一種差動(dòng)調(diào)速行星齒輪無級(jí)變速器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及變速箱領(lǐng)域，尤其是涉及一種差動(dòng)調(diào)速行星齒輪無級(jí)變速器。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，汽車綜合性能的評(píng)估，不僅取決于發(fā)動(dòng)機(jī)，在很大程度上還依賴于變速器性能與發(fā)動(dòng)機(jī)配合及動(dòng)態(tài)調(diào)控的質(zhì)量。目前汽車上使用的變速器可以分類為:手動(dòng)變速器和自動(dòng)變速器兩大類。有:MT (手動(dòng)變速器)和AT、AMT、DSG、CVT等(自動(dòng)變速器)，以及混合動(dòng)力車用ECVT等。除了 CVT和ECVT以外，其余的變速器都是有級(jí)的，在變速過程中動(dòng)力是斷開的，存在與發(fā)動(dòng)機(jī)配合及動(dòng)態(tài)調(diào)控的質(zhì)量問題，匹配不好時(shí)會(huì)產(chǎn)生沖擊。由于電子技術(shù)的快速發(fā)展，汽車自動(dòng)變速器也發(fā)展很快，已經(jīng)是汽車變速器的發(fā)展方向。但是，液力傳動(dòng)效率低；其他自動(dòng)變速器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高，維修困難，價(jià)格昂貴是不爭(zhēng)的事實(shí)。而且汽車自動(dòng)變速器的核心技術(shù)為國外壟斷。
[0003]汽車用無級(jí)變速器，是汽車問世以來人們一直追求的產(chǎn)品。其原因是可以和汽車動(dòng)力系統(tǒng)完美匹配，提高汽車的使用性能，具有節(jié)能、環(huán)保、變速平穩(wěn)、操作簡(jiǎn)單等許多優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)有的汽車無級(jí)變速器CVT，是由鋼帶(或鏈)、摩擦輪和液壓系統(tǒng)組合的，由于是摩擦傳動(dòng)，傳動(dòng)功率小，應(yīng)用受限制，目前在小排量汽車上使用比較多。因此，研宄一種可以突破摩擦機(jī)構(gòu)的性能限制和也能在功率較大的汽車上應(yīng)用的無級(jí)變速器顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是設(shè)計(jì)一種動(dòng)力連續(xù)傳遞、齒輪傳動(dòng)比高、傳遞動(dòng)力能力強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣的無級(jí)變速器。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的差動(dòng)調(diào)速行星齒輪無級(jí)變速器由兩級(jí)行星機(jī)構(gòu)串聯(lián)組成差動(dòng)輪系，第一級(jí)行星機(jī)構(gòu)包括第一級(jí)內(nèi)齒輪、第一級(jí)太陽輪、第一級(jí)行星輪和第一級(jí)行星架，第一級(jí)內(nèi)齒輪與輸入軸連接為輸入，第一級(jí)太陽輪和第一級(jí)行星架為輸出；第二級(jí)行星機(jī)構(gòu)包括第二級(jí)太陽輪、第二級(jí)行星輪、第二級(jí)行星架和第二級(jí)內(nèi)齒輪；第一級(jí)行星架和第二級(jí)太陽輪連接，第一級(jí)太陽輪和第二級(jí)行星架連接；第二級(jí)內(nèi)齒輪與輸出軸連接為輸出。
[0006]進(jìn)一步的，第一級(jí)行星機(jī)構(gòu)和第二級(jí)行星機(jī)構(gòu)間設(shè)有轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)包括輸入端和輸出端，輸入端連接調(diào)速電機(jī)，輸出端連接在第一級(jí)太陽輪和第二級(jí)行星架的連接軸上，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)的輸入端和輸出端之間設(shè)有變速機(jī)構(gòu)，通過變速機(jī)構(gòu)使調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)速在合適范圍內(nèi)；通過與輸入端連接的調(diào)速電機(jī)來控制轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)無級(jí)變速；通過可鎖止機(jī)構(gòu)鎖止第一級(jí)太陽輪和第二級(jí)行星架連接軸的轉(zhuǎn)速，阻隔循環(huán)功率流并調(diào)速，從而實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速以及最大扭矩輸出和最高轉(zhuǎn)速輸出的變化和功率平衡。
[0007]進(jìn)一步的，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)通過行星機(jī)構(gòu)和渦輪付機(jī)構(gòu)，或齒輪機(jī)構(gòu)和可鎖止機(jī)構(gòu)，或鏈輪機(jī)構(gòu)和可鎖止機(jī)構(gòu)，或齒輪帶機(jī)構(gòu)和可鎖止機(jī)構(gòu)連接其輸入端和輸出端。
