专利名称：离心力控制行星齿轮无级变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械传动类变速器，尤其涉及一种用于传动系统以利用离心力控制变速、调节扭矩的行星齿轮无级变速器。
背景技术：
目前，在汽车上使用较多的自动变速器技术是将液力变矩器和行星齿轮系统组合的自动变速器技术，但它有明显的缺点结构复杂，传动比不连续，控制系统复杂，动力损耗大、效率低，保养、维修成本高。另一种无极变速器(CVT)，它用金属传动带和改变主、从动轮的配合直径来实现变速及传递动力，但CVT的弱点是金属带承载能力小，传递功率有限，且造价高，寿命短，其控制系统相当复杂，致使辅助成本增加，目前只能用于低排量车型。因此，开发一种安全可靠，结构简单，制造方便，性能优良，效率高，且造价低廉的无极变速器，便成为机械行业多年来急需解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是克服上述现有技术的不足，而提供一种离心力控制行星齿轮无级变速器，它能够在工作过程中直接根据负载变化自动调整扭矩，实现无级变速运转，而且，结构简单，制造成本低，传动比连续承载能力大，传动效率高，安全可靠，又使用寿命长。为解决上述技术问题，本发明的技术方案为
一种离心力控制行星齿轮无级变速器，包括机壳，安装在机壳上的变速器单元和超越离合器，变速器单元包括输入轴、输出轴、大、小行星齿轮、中心齿轮、齿圈筒及行星轮架，所述变速器单元至少有一级，机壳中安装有一根共同的中间轴，每级变速器单元的输入轴和输出轴均套装在中间轴外表面，输入轴和输出轴之间互相隔开，中心齿轮固定在输入轴的外表面，两对大行星齿轮在中心齿轮的两条互相垂直的直径上沿同一圆周布置，两对小行星齿轮在中心齿轮的两条互相垂直的直径上沿同一圆周且与大行星齿轮呈交叉布置，大行星齿轮与中心齿轮啮合，也与齿圈筒对应的齿啮合，小行星齿轮与中心齿轮啮合，大行星齿轮轴一端与输出轴一端固定的行星轮架转动配合，另一端与套装在输入轴中间的行星轮架转动配合，小行星齿轮轴一端与输出轴一端固定的行星轮架转动配合，另一端套接偏心轮，并与套装于齿圈筒靠近轴线处的轴向中空伸出部的偏心轮架转动配合，相邻两级变速器单元齿圈筒之间、末级变速器单元齿圈筒与机壳之间安装有超越离合器。所述中心齿轮的齿的分度圆直径近似等于齿圈筒的齿的分度圆直径的一半，大行星齿轮的齿的分度圆直径近似等于齿圈筒的齿的分度圆直径的四分之一。所述变速器单元为单级，输入轴和中心齿轮之间花键连接。所述变速器单元为两级，第一级变速器单元的输出轴，同时也是第二级变速器单元的输入轴，与第二级变速器单元的中心齿轮之间花键连接，第一级变速器单元的输入轴和第一级变速器单元的中心齿轮之间花键连接。
所述变速器单元为三级，第一级变速器单元的输出轴，同时也是第二级变速器单元的输入轴，与第二级变速器单元的中心齿轮之间花键连接，第二级变速器单元的输出轴，同时也是第三级变速器单元的输入轴，与第三级变速器单元的中心齿轮之间花键连接，第一级变速器单元的输入轴和第一级变速器单元的中心齿轮之间花键连接。本发明的工作原理是
本发明是在行星齿轮组的基础上，增加了一组偏心轮，利用它在旋转时产生的离心力，来控制中心齿轮、行星齿轮及行星轮架之间的作用力，使中心齿轮、行星轮架、齿圈逐渐同向整体旋转，实现变速及调整扭矩，使其在输出最大扭矩的同时，还能输出最高转速，从而可靠的完成机械无级变速功能。本发明技术方案的有益效果是
I、在结构上，本发明在每级变速器单元行星齿轮组的基础上，增加了一组偏心轮，利用它产生的离心力控制中心齿轮、行星齿轮及行星轮架之间的作用力，使输出转速、扭矩、功率达到最大、最佳状态，整体结构简单，各级行星齿轮组、偏心轮组结构又基本一样，增强了互换性，制造成本显著降低。2、在结构上，本发明省去了液压控制系统及摩擦式离合器，噪音低，发热少，变速器油不易变质，动力损耗低，转动效率高，使用寿命长，而且，保养、维修费用也低。因此，本发明有助于提高汽车性能、降低燃油消耗，有利于环境保护，符合国家对节能环保的发展要求，经济效益、社会效益显著，非常利于推广实施。附图及说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细的说明，其中
