专利名称：无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构之动力合成与切换装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及双动力源驱动系统中的动力合成与切换装置，特别是一种能自动实现两个动力的无冲击切换及两个动力同时驱动的行星齿轮机构之动力合成与切换装置。
背景技术：
随着能源结构的变化，现代交通工具(如混合动力电动汽车及潜水艇等)已开始采用双动力驱动系统，如此便需要一种能无冲击地实现两种动力的来回切换及将两种动力合成后再输出的动力合成与切换装置。
目前，已有的动力合成与切换装置主要有两类，即定轴轮系和行星轮系的动力合成与切换装置。对于前者由于动力的切换是在有负荷状态下完成的，因此在动力切换时，存在极大的冲击；当两个动力同时驱动时，它要求两个动力源必须精确地按照设定的转速比运转而在实际使用过程中，两个动力源无法满足这一运转条件，如此便会产生很大的附加载荷和寄生功率。
对于采用传统结构的行星轮系之动力合成与切换装置，尽管它具有能较好满足实际使用要求的优点，但由于其不仅结构复杂，而且生产加工的难度很大。
发明内容
为了克服上述两类动力合成与切换装置之不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、切换方便、平顺的无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构之动力合成与切换装置。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构之动力合成与切换装置，它包括动力源A、动力源B、第一制动器11、第二制动器12，动力源A的输出端与第一制动器11相连，动力源B的输出端与第二制动器12相连；其特征在于第一制动器11与无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构的第一定轴齿轮轴2相连，第二制动器12与无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构的第二定轴齿轮轴9相连；无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构，包括行星架1、第一定轴齿轮轴2、第一定轴齿轮3、1-6个行星齿轮组、第二定轴齿轮轴9、第二定轴齿轮10，第一定轴齿轮3、1-6个行星齿轮组、第二定轴齿轮10位于行星架1内，第一定轴齿轮3与第一定轴齿轮轴2固定连接，第一定轴齿轮轴2由轴承与行星架1相连，第二定轴齿轮10与第二定轴齿轮轴9固定连接，第二定轴齿轮轴9由轴承与行星架1相连；行星齿轮组主要由第一行星齿轮4、行星齿轮轴5、第二行星齿轮6、第三行星齿轮7、第三行星齿轮轴8组成，第一行星齿轮4、第二行星齿轮6共行星齿轮轴5，行星齿轮轴5由轴承与行星架1相连，第三行星齿轮7与第二行星齿轮6外啮合，第三行星齿轮7与第三行星齿轮轴8固定连接，第三行星齿轮轴8由轴承与行星架1相连；行星齿轮组的第三行星齿轮7与第二定轴齿轮10外啮合，行星齿轮组的第一定轴齿轮3与第一行星齿轮4外啮合。
由于本实用新型的无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构没有齿圈，圆柱齿轮的加工比齿圈的加工简单，且行星架与行星齿轮机构的支承壳体共用，因此具有结构简单、生产成低的特点。无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构之动力合成与切换装置实现动力来回切换的过程是当需动力源A驱动、动力源B不工作时，则使制动器12处于制动状态，制动器11处于非制动状态；当需将动力源A驱动、动力源B不工作的状态切换为动力源B驱动、动力源A不工作时，则只需先解除制动器12的制动，再使制动器11处于制动状态即可实现动力的无冲击切换；若欲使动力源A和动力源B同时驱动，则只需使制动器11和制动器12均处于非制动状态即可(由于行星齿轮机构具有两个自由度，当动力源A和B同时驱动时，它可自动协调两个动力源的运动)。由此可见，无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构之动力合成与切换装置的动力合成与切换过程十分简便。本实用新型的突出优点是动力的切换方便、平顺，结构简单、加工容易、成本低，特别适合于油、电混合的多动力源驱动系统。
