一种差动调速行星齿轮无级变速器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及变速箱领域，尤其是涉及一种差动调速行星齿轮无级变速器。
【背景技术】
[0002]众所周知，汽车综合性能的评估，不仅取决于发动机，在很大程度上还依赖于变速器性能与发动机配合及动态调控的质量。目前汽车上使用的变速器可以分类为:手动变速器和自动变速器两大类。有:MT (手动变速器)和AT、AMT、DSG、CVT等(自动变速器)，以及混合动力车用ECVT等。除了 CVT和ECVT以外，其余的变速器都是有级的，在变速过程中动力是断开的，存在与发动机配合及动态调控的质量问题，匹配不好时会产生冲击。由于电子技术的快速发展，汽车自动变速器也发展很快，已经是汽车变速器的发展方向。但是，液力传动效率低；其他自动变速器，结构复杂、制造成本高，维修困难，价格昂贵是不争的事实。而且汽车自动变速器的核心技术为国外垄断。
[0003]汽车用无级变速器，是汽车问世以来人们一直追求的产品。其原因是可以和汽车动力系统完美匹配，提高汽车的使用性能，具有节能、环保、变速平稳、操作简单等许多优点。现有的汽车无级变速器CVT，是由钢带(或链)、摩擦轮和液压系统组合的，由于是摩擦传动，传动功率小，应用受限制，目前在小排量汽车上使用比较多。因此，研宄一种可以突破摩擦机构的性能限制和也能在功率较大的汽车上应用的无级变速器显得尤为重要。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是设计一种动力连续传递、齿轮传动比高、传递动力能力强、应用范围广的无级变速器。
[0005]为解决上述技术问题，本发明的差动调速行星齿轮无级变速器由两级行星机构串联组成差动轮系，第一级行星机构包括第一级内齿轮、第一级太阳轮、第一级行星轮和第一级行星架，第一级内齿轮与输入轴连接为输入，第一级太阳轮和第一级行星架为输出；第二级行星机构包括第二级太阳轮、第二级行星轮、第二级行星架和第二级内齿轮；第一级行星架和第二级太阳轮连接，第一级太阳轮和第二级行星架连接；第二级内齿轮与输出轴连接为输出。
[0006]进一步的，第一级行星机构和第二级行星机构间设有转速控制机构，转速控制机构包括输入端和输出端，输入端连接调速电机，输出端连接在第一级太阳轮和第二级行星架的连接轴上，转速控制机构的输入端和输出端之间设有变速机构，通过变速机构使调速电机转速在合适范围内；通过与输入端连接的调速电机来控制转速控制机构无级变速；通过可锁止机构锁止第一级太阳轮和第二级行星架连接轴的转速，阻隔循环功率流并调速，从而实现无级变速以及最大扭矩输出和最高转速输出的变化和功率平衡。
[0007]进一步的，转速控制机构通过行星机构和涡轮付机构，或齿轮机构和可锁止机构，或链轮机构和可锁止机构，或齿轮带机构和可锁止机构连接其输入端和输出端。
[0008]转速控制机构的结构为:转速控制机构包括转速控制机构第一级行星机构、转速控制机构第二级行星机构和蜗轮付机构，蜗轮付机构包括蜗杆、蜗轮和蜗杆轴承座；转速控制机构第一级行星机构包括转速控制机构第一级太阳轮、转速控制机构第一级行星轮、转速控制机构第一级行星架和固定内齿圈，转速控制机构第一级太阳轮连接在第一级太阳轮和第二级行星架的连接轴上，转速控制机构第一级行星轮与固定内齿圈啮合；转速控制机构第二级行星机构包括转速控制机构第二级太阳轮、转速控制机构第二级行星轮、转速控制机构第二级行星架和固定内齿圈，转速控制机构第二级太阳轮连接在第一级太阳轮和第二级行星架的连接轴上，转速控制机构第二级行星轮与固定内齿圈啮合；转速控制机构第一级行星架与转速控制机构第二级太阳轮连接，蜗轮与转速控制机构第二级行星架连接为一体，套装在第一级太阳轮和第二级行星架的连接轴上。