图I为本发明离心力控制行星齿轮无级变速器的结构示意图之一；
图2为本发明离心力控制行星齿轮无级变速器的结构示意图之二；
图3为本发明离心力控制行星齿轮无级变速器的结构示意图之三；
图4为图I、图2、图3所示离心力控制行星齿轮无级变速器的A-A剖视结构示意图； 图5为图I、图2、图3所示离心力控制行星齿轮无级变速器的B-B剖视结构示意图； 图6为图2、图3所示离心力控制行星齿轮无级变速器的C-C剖视结构示意 图中序号1、机壳，2、输入轴,3、输出轴,4、中心齿轮,5、大行星齿轮,6、大行星齿轮轴，7、行星轮架，8、齿圈筒，9、超越离合器，10、伸出部，11、中间轴，12、小行星齿轮，13、小行星齿轮轴，14、偏心轮，15、偏心轮架。
具体实施方式
实施例一
参见图2、图4至图6，图中，本发明离心力控制行星齿轮无级变速器包括机壳I，安装在机壳I上的变速器单元和超越离合器9，变速器单元包括输入轴2、输出轴3、大行星齿轮5、小行星齿轮12、中心齿轮4、齿圈筒8及行星轮架7，所述变速器单元至少有一级，机壳I中安装有一根共同的中间轴11，每级变速器单元的输入轴2和输出轴3均套装在中间轴11外表面，输入轴2和输出轴3之间互相隔开，中心齿轮4固定在输入轴2的外表面,两对大行星齿轮5在中心齿轮4的两条互相垂直的直径上沿同一圆周布置，两对小行星齿轮12在中心齿轮4的两条互相垂直的直径上沿同一圆周且与大行星齿轮5呈交叉布置，大行星齿轮5与中心齿轮4啮合，也与齿圈筒8对应的齿啮合，小行星齿轮12与中心齿轮4啮合，大行星齿轮轴6 —端与输出轴3 —端固定的行星轮架7转动配合,另一端与套装在输入轴2中间的行星轮架7转动配合，小行星齿轮轴13 —端与输出轴3 —端固定的行星轮架7转动配合，另一端套接偏心轮14，并与套装于齿圈筒8靠近轴线处的轴向中空伸出部10的偏心轮架15转动配合，相邻两级变速器单元齿圈筒8之间、末级变速器单元齿圈筒8与机壳I之间安装有超越离合器；所述中心齿轮4的齿的分度圆直径近似等于齿圈筒8的齿的分度圆直径的一半，大行星齿轮5的齿的分度圆直径近似等于齿圈筒8的齿的分度圆直径的四分之一；所述变速器单元为两级，第一级变速器单元的输出轴3，同时也是第二级变速器单元 的输入轴2，与第二级变速器单元的中心齿轮4之间花键连接，第一级变速器单元的输入轴2和第一级变速器单元的中心齿轮4之间花键连接。本发明的工作原理及具体工作过程如下
在图2中，当输入轴2受力转动时，第一级变速器单元即左变速器单元的行星齿轮组和第二变速器单元即右变速器单元的行星齿轮组将以行星齿轮组的运转特性运转，其输入轴2与输出轴3同向运转，运转初期，两行星齿轮组的齿圈筒8有与输入轴2、输出轴3运转方向相反的运转力，这个力通过左右两个超越离合器9作用在机壳I上，使左右两个齿圈8不能反转。左右两组行星齿轮组同时、同向运转，左行星齿轮组的中心齿轮4受到输入轴2动力的作用驱动行星齿轮机构运转，由于左偏心轮14与左小行星齿轮12刚性连接，左小行星齿轮12受左中心齿轮4驱动而自传的同时，也绕左中心齿轮4公转，进而产生离心力，这个离心力作用在左行星轮架7及左中心齿轮4上，对它们进行控制，随着输入轴2及输出轴3的转速的提高，左偏心轮14的自传及公转转速也进一步加大，它产生的离心力也相应增大，同时对左行星轮架7及左中心齿轮4产生更大的控制力，当输入轴2与输出轴3的转速达到一定相应的转速，高速公转的左偏心轮14产生的离心力，将左中心齿轮4与左行星轮架7逐渐锁住，这时由于左中心齿轮4与左行星轮架7同速、同向运转，左大行星轮5受其控制停止自传，只绕左中心齿轮4公转，同时驱动左齿圈8同向、同速运转，这时左超越离合器9也失去对左齿圈8的钳制作用，左行星齿轮组整体与输入轴2、输出轴3做同向、同速运转，输入轴2的转速与输出轴3的转速逐渐加大,偏心轮14产生的离心力也逐渐增强，所以，左中心齿轮4与左行星轮架7的锁止，也是一个逐渐由弱到强的变化过程，变速的过程是连续渐变的，因此，实现了无极变速。右组行星齿轮组与左组行星齿轮组由于有着相同的内部结构和相同的运转特性，其工作原理及过程相同，在此不重述，其区别在于右组行星齿轮组完成变速的时间稍滞后于左行星齿轮组。实施例二