图1是本实用新型实例1的结构示意图图2是本实用新型实例2(无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构的星齿轮组的数量为2时)的结构示意图图中1-行星架，2-第一定轴齿轮轴，3-第一定轴齿轮，4-第一行星齿轮，5-行星齿轮轴，6-第二行星齿轮，7-第三行星齿轮，8-第三行星齿轮轴，9-第二定轴齿轮轴，10-第二定轴齿轮，11-第一制动器，12-第二制动器；13-第四行星齿轮轴，14-第四行星齿轮，15-第五行星齿轮轴，16-第五行星齿轮，17-第六行星齿轮。
具体实施方式
实例1如图1所示，无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构之动力合成与切换装置，它包括动力源A、动力源B、第一制动器11、第二制动器12、无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构，动力源A的输出与第一制动器11相连，动力源B的输出与第二制动器12相连；第一制动器11与无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构的第一定轴齿轮轴2相连，第二制动器12与无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构的第二定轴齿轮轴9相连；所述的无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构，它包括行星架1、第一定轴齿轮轴2、第一定轴齿轮3、1个行星齿轮组、第二定轴齿轮轴9、第二定轴齿轮10，第一定轴齿轮3、行星齿轮组(主要是行星齿轮组的第一行星齿轮4、第二行星齿轮6、第三行星齿轮7)、第二定轴齿轮10位于行星架1内，第一定轴齿轮3与第一定轴齿轮轴2固定连接，第一定轴齿轮轴2由轴承与行星架1相连，第二定轴齿轮10与第二定轴齿轮轴9固定连接，第二定轴齿轮轴9由轴承与行星架1相连；行星齿轮组主要由第一行星齿轮4、行星齿轮轴5、第二行星齿轮6、第三行星齿轮7、第三行星齿轮轴8组成，第一行星齿轮4、第二行星齿轮6共行星齿轮轴5(第一行星齿轮4、第二行星齿轮6为与行星齿轮轴5刚性联结的两个独立齿轮)，行星齿轮轴5由轴承与行星架1相连，第三行星齿轮7与第二行星齿轮6外啮合，第三行星齿轮7与第三行星齿轮轴8固定连接，第三行星齿轮轴8由轴承与行星架1相连；行星齿轮组的第三行星齿轮7与第二定轴齿轮10外啮合，行星齿轮组的第一定轴齿轮3与第一行星齿轮4外啮合。
所述的第一定轴齿轮3、第一行星齿轮4、第二行星齿轮6、第三行星齿轮7、第二定轴齿轮10为直齿圆柱齿轮。
所述的第一定轴齿轮3、第一行星齿轮4、第二行星齿轮6、第三行星齿轮7、第二定轴齿轮10还可为斜齿圆柱齿轮。
所述的第一行星齿轮4、第二行星齿轮6还可为一连体齿轮。
所述的动力源A、动力源B可以是各类电机和各类发动机。
所述的第一制动器11、第二制动器12可以是气压、液压、电力等各类制动器。
所述的第一行星齿轮4、第二行星齿轮6、第三行星齿轮7是一个行星齿轮组，在无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构中，行星齿轮组根据动力传动的实际需要，可以采用一个行星齿轮组，也可以采用二、三、四、五、六等多个行星齿轮组。为了易于实现无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构的动静平衡，当行星齿轮组的数量大于1时，行星齿轮组在行星齿轮机构中均布，行星齿轮组的数量为2时，成180度均布(如图2所示)；行星齿轮组的数量为3时，成120度均布；行星齿轮组的数量为4时，成90度均布。
实例2无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构的行星齿轮组的数量为2，为了方便描述，将第二行星齿轮组的部件选用与行星齿轮组的部件不相同的标号。
