专利名称：一种行星齿轮无级变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于可变速比传送旋转运动或使旋转运动换向的齿轮传动装置，采用两个行星轮系的组合结构，行星架共用，两个行星齿轮共同固定在同一根轴上，行星齿轮分 别与两个中心轮相啮合，没有内齿圈的太阳轮，两个中心轮分别作为输入与输出，行星架通 过齿轮与变速装置连接，做为调速轮，属于一种行星齿轮无级变速器。
背景技术：
无级变速器可以自由改变传动比，从而实现全程无级变速。汽车行驶的速度是不 断变化的，这就要求汽车的传动系统的变速比要尽量多，需要使用可以实现传动比连续改 变的无级变速器，从而得到传动系统与发动机工况的最佳匹配，使车速变化更为平稳，提高 了整车的燃油经济性和动力性。对于中小功率的风力发电机组，由于风轮的转速小，且随风的大小而改变，这样就 要求有大的并适合变速的发电机组与之匹配，增加了发电机组的设备成本。使用无级变速 器能将风轮的转速提高并变成平稳的转速后送入发电机，减少了发电机的机座号，降低成 本。国内外目前已有多种新结构的行星齿轮无级变速器。行星齿轮无级变速器能够较 好地满足汽车的使用要求，且具有结构简单，体积小，零件少的优点；它的工作速比范围宽， 容易与发动机形成理想的匹配，改善燃烧过程，降低油耗和排放，具有较高的传送效率，经 济性好。问题在于在单级行星齿轮传动中，输出为行星齿轮的转速，需要使用专门的偏心输 出机构。对于外啮合的行星齿轮无级变速器，调速装置的工作范围太宽，调速不灵敏。为了 摆脱这种困境，设计一种克服现有单行星轮系需要使用偏心输出机构的内啮合双行星齿轮 无级变速器，无论对低速重载的大型机械设备或风力发电机，还是对于既需减速又要过零 换向的用于汽车的变速装置，都具有极重要的意义。
发明内容
本发明的提出，旨在提供一种带有独立调速装置的外啮合双行星轮系的行星齿轮 无级变速器，克服了单行星轮系需要使用偏心输出机构且调速不灵敏的问题。本发明的技术解决方案是这样实现的—种行星齿轮无级变速器，包括箱体和输入法兰、输出法兰，输入法兰和输出法兰 分别用螺栓固定在箱体上，箱体中装有双行星轮系和定轴轮系，其特征在于所述的定轴轮 系由调速齿轮I、调速齿轮II、调速齿轮轴和无级调速装置组成，其中的调速齿轮I、调速 齿轮II分别用键与调速齿轮轴连接，无级调速装置固定在箱体上与调速齿轮轴连接；所述 的双行星轮系则包括输入轴、中心轮I、行星轮I和系杆I、行星轮轴、输出轴、中心轮II、 行星轮II和系杆II，其中的输入轴两端套装输入轴轴承I和输入轴轴承II，分别支撑在箱 体和输入法兰中；输出轴两端套装输出轴轴承I和输出轴轴承II，分别支承在箱体和输出 法兰中；系杆I由系杆轴承I支承在输入法兰上，系杆I带外圆柱齿与定轴轮系的调速齿轮I外啮合；系杆II由系杆轴承II支承在输出法兰上，系杆II带有外圆柱齿与定轴轮系的调速齿轮II外啮合；行星轮轴两端套装行星轮轴轴承I和行星轮轴轴承II，分别支撑在系 杆I和系杆II中；行星轮I和行星轮II分别用键与行星轮轴连接，且分别与用键连接于输 入轴上的中心轮I和用键连接于输出轴上的中心轮II外啮合。所述的输入轴及输出轴的轴端分别套装输入压盖和输出压盖；调速齿轮轴轴端套 装调速轴端盖。所述的调速齿轮I与调速齿轮II尺寸参数相同。所述的系系杆I与杆II外齿的尺寸参数相同。与现有技术相比较，本发明的优点是显而易见的，主要表现在；1、采用独立动力源的调速装置来调节太阳轮I的转速，从而实现中心轮输出轴无 级调速的目的。2、通过改变双太阳轮与双行星轮的齿数，可以调节调速特性关系曲线的斜率与沿 Y轴的位置，能得到希望的输出转速范围，如图2所示。且调速装置的工作范围窄，调速灵 敏。3、该齿轮式无极变速器具有原理简洁、结构简单、零件少、传动力大、效率高、操作 简单、变速范围宽等优点。
图1是本发明的结构示意图；图2是本发明的调速特性关系图；图1是本发明的说明书摘要附图。图中1、输入轴，2、输入压盖，3、输入轴轴承I，4、输入法兰，5、系杆轴承I，6、系 杆1，7、中心轮I，8、行星轮轴轴承I，9、行星轮I，10、调速轴轴承I，11、调速齿轮轴，12、 调速齿轮I，13、箱体，14、调速齿轮II，15、调速轴轴承II，16、无级调速装置，17、调速端盖， 18、行星轮II，19、行星轮轴轴承II，20、行星轮轴，21、系杆II，22、输出法兰，23、系杆轴承 II，24、输出压盖，25、输出轴轴承I，26、输出轴，27、中心轮II，28、输出轴轴承II，29输入轴 轴承II。
