專利名稱：行星齒輪變矩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械變矩裝置，更具體地說，涉及一種行星齒輪變矩器。
背景技術(shù)：
汽車使用的液力變矩器是一種能夠隨著汽車行駛阻力的變化而自動(dòng)改變變矩系數(shù)的無級變速器，液力變矩是通過導(dǎo)輪的變矩作用實(shí)現(xiàn)的。液體從泵輪以高速和高壓推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，同時(shí)液體從渦輪流向?qū)л啎r(shí)，給導(dǎo)輪一個(gè)沖擊力，則導(dǎo)輪通過液體給渦輪一個(gè)反作用沖擊力，增大了渦輪扭矩，使輸出軸扭矩能夠大于輸入軸扭矩。泵輪轉(zhuǎn)速不變時(shí)，輸出軸扭矩隨渦輪轉(zhuǎn)速而變化，渦輪轉(zhuǎn)速降低，輸出軸扭矩增大；反之，渦輪轉(zhuǎn)速增高，輸出軸扭矩減小。當(dāng)需要更大的輸出軸扭矩時(shí)，就需要提高泵輪轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致導(dǎo)輪承受過高的沖擊而發(fā)熱燒損。事實(shí)上，當(dāng)汽車更大負(fù)載時(shí)，連給三次油，即發(fā)生“燒片”(泵輪、導(dǎo)輪及渦輪燒損)。因此也限制了液力變矩器的變矩范圍，增扭系數(shù)K≤8(K＝渦輪扭矩/泵輪扭矩)再有，液力變矩器是一個(gè)不可拆卸的整體，維修時(shí)需要采用專用設(shè)備將其切割剖開，維修后在進(jìn)行高精度的定位和焊接，工藝難度大，要求高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種行星齒輪變矩器，解決液力變矩器上述技術(shù)缺陷問題。
本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，單個(gè)行星齒輪中由太陽輪、內(nèi)齒輪、行星輪、行星架、行星輪軸、輸入軸及輸出軸構(gòu)成，行星輪數(shù)量在3-12之間，齒輪可采用直齒、斜齒或人字齒，本發(fā)明采用A、B兩個(gè)單個(gè)行星齒輪排組成雙聯(lián)行星齒輪系；輸入軸與內(nèi)齒輪或輸入軸與太陽輪或輸出軸與輸入軸或輸出軸與內(nèi)齒輪或輸出軸與太陽輪之間安裝鎖止離合器；所述雙聯(lián)行星齒輪系，將A行星齒輪排作輸入星齒輪排，B行星齒輪排作輸出星齒輪排，B排太陽輪齒增加齒數(shù)或B排內(nèi)輪齒減少齒數(shù)或B排太陽輪減少齒數(shù)，同時(shí)B排內(nèi)齒輪減少齒數(shù)或B排太陽輪增加齒數(shù)，同時(shí)B排內(nèi)齒輪減少齒數(shù)；將改變齒數(shù)的B行星齒輪排作輸入星齒輪排，A行星齒輪排作輸出星齒輪排。
行星齒輪變矩器基于以下工作原理單個(gè)行星齒輪相當(dāng)于一個(gè)由多個(gè)等臂杠桿共用一個(gè)支點(diǎn)(行星齒輪軸)，疊合而成的杠桿多聚體。如果支點(diǎn)(行星齒輪軸)隨杠桿的活動(dòng)而活動(dòng)，杠桿(行星齒輪)無法實(shí)現(xiàn)傳力；當(dāng)支點(diǎn)(行星齒輪軸)被約束時(shí)，杠桿(行星齒輪)可以實(shí)現(xiàn)傳力。雙聯(lián)行星齒輪系輸入軸的扭矩動(dòng)力傳入A排行星齒輪，行星齒輪傳力于內(nèi)齒輪和太陽輪，分解為兩個(gè)大小相等的力，此兩個(gè)力傳送到B排行星齒輪，通過改變太陽輪或者內(nèi)輪齒的齒數(shù)(或者同時(shí)改變此兩個(gè)輪的齒數(shù))，控制一個(gè)力大于或小于另一個(gè)力，較大的力為主動(dòng)力，與輸入動(dòng)力同方向，較小的力為從動(dòng)力，與輸入動(dòng)力方向相反，利用行星輪公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)的功能將力合成后輸出，實(shí)現(xiàn)輸出軸輸出等量扭矩或輸出增大扭矩。