如图2所示，无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构之动力合成与切换装置，它包括动力源A、动力源B、第一制动器11、第二制动器12、无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构，动力源A的输出与第一制动器11相连，动力源B的输出与第二制动器12相连；第一制动器11与无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构的第一定轴齿轮轴2相连，第二制动器12与无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构的第二定轴齿轮轴9相连；所述的无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构，它包括行星架1、第一定轴齿轮轴2、第一定轴齿轮3、2个行星齿轮组(即第一行星齿轮组、第二行星齿轮组)、第二定轴齿轮轴9、第二定轴齿轮10，第一定轴齿轮3、第一行星齿轮组(主要是行星齿轮组的第一行星齿轮4、第二行星齿轮6、第三行星齿轮7)、第二行星齿轮组(主要是行星齿轮组的第四行星齿轮14、第五行星齿轮16、第六行星齿轮17)、第二定轴齿轮10位于行星架1内，第一定轴齿轮3与第一定轴齿轮轴2固定连接，第一定轴齿轮轴2由轴承与行星架1相连，第二定轴齿轮10与第二定轴齿轮轴9固定连接，第二定轴齿轮轴9由轴承与行星架1相连；第一行星齿轮组主要由第一行星齿轮4、行星齿轮轴5、第二行星齿轮6、第三行星齿轮7、第三行星齿轮轴8组成，第一行星齿轮4、第二行星齿轮6共行星齿轮轴5(第一行星齿轮4、第二行星齿轮6为与行星齿轮轴5刚性联结的两个独立齿轮)，行星齿轮轴5由轴承与行星架1相连，第三行星齿轮7与第二行星齿轮6外啮合，第三行星齿轮7与第三行星齿轮轴8固定连接，第三行星齿轮轴8由轴承与行星架1相连；第二行星齿轮组主要由第四行星齿轮轴13、第四行星齿轮14、第五行星齿轮轴15、第五行星齿轮16、第六行星齿轮17组成，第四行星齿轮14与第四行星齿轮轴13固定连接，第四行星齿轮轴13由轴承与行星架1相连，第四行星齿轮14与第五行星齿轮16外啮合，第五行星齿轮16、第六行星齿轮17共行第五行星齿轮轴15(第五行星齿轮16、第六行星齿轮17为与第五行星齿轮轴15刚性联结的两个独立齿轮)，第五行星齿轮轴15由轴承与行星架1相连；第二定轴齿轮10分别与第四行星齿轮14、第三行星齿轮7外啮合，第六行星齿轮17及第一行星齿轮4分别与第一定轴齿轮3外啮合；第一行星齿轮组与第二行星齿轮组成180度均布(第四行星齿轮14与第三行星齿轮7成180度均布，第六行星齿轮17与第一行星齿轮4成180度均布)。
所述的第一定轴齿轮3、第一行星齿轮4、第二行星齿轮6、第三行星齿轮7、第二定轴齿轮10、第四行星齿轮14、第五行星齿轮16、第六行星齿轮17为直齿圆柱齿轮或斜齿圆柱齿轮。
所述的第一行星齿轮4、第二行星齿轮6还可为一连体齿轮；第五行星齿轮16、第六行星齿轮17还可为一连体齿轮。
如图1所示，第一定轴齿轮轴2、第二定轴齿轮轴9为动力合成与切换装置的两个动力输入端，设置在第一定轴齿轮轴2、第二定轴齿轮轴9上的第一制动器11、第二制动器12用于实现两个动力的来回切换，行星架1是此动力合成与切换装置的动力输出端。
当需两个动力源同时驱动时，设置在第一定轴齿轮轴2、第二定轴齿轮轴9上的第一制动器11、第二制动器12均处于非制动状态，两动力源的动力经无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构合成后由行星架1输出；当只需动力源A驱动而动力源B不工作时，第二定轴齿轮轴9上的制动器12处于制动状态，动力源A发出的动力经第一定轴齿轮3、第一行星齿轮4、第二行星齿轮6、第三行星齿轮7传给行星架1而输出；当只需动力源B工作而动力源A不工作时，第一定轴齿轮轴2上的制动器11处于制动状态，第二定轴齿轮轴9上的制动器12处于非制动状态，动力源B发出的动力经第二定轴齿轮10、第三行星齿轮7、第二行星齿轮6、第一行星齿轮4传给行星架1而输出。