参见
图1，图中，本实施例与实施例一相同编号部分代表意义相同不再重述，其区别在于所述变速器单元为单级，输入轴2和中心齿轮4之间花键连接。实施例三
参见图3，图中，本实施例与实施例一相同编号部分代表意义相同不再重述，其区别在于所述变速器单元为三级，第一级变速器单元的输出轴3，同时也是第二级变速器单元的输入轴2，与第二级变速器单元的中心齿轮4之间花键连接，第二级变速器单元的输出轴3，同时也是第三级变速器单元的输入轴2，与第三级变速器单元的中心齿轮4之间花键连接，第一级变速器单元的输入轴2和第一级变速器单元的中心齿轮4之间花键连接。以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式
，并非用以限定本发明的范围，任何、本领域的技术人员在不脱离本发明构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
权利要求
1.一种离心力控制行星齿轮无级变速器，包括机壳，安装在机売上的变速器単元和超越离合器，变速器单元包括输入轴、输出轴、大、小行星齿轮、中心齿轮、齿圈筒及行星轮架，其特征是所述变速器単元至少有ー级，机壳中安装有一根共同的中间轴，每级变速器单元的输入轴和输出轴均套装在中间轴外表面，输入轴和输出轴之间互相隔开，中心齿轮固定在输入轴的外表面，两对大行星齿轮在中心齿轮的两条互相垂直的直径上沿同一圆周布置，两对小行星齿轮在中心齿轮的两条互相垂直的直径上沿同一圆周且与大行星齿轮呈交叉布置，大行星齿轮与中心齿轮啮合，也与齿圈筒对应的齿啮合，小行星齿轮与中心齿轮啮合，大行星齿轮轴一端与输出轴一端固定的行星轮架转动配合，另一端与套装在输入轴中间的行星轮架转动配合，小行星齿轮轴一端与输出轴一端固定的行星轮架转动配合，另ー端套接偏心轮，并与套装于齿圈筒靠近轴线处的轴向中空伸出部的偏心轮架转动配合，相邻两级变速器単元齿圈筒之间、末级变速器単元齿圈筒与机壳之间安装有超越离合器。
2.根据权利要求I所述的离心力控制行星齿轮无级变速器，其特征是所述中心齿轮的齿的分度圆直径近似等于齿圈筒的齿的分度圆直径的一半，大行星齿轮的齿的分度圆直径近似等于齿圈筒的齿的分度圆直径的四分之一。
3.根据权利要求I所述的离心力控制行星齿轮无级变速器，其特征是所述变速器单元为单级，输入轴和中心齿轮之间花键连接。
4.根据权利要求I所述的离心力控制行星齿轮无级变速器，其特征是所述变速器单元为两级，第一级变速器単元的输出轴，同时也是第二级变速器単元的输入轴，与第二级变速器単元的中心齿轮之间花键连接，第一级变速器単元的输入轴和第一级变速器単元的中心齿轮之间花键连接。
5.根据权利要求I所述的离心力控制行星齿轮无级变速器，其特征是所述变速器单元为三级，第一级变速器単元的输出轴，同时也是第二级变速器単元的输入轴，与第二级变速器単元的中心齿轮之间花键连接，第二级变速器単元的输出轴，同时也是第三级变速器単元的输入轴，与第三级变速器単元的中心齿轮之间花键连接，第一级变速器単元的输入轴和第一级变速器単元的中心齿轮之间花键连接。
全文摘要
本发明涉及一种机械传动类变速器，尤其涉及一种用于传动系统以利用离心力控制变速、调节扭矩的行星齿轮无级变速器,包括机壳、变速器单元和超越离合器，变速器单元包括输入轴、输出轴、大、小行星齿轮、中心齿轮、齿圈筒、行星轮架、偏心轮及偏心轮架，所述变速器单元至少有一级，机壳中安装有一根共同的中间轴，每级变速器单元的输入轴和输出轴均套装在中间轴外表面，并且互相隔开，中心齿轮固定在输入轴的外表面，大行星齿轮与中心齿轮啮合，也与齿圈筒对应的齿啮合，小行星齿轮与中心齿轮啮合，相邻两级变速器单元齿圈筒之间、末级变速器单元齿圈筒与机壳之间安装有超越离合器。本发明结构简单，制造成本低，传动比连续承载能力大，传动效率高，能够在工作过程中直接根据负载变化自动调整扭矩，实现无级变速运转。
文档编号F16H55/17GK102619939SQ20121006651
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月14日 优先权日2012年3月14日
发明者王俊生 申请人:王俊生