在行星齒輪變矩器中安裝鎖止離合器，自動(dòng)控制鎖止離合器，當(dāng)汽車有載荷時(shí)，將鎖止離合器分離，使行星齒輪變矩器充分發(fā)揮自動(dòng)適應(yīng)行駛阻力變化的特點(diǎn)；當(dāng)行駛阻力很小時(shí)，將鎖止離合器結(jié)合，使輸入軸與輸出軸成為剛性連接，即直接機(jī)械傳動(dòng)。
本發(fā)明與液力變矩器比較，具有以下技術(shù)優(yōu)勢①不會(huì)發(fā)生燒損；②結(jié)構(gòu)簡單、緊湊；③齒輪系統(tǒng)強(qiáng)度高，經(jīng)久耐用，工作穩(wěn)定；④增扭范圍大，K≥8～15；⑤傳力效率高，近80％～90％；⑥維修方便。


圖1增加B排太陽輪齒數(shù)的行星齒輪變矩器運(yùn)動(dòng)簡2減少B排內(nèi)齒輪齒數(shù)的行星齒輪變矩器運(yùn)動(dòng)簡3增加B排太陽輪齒數(shù)減少內(nèi)齒輪齒數(shù)的行星齒輪變矩器運(yùn)動(dòng)簡4減少B排太陽輪齒數(shù)減少內(nèi)齒輪齒數(shù)的行星齒輪變矩器運(yùn)動(dòng)簡5圖1行星齒輪變矩器中的輸入軸作輸出軸、輸出軸作輸入軸的運(yùn)動(dòng)簡6圖2行星齒輪變矩器中的輸入軸作輸出軸、輸出軸作輸入軸的運(yùn)動(dòng)簡7圖3行星齒輪變矩器中的輸入軸作輸出軸、輸出軸作輸入軸的運(yùn)動(dòng)簡8圖4行星齒輪變矩器中的輸入軸作輸出軸、輸出軸作輸入軸的運(yùn)動(dòng)簡9輸入軸與內(nèi)齒輪之間安裝鎖止離合器圖10輸入軸與太陽輪之間安裝鎖止離合器圖11輸出軸與輸入軸之間安裝鎖止離合器圖12輸出軸與內(nèi)齒輪之間安裝鎖止離合器圖13輸出軸與太陽輪之間安裝鎖止離合器具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
附圖中，星齒輪變矩器由A排行星齒輪輸入軸1、行星架2、行星輪軸3、行星輪4、內(nèi)齒輪5、太陽輪6；B排行星齒輪內(nèi)齒輪7、太陽輪8、行星輪軸9、行星輪10、行星架11、輸出軸12、鎖止離合器13構(gòu)成；行星輪數(shù)量在3-12之間；齒輪可為直齒、斜齒或人字齒。
圖1中，輸入軸1輸入扭矩，輸入力通過行星架2、行星輪軸3、行星輪4傳到內(nèi)齒輪5和太陽輪6，被分解為兩個(gè)大小相等的力，內(nèi)齒輪5傳入內(nèi)齒輪7的力不變，太陽輪6傳入太陽輪8的力由于太陽輪8的齒數(shù)增加而變小。圖2中，輸入軸1輸入扭矩，輸入力通過行星架2、行星輪軸3、行星輪4傳到內(nèi)齒輪5和太陽輪6，被分解為兩個(gè)大小相等的力，內(nèi)齒輪5傳入內(nèi)齒輪7的力由于內(nèi)齒輪7齒數(shù)減少而變大，太陽輪6傳入太陽輪8的力不變。圖3中，輸入軸1輸入扭矩，輸入力通過行星架2、行星輪軸3、行星輪4傳到內(nèi)齒輪5和太陽輪6，被分解為兩個(gè)大小相等的力，內(nèi)齒輪5傳入內(nèi)齒輪7的力由于內(nèi)齒輪7齒數(shù)減少而變大，太陽輪6傳入太陽輪8的力由于太陽輪8的齒數(shù)增加而變小。對上述三種模式，當(dāng)輸出軸12空載荷時(shí)，行星輪10公轉(zhuǎn)和微量自轉(zhuǎn)，公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速基本等于輸入軸1轉(zhuǎn)速，由行星架11、輸出軸12，對輸入扭矩等量輸出。當(dāng)輸出軸12有載荷時(shí)，行星輪10當(dāng)支點(diǎn)軸被約束，由于內(nèi)齒輪7的作用力大于太陽輪8的作用力，使行星輪10沿內(nèi)齒輪7的作用力方向產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，同時(shí)公轉(zhuǎn)速度降低，輸出扭矩贈(zèng)大，自轉(zhuǎn)速越高，輸出扭矩越大。
