功率分流行星环锥齿轮式无级变速器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种功率分流行星环锥齿轮式无级变速器，对行星环锥齿轮式无级变器和差动轮系进行组合，通过行星环锥齿轮自转与公转以及差动轮系来传递小部分功率，通过动力输入轴与行星架来传递大部分功率，两部分功率在同步行星轮处合成并传递给输出轴，完成功率分流，通过改变调速环与行星环锥齿轮的接触半径实现无级变速传动，本发明具有传动平稳，起动性良好，在满负荷下可稳步从零起动，适应变工况工作，使用寿命长，变速范围广的优点，与现有的行星式无级变速器相比，能够使功率分流的同时避免功率回流实现传递大功率，使几何滑动减小到最小，实现传动的效率更高。
【专利说明】功率分流行星环锥齿轮式无级变速器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机械传动的无级变速器，具体是一种功率分流行星环锥齿轮式无级变速器。
【背景技术】
[0002]目前，无级变速器的传动方式分为三类，分别是液压传动、电力传动、机械传动。液压传动的无级变速器制造精度要求高，价格贵，由于输出特性为恒转矩，滑动率较大，运转时容易发生漏油现象；电力传动的无级变速器又可以分为电磁滑动式无级变速器、直流电动机式无级变速器和交流电动机式无级变速器，它们存在滑动率大、效率低下、不适合长期负债运转、设备复杂、成本高、机械特性在降速段呈现恒扭矩性、运转不平稳等缺点；而机械传动的无级变速器具有结构简单、维修方便、价格相对便宜、转速稳定、滑动率小、工作可靠，由于机械传动无级变速器主要靠摩擦力提高动力，因此承载能力较低，一般适用于中、小功率的传动。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是提供一种功率分流行星环锥齿轮式无级变速器，与现有的行星式无级变速器相比，能够通过功率分流传递大功率同时避免功率回流，将几何滑动率减小到最小，使传动的效率更高。
[0004]本发明为了实现上述的目的所采取的技术方案是:功率分流行星环锥齿轮式无级变速器，包括动力输入轴、调速环、行星环锥齿轮、行星环锥齿轮保持架、小支撑环、大支撑环、主动中心锥齿轮、从动中心锥齿轮、同步圆柱齿轮、中心内啮合齿轮、同步内啮合齿轮、行星架、行星轮、输出中心轮、动力输出轴，其特征在于:动力输入轴和调速环驱动行星环锥齿轮，行星环锥齿轮一方面随动力输入轴绕中心轴线公转，同时又绕行星环锥齿轮保持架作自转，二者合成的行星运动传递小部分功率通过从动中心锥齿轮和同步圆柱齿轮到行星轮；从动力输入轴输入的大部分功率直接传递给行星架，行星架再传递给行星轮，与小部分功率通过行星轮合成，再通过输出轴输出。
[0005]所述动力输入轴与所述主动中心锥齿轮固连，所述主动中心锥齿轮与所述行星环锥齿轮上的行星环锥小齿轮啮合传递动力；所述行星环锥齿轮中间设置有行星环锥齿轮圆环体，所述行星环锥齿轮圆环体与所述小支撑环和所述大支撑环对应支撑所述行星环锥齿轮，以减小行星环锥齿轮的倾翻力矩。
[0006]所述同步圆柱齿轮和所述中心内啮合齿轮之间接入一个定轴齿轮。
[0007]所述行星齿轮上固连一个同步行星齿轮，所述同步行星齿轮与输出中心轮啮合。
[0008]本发明所带来的有益效果是:功率分流行星环锥齿轮式无级变速器具有传动平稳，起动性良好，在满负荷下可稳步从零起动，适应变工况工作，使用寿命长，变速范围广等优点，与现有的行星式无级变速器相比，能够使功率分流的同时避免功率回流，使传动的效率更高。【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本发明的传动结构示意图。
[0010]图2是行星环锥齿轮放大图。
[0011]图1和图2中1、动力输入轴；2、行星环锥齿轮；3、调速环；4、小支撑架；5、大支撑架；6、主动中心锥齿轮；7、行星环锥齿轮保持架；8、从动中心锥齿轮；9、同步圆柱齿轮；10、定轴齿轮；11、中心内啮合齿轮；12、同步内啮合齿轮；13、行星轮；14、同步行星齿轮；15行星架；16、输出中心轮；17、输出轴；18、行星环锥齿轮圆锥面；19、行星环锥齿轮圆环体；20、行星环锥大齿轮；21、行星环锥小齿轮；22、行星环锥齿轮支持小圆柱；23、杆系；24、中心内
啮合齿轮保持架K、行星环锥齿轮I自转半径；R1、行星环锥齿轮I公转半径。