[0008]轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為:轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第一級(jí)行星機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第二級(jí)行星機(jī)構(gòu)和蝸輪付機(jī)構(gòu)，蝸輪付機(jī)構(gòu)包括蝸桿、蝸輪和蝸桿軸承座；轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第一級(jí)行星機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第一級(jí)太陽輪、轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第一級(jí)行星輪、轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第一級(jí)行星架和固定內(nèi)齒圈，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第一級(jí)太陽輪連接在第一級(jí)太陽輪和第二級(jí)行星架的連接軸上，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第一級(jí)行星輪與固定內(nèi)齒圈嚙合；轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第二級(jí)行星機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第二級(jí)太陽輪、轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第二級(jí)行星輪、轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第二級(jí)行星架和固定內(nèi)齒圈，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第二級(jí)太陽輪連接在第一級(jí)太陽輪和第二級(jí)行星架的連接軸上，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第二級(jí)行星輪與固定內(nèi)齒圈嚙合；轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第一級(jí)行星架與轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第二級(jí)太陽輪連接，蝸輪與轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第二級(jí)行星架連接為一體，套裝在第一級(jí)太陽輪和第二級(jí)行星架的連接軸上。
[0009]進(jìn)一步的，固定內(nèi)齒圈和蝸桿軸承座固定在變速器的殼體，蝸桿上連有調(diào)速電機(jī)。
[0010]進(jìn)一步的，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第一級(jí)行星輪和轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第二級(jí)行星輪嚙合同一固定內(nèi)齒圈。
[0011]進(jìn)一步的，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第一級(jí)行星機(jī)構(gòu)和第一級(jí)行星機(jī)構(gòu)可以共用同一太陽輪，即轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第一級(jí)行星輪與第一級(jí)太陽輪嚙合。
[0012]進(jìn)一步的，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第一級(jí)行星架與轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第二級(jí)太陽輪的連接方式為鍵連接、銷連接、螺紋連接、膨脹套或花鍵連接。
[0013]轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)還可以是:轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)包括蝸輪付機(jī)構(gòu)和行星機(jī)構(gòu)，蝸輪付機(jī)構(gòu)包括蝸桿、蝸輪和蝸桿軸承座，行星機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)太陽輪、大行星輪、小行星輪、連接軸、行星架和固定內(nèi)齒圈或固定外齒輪，大行星輪和小行星輪由連接軸連接，安裝在行星架上；大行星輪與轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)太陽輪嚙合；小行星輪與固定內(nèi)齒圈或固定外齒輪嚙合，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)太陽輪連接在第一級(jí)太陽輪和第二級(jí)行星架的連接軸上，蝸輪與行星機(jī)構(gòu)的行星架連接為一體，套裝在第一級(jí)太陽輪和第二級(jí)行星架的連接軸上。
[0014]進(jìn)一步的，固定內(nèi)齒圈或固定外齒輪和蝸桿軸承座固定在變速器的殼體，蝸桿上連有調(diào)速電機(jī)。
[0015]進(jìn)一步的，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)的行星機(jī)構(gòu)和第一級(jí)行星機(jī)構(gòu)可以共用同一太陽輪，即行星機(jī)構(gòu)的大行星輪與第一級(jí)太陽輪嚙合。