圖4中，輸入軸1輸入扭矩，輸入力通過行星架2、行星輪軸3、行星輪4傳到內(nèi)齒輪5和太陽輪6，被分解為兩個(gè)大小相等的，內(nèi)齒輪5傳入內(nèi)齒輪7的力由于內(nèi)齒輪7齒數(shù)減少而變大，太陽輪6傳入太陽輪8的力由于太陽輪8的齒數(shù)減少而變大。如果內(nèi)齒輪7與內(nèi)齒輪5齒數(shù)減少的比例和太陽輪8與太陽輪6齒數(shù)減少的比例為相同比例，則本齒輪系不可能改變輸出扭矩；如果內(nèi)齒輪7與內(nèi)齒輪5齒數(shù)減少的比例大于太陽輪8與太陽輪6齒數(shù)減少的比例，使內(nèi)齒輪7的作用力大于太陽輪8的作用力，使行星輪10沿內(nèi)齒輪7的作用力方向產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，同時(shí)公轉(zhuǎn)速度降低，輸出扭矩贈(zèng)大，自轉(zhuǎn)速越高，輸出扭矩越大；如果內(nèi)齒輪7與內(nèi)齒輪5齒數(shù)減少的比例小于太陽輪8與太陽輪齒數(shù)減少的比例，使內(nèi)齒輪7的作用力小于太陽輪8的作用力，使行星輪10沿太陽輪8的作用力方向產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，同時(shí)公轉(zhuǎn)速度降低，輸出扭矩贈(zèng)大，自轉(zhuǎn)速越高，輸出扭矩越大。
圖5、圖6、圖7分別是將圖1、圖2、圖3中的輸入軸作輸出軸、輸出軸作輸入軸，相當(dāng)于分別對圖1、圖2、圖3中行星齒輪變矩器進(jìn)行逆向操作，不同的是太陽輪6的作用力大于內(nèi)齒輪5的作用力，使行星輪4沿太陽輪6的作用力方向產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，同時(shí)公轉(zhuǎn)速度降低，輸出扭矩贈(zèng)大，自轉(zhuǎn)速越高，輸出扭矩越大。
圖8是將圖4中行星齒輪變矩器中的輸入軸作輸出軸、輸出軸作輸入軸，相當(dāng)于對圖4中行星齒輪變矩器逆向操作，不同的如果內(nèi)齒輪5與內(nèi)齒輪7齒數(shù)增加的比例大于太陽輪6與太陽輪5齒數(shù)增加的比例，使太陽輪6的作用力大于內(nèi)齒輪5的作用力，使行星輪4沿太陽輪6的作用力方向產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，同時(shí)公轉(zhuǎn)速度降低，輸出扭矩贈(zèng)大，自轉(zhuǎn)速越高，輸出扭矩越大；如果內(nèi)齒輪5與內(nèi)齒輪7齒數(shù)增加的比例小于太陽輪6與太陽輪5齒數(shù)增加的比例，使內(nèi)齒輪5的作用力大于太陽輪6的作用力，使行星輪4沿內(nèi)齒輪5的作用力方向產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，同時(shí)公轉(zhuǎn)速度降低，輸出扭矩贈(zèng)大，自轉(zhuǎn)速越高，輸出扭矩越大。
