專利名稱：一種復(fù)合緊湊型變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于變速器領(lǐng)域，更具體地說，它是ー種用于各種地面車輛、船舶、鉄道機(jī)車、工程機(jī)械、各種航天、航空器、冶金、礦山、石油、化工、輕エ、食品、紡織、起重運(yùn)輸機(jī)械、機(jī)床、機(jī)械人以及軍エ的變速器。
背景技術(shù)：
目前，常用的無級變速器都是根據(jù)摩擦、流體靜力學(xué)等原理來設(shè)計(jì)的，它所能傳遞的功率不大，并且效率不高；另外，這些無級變速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操控麻煩，并需通過昂貴的材料和精密的制造才能實(shí)現(xiàn)，因此成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種延長發(fā)動機(jī)和傳動系的使用壽命，結(jié)構(gòu)簡單，操控方便，低成本，節(jié)能高效的變速器。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案以下
ー種復(fù)合緊湊型變速器，它包括輸入軸(I)、可控カ矩器(4)、空倒檔機(jī)構(gòu)(5)、單向離合器(6)、輸出軸(7),所述單向離合器(6)的輸出端(62)與輸入軸(I)聯(lián)接，可控カ矩器
(4)的輸出端(42)與空倒檔機(jī)構(gòu)(5)的輸入端(51)聯(lián)接,空倒檔機(jī)構(gòu)(5)的輸出端(52)與輸出軸(7)聯(lián)接，所述的輸入軸(I)與輸出軸(7)之間設(shè)有若干個(gè)依次聯(lián)接的由具有同向性能的行星排組成的增矩單元(2)，每個(gè)增矩單元(2)都聯(lián)接有由具有同向性能的行星排組成的升速単元(3)，所述的增矩單元(2)包括輸入元件(21)、輸出元件(22)、公共輸出元件
(23)、行星齒輪(24)，所述升速單元(3)包括輸入元件(31)、輸出元件(32)、公共輸出元件
(33)、行星齒輪(34)，首個(gè)增矩単元(2)的輸入元件(21)與輸入軸(I)聯(lián)接，其余各個(gè)增矩単元(2)的輸入元件(21)與各自上一個(gè)升速単元(3)的輸出元件(32)為同一元件，即升速元件(321)，任一個(gè)增矩単元(2)的輸出元件(22)與各自下一個(gè)升速単元(3)的輸入元件
(31)為同一元件，即增矩元件(213)，最后ー個(gè)升速単元(3)的輸出元件(32)與可控カ矩器的輸入端(41)聯(lián)接，各個(gè)單元的公共輸出元件(23)、公共輸出元件(33)為同一元件，SP共用公共輸出元件(123)，其一端與單向離合器(6)的輸入端(61)聯(lián)接，另一端與可控カ矩器(4)的輸出端(42)聯(lián)接。所述增矩単元(2)為具有同向性能的行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)、少齒差傳動機(jī)構(gòu)、擺線針輪行星傳動機(jī)構(gòu)或諧波齒輪傳動機(jī)構(gòu)，其輸入元件(21)和輸出元件(22)可以是同向行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)的小太陽輪或行星架，其公共輸出元件(23)只能是大太陽輪或齒圈；當(dāng)選用上述少齒差傳動機(jī)構(gòu)、擺線針輪行星傳動機(jī)構(gòu)或諧波齒輪傳動機(jī)構(gòu)時(shí)，則選用它們與同向行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)相對應(yīng)的元件組成增矩單元(2),其中，所述增矩單元(2)指的是三個(gè)元件轉(zhuǎn)速方向相同，當(dāng)公共輸出元件(23)的轉(zhuǎn)速為零時(shí)，輸出元件(22)的轉(zhuǎn)速方向不變，即其為具有同向性能的行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)，即同向行星排，并且起到降速、增矩的作用。所述的升速単元(3)為具有同向性能的行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)、少齒差傳動機(jī)構(gòu)、擺線針輪行星傳動機(jī)構(gòu)或諧波齒輪傳動機(jī)構(gòu)，其輸出元件(32)和公共輸出元件(33)可以是同向行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)的小太陽輪或行星架，其輸入元件(31)只能是大太陽輪或齒圈；當(dāng)選用上述少齒差傳動機(jī)構(gòu)、擺線針輪行星傳動機(jī)構(gòu)或諧波齒輪傳動機(jī)構(gòu)肘，則選用它們與同向行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)相對應(yīng)的元件組成升速單元(3),其中，所述升速單元(3)指的是三個(gè)元件轉(zhuǎn)速方向相同，當(dāng)公共輸出元件(33)的轉(zhuǎn)速為零時(shí)，輸出元件(32)的轉(zhuǎn)速方向不變，即其為具有同向性能的行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)，即同向行星排，并且起升速、分矩的作用。本發(fā)明的可控カ矩器(4 )可選擇電控或液控摩擦式離合器、液力偶合器、液力變矩器、液壓泵和液壓馬達(dá)。
