套裝在內(nèi)軸套上，外軸套的兩端分別固定連接內(nèi)齒圈和內(nèi)齒圈同步輪，所述內(nèi)齒圈和內(nèi)齒圈同步輪均滑動(dòng)套裝在內(nèi)軸套上；在太陽(yáng)輪與內(nèi)齒圈之間設(shè)置有雙聯(lián)行星輪，所述雙聯(lián)行星輪由兩個(gè)固定連接在同一輪軸上的齒輪構(gòu)成，雙聯(lián)行星輪中的一個(gè)齒輪同時(shí)嚙合太陽(yáng)輪和內(nèi)齒圈，雙聯(lián)行星輪中的另一個(gè)齒輪與軸端齒輪嚙合，所述雙聯(lián)行星輪的輪軸通過(guò)軸承滑動(dòng)安裝在行星架上，所述行星架上帶有外齒圈；輸出軸固定安裝在行星架的中心位置；

所述能量轉(zhuǎn)換單元包括第一轉(zhuǎn)換單元、第二轉(zhuǎn)換單元以及能量轉(zhuǎn)換控制器，所述能量轉(zhuǎn)換控制器連接在第一轉(zhuǎn)換單元與第二轉(zhuǎn)換單元之間、用于控制第一轉(zhuǎn)換單元與第二轉(zhuǎn)換單元的工作狀態(tài)，所述第一轉(zhuǎn)換單元安裝有第一轉(zhuǎn)換軸，所述第一轉(zhuǎn)換軸上固定安裝有輸入軸齒輪，所述輸入軸齒輪與內(nèi)齒圈同步輪嚙合，所述第二轉(zhuǎn)換單元安裝有第二轉(zhuǎn)換軸；所述第二轉(zhuǎn)換軸上安裝有離合機(jī)構(gòu)；

所述離合機(jī)構(gòu)包括固定安裝在第二轉(zhuǎn)換軸上的主動(dòng)輪、滑動(dòng)套裝在第二轉(zhuǎn)換軸上的第一嚙合輪和第二嚙合輪，所述第一嚙合輪上設(shè)置有用于連接主動(dòng)輪的第一結(jié)合部，第二嚙合輪上設(shè)置有用于連接主動(dòng)輪的第二結(jié)合部；第一嚙合輪與外齒圈嚙合，第二嚙合輪與太陽(yáng)輪同步齒輪嚙合。

所述第一轉(zhuǎn)換單元和第二轉(zhuǎn)換單元均為泵馬達(dá)，所述能量轉(zhuǎn)換控制器是用于控制泵馬達(dá)泵體偏角狀態(tài)的控制單元。

由于采用了上述結(jié)構(gòu)，該裝置結(jié)構(gòu)緊湊、故障率低，利用能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能調(diào)節(jié)變速比，動(dòng)能損耗少，有利于能量的回收。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的傳動(dòng)路線結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是離合器右接合狀態(tài)的傳動(dòng)路線示意圖。

圖3是離合器左接合狀態(tài)的傳動(dòng)路線示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明所述一種無(wú)級(jí)變速調(diào)速裝置包括輸入軸1、輸出軸5、設(shè)置在輸入軸1和輸出軸5之間的行星輪總成、設(shè)置在行星輪總成輸出端的能量轉(zhuǎn)換單元、設(shè)置在第二轉(zhuǎn)換單元的離合機(jī)構(gòu)。所述行星輪總成包括軸端齒輪A1、內(nèi)軸套A0、太陽(yáng)輪2、太陽(yáng)輪同步齒輪A2、外軸套、內(nèi)齒圈3、內(nèi)齒圈同步輪A3、雙聯(lián)行星輪4、行星架6。其中，軸端齒輪A1、太陽(yáng)輪2、太陽(yáng)輪同步齒輪A2、雙聯(lián)行星輪4均為圓柱齒輪；內(nèi)齒圈3是內(nèi)環(huán)面帶有齒圈的圓環(huán)體，圓環(huán)體的一側(cè)面固定連接一圓盤(pán)；內(nèi)齒圈同步輪A3可以根據(jù)傳動(dòng)的需要選用圓柱齒輪、圓錐齒輪或者皮帶輪。

