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。
[0104]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(guò)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(guò)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(guò)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。
[0105]當(dāng)然，本實(shí)施例中轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)的大齒輪202、小齒輪201和齒輪帶可分別由大鏈輪、小鏈輪和鏈替換，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(yáng)輪16和第二級(jí)行星架7的連接軸上，大鏈輪和小鏈輪通過(guò)鏈連接；轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)通過(guò)可鎖止機(jī)構(gòu)11實(shí)現(xiàn)對(duì)第一級(jí)太陽(yáng)輪16和第二級(jí)行星架7連接軸的可鎖止和調(diào)速。
[0106]實(shí)施例5
結(jié)合圖5，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。
[0107]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(guò)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(guò)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(guò)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。
[0108]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(guò)調(diào)速電機(jī)控制第一級(jí)太陽(yáng)輪16的轉(zhuǎn)速。
[0109]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)11，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)的輸入端和輸出端通過(guò)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(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(guò)可鎖止機(jī)構(gòu)11實(shí)現(xiàn)對(duì)第一級(jí)太陽(yáng)輪16和第二級(jí)行星架7連接軸的可鎖止。本實(shí)施例中，第一錐齒輪301為輸出端錐齒輪，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，第二錐齒輪302為輸入端錐齒輪，第二錐齒輪302的齒輪軸與調(diào)速電機(jī)連接，第二錐齒輪302與第一錐齒輪301嚙合，可鎖止機(jī)構(gòu)11通過(guò)可鎖止第二錐齒輪302而實(shí)現(xiàn)對(duì)第一級(jí)太陽(yáng)輪16和第二級(jí)行星架7連接軸的可鎖止和調(diào)速。
[0110]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。
[0111]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。
[0112]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。
[0113]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。
[0114]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。
[0115]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)。
[0116]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。
[0117]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。
[0118]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。
[0119]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。
[0120]初始狀態(tài)，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)不工作，由于轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)的可鎖止機(jī)構(gòu)11鎖止第一級(jí)太陽(yáng)輪16和第二級(jí)行星架7連接軸，使得第一級(jí)太陽(yáng)輪16和第二級(jí)行星架7鎖死，即
nai=nh2=0，動(dòng)力傳遞只有由第一級(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—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。
[0121]當(dāng)轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)工作時(shí)，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)的可鎖止機(jī)構(gòu)11解除對(duì)第一級(jí)太陽(yáng)輪16和第二級(jí)行星架7連接軸的鎖止，此時(shí)動(dòng)力傳遞有兩條路徑合成:由在轉(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。
[0122]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(guò)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(guò)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(guò)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。
[0123]當(dāng)然，轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)的輸入端和輸出端齒輪的設(shè)置不局限于本實(shí)施例，凡是通過(guò)錐齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制機(jī)構(gòu)的輸入端和輸出端的變速以及通過(guò)可鎖止機(jī)構(gòu)11對(duì)第一級(jí)太陽(yáng)輪16和第二級(jí)行星架7連接軸的可鎖止的設(shè)計(jì)，均落入本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。
[0124]實(shí)施例6 結(jié)合圖6 (a)和圖6 (b)，為滿足汽車變速器的使用要求，本發(fā)明的差動(dòng)調(diào)速行星齒輪無(wú)級(jí)變速器在實(shí)施例1或?qū)嵤├?或?qū)嵤├?或?qū)嵤├?或?qū)嵤├?的基礎(chǔ)上，還設(shè)有第三級(jí)行星機(jī)構(gòu)、離合器13和可鎖止機(jī)構(gòu)11，第三級(jí)行星機(jī)構(gòu)包括第三級(jí)太陽(yáng)輪23、第三級(jí)行星輪24、第三級(jí)行星架12和第三級(jí)內(nèi)齒輪25，第三級(jí)太陽(yáng)輪23與第二級(jí)內(nèi)齒輪8連接，使變速器包括第一級(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)、離合器、可鎖止機(jī)構(gòu)11和第三級(jí)行星機(jī)構(gòu)等六個(gè)部分，每一級(jí)行星機(jī)構(gòu)均設(shè)有支撐該級(jí)內(nèi)齒輪與殼體I旋轉(zhuǎn)的第一軸承組2、支撐該級(jí)行星輪與行星架連接的小軸3和支撐該級(jí)行星輪與小軸3旋轉(zhuǎn)的第二軸承組4。支撐架22連接殼體I，用于支撐行各級(jí)星機(jī)構(gòu)的輸出軸。本實(shí)施例在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上設(shè)置第三級(jí)行星機(jī)構(gòu)、離合器13和可鎖止機(jī)構(gòu)11。
[0125]第三級(jí)行星架12 —體設(shè)計(jì)有離合器13和可鎖止機(jī)構(gòu)11，實(shí)現(xiàn)變速器的前進(jìn)檔、空檔和倒檔功能。
[0126]第三級(jí)內(nèi)齒輪25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。
[0127]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。
[0128]動(dòng)力由第二級(jí)行星機(jī)構(gòu)的輸出件第二級(jí)內(nèi)齒輪8通過(guò)第三級(jí)太陽(yáng)輪23輸入第三級(jí)行星機(jī)構(gòu)，本實(shí)施例中，第三級(jí)行星架12 —體設(shè)計(jì)有離合器13和可鎖止機(jī)構(gòu)11，實(shí)現(xiàn)變速器的空檔、倒