[0012]图3是功率分流无级变速器简化模型图。
[0013]图中P、行星环锥齿轮式无级变速器；X、2K-H正号差动轮系；A、输入端；B、输出端；a、b、e为行星环锥齿轮式无级变速器的三个伸出端；g、d、h为2K_H正号差动轮系的三个伸出端。
【具体实施方式】
[0014]功率分流环锥齿轮式无级变速器，传动原理是行星环锥齿轮式无级变器和差动轮系的组合，传动结构如图1所示，包括动力输入轴1、行星环锥齿轮2、调速环3、小支撑环4、大支撑环5、主动中心锥齿轮6、行星环锥齿轮保持架7、从动中心锥齿轮8、同步圆柱齿轮9、定轴齿轮10、中心内啮合齿轮11、同步内啮合齿轮12、行星轮13、同步行星齿轮14、行星架15、输出中心轮16、输出轴17 ;小支撑环4、大支撑环5和行星环锥齿轮保持架7空套在动力输入轴I上，主动中心锥齿轮6以及行星架15固连在动力输入轴I上；
行星环锥齿轮2的结构如图2所示，包括行星环锥齿轮圆锥面18、行星环锥齿轮圆环体19、行星环锥大齿轮20、行星环锥小齿轮21和行星环锥齿轮支持小圆柱22，行星环锥齿轮2呈一个角度倾斜，使得行星环锥齿轮圆锥面18的一条外轮廓线保持水平，并且围绕中心轴圆周分布3?5个齿轮，调速时，改变调速环3和行星环锥齿轮2自转半径?，达到了无级变速的目的，不论在调速还是运转时，调速环3都不转动。
[0015]由于工作状态下，特别是调速过程中，行星环锥齿轮2存在倾翻力矩，使得其有一定的浮动量，从而降低传动效率，缩短行星环锥齿轮的寿命；为了改善此缺点，所以在行星环锥大齿轮20和行星环锥齿轮圆锥面18之间设置行星环锥齿轮圆环体19，小支撑环4和大支撑环5与行星环锥齿轮圆环体19对应支撑起行星环锥齿轮2，这样可以平衡在调速过程中产生的倾翻力矩，不仅可以改善行星环锥大齿轮20和行星环锥小齿轮21的传动特性，而且可以提高调速环3和行星环锥齿轮圆锥面18的寿命，减小滑动量，克服行星环锥式无级变速器几何滑动率大的缺点，提高传递效率。
[0016]功率分流环锥齿轮式无级变速器工作时，动力直接从动力输出轴I或者通过减速机构再传递给动力输出轴1，大部分功率直接传递到行星架15，小部分功率传递到主动中心环锥齿轮6,主动中心环锥齿轮6与行星环锥小齿轮21啮合,然后,通过调速环3与行星环锥齿轮圆锥面18的摩擦力传递到行星环锥大齿轮20，行星环锥大齿轮20再与从动中心锥齿轮8啮合，从动中心锥齿轮8将动力传递给同步圆柱齿轮9，之后经过定轴齿轮10、中心内啮合齿轮11、同步内啮合齿轮12、行星轮13，两部分功率在行星轮13上合成，再经过同步行星齿轮14和输出中心轮16，由输出轴17输出。其传动比公式为:
【权利要求】
1.功率分流行星环锥齿轮式无级变速器，包括动力输入轴、调速环、行星环锥齿轮、行星环锥齿轮保持架、小支撑环、大支撑环、主动中心锥齿轮、从动中心锥齿轮、同步圆柱齿轮、中心内啮合齿轮、同步内啮合齿轮、行星架、行星轮、输出中心轮、动力输出轴，其特征在于:动力输入轴和调速环驱动行星环锥齿轮，行星环锥齿轮一方面随动力输入轴绕中心轴线公转，同时又绕行星环锥齿轮保持架作自转，二者合成的行星运动传递小部分功率通过从动中心锥齿轮和同步圆柱齿轮到行星轮；从动力输入轴输入的大部分功率直接传递给行星架，行星架再传递给行星轮，与小部分功率通过行星轮合成，再通过输出轴输出。
2.根据权利要求1所述功率分流行星环锥齿轮式无级变速器，其特征在于:所述动力输入轴与所述主动中心锥齿轮固连，所述主动中心锥齿轮与所述行星环锥齿轮上的行星环锥小齿轮啮合传递动力；所述行星环锥齿轮中间设置有行星环锥齿轮圆环体，所述行星环锥齿轮圆环体与所述小支撑环和所述大支撑环对应支撑所述行星环锥齿轮，以减小行星环锥齿轮的倾翻力矩。
3.根据权利要求1所述的功率分流行星环锥齿轮式无级变速器，其特征在于:所述同步圆柱齿轮和所述中心内啮合齿轮之间接入一个定轴齿轮。
4.根据权利要求1所述的功率分流行星环锥齿轮式无级变速器，其特征在于:所述行星齿轮上固连一个同步行星齿轮，所述同步行星齿轮与输出中心轮啮合。
【文档编号】F16H3/76GK103591231SQ201310531303
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2013年11月1日
【发明者】毛虎平, 王军, 董小瑞, 杨世文, 张翼, 李建军, 张艳岗, 冯耀南, 尤国栋, 徐俊峰 申请人:中北大学