所述軸端齒輪A1固定連接在輸入軸1的端部，并與輸入軸1同軸設(shè)置，輸入軸1旋轉(zhuǎn)的時(shí)候帶動(dòng)軸端齒輪A1同步旋轉(zhuǎn)；內(nèi)軸套A0滑動(dòng)套裝在輸入軸1上，兩者之間可以自由旋轉(zhuǎn)，內(nèi)軸套A0與輸入軸1之間還可以設(shè)置軸承等裝置減小摩擦力。所述內(nèi)軸套A0的兩端分別固定連接太陽(yáng)輪2和太陽(yáng)輪同步齒輪A2，所述太陽(yáng)輪2和太陽(yáng)輪同步齒輪A2均滑動(dòng)套裝在輸入軸1上，使內(nèi)軸套A0、太陽(yáng)輪2、太陽(yáng)輪同步齒輪A2連接成為一體并可以同步旋轉(zhuǎn)；所述外軸套滑動(dòng)套裝在內(nèi)軸套A0上，兩者之間可以自由旋轉(zhuǎn)；外軸套的兩端分別固定連接內(nèi)齒圈3和內(nèi)齒圈同步輪A3，所述內(nèi)齒圈3和內(nèi)齒圈同步輪A3均滑動(dòng)套裝在內(nèi)軸套A0上，使內(nèi)齒圈3、內(nèi)齒圈同步輪A3、內(nèi)軸套A0連接成為一體并可同步旋轉(zhuǎn)；在太陽(yáng)輪2與內(nèi)齒圈3之間設(shè)置有雙聯(lián)行星輪4，所述雙聯(lián)行星輪4由兩個(gè)固定連接在同一輪軸上的齒輪構(gòu)成，雙聯(lián)行星輪4中的一個(gè)齒輪同時(shí)嚙合太陽(yáng)輪2和內(nèi)齒圈3，雙聯(lián)行星輪4中的另一個(gè)齒輪與軸端齒輪A1嚙合，所述雙聯(lián)行星輪4的輪軸通過(guò)軸承滑動(dòng)安裝在行星架6上，這樣的雙聯(lián)行星輪4在行星架6上有三個(gè)，兩兩之間呈120度夾角均勻分布。輸入軸1和軸端齒輪A1旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，通過(guò)與之嚙合的雙聯(lián)行星輪4帶動(dòng)內(nèi)齒圈3和內(nèi)齒圈同步輪A3旋轉(zhuǎn)；與此同時(shí)，雙聯(lián)行星輪4也會(huì)通過(guò)與之嚙合的太陽(yáng)輪2與太陽(yáng)輪同步齒輪A2實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。

另外，所述行星架6上帶有外齒圈A6，用于連接離合機(jī)構(gòu)；輸出軸5固定安裝在行星架6的中心位置，使輸出軸5與外齒圈A6同步旋轉(zhuǎn)。

所述能量轉(zhuǎn)換單元包括第一轉(zhuǎn)換單元12、第二轉(zhuǎn)換單元13以及能量轉(zhuǎn)換控制器16，所述能量轉(zhuǎn)換控制器16連接在第一轉(zhuǎn)換單元12與第二轉(zhuǎn)換單元13之間、用于控制第一轉(zhuǎn)換單元12與第二轉(zhuǎn)換單元13的工作狀態(tài)，所述第一轉(zhuǎn)換單元12安裝有第一轉(zhuǎn)換軸8，所述第一轉(zhuǎn)換軸8上固定安裝有輸入軸齒輪A8，所述輸入軸齒輪A8與內(nèi)齒圈同步輪A3嚙合，本實(shí)施例中的輸入軸齒輪A8和內(nèi)齒圈同步輪A3均采用圓柱齒輪，作為另一個(gè)實(shí)施例，也可以采用圓錐齒輪實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的輸入；當(dāng)然，作為又一個(gè)實(shí)施例，還可以采用皮帶輪，通過(guò)皮帶連接兩皮帶輪實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞。所述第二轉(zhuǎn)換單元13安裝有第二轉(zhuǎn)換軸11；所述第二轉(zhuǎn)換軸11上安裝有離合機(jī)構(gòu)；