[0009]进一步的，固定内齿圈和蜗杆轴承座固定在变速器的壳体，蜗杆上连有调速电机。
[0010]进一步的，转速控制机构第一级行星轮和转速控制机构第二级行星轮啮合同一固定内齿圈。
[0011]进一步的，转速控制机构第一级行星机构和第一级行星机构可以共用同一太阳轮，即转速控制机构第一级行星轮与第一级太阳轮啮合。
[0012]进一步的，转速控制机构第一级行星架与转速控制机构第二级太阳轮的连接方式为键连接、销连接、螺纹连接、膨胀套或花键连接。
[0013]转速控制机构的结构还可以是:转速控制机构包括蜗轮付机构和行星机构，蜗轮付机构包括蜗杆、蜗轮和蜗杆轴承座，行星机构包括转速控制机构太阳轮、大行星轮、小行星轮、连接轴、行星架和固定内齿圈或固定外齿轮，大行星轮和小行星轮由连接轴连接，安装在行星架上；大行星轮与转速控制机构太阳轮啮合；小行星轮与固定内齿圈或固定外齿轮啮合，转速控制机构太阳轮连接在第一级太阳轮和第二级行星架的连接轴上，蜗轮与行星机构的行星架连接为一体，套装在第一级太阳轮和第二级行星架的连接轴上。
[0014]进一步的，固定内齿圈或固定外齿轮和蜗杆轴承座固定在变速器的壳体，蜗杆上连有调速电机。
[0015]进一步的，转速控制机构的行星机构和第一级行星机构可以共用同一太阳轮，即行星机构的大行星轮与第一级太阳轮啮合。
[0016]转速控制机构的结构还可以是:转速控制机构包括齿轮机构和可锁止机构，转速控制机构的输入端和输出端通过齿轮传动实现变速，转速控制机构的输出端齿轮连接在第一级太阳轮和第二级行星架的连接轴上，转速控制机构的输入端齿轮的齿轮轴与调速电机连接；转速控制机构通过可锁止机构实现对第一级太阳轮和第二级行星架连接轴的可锁止和调速。
[0017]转速控制机构的结构还可以是:转速控制机构包括大齿轮、小齿轮、齿轮带和可锁止机构，大齿轮的齿轮轴与调速电机连接，小齿轮连接在第一级太阳轮和第二级行星架的连接轴上，大齿轮和小齿轮通过齿轮带连接；转速控制机构通过可锁止机构实现对第一级太阳轮和第二级行星架连接轴的可锁止和调速。
[0018]转速控制机构的结构还可以是:转速控制机构包括大链轮、小链轮、链和可锁止机构，大链轮的链轮轴与调速电机连接，小链轮连接在第一级太阳轮和第二级行星架的连接轴上，大链轮和小链轮通过链连接；转速控制机构通过可锁止机构实现对第一级太阳轮和第二级行星架连接轴的可锁止和调速。
[0019]转速控制机构的结构还可以是:转速控制机构包括锥齿轮机构和可锁止机构，转速控制机构的输入端和输出端通过锥齿轮传动实现变速，转速控制机构的输出端锥齿轮连接在第一级太阳轮和第二级行星架的连接轴上，转速控制机构的输入端锥齿轮的齿轮轴与调速电机连接；转速控制机构通过可锁止机构实现对第一级太阳轮和第二级行星架连接轴的可锁止和调速。
[0020]进一步的，第一级行星架和第二级太阳轮的连接方式为键连接、销连接、螺纹连接、膨胀套或花键连接。
[0021]进一步的，第一级太阳轮与第二级行星架的连接方式为键连接、销连接、螺纹连接、膨胀套或花键连接。
[0022]进一步的，第一级内齿轮包括输入轴和内齿圈，第二级内齿轮包括输出轴和内齿圈，输入轴和内齿圈、输出轴和内齿圈为一体式连接或分体式连接。
[0023]进一步的，输入轴和内齿圈、输出轴和内齿圈的分体式连接方式为花键连接、键连接、螺栓连接、膨胀套或销连接。
