輪202、大齒輪301、第一錐齒輪302、第二錐齒輪。
【具體實(shí)施方式】
[0032]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0033]實(shí)施例1
結(jié)合圖1(a)，本發(fā)明的差動(dòng)調(diào)速行星齒輪無(wú)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14、第一級(jí)太陽(yáng)輪16、第一級(jí)行星輪17和第一級(jí)行星架15，第一級(jí)內(nèi)齒輪14與輸入軸連接為輸入，第一級(jí)太陽(yáng)輪16和第一級(jí)行星架15為輸出；第二級(jí)行星機(jī)構(gòu)包括第二級(jí)太陽(yáng)輪10、第二級(jí)行星輪9、第二級(jí)行星架7和第二級(jí)內(nèi)齒輪8 ;第一級(jí)行星架15和第二級(jí)太陽(yáng)輪10連接，第一級(jí)太陽(yáng)輪16和第二級(jí)行星架7連接；第二級(jí)內(nèi)齒輪8與輸出軸連接為輸出。
[0034]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(yáng)輪16和第二級(jí)行星架7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(lái)控制轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)無(wú)級(jí)變速；通過可鎖止機(jī)構(gòu)鎖止第一級(jí)太陽(yáng)輪16和第二級(jí)行星架7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(wú)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。
[0035]第一級(jí)內(nèi)齒輪14輸入動(dòng)力，由第一級(jí)行星架15—一第二級(jí)太陽(yáng)輪10和第一級(jí)太陽(yáng)輪16--第二級(jí)行星架7輸入第二級(jí)行星機(jī)構(gòu)；由第二級(jí)行星機(jī)構(gòu)的第二級(jí)內(nèi)齒輪8輸出。根據(jù)行星機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特點(diǎn)確定，第一級(jí)太陽(yáng)輪16—一第二級(jí)行星架7的傳動(dòng)為小扭矩增速，第一級(jí)行星架15—一第二級(jí)太陽(yáng)輪10的傳動(dòng)為大扭矩減速；在第一級(jí)太陽(yáng)輪16—一第二級(jí)行星架7中設(shè)計(jì)有轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)，通過調(diào)速電機(jī)控制第一級(jí)太陽(yáng)輪16的轉(zhuǎn)速。
[0036]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5、蝸輪6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(yáng)輪27、轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第一級(jí)行星輪28、轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第一級(jí)行星架29和固定內(nèi)齒圈20，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第一級(jí)太陽(yáng)輪27連接在第一級(jí)太陽(yáng)輪16和第二級(jí)行星架7的連接軸上，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第一級(jí)行星輪28與固定內(nèi)齒圈20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(yáng)輪30、轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第二級(jí)行星輪31、轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第二級(jí)行星架32和固定內(nèi)齒圈20，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第二級(jí)太陽(yáng)輪30連接在第一級(jí)太陽(yáng)輪16和第二級(jí)行星架7的連接軸上，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第二級(jí)行星輪31與固定內(nèi)齒圈20嚙合；轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第一級(jí)行星架29與轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第二級(jí)太陽(yáng)輪30連接，蝸輪6與轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第二級(jí)行星架32連接為一體，套裝在第一級(jí)太陽(yáng)輪16和第二級(jí)行星架7的連接軸上。固定內(nèi)齒圈20和蝸桿軸承座固定在變速器的殼體I，蝸桿5上連有調(diào)速電機(jī)。轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第一級(jí)行星架29與轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第二級(jí)太陽(yáng)輪30的連接方式為鍵連接、銷連接、螺紋連接、膨脹套或花鍵連接。本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第一級(jí)行星輪28和轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第二級(jí)行星輪31嚙合同一固定內(nèi)齒圈20。
[0037]第一級(jí)行星架15和第二級(jí)太陽(yáng)輪10的連接方式為鍵連接、銷連接、螺紋連接、膨脹套或花鍵連接。
[0038]第一級(jí)太陽(yáng)輪16與第二級(jí)行星架7的連接方式為鍵連接、銷連接、螺紋連接、膨脹套或花鍵連接。
[0039]第一級(jí)內(nèi)齒輪14包括輸入軸和內(nèi)齒圈，第二級(jí)內(nèi)齒輪8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。