[0016]轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)還可以是:轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)包括齒輪機(jī)構(gòu)和可鎖止機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)的輸入端和輸出端通過齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)變速，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)的輸出端齒輪連接在第一級(jí)太陽輪和第二級(jí)行星架的連接軸上，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)的輸入端齒輪的齒輪軸與調(diào)速電機(jī)連接；轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)通過可鎖止機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)第一級(jí)太陽輪和第二級(jí)行星架連接軸的可鎖止和調(diào)速。
[0017]轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)還可以是:轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)包括大齒輪、小齒輪、齒輪帶和可鎖止機(jī)構(gòu)，大齒輪的齒輪軸與調(diào)速電機(jī)連接，小齒輪連接在第一級(jí)太陽輪和第二級(jí)行星架的連接軸上，大齒輪和小齒輪通過齒輪帶連接；轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)通過可鎖止機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)第一級(jí)太陽輪和第二級(jí)行星架連接軸的可鎖止和調(diào)速。
[0018]轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)還可以是:轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)包括大鏈輪、小鏈輪、鏈和可鎖止機(jī)構(gòu)，大鏈輪的鏈輪軸與調(diào)速電機(jī)連接，小鏈輪連接在第一級(jí)太陽輪和第二級(jí)行星架的連接軸上，大鏈輪和小鏈輪通過鏈連接；轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)通過可鎖止機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)第一級(jí)太陽輪和第二級(jí)行星架連接軸的可鎖止和調(diào)速。
[0019]轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)還可以是:轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)包括錐齒輪機(jī)構(gòu)和可鎖止機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)的輸入端和輸出端通過錐齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)變速，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)的輸出端錐齒輪連接在第一級(jí)太陽輪和第二級(jí)行星架的連接軸上，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)的輸入端錐齒輪的齒輪軸與調(diào)速電機(jī)連接；轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)通過可鎖止機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)第一級(jí)太陽輪和第二級(jí)行星架連接軸的可鎖止和調(diào)速。
[0020]進(jìn)一步的，第一級(jí)行星架和第二級(jí)太陽輪的連接方式為鍵連接、銷連接、螺紋連接、膨脹套或花鍵連接。
[0021]進(jìn)一步的，第一級(jí)太陽輪與第二級(jí)行星架的連接方式為鍵連接、銷連接、螺紋連接、膨脹套或花鍵連接。
[0022]進(jìn)一步的，第一級(jí)內(nèi)齒輪包括輸入軸和內(nèi)齒圈，第二級(jí)內(nèi)齒輪包括輸出軸和內(nèi)齒圈，輸入軸和內(nèi)齒圈、輸出軸和內(nèi)齒圈為一體式連接或分體式連接。
[0023]進(jìn)一步的，輸入軸和內(nèi)齒圈、輸出軸和內(nèi)齒圈的分體式連接方式為花鍵連接、鍵連接、螺栓連接、膨脹套或銷連接。
[0024]更進(jìn)一步的，本發(fā)明的差動(dòng)調(diào)速行星齒輪無級(jí)變速器還設(shè)有第三級(jí)行星機(jī)構(gòu)、離合器和可鎖止機(jī)構(gòu)，第三級(jí)行星機(jī)構(gòu)包括第三級(jí)太陽輪、第三級(jí)行星輪、第三級(jí)行星架和第三級(jí)內(nèi)齒輪，第三級(jí)太陽輪與第二級(jí)內(nèi)齒輪連接。
[0025]進(jìn)一步的，第三級(jí)行星架一體設(shè)計(jì)有離合器和可鎖止機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)變速器的前進(jìn)檔、空檔和倒檔功能。
[0026]進(jìn)一步的，第三級(jí)內(nèi)齒輪包括輸出軸和內(nèi)齒圈，輸出軸和內(nèi)齒圈為一體式連接或分體式連接。
[0027]進(jìn)一步的，輸出軸和內(nèi)齒圈的分體式連接方式為花鍵連接、鍵連接、螺栓連接、膨脹套或銷連接。
