專利名稱：差速傳動無級變速箱的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬一種完全依靠齒輪傳動完成無級變速的變速箱?？蓮V泛用于交通工具及機床等需要變速的機械設備中。
在機械傳動中現(xiàn)有的變速箱分有級變速和無級變速兩種。有極變速具有結(jié)構(gòu)簡單，傳動力大等優(yōu)點。但需要手動操作。并且在高速傳動過程中轉(zhuǎn)速不平穩(wěn)。無級變速雖然操作簡單傳動平穩(wěn)，但傳動力通常都比較小，能量損耗大。如摩擦盤式、錐形輪式、鋼環(huán)分離錐式和齒鏈式無級變速器不適應用于載重卡車及傳動力大的機械。
雖然在高檔轎車里也有用液力變扭器和差速器，組合構(gòu)成大功率傳動的無級變速箱。例如馬自達汽車使用液力變扭器，行星齒輪差速器，液壓泵和離合器構(gòu)成的變速箱，可以實現(xiàn)大功率無級變速，但造價昂貴，機構(gòu)復雜。使用，保養(yǎng)，維修費用高。并且在傳動過程中需要循環(huán)水冷卻液壓油，造成能量損耗。
本發(fā)明針對上述各種變速箱的缺點，利用差速器的傳動原理，將若干個差速器組合起來，構(gòu)成變速箱的傳動系統(tǒng)。使變速箱完全依靠齒輪傳動完成大功率無級變速。
為了達到上述目的，需要將多個差速器組合。動力被差速器分成兩部分，分別通過兩條傳動途徑共同驅(qū)動輸出軸。一部分可以使輸出軸高速轉(zhuǎn)動，另一部分使它低速轉(zhuǎn)動。這兩條輸出途徑可依靠安裝在變速箱內(nèi)的自動調(diào)速機構(gòu)來分配轉(zhuǎn)速。從而改變輸出軸的轉(zhuǎn)速。調(diào)速機構(gòu)可以是阻尼器，也可以是其它無級變速器。還可以用發(fā)電機阻尼低速輸出途徑，發(fā)出電來傳給電動機用于驅(qū)動高速輸出途徑，或輸出軸。
由于該變速箱完全使用齒輪傳動，所以傳遞功率大，能量損耗小。結(jié)構(gòu)簡單，保養(yǎng)，維修方便。具有齒輪傳動的優(yōu)點。又由于實現(xiàn)了無級變速，具有傳動平穩(wěn)，操作簡單等無級變速的優(yōu)點。所以本發(fā)明克服了無級變速器的缺點。
如圖；為本發(fā)明的一種具體實施方法的平面結(jié)構(gòu)圖。
圖中所示變速箱主要由(3)、(4)、(5)三個差速器構(gòu)成。每個差速器的半軸上都各帶一個齒輪。用于軸與其它部件的傳動。
動力經(jīng)輸入軸(1)傳入后，直接帶動軸(2)并且同時將動力傳到差速(4)。傳到差速器(4)的動力被分成兩條輸出途徑。一條傳到軸(6)再傳到軸(8)又經(jīng)齒輪(11)傳到輸出軸(12)此過程中軸(10)可以不轉(zhuǎn)動。與軸(10)嚙合的兩個差速器(3)和(5)也不轉(zhuǎn)動。僅通過其兩半軸相互逆轉(zhuǎn)將動力傳出。其中軸(6)將動力傳到軸(8)，軸(2)將動力傳到軸(12)并保持與軸(8)傳出的轉(zhuǎn)速同步。
另一條輸出途徑是差速器(4)的行星架不轉(zhuǎn)。軸(6)也隨之不轉(zhuǎn)動。動力傳到軸(10)后驅(qū)動兩差速器(3)和(5)。軸(2)與差速器(3)的行星架相互逆轉(zhuǎn)，使輸出軸(12)高速轉(zhuǎn)動。軸(8)此時由于軸(6)不轉(zhuǎn)，差速器(5)轉(zhuǎn)動時使軸(8)獲得了更高的轉(zhuǎn)速。所以可以和軸(12)同步。
圖中(7)是一個發(fā)電機，由軸(6)帶動它轉(zhuǎn)動。所以它對軸(6)產(chǎn)生了阻力。它發(fā)出的電通過電線(13)傳到電動機(9)驅(qū)動軸(10)。