[0040]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。
[0041]根據(jù)行星機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特點(diǎn)，第一級(jí)行星機(jī)構(gòu)和第二行級(jí)星機(jī)構(gòu)兩個(gè)行星差動(dòng)輪系串聯(lián)，組成了最大扭矩輸出和最高轉(zhuǎn)速輸出相結(jié)合的疊加傳動(dòng)輪系，在轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)的控制下，分別實(shí)現(xiàn)最大扭矩輸出和最高轉(zhuǎn)速輸出。
[0042]動(dòng)力輸入時(shí)，動(dòng)力傳遞可以有兩條路徑:由第一級(jí)內(nèi)齒輪14(輸入)一一第一級(jí)行星架15—一第二級(jí)太陽(yáng)輪10—一第二級(jí)內(nèi)齒輪8 (輸出)和第一級(jí)內(nèi)齒輪14 (輸入)一一第一級(jí)太陽(yáng)輪16--第二級(jí)行星架7--第二級(jí)內(nèi)齒輪8 (輸出)。
[0043]由第一級(jí)內(nèi)齒輪14 (輸入)--第一級(jí)行星架15--第二級(jí)太陽(yáng)輪10--第二級(jí)內(nèi)齒輪8 (輸出)傳遞的是低速大扭矩路徑；由第一級(jí)內(nèi)齒輪14 (輸入)一一第一級(jí)太陽(yáng)輪16--第二級(jí)行星架7--第二級(jí)內(nèi)齒輪8 (輸出)傳遞的是低扭矩尚轉(zhuǎn)速路徑。
[0044]在行星差動(dòng)輪系傳動(dòng)中，當(dāng)輸入功率為定值，線速度和轉(zhuǎn)矩必須遵守下例關(guān)系式:(其中a為太陽(yáng)輪，b為內(nèi)齒輪，h為行星架，al為第一級(jí)太陽(yáng)輪，bl為第一級(jí)內(nèi)齒輪，hi為第一級(jí)行星架，a2為第二級(jí)太陽(yáng)輪，b2為第二級(jí)內(nèi)齒輪，h2為第二級(jí)行星架):
WVh=O ;na+nb (Zb/Za) + (1+Zb/Za) nh=0 (運(yùn)動(dòng)學(xué)方程)
Ta+Tb+Th=0;Ta:Tb:Th=l:(Zb/Za): (1+Zb/Za)(動(dòng)力學(xué)方程)
當(dāng)輸入轉(zhuǎn)速一定時(shí)，調(diào)整一個(gè)傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)速后，另一個(gè)傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)整；由于調(diào)速電機(jī)可以無(wú)級(jí)調(diào)速，所以另一個(gè)傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)速也自動(dòng)調(diào)整，并一定是無(wú)級(jí)變速；使得第二級(jí)行星機(jī)構(gòu)有兩個(gè)無(wú)級(jí)變速的輸入；在轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)的控制下，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的調(diào)整和功率的分配平衡，從而達(dá)到第二級(jí)行星機(jī)構(gòu)輸出的無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)目的。
[0045]由上述關(guān)系式可以得到本發(fā)明疊加傳動(dòng)輪系的輸入與輸出的轉(zhuǎn)速和扭矩關(guān)系式。
[0046]運(yùn)動(dòng)學(xué)分析:
nbi=Zal/Zbl (nal+(l+Zbl/zal) nhl) nb2_Za2/Zb2 (na2+ (1+Zb2/Za2) nh2)
疊加運(yùn)動(dòng)輪系的輸入與輸出的轉(zhuǎn)速關(guān)系式: nb2_ (Za2/Zb2) (na2+ (1+Zb2/Za2) nh2)
=(Za2/Zb2) (nbl (Zbl/Zal) / (1+Zbl/Zal) +nal (1+Zb2/Za2_l/ (1+Zbl/Zal)))
動(dòng)力學(xué)分析:
Tb= (Zb/ Za) Ta =Th (Zb/ Za)/(1+ Zb/ Za)
Tb= (Zb/ Za) (Ta +Th/(1+ Zb/ Za) ) /2疊加運(yùn)動(dòng)輪系的輸入與輸出的扭矩關(guān)系式:
T b2~ (Zb2/ Za2) (Ta2 +Th2/ (1+ Zb2/ Za2) ) /2
=T bl (Zb2/ Za2) (Z bl/ Zal) (1/(1+Zbl/Zal)+ I/ (1+ Zb2/ Za2) ) /2結(jié)合圖7可知:斜線①表示了在轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)不工作的情況下，變速器在兩級(jí)減速大扭矩低速工作時(shí)功率輸出狀態(tài)。斜線②和斜線③表示了在轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)工作的情況下，疊加運(yùn)動(dòng)輪系兩路功率傳遞變化的情況，使得兩個(gè)差動(dòng)輪系組成最大扭矩輸出和最高轉(zhuǎn)速輸出相結(jié)合的疊加傳動(dòng)輪系?？偟墓β蕚鬟f是曲線的疊加，實(shí)現(xiàn)功率分配自動(dòng)調(diào)整。
[0047]初始狀態(tài)，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)不工作，由于蝸桿5不工作，根據(jù)渦輪付機(jī)構(gòu)的自鎖特性，固定內(nèi)齒圈20固定，使得第一級(jí)太陽(yáng)輪16和第二級(jí)行星架7鎖死，即nal=nh2=0，動(dòng)力傳遞只有由第一級(jí)內(nèi)齒輪14(輸入)一一第一級(jí)行星架15—一第二級(jí)太陽(yáng)輪10—一第二級(jí)內(nèi)齒輪8 (輸出)，變速器處于兩級(jí)減速大扭矩低速工作狀態(tài)。第二級(jí)內(nèi)齒輪8的輸出旋轉(zhuǎn)方向與輸入第一級(jí)內(nèi)齒輪14的方向相反，此時(shí)前兩級(jí)行星機(jī)構(gòu)各部件的具體轉(zhuǎn)向如圖8 (a)所示。