[0024]更进一步的，本发明的差动调速行星齿轮无级变速器还设有第三级行星机构、离合器和可锁止机构，第三级行星机构包括第三级太阳轮、第三级行星轮、第三级行星架和第三级内齿轮，第三级太阳轮与第二级内齿轮连接。
[0025]进一步的，第三级行星架一体设计有离合器和可锁止机构，实现变速器的前进档、空档和倒档功能。
[0026]进一步的，第三级内齿轮包括输出轴和内齿圈，输出轴和内齿圈为一体式连接或分体式连接。
[0027]进一步的，输出轴和内齿圈的分体式连接方式为花键连接、键连接、螺栓连接、膨胀套或销连接。
[0028]本发明的有益效果:采用这样的设计后，变速过程是连续的无级变速，动力传递不会中断；齿轮传动效率比较高，克服了摩擦传动的限制，传递动力的能力比较强；结构紧凑，体积小、质量轻；自动化伺服控制方便；应用范围广，能满足各种变速传动的要求；市场前景广阔。
【附图说明】
[0029]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做进一步阐明。
[0030]图1 (a)是实施例1中的差动调速行星齿轮无级变速器的原理示意图；
图1 (b)是实施例1中转速控制机构第一级行星机构与第一级行星机构共用太阳轮的差动调速行星齿轮无级变速器的原理示意图；
图2 Ca)是实施例2中的差动调速行星齿轮无级变速器的原理示意图；
图2 (b)是实施例2中转速控制机构的行星机构与第一级行星机构共用太阳轮的差动调速行星齿轮无级变速器的原理示意图；
图2 (c)是实施例2中转速控制机构的行星机构中固定外齿轮替代固定内齿圈的差动调速行星齿轮无级变速器的原理示意图；
图3是实施例3中的差动调速行星齿轮无级变速器的原理示意图；
图4是实施例4中的差动调速行星齿轮无级变速器的原理示意图； 图5是实施例5中的差动调速行星齿轮无级变速器的原理示意图；
图6 (a)是实施例6中的加有第三级行星机构及离合器和锁止机构的差动调速行星齿轮无级变速器的原理示意图；
图6 (b)是实施例6中的加有第三级行星机构及离合器和锁止机构的差动调速行星齿轮无级变速器的结构示意图；
图7是本发明的差动调速行星齿轮无级变速器的功率匹配示意图；
图8 (a)是本发明的差动调速行星齿轮无级变速器在转速控制机构不工作时前两级行星机构各部件旋转方向示意图；
图8 (b)是本发明的差动调速行星齿轮无级变速器在转速控制机构工作时前两级行星机构各部件旋转方向示意图；
图9 (a)是实施例6中的加有第三级行星机构及离合器和锁止机构的差动调速行星齿轮无级变速器空档时第三级行星机构各部件旋转方向示意图；
图9 (b)是实施例6中的加有第三级行星机构及离合器和锁止机构的差动调速行星齿轮无级变速器倒档时第三级行星机构各部件旋转方向示意图；
图9 (c)是实施例6中的加有第三级行星机构及离合器和锁止机构的差动调速行星齿轮无级变速器前进档时第三级行星机构各部件旋转方向示意图。
[0031]1、壳体2、第一轴承组3、小轴 4、第二轴承组5、蜗杆6、蜗轮7、第二级行星架8、第二级内齿轮9、第二级行星轮10、第二级太阳轮11、可锁止机构12、第三级行星架13、离合器14、第一级内齿轮15、第一级行星架16、第一级太阳轮
17、第一级行星轮18、芯轴 19、大行星轮20、固定内齿圈21、小行星轮22、支撑架23、第三级太阳轮24、第三级行星轮25、第三级内齿轮26、转速控制机构太阳轮
27、转速控制机构第一级太阳轮28、转速控制机构第一级行星轮29、转速控制机构第一级行星架30、转速控制机构第二级太阳轮31、转速控制机构第二级行星轮32、转速控制机构第二级行星架33、固定外齿轮101、第一齿轮102、第二齿轮103、第三齿轮201、小齿