[0028]本發(fā)明的有益效果:采用這樣的設(shè)計(jì)后，變速過程是連續(xù)的無級(jí)變速，動(dòng)力傳遞不會(huì)中斷；齒輪傳動(dòng)效率比較高，克服了摩擦傳動(dòng)的限制，傳遞動(dòng)力的能力比較強(qiáng)；結(jié)構(gòu)緊湊，體積小、質(zhì)量輕；自動(dòng)化伺服控制方便；應(yīng)用范圍廣，能滿足各種變速傳動(dòng)的要求；市場(chǎng)前景廣闊。
【附圖說明】
[0029]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步闡明。
[0030]圖1 (a)是實(shí)施例1中的差動(dòng)調(diào)速行星齒輪無級(jí)變速器的原理示意圖；
圖1 (b)是實(shí)施例1中轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第一級(jí)行星機(jī)構(gòu)與第一級(jí)行星機(jī)構(gòu)共用太陽輪的差動(dòng)調(diào)速行星齒輪無級(jí)變速器的原理示意圖；
圖2 Ca)是實(shí)施例2中的差動(dòng)調(diào)速行星齒輪無級(jí)變速器的原理示意圖；
圖2 (b)是實(shí)施例2中轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)的行星機(jī)構(gòu)與第一級(jí)行星機(jī)構(gòu)共用太陽輪的差動(dòng)調(diào)速行星齒輪無級(jí)變速器的原理示意圖；
圖2 (c)是實(shí)施例2中轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)的行星機(jī)構(gòu)中固定外齒輪替代固定內(nèi)齒圈的差動(dòng)調(diào)速行星齒輪無級(jí)變速器的原理示意圖；
圖3是實(shí)施例3中的差動(dòng)調(diào)速行星齒輪無級(jí)變速器的原理示意圖；
圖4是實(shí)施例4中的差動(dòng)調(diào)速行星齒輪無級(jí)變速器的原理示意圖； 圖5是實(shí)施例5中的差動(dòng)調(diào)速行星齒輪無級(jí)變速器的原理示意圖；
圖6 (a)是實(shí)施例6中的加有第三級(jí)行星機(jī)構(gòu)及離合器和鎖止機(jī)構(gòu)的差動(dòng)調(diào)速行星齒輪無級(jí)變速器的原理示意圖；
圖6 (b)是實(shí)施例6中的加有第三級(jí)行星機(jī)構(gòu)及離合器和鎖止機(jī)構(gòu)的差動(dòng)調(diào)速行星齒輪無級(jí)變速器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是本發(fā)明的差動(dòng)調(diào)速行星齒輪無級(jí)變速器的功率匹配示意圖；
圖8 (a)是本發(fā)明的差動(dòng)調(diào)速行星齒輪無級(jí)變速器在轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)不工作時(shí)前兩級(jí)行星機(jī)構(gòu)各部件旋轉(zhuǎn)方向示意圖；
圖8 (b)是本發(fā)明的差動(dòng)調(diào)速行星齒輪無級(jí)變速器在轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)工作時(shí)前兩級(jí)行星機(jī)構(gòu)各部件旋轉(zhuǎn)方向示意圖；
圖9 (a)是實(shí)施例6中的加有第三級(jí)行星機(jī)構(gòu)及離合器和鎖止機(jī)構(gòu)的差動(dòng)調(diào)速行星齒輪無級(jí)變速器空檔時(shí)第三級(jí)行星機(jī)構(gòu)各部件旋轉(zhuǎn)方向示意圖；
圖9 (b)是實(shí)施例6中的加有第三級(jí)行星機(jī)構(gòu)及離合器和鎖止機(jī)構(gòu)的差動(dòng)調(diào)速行星齒輪無級(jí)變速器倒檔時(shí)第三級(jí)行星機(jī)構(gòu)各部件旋轉(zhuǎn)方向示意圖；
圖9 (c)是實(shí)施例6中的加有第三級(jí)行星機(jī)構(gòu)及離合器和鎖止機(jī)構(gòu)的差動(dòng)調(diào)速行星齒輪無級(jí)變速器前進(jìn)檔時(shí)第三級(jí)行星機(jī)構(gòu)各部件旋轉(zhuǎn)方向示意圖。
[0031]1、殼體2、第一軸承組3、小軸 4、第二軸承組5、蝸桿6、蝸輪7、第二級(jí)行星架8、第二級(jí)內(nèi)齒輪9、第二級(jí)行星輪10、第二級(jí)太陽輪11、可鎖止機(jī)構(gòu)12、第三級(jí)行星架13、離合器14、第一級(jí)內(nèi)齒輪15、第一級(jí)行星架16、第一級(jí)太陽輪
17、第一級(jí)行星輪18、芯軸 19、大行星輪20、固定內(nèi)齒圈21、小行星輪22、支撐架23、第三級(jí)太陽輪24、第三級(jí)行星輪25、第三級(jí)內(nèi)齒輪26、轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)太陽輪
27、轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第一級(jí)太陽輪28、轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第一級(jí)行星輪29、轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第一級(jí)行星架30、轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第二級(jí)太陽輪31、轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第二級(jí)行星輪32、轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第二級(jí)行星架33、固定外齒輪101、第一齒輪102、第二齒輪103、第三齒輪201、小齒