权利要求1.无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构之动力合成与切换装置，它包括动力源A、动力源B、第一制动器(11)、第二制动器(12)，动力源A的输出与第一制动器(11)相连，动力源B的输出与第二制动器(12)相连；其特征在于第一制动器(11)与无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构的第一定轴齿轮轴(2)相连，第二制动器(12)与无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构的第二定轴齿轮轴(9)相连；无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构，它包括行星架(1)、第一定轴齿轮轴(2)、第一定轴齿轮(3)、1-6个行星齿轮组、第二定轴齿轮轴(9)、第二定轴齿轮(10)，第一定轴齿轮(3)与第一定轴齿轮轴(2)固定连接，第一定轴齿轮轴(2)由轴承与行星架(1)相连，第二定轴齿轮(10)与第二定轴齿轮轴(9)固定连接，第二定轴齿轮轴(9)由轴承与行星架(1)相连；行星齿轮组主要由第一行星齿轮(4)、行星齿轮轴(5)、第二行星齿轮(6)、第三行星齿轮(7)、第三行星齿轮轴(8)组成，第一行星齿轮(4)、第二行星齿轮(6)共行星齿轮轴(5)，行星齿轮轴(5)由轴承与行星架(1)相连，第三行星齿轮(7)与第二行星齿轮(6)外啮合，第三行星齿轮(7)与第三行星齿轮轴(8)固定连接，第三行星齿轮轴(8)由轴承与行星架(1)相连；行星齿轮组的第三行星齿轮(7)与第二定轴齿轮(10)外啮合，行星齿轮组的第一定轴齿轮(3)与第一行星齿轮(4)外啮合。
2.根据权利要求1所述的无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构之动力合成与切换装置，其特征在于所述的第一定轴齿轮(3)、第一行星齿轮(4)、第二行星齿轮(6)、第三行星齿轮(7)、第二定轴齿轮(10)为直齿圆柱齿轮。
3.根据权利要求1所述的无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构之动力合成与切换装置，其特征在于所述的第一定轴齿轮(3)、第一行星齿轮(4)、第二行星齿轮(6)、第三行星齿轮(7)、第二定轴齿轮(10)为斜齿圆柱齿轮。
4.根据权利要求1所述的无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构之动力合成与切换装置，其特征在于所述的第一行星齿轮(4)、第二行星齿轮(6)为一连体齿轮。
5.根据权利要求1所述的无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构之动力合成与切换装置，其特征在于所述的行星齿轮组为2个时，2个行星齿轮组成180度均布。
6.根据权利要求5所述的无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构之动力合成与切换装置，其特征在于所述的行星齿轮组为3个时，3个行星齿轮组成120度均布。
7.根据权利要求5所述的无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构之动力合成与切换装置，其特征在于所述的行星齿轮组为4个时，4个行星齿轮组成90度均布。
专利摘要本实用新型涉及双动力源驱动系统中的动力合成与切换装置。无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构之动力合成与切换装置，它包括动力源A、动力源B、第一制动器(11)、第二制动器(12)，其特征在于第一制动器(11)与无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构的第一定轴齿轮轴(2)相连，第二制动器(12)与无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构的第二定轴齿轮轴(9)相连；无齿圈圆柱齿轮行星齿轮机构，它包括行星架(1)、第一定轴齿轮轴(2)、第一定轴齿轮(3)、1－6个行星齿轮组、第二定轴齿轮轴(9)、第二定轴齿轮(10)。本实用新型具有结构简单、切换方便、平顺的特点。
文档编号F16H1/28GK2869445SQ20062009484
公开日2007年2月14日 申请日期2006年1月6日 优先权日2006年1月6日
发明者何耀华 申请人:武汉理工大学