圖9～圖13中，輸入軸與內(nèi)齒輪或輸入軸1與太陽輪或輸出軸與輸入軸或輸出軸與內(nèi)齒輪或輸出軸與太陽輪之間安裝鎖止離合器13；輸入軸與輸出軸之間安裝鎖止離合器13，在變矩狀態(tài)下，將鎖止離合器13分離，齒輪系有公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，輸出軸轉(zhuǎn)速與扭矩隨載荷變化而變化；在鎖止?fàn)顟B(tài)下，將鎖止離合器13結(jié)合，齒輪系只有公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，輸出軸轉(zhuǎn)速與扭矩等于輸入軸轉(zhuǎn)速與扭矩。
行星齒輪變矩器不僅可以取代現(xiàn)在汽車用液力變矩器，并且可以用于任何機(jī)械設(shè)備的變矩裝置。
權(quán)利要求
1一種行星齒輪變矩器，單個(gè)行星齒輪排中由太陽輪、內(nèi)齒輪、行星輪、行星架、行星輪軸、輸入軸及輸出軸構(gòu)成，行星輪數(shù)量在3-12之間，齒輪可采用直齒、斜齒或人字齒，其特征在于，采用A、B兩個(gè)單個(gè)行星齒輪排組成雙聯(lián)行星齒輪系，并安裝鎖止離合器。
2根據(jù)權(quán)利要求1所述行星齒輪變矩器，其特征在于，所述行星齒輪系，A行星齒輪排作輸入行星齒輪排，B行星齒輪排作輸出行星齒輪排，B排太陽輪增加齒數(shù)。
3根據(jù)權(quán)利要求1所述行星齒輪變矩器，其特征在于，所述行星齒輪系，A行星齒輪排作輸入行星齒輪排，B行星齒輪排作輸出行星齒輪排，B排內(nèi)齒輪減少齒數(shù)。
4根據(jù)權(quán)利要求1所述行星齒輪變矩器，其特征在于，所述行星齒輪系，A行星齒輪排作輸入行星齒輪排，B行星齒輪排作輸出行星齒輪排，B排太陽輪增加齒數(shù)，B排內(nèi)齒輪減少齒數(shù)。
5根據(jù)權(quán)利要求1所述行星齒輪變矩器，其特征在于，所述行星齒輪系，A行星齒輪排作輸入行星齒輪排，B行星齒輪排作輸出行星齒輪排，B排內(nèi)齒輪減少齒數(shù)，B排太陽輪減少齒數(shù)；
6根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述行星齒輪變矩器，其特征在于，所述行星齒輪系，將改變齒數(shù)的B行星齒輪排作輸入行星齒輪排，將A行星齒輪排作輸出行星齒輪排。
7根據(jù)權(quán)利要求1所述行星齒輪變矩器，其特征在于，所述鎖止離合器安裝在輸入軸與內(nèi)齒輪或輸入軸與太陽輪或輸出軸與輸入軸或輸出軸與內(nèi)齒輪或輸出軸與太陽輪之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種行星齒輪變矩器，解決液力變矩器技術(shù)缺陷問題；本發(fā)明采用A、B兩個(gè)單個(gè)行星齒輪排組成雙聯(lián)行星齒輪系，并安裝鎖止離合器；輸入軸扭矩傳入行星齒輪，傳于內(nèi)齒輪和太陽輪，分解為兩個(gè)大小相等的力，此兩個(gè)力分別傳送到另排行星齒輪的內(nèi)輪齒和太陽輪，通過改變另排太陽輪或者內(nèi)輪齒的齒數(shù)(或者同時(shí)改變)，控制一個(gè)力大于另一個(gè)力，較大的力為主動(dòng)力，與輸入動(dòng)力同方向，較小的力為從動(dòng)力，與輸入動(dòng)力方向相反，使行星輪沿較大力的方向產(chǎn)生公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，同時(shí)公轉(zhuǎn)速度降低，輸出扭矩增大；本發(fā)明具有技術(shù)優(yōu)勢不會(huì)發(fā)生燒損；結(jié)構(gòu)簡單、緊湊；齒輪系統(tǒng)強(qiáng)度高，經(jīng)久耐用，工作穩(wěn)定；增扭范圍大；傳力效率高；維修方便。
文檔編號F16H3/44GK1928391SQ20061004796
公開日2007年3月14日 申請日期2006年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月4日
發(fā)明者劉丙純 申請人:劉丙純