專利名稱：全齒輪自動無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是機(jī)械變速器，特別是適用于扭力變化頻繁的機(jī)械的自動無級變速器。
目前所使用的無級變速器有機(jī)械式無級變速器、液壓式無級變速器和電氣式無級變速器。在機(jī)械式無級變速器中，常用的有摩擦輪式無級變速器、三角帶式無級變速器、鏈?zhǔn)綗o級變速器、離合式無級變速器。摩擦輪式無級變速器的工作原理是利用圓錐輪、球式圓盤，通過移動摩擦工作點(diǎn)，連續(xù)改變節(jié)圓半徑實(shí)現(xiàn)無級變速。三角帶式和鏈?zhǔn)綗o級變速器均是利用傳動帶或傳動鏈，靠彈簧力使傳動帶或鏈保持適當(dāng)?shù)膹埩Γ瑥亩鴮?shí)現(xiàn)無級變速。離合式無級變速是輸入軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動先通過曲柄機(jī)構(gòu)變成往復(fù)運(yùn)動，再通過改變傳動桿的支點(diǎn)調(diào)節(jié)控制往復(fù)運(yùn)動的行程，用單向離合器將單向的回轉(zhuǎn)運(yùn)動輸出，實(shí)現(xiàn)輸出轉(zhuǎn)速的無級變速。這些無級變速器或因結(jié)構(gòu)的限制，或因適用功率小，或因?qū)εちψ兓姆磻?yīng)不適應(yīng)，因而都不適用于扭力變化頻繁的機(jī)械，如汽車或拖拉機(jī)等扭力變化頻繁的運(yùn)載設(shè)備。液壓式無級變速器，是將液壓泵和液壓馬達(dá)連接，通過調(diào)節(jié)流量，改變泵的壓力，從而調(diào)節(jié)輸出轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)無級變速。液壓式無級變速器，體積小、慣性小、安裝自由度大，適用于扭力頻繁變化的機(jī)械設(shè)備，但其效率低，成本高，機(jī)件復(fù)雜，難維修。
本實(shí)用新型的目的，就是制造一種全齒輪的自動無級變速器，克服現(xiàn)有無級變速器效率低、成本高、不適應(yīng)扭力頻繁變化的缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種全齒輪式自動無級變速器，主要出輸入軸，通過鍵與輸入軸緊固的A差速器，通過軸承安裝在輸入軸上的B差速器、與輸入軸平行的第二軸、通過鍵固定在第二軸上的C差速器、大齒輪及輸出軸組成，A差速器和C差速器分別設(shè)置有兩套組合齒，這兩套組合齒對應(yīng)嚙合，A差速器一側(cè)組合齒和B差速器的一側(cè)側(cè)齒緊固為一體，在B差速器的行星齒盤外設(shè)置一與大齒輪嚙合的齒圈。
采取上述措施的本實(shí)用新型，主要結(jié)構(gòu)是三套差速器通過兩套組合齒的嚙合機(jī)和一組行星齒盤的傳動，充分利用差速器的原理，根據(jù)扭力變化相應(yīng)進(jìn)行無級變速，變速范圍寬、體積小、機(jī)件少、成本低，機(jī)械故障少。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步詳述。


圖1是本實(shí)用新型的剖示示意圖。
如
圖1所示，本實(shí)用新型由輸入軸1、通過健緊固在輸入軸1上的相交軸2、通過軸套安裝在相交軸2上的行星齒輪2-1及由相交軸2、行星齒輪2-1組成的行星齒盤3、安裝在輸入軸1上的側(cè)齒4、5、組合齒6、7、與輸入軸1平行安裝的第二軸8、通過鍵緊固在第二軸8上的相交軸9、通過軸套安裝在相交軸9上的行星齒輪9-1及由相交軸9、行星齒輪9-1組成的行星齒盤10、安裝在第二軸8上的側(cè)齒11、12、組合齒13、14、通過鍵緊固在第二軸8上的大齒輪15、安裝在輸入軸1上的相交軸16、通過軸套安裝在相交軸16上的行星齒輪16-1及由相交軸16、行星齒輪16-1組成的行星齒盤17、安裝在行星齒盤17外與相交軸16連為一體并與大齒輪15嚙合的齒圈18、安裝在輸入軸1并與組合齒7連為一體的側(cè)齒19、側(cè)齒20以及與側(cè)齒20連為一體的輸出軸21組成。