所述離合機(jī)構(gòu)包括固定安裝在第二轉(zhuǎn)換軸11上的主動(dòng)輪A11、滑動(dòng)套裝在第二轉(zhuǎn)換軸11上的第一嚙合輪10和第二嚙合輪9，所述第一嚙合輪10上設(shè)置有用于連接主動(dòng)輪A11的第一結(jié)合部A10，第二嚙合輪9上設(shè)置有用于連接主動(dòng)輪A11的第二結(jié)合部A9；第一嚙合輪10與外齒圈A6嚙合，第二嚙合輪9與太陽(yáng)輪同步齒輪A2嚙合。該離合機(jī)構(gòu)可以采用現(xiàn)有的摩擦輪式離合器，此時(shí)第一結(jié)合部A10和第二結(jié)合部A9都是可以與主動(dòng)輪A11結(jié)合的摩擦輪，當(dāng)?shù)谝唤Y(jié)合部A10與主動(dòng)輪A11結(jié)合的時(shí)候第二結(jié)合部A9分離，第二轉(zhuǎn)換軸11帶動(dòng)第一嚙合輪10、外齒圈A6、行星架6旋轉(zhuǎn)，此時(shí)第一轉(zhuǎn)換軸8驅(qū)動(dòng)第一轉(zhuǎn)換單元12，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓、電力等其它形式的能量，在能量轉(zhuǎn)換控制器16的控制作用下，利用轉(zhuǎn)換后的液壓、電能等能量驅(qū)動(dòng)第二轉(zhuǎn)換單元13，通過(guò)該第二轉(zhuǎn)換單元13將能力轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，由第二轉(zhuǎn)換軸11輸出，然后通過(guò)行星架6傳遞到輸出軸5上。

所述第一轉(zhuǎn)換單元12和第二轉(zhuǎn)換單元13均為泵馬達(dá)，所述能量轉(zhuǎn)換控制器16是用于控制泵馬達(dá)泵體偏角狀態(tài)的控制單元。泵馬達(dá)是一種兼有液壓馬達(dá)和液壓泵功能的液壓元件，其工作在液壓馬達(dá)狀態(tài)的時(shí)候可以將高壓油的能量轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，工作在液壓泵狀態(tài)的時(shí)候又可以利用轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能壓縮液壓油，產(chǎn)生高壓油。能量轉(zhuǎn)換控制器16通過(guò)改變泵馬達(dá)泵體偏角實(shí)現(xiàn)其工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，使其工作在馬達(dá)狀態(tài)或者泵的狀態(tài)。泵馬達(dá)的機(jī)械結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。該能量轉(zhuǎn)換控制器16可以采用液壓管路實(shí)現(xiàn)，也可以采用電磁控制電路。