可控カ矩器(4)在有轉(zhuǎn)速差的情況下，能把輸入力矩自動或被動地輸出，其中，如果選擇的可控カ矩器(4)是偶合器或者是液カ變矩器，它可以自動實(shí)現(xiàn)輸入力矩的輸出；如果選擇的可控カ矩器(4)是各種可控カ矩的離合器或液壓泵和液壓馬達(dá)，它則需要在人エ或電腦的控制下通過改變電流或液壓的大小，才能實(shí)現(xiàn)輸入力矩的輸出。應(yīng)用于車輛時(shí)，本發(fā)明能夠根據(jù)車輛行駛時(shí)的速度變化以及受到阻力大小，自動地、無級地改變傳動比。本發(fā)明具有以下的優(yōu)點(diǎn)
(1)本發(fā)明除了空倒檔機(jī)構(gòu)以外，沒有其它換檔和操縱機(jī)構(gòu)，因此結(jié)構(gòu)簡單，有利于降低制造的成本，更易于維修，并且操控方便；
(2)本發(fā)明發(fā)動機(jī)的功率大部分由高效率以及能傳遞大功率的增矩單元(2)以及升速単元(3)傳遞，變距和變速是自動完成，能實(shí)現(xiàn)高效率、大功率的無級變速傳動，并且除了起步以外，都熊使發(fā)動機(jī)在最佳范圍內(nèi)工作，與其它無級變速器相比，在發(fā)動機(jī)等效的前提下，它降低了發(fā)動機(jī)的制造成本
(3)本發(fā)明通過無級變速，使發(fā)動機(jī)處于經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，也就是在非常小污染排放的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，避免了發(fā)動機(jī)在怠速和高速運(yùn)行時(shí)，排放大量廢氣，從而減少了廢氣的排放，有利于保護(hù)環(huán)境；
(4)本發(fā)明能利用內(nèi)部轉(zhuǎn)速差起緩沖和過載保護(hù)的作用，有利于延長發(fā)動機(jī)和傳動系的使用壽命，另外，當(dāng)行駛阻カ増大，則能使車輛自動降速，反之則升速，有利于提高車輛的行駛性能；
(5)本發(fā)明通過無級變速，使輸入功率不間斷，可保證車輛有良好的加速性能和較高的平均車速，使發(fā)動機(jī)的磨損減少，延長了大修間隔里程，提高了出車率，有利于提高生產(chǎn)率。另外，本發(fā)明是ー種還可用于各種地面車輛、船舶、鉄道機(jī)車、工程機(jī)械、各種航天、航空器、冶金、礦山、石油、化工、輕エ、食品、紡織、起重運(yùn)輸機(jī)械、機(jī)床、機(jī)械人以及軍エ的變速器。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例一的原理圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例ー的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)ー步的詳細(xì)說明實(shí)施例一
如圖I、圖2中所示，ー種復(fù)合緊湊型變速器，它包括輸入軸I、可控カ矩器4、空倒檔機(jī)構(gòu)5、單向離合器6、輸出軸7,所述單向離合器6的輸出端62與輸入軸I聯(lián)接，可控カ矩器4的輸出端42與空倒檔機(jī)構(gòu)5的輸入端51聯(lián)接，空倒檔機(jī)構(gòu)5的輸出端52與輸出軸7聯(lián)接，所述的輸入軸I與輸出軸7之間設(shè)有三個(gè)依次聯(lián)接的由具有同向性能的行星排組成的增矩單元2，每個(gè)增矩單元2都聯(lián)接有由具有同向性能的行星排組成的升速単元3，所述的增矩單元2包括輸入元件21、輸出元件22、公共輸出元件23、行星齒輪24，所述升速單元3 包括輸入元件31、輸出元件32、公共輸出元件33、行星齒輪34，首個(gè)增矩單元2的輸入元件21與輸入軸I聯(lián)接，其余各個(gè)增矩單元2的輸入元件21與各自上ー個(gè)升速單元3的輸出元件32為同一元件，即升速元件321，任一個(gè)增矩単元2的輸出元件22與各自下ー個(gè)升速單元3的輸入元件31為同一元件，即增矩元件213，最后ー個(gè)升速単元3的輸出元件32與可控カ矩器4的輸入端41聯(lián)接，各個(gè)單元的公共輸出元件23、公共輸出元件33為同一元件，即共用公共輸出元件123，其一端與單向離合器6的輸入端61聯(lián)接，另一端與可控カ矩器4的輸出端42聯(lián)接。所述的可控カ矩器4可以選用電磁粉離合器。增矩單元2只起分流功率的作用，輸入功率由輸入元件21分流為兩路，其中，每ー路功率都是單向傳遞，一路流入它的公共輸出元件23，即共用公共輸出元件123，另一路經(jīng)過它的輸出元件22流入與此增矩単元2聯(lián)接的下一個(gè)升速単元3的輸入元件31。升速単元3只起分流功率的作用，升速単元3的輸入元件31把上一個(gè)與其配合エ作的增矩單元2的輸出元件22分流至此的功率再分流為兩路，其中，每一路功率都是單向傳遞，一路流入它的公共輸出元件33，即共用公共輸出元件123，另一路經(jīng)過它的輸出元件32流入與此升速単元3聯(lián)接的下一個(gè)增矩単元2的輸入元件21，其再重復(fù)上述增矩單元2的分流過程。其中，由于每個(gè)升速単元3都與相應(yīng)的增矩單元2配合工作，而且所有增矩單元2的公共輸出元件23與升速単元3的公共輸出元件33為同一元件，即共用公共輸出元件123，而且每一個(gè)增矩単元2的輸出元件22與相應(yīng)的升速単元3的輸入元件31為同一元件，即增矩元件213，因此，相互配合工作的第一個(gè)增矩単元2與第一個(gè)升速単元3相應(yīng)的這兩個(gè)元件的轉(zhuǎn)速相同，這就決定了第一個(gè)升速単元3的輸出元件32與第一個(gè)增矩単元2的輸入元件21或輸入軸I的轉(zhuǎn)速相同，而第一個(gè)升速単元3的輸出元件32又與第二個(gè)增矩單元2的輸入元件21為同一元件，即增矩元件321，而第二個(gè)增矩単元2與和其配合工作的第ニ個(gè)升速単元3因上述相同的原因，第二個(gè)升速単元3的輸出元件32與輸入軸I的轉(zhuǎn)速相同，依此類推，從而實(shí)現(xiàn)了輸入軸I的轉(zhuǎn)速與最后ー個(gè)升速単元3的輸出元件