具体实施例方式如图1所示的一种行星齿轮无级变速器，其中的行星轮系属于Wff型的外啮合双行 星轮系，输入转速为中心轮I 7的转速，输入轴1转数ηλ= 1500r/min，无级调速装置16采 用变频电机，转速为0 3000r/min，通过定比传动，调速齿轮与系杆的齿数比为60 47， 可以将系杆的转速减到0 2350r/min;输出转速为中心轮II 27转速。行星轮与中心轮的 齿形采用渐开线齿形，采用iab<l，因为这样变频电机不需要换向。选用行星轮I 9与中 心轮I 7的齿数比为1 2，中心轮II 27与行星轮II 18的齿数比为2 3，两组行星轮系 的总传动比iab = (1/2) X (2/3) = 1/3。输出转速与输入转速、调速系杆转速的关系式为 η出=3η入调。η入=1500r/min,当η出=0时，η调=1. 5η入，当η调=0时，η出=3η入，当 η出=η人时，η调=η人，当η出=-η人/10时，η调=1. 55η入。实现输出转速在-150 4500r/ min无级变速。当输出转速在-150 1500r/min正常工作范围时，变频电机转速为1500 3000r/min,是最佳使用转速。 无级调速装置16采用小功率变频电机驱动。该外啮合双行星齿轮无级变速器的 主要原理是用大功率的恒速电机驱动输入轴1，用小功率的变频电机调节系杆转速做调 速轴，实现输出轴26转速无级调节的功能。输出轴26的转速也可以为零，也可以反转。通 过改变双中心轮与双行星轮的齿数比，可以调节调速特性关系曲线的斜率与沿Y轴的位 置，能得到希望的输出转速范围。
权利要求
一种行星齿轮无级变速器，包括箱体(13)和输入法兰(4)、输出法兰(22)，输入法兰(4)和输出法兰(22)分别用螺栓固定在箱体(13)上，箱体(13)中装有双行星轮系和定轴轮系，其特征在于所述的定轴轮系由调速齿轮Ⅰ(12)、调速齿轮Ⅱ(14)、调速齿轮轴(11)和无级调速装置(16)组成，其中的调速齿轮Ⅰ(12)、调速齿轮Ⅱ(14)分别用键与调速齿轮轴(11)连接，无级调速装置(16)固定在箱体(13)上与调速齿轮轴(11)连接；所述的双行星轮系则包括输入轴(1)、中心轮Ⅰ(7)、行星轮Ⅰ(9)和系杆Ⅰ(6)、行星轮轴(20)、输出轴(26)、中心轮Ⅱ(27)、行星轮Ⅱ(18)和系杆Ⅱ(21)，其中的输入轴(1)两端套装输入轴轴承Ⅰ(3)和输入轴轴承Ⅱ(29)，分别支承在箱体(13)和输入法兰(4)中；输出轴(26)两端套装输出轴轴承Ⅰ(25)和输出轴轴承Ⅱ(28)，分别支承在箱体(13)和输出法兰(22)中；系杆Ⅰ(6)由系杆轴承Ⅰ(5)支承在输入法兰(4)上，系杆Ⅰ(6)带外圆柱齿与定轴轮系的调速齿轮Ⅰ(12)外啮合；系杆Ⅱ(21)由系杆轴承Ⅱ(23)支承在输出法兰(22)上，系杆Ⅱ(21)带有外圆柱齿与定轴轮系的调速齿轮Ⅱ(14)外啮合；行星轮轴(20)两端套装行星轮轴轴承Ⅰ(8)和行星轮轴轴承Ⅱ(19)，分别支撑在系杆Ⅰ(6)和系杆Ⅱ(21)中；行星轮Ⅰ(9)和行星轮Ⅱ(18)分别用键与行星轮轴(20)连接，且分别与用键连接于输入轴(1)上的中心轮Ⅰ(7)和用键连接于输出轴(26)上的中心轮Ⅱ(27)外啮合。
2.根据权利要求1所述的一种行星齿轮无级变速器，其特征在于所述的输入轴(1)输 出轴(26)的轴端分别套装输入压盖(2)和输出压盖(24)；调速齿轮轴(11)轴端套装调速 轴端盖(17)。
3.根据权利要求1所述的一种行星齿轮无级变速器，其特征在于所述的调速齿轮 I (12)与调速齿轮II (14)尺寸参数相同。
4.根据权利要求1所述的一种行星齿轮无级变速器，其特征在于所述的系系杆I(6) 与杆II (21)外齿的尺寸参数相同。
全文摘要
一种行星齿轮无级变速器，包括箱体，其中装有双行星轮系和定轴轮系，其特征在于所述的定轴轮系由调速齿轮Ⅰ、调速齿轮Ⅱ、调速齿轮轴和无级调速装置组成；所述的双行星轮系则包括输入轴、中心轮Ⅰ、行星轮Ⅰ和系杆Ⅰ、行星轮轴、输出轴、中心轮Ⅱ、行星轮Ⅱ和系杆Ⅱ，其中的系杆Ⅰ支承在输入法兰上，且带外圆柱齿并与定轴轮系的调速齿轮Ⅰ外啮合；系杆Ⅱ支承在输出法兰上，且带有外圆柱齿并与定轴轮系的调速齿轮Ⅱ外啮合；行星轮轴分别支承在系杆Ⅰ和系杆Ⅱ中；行星轮Ⅰ和行星轮Ⅱ分别与中心轮Ⅰ和中心轮Ⅱ外啮合；调速齿轮Ⅰ、Ⅱ尺寸参数相同；系杆Ⅰ、Ⅱ外齿的尺寸参数相同。本发明克服了现有单行星轮系使用偏心输出机构和调速不灵敏的问题。
文档编号F16H3/76GK101825162SQ20101018637
公开日2010年9月8日 申请日期2010年5月26日 优先权日2010年5月26日
发明者吴岳, 田一, 邵万珍 申请人:大连交通大学