組合齒6、7、側(cè)齒19、20和相交軸16均通過軸承安裝在輸入軸1上繞輸入軸1旋轉(zhuǎn)。組合齒13、14也通過軸承安裝在第二軸8上繞第二軸8旋轉(zhuǎn)。行星齒盤3、側(cè)齒4、5共同組成了A差速器。行星齒盤10、側(cè)齒11、12共同組成了C差速器。行星齒盤17、側(cè)齒19、20共同組成了B差速器。在A差速器的側(cè)齒4、5上，設(shè)置有組合齒6、7，在C差速器的側(cè)齒11、12上設(shè)置有組合齒13、14，A差速器上的組合齒6、7與C差速器上的組合齒13、14對應(yīng)嚙合。B差速器的側(cè)齒19與A差速器的組合齒7通過鍵連為一體，兩齒轉(zhuǎn)速相等。B差速器的行星齒盤17外的齒圈18、與大齒輪15嚙合并且齒數(shù)相等，轉(zhuǎn)速相等，大齒輪15和C差速器中的相交軸9均通過鍵緊固在第二軸8上，繞第二軸8旋轉(zhuǎn)，因此大齒輪15和C差速器中的行星齒盤10轉(zhuǎn)速相等，也就是齒圈18和C差速器的行星齒盤10轉(zhuǎn)速相等，即行星齒盤10和行星齒盤17轉(zhuǎn)速相等。側(cè)齒4、5與組合齒6、7為一體，側(cè)齒11、12與組合齒13、14為一體，因此側(cè)齒與組合齒轉(zhuǎn)速相等。根據(jù)差速器的差速原理，當(dāng)一個行星齒盤有兩個側(cè)齒時，設(shè)行星齒盤轉(zhuǎn)速為S，側(cè)齒轉(zhuǎn)速分別為S側(cè)1、S側(cè)2，那么 設(shè)組合齒6、7的齒數(shù)均為n，組合齒13、14的齒數(shù)均為n1，則行星齒盤3的轉(zhuǎn)速為S3=S6+S72;]]>行星齒盤10的轉(zhuǎn)速為S10=S3nn1,]]>行星齒盤17的轉(zhuǎn)速S17＝S10，即S17=S3nn1,]]>這一轉(zhuǎn)速關(guān)系是由組合齒6、7和組合齒13、14的齒數(shù)所決定，而與A差速器和C差速器的差速無關(guān)，S17=S3nn1]]>的轉(zhuǎn)速關(guān)系在任何差速中不變。輸出軸21的轉(zhuǎn)速輸出有兩種情況，一種情況是輸出軸21所需扭力小于輸入軸1的扭力，第二種情況是輸出速21所需扭力等于或大于輸入軸1的扭力。在第一種情況下，首先是行星齒盤17及齒圈18受到阻力，通過大齒輪15、行星齒盤10、組合齒13、14使組合齒6、7受到相同的阻力。行星齒盤3傳動組合齒6、7等速轉(zhuǎn)動，側(cè)齒19也與之等速，但行星齒盤17和齒圈18的轉(zhuǎn)速為S17=S3nn1,]]>這一轉(zhuǎn)速高于側(cè)齒19的轉(zhuǎn)速，高轉(zhuǎn)速的行星齒盤17對低轉(zhuǎn)速的側(cè)齒19產(chǎn)生一個使其提高轉(zhuǎn)速的力，這個力通過側(cè)齒19和組合齒7的聯(lián)結(jié)，使組合齒7受到阻力小于組合齒6所受到的阻力，組合齒7與組合齒6產(chǎn)生差速，隨著阻力的變化，組合齒7和側(cè)齒19的轉(zhuǎn)速會逐漸達(dá)到行星齒盤17的轉(zhuǎn)速，因此得出輸出軸21所需扭力小于輸入軸1的扭力時，輸出軸21的最高轉(zhuǎn)速為 倍輸入軸1的轉(zhuǎn)速，即 第二種情況是輸出軸21扭力等于或大于輸入軸1的扭力，此時行星齒盤17、齒圈18受到一個增大的阻力，通過大齒輪15、行星齒盤10、組合齒13、14使組合齒6、7受到的阻力相同增大，同時由于輸出軸21所需扭力增大，行星齒盤17對側(cè)齒19及組合齒7產(chǎn)生一個使其提高轉(zhuǎn)速的力，這個力隨著輸出軸21所需的扭力越大，組合齒6和組合齒7所受到的阻力差就越大、差速越大，輸出軸21的轉(zhuǎn)速變低，當(dāng)組合齒7的轉(zhuǎn)速是行星齒盤3的轉(zhuǎn)速的2倍時，即是輸出軸21的最低轉(zhuǎn)速，此時為最大扭力。