[0048]當(dāng)轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)工作時(shí)，蝸桿5工作，此時(shí)動(dòng)力傳遞有兩條路徑合成:在轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)的控制下，隨著第一級(jí)太陽(yáng)輪16—一第二級(jí)行星架7控制轉(zhuǎn)速的逐步提高，第一級(jí)行星架15—一第二級(jí)太陽(yáng)輪10傳動(dòng)轉(zhuǎn)速逐步降低；隨著第一級(jí)太陽(yáng)輪16—一第二級(jí)行星架7控制轉(zhuǎn)速的逐步降低，第一級(jí)行星架15—一第二級(jí)太陽(yáng)輪10傳動(dòng)轉(zhuǎn)速逐步提高。輸出為兩條路徑合成的轉(zhuǎn)速和扭矩，變速器處于疊加運(yùn)動(dòng)輪系的傳動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)?shù)谝患?jí)太陽(yáng)輪16—一第二級(jí)行星架7轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，使得第一級(jí)行星架15—一第二級(jí)太陽(yáng)輪10轉(zhuǎn)速發(fā)生差動(dòng)調(diào)速，從而使變速器處于無(wú)級(jí)變速。由于第一級(jí)太陽(yáng)輪16—一第二級(jí)行星架7輸出轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)方向與輸入第一級(jí)內(nèi)齒輪14方向相反，和第二級(jí)內(nèi)齒輪8的輸出旋向相同，從而實(shí)現(xiàn)第二級(jí)內(nèi)齒輪8的輸出無(wú)級(jí)變速和超速功能，此時(shí)前兩級(jí)行星機(jī)構(gòu)各部件的具體轉(zhuǎn)向如圖8 (b)所示。
[0049]轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)的作用:使得兩個(gè)差動(dòng)輪系組成最大扭矩輸出和最高轉(zhuǎn)速輸出相結(jié)合的疊加運(yùn)動(dòng)輪系，在轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)控制下，實(shí)現(xiàn)最大扭矩輸出和最高轉(zhuǎn)速輸出的轉(zhuǎn)換和功率平衡。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(lái)控制轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)無(wú)級(jí)變速；通過可鎖止機(jī)構(gòu)鎖止第一級(jí)太陽(yáng)輪16和第二級(jí)行星架7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(wú)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。
[0050]結(jié)合圖1(b)，本實(shí)施例中轉(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(yáng)輪，即轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)第一級(jí)行星輪28與第一級(jí)太陽(yáng)輪16嚙合。
[0051]實(shí)施例2
結(jié)合圖2(a)，本發(fā)明的差動(dòng)調(diào)速行星齒輪無(wú)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14、第一級(jí)太陽(yáng)輪16、第一級(jí)行星輪17和第一級(jí)行星架15，第一級(jí)內(nèi)齒輪14與輸入軸連接為輸入，第一級(jí)太陽(yáng)輪16和第一級(jí)行星架15為輸出；第二級(jí)行星機(jī)構(gòu)包括第二級(jí)太陽(yáng)輪10、第二級(jí)行星輪9、第二級(jí)行星架7和第二級(jí)內(nèi)齒輪8 ;第一級(jí)行星架15和第二級(jí)太陽(yáng)輪10連接，第一級(jí)太陽(yáng)輪16和第二級(jí)行星架7連接；第二級(jí)內(nèi)齒輪8與輸出軸連接為輸出。
[0052]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(yáng)輪16和第二級(jí)行星架7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(lái)控制轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)無(wú)級(jí)變速；通過可鎖止機(jī)構(gòu)鎖止第一級(jí)太陽(yáng)輪16和第二級(jí)行星架7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(wú)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。
[0053]第一級(jí)內(nèi)齒輪14輸入動(dòng)力，由第一級(jí)行星架15—一第二級(jí)太陽(yáng)輪10和第一級(jí)太陽(yáng)輪16--第二級(jí)行星架7輸入第二級(jí)行星機(jī)構(gòu)；由第二級(jí)行星機(jī)構(gòu)的第二級(jí)內(nèi)齒輪8輸出。根據(jù)行星機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特點(diǎn)確定，第一級(jí)太陽(yáng)輪16—一第二級(jí)行星架7的傳動(dòng)為小扭矩增速，第一級(jí)行星架15—一第二級(jí)太陽(yáng)輪10的傳動(dòng)為大扭矩減速；在第一級(jí)太陽(yáng)輪16—一第二級(jí)行星架7中設(shè)計(jì)有轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)，通過調(diào)速電機(jī)控制第一級(jí)太陽(yáng)輪16的轉(zhuǎn)速。
[0054]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5、蝸輪6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(yáng)輪26、大行星輪19、小行星輪21、連接軸、行星架和固定內(nèi)齒圈20，大行星輪19和小行星輪21由連接軸連接，安裝在行星架上；大行