在輸出軸(12)受到阻力較大時，軸(1)傳到軸(10)的力不足以驅(qū)動(3)和(5)兩差速器，而傳到軸(6)的力可以驅(qū)動軸(8)使輸出軸低速轉(zhuǎn)動。也就是使輸出軸(12)高速轉(zhuǎn)動的途徑驅(qū)不動軸(12)只有使它低速轉(zhuǎn)動的傳動途徑可以轉(zhuǎn)。輸出軸(12)就以較底的速度轉(zhuǎn)動。而軸(10)上的驅(qū)動力與輸出軸(12)的阻力也是平衡的。所以當輸出軸(12)上的阻力開始減小時，軸(10)就開始在電動機(9)的助力下轉(zhuǎn)動。阻力越小軸(10)就轉(zhuǎn)得越快，直到軸(6)由于發(fā)電機(7)的阻尼作用不轉(zhuǎn)。動力僅通過軸(10)驅(qū)動輸出軸轉(zhuǎn)動。此時為變速箱的最大輸出速度。
兩條傳動途徑由發(fā)電機(7)阻尼軸(6)并發(fā)出電來供電動機(9)驅(qū)動軸(10)完成自動調(diào)速操作。由于軸(6)和軸(10)上的力在任何時候都是平衡的，調(diào)速機構(gòu)不傳遞動力所以只需要很小的力就可以操作。
在變速箱實際運轉(zhuǎn)中這兩條傳動途徑同時驅(qū)動輸出軸(12)。除了用發(fā)電機和電動機做調(diào)速機構(gòu)外還可以在軸(6)和(10)之間安裝任何一種無級變速器做調(diào)速機構(gòu)。也可以只在軸(6)上加阻尼器做調(diào)速器。如果在軸(6)和(10)之間用手動調(diào)速機構(gòu)也可以使變速箱變成有級變速器。
本發(fā)明不局限于以上一種使用差速器的組合方式。只要利用差速器的傳動原理，將動力分成兩條輸出途徑，并且共同驅(qū)動輸出軸。完全用差速器組成傳動系統(tǒng)，都屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種利用差速器組合，完全由齒輪傳動的無級變速箱，利用差速器將動力分成高速傳動和低速傳動兩部分，并且共同驅(qū)動輸出部件；由自動調(diào)速機構(gòu)根據(jù)輸出軸所受阻力的大小自動調(diào)節(jié)高、低速傳動途徑的轉(zhuǎn)速比例，達到自動調(diào)節(jié)輸出軸轉(zhuǎn)速的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級變速箱其特征在于利用一個差速器(4)將動力分開，分出兩個不同的轉(zhuǎn)速共同驅(qū)動輸出軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級變速箱其特征在于調(diào)速機構(gòu)可以只調(diào)節(jié)傳動途徑的轉(zhuǎn)速比例，而不必承擔從輸入軸(1)向輸出軸(12)傳遞動力。
全文摘要
一種用多個差速器組合構(gòu)成的無級變速箱。變速箱內(nèi)部完全使用齒輪傳動。輸出軸可以根據(jù)受阻力的大小自動無級變速。該變速箱結(jié)構(gòu)簡單、體積小，保養(yǎng)、維修費用低，傳動效率高?？蓮V泛用于交通工具及需要變速的機械設備中。
文檔編號F16H48/08GK1904408SQ200610108268
公開日2007年1月31日 申請日期2006年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月3日
發(fā)明者白文德 申請人:白文德