根據(jù)差速器的差速原理，輸出軸21轉(zhuǎn)速S21＝2S17-S19(S17-行星齒盤17的轉(zhuǎn)速，S側(cè)19—側(cè)齒19的轉(zhuǎn)速)。根據(jù)上述關(guān)系，當(dāng)輸出軸21為最低轉(zhuǎn)速，最大扭力時為S21=2nn1S1-2S1]]>(S1-輸入軸1的輸入轉(zhuǎn)速，n-組合齒6、組合齒7的齒數(shù)，n1-組合齒13、組合齒14的齒數(shù))。在上述情況下為避免輸出軸21的轉(zhuǎn)速為零，n必須大于n1。綜上所述，本實(shí)用新型隨著扭力的變化，在S21=nn1S1]]>和S21=2nn1S1-2S1]]>范圍內(nèi)可無級變速。
本實(shí)用新型主要是根據(jù)差速原理，利用三組差速器的相應(yīng)配合根據(jù)扭力變化實(shí)現(xiàn)無級變速。本實(shí)用新型中側(cè)齒4和側(cè)齒5的齒數(shù)相等，組合齒6和組合齒7的齒數(shù)相等，側(cè)齒11和側(cè)齒12的齒數(shù)相等，組合齒13和組合齒14的齒數(shù)相等，組合齒6和組合齒7的齒數(shù)多于組合齒13和組合齒14的齒數(shù)，側(cè)齒19和側(cè)齒20的齒數(shù)相等，大齒輪15和齒圈18的齒數(shù)相等。
權(quán)利要求1.全齒輪自動無級變速器，主要由輸入軸、通過鍵和軸承安裝在輸入軸上的A差速器、通過軸承安裝在輸入軸上的B差速器、與輸入軸平行的第二軸、通過鍵和軸承安裝在第二軸上的C差速器、大齒輪及輸出軸組成，其特征在于A差速器中設(shè)置有組合齒6和組合齒7、C差速器中設(shè)置有組合齒13和組合齒14，組合齒6和組合齒13、組合齒7和組合齒14對應(yīng)嚙合，A差速器的組合齒7和B差速器的側(cè)齒19緊固為一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其特征在于A差速器中所設(shè)置的組合齒6和組合齒7的齒數(shù)相等，C差速器中所設(shè)置的組合齒13或組合齒14齒數(shù)相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變速器，其特征在于組合齒6或組合齒7的齒數(shù)多于組合齒13或組合齒14的齒數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其特征在于C差速器的行星齒盤17或齒圈18的轉(zhuǎn)速大于A差速器的行星齒盤3的轉(zhuǎn)速。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種適用于扭力變化頻繁的機(jī)械的全齒輪式自動無級變速器。目前所使用的變速器，或因使用功率小、或因?qū)εち︻l繁變化不適應(yīng)，或因成本高、效率低、均存在某些不足。本實(shí)用新型主要由三套差速器組成，在A差速器和C差速器上設(shè)置有組合齒對應(yīng)嚙合，A差速器的組合齒與B差速器的側(cè)齒連為一體同步轉(zhuǎn)動。根據(jù)差速的原理，利用三套差速器的相互配合據(jù)扭力變化實(shí)現(xiàn)無級變速。本實(shí)用新型變速范圍寬、體積小、成本低。
文檔編號F16H3/02GK2223383SQ9521043
公開日1996年3月27日 申請日期1995年5月2日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月2日
發(fā)明者張維強(qiáng) 申請人:張維強(qiáng)