如圖2所示，離合器右接合的時(shí)候，能量轉(zhuǎn)換控制器16控制第一轉(zhuǎn)換單元12工作在泵狀態(tài)，第二轉(zhuǎn)換單元13工作在液壓馬達(dá)狀態(tài)；此時(shí)第二結(jié)合部A9和太陽(yáng)輪2懸空，為表達(dá)清楚起見(jiàn)，圖2上將其隱藏。輸入軸1正轉(zhuǎn)，輸入軸1之右端的軸端齒輪A1與雙聯(lián)行星輪4右端齒輪外嚙合，雙聯(lián)行星輪4反向旋轉(zhuǎn)。雙聯(lián)行星輪4左端的齒輪與內(nèi)齒圈3內(nèi)嚙合，驅(qū)動(dòng)內(nèi)齒圈3反向旋轉(zhuǎn)；內(nèi)齒圈3帶動(dòng)外軸套和內(nèi)齒圈同步輪A3反向旋轉(zhuǎn)，內(nèi)齒圈同步輪A3與輸入軸齒輪A8外嚙合，輸入軸齒輪A8正向旋轉(zhuǎn)；由于此時(shí)第一轉(zhuǎn)換單元12的泵馬達(dá)是在泵的工況下工作，輸入軸齒輪A8帶動(dòng)第一轉(zhuǎn)換軸8旋轉(zhuǎn)，可以把輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能，從油箱中吸取液壓油、向第二轉(zhuǎn)換單元13的泵馬達(dá)輸出高壓油；與此同時(shí)，作為第二轉(zhuǎn)換單元13的泵馬達(dá)工作在液壓馬達(dá)的狀態(tài)下，將輸入的高壓油的液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿?dòng)第二轉(zhuǎn)換軸11旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。第二轉(zhuǎn)換軸11旋轉(zhuǎn)的時(shí)候通過(guò)第一嚙合輪10帶動(dòng)與之嚙合的外齒圈A6以及行星架6、輸出軸5旋轉(zhuǎn)。此時(shí)輸出軸5工作在低速段。

如圖3所示，離合器左接合的時(shí)候，能量轉(zhuǎn)換控制器16控制第一轉(zhuǎn)換單元12工作在液壓馬達(dá)狀態(tài)，第二轉(zhuǎn)換單元13工作在液壓泵狀態(tài)；此時(shí)第一嚙合輪10懸空，為表達(dá)清楚起見(jiàn)，圖3上將其隱藏。輸入軸1正轉(zhuǎn)，輸入軸1之右端的軸端齒輪A1與雙聯(lián)行星輪4右端齒輪外嚙合，雙聯(lián)行星輪4反向旋轉(zhuǎn)。雙聯(lián)行星輪4左端的齒輪與太陽(yáng)輪2外嚙合，帶動(dòng)太陽(yáng)輪同步齒輪A2正向旋轉(zhuǎn)，太陽(yáng)輪同步齒輪A2又帶動(dòng)與之外嚙合的第二嚙合輪9反向旋轉(zhuǎn)，第二嚙合輪9通過(guò)離合器帶動(dòng)第二轉(zhuǎn)換軸11同步旋轉(zhuǎn)，由于此時(shí)第二轉(zhuǎn)換單元13工作在液壓泵的狀態(tài)下，第二轉(zhuǎn)換軸11旋轉(zhuǎn)的時(shí)候第二轉(zhuǎn)換單元13可以把輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能，從油箱中吸取液壓油、向第一轉(zhuǎn)換單元12的泵馬達(dá)輸出高壓油；與此同時(shí)，作為第一轉(zhuǎn)換單元12的泵馬達(dá)工作在液壓馬達(dá)的狀態(tài)下，將輸入的高壓油的液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿?dòng)第一轉(zhuǎn)換軸8旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，第一轉(zhuǎn)換軸8通過(guò)輸入軸齒輪A8帶動(dòng)與之嚙合的內(nèi)齒圈同步輪A3旋轉(zhuǎn)，內(nèi)齒圈同步輪A3又帶動(dòng)內(nèi)齒圈3同步旋轉(zhuǎn)。雙聯(lián)行星輪4左端的齒輪與太陽(yáng)輪2嚙合的同時(shí)與內(nèi)齒圈3內(nèi)嚙合，內(nèi)齒圈3的旋轉(zhuǎn)通過(guò)雙聯(lián)行星輪4帶動(dòng)行星架6、輸出軸5旋轉(zhuǎn)。此時(shí)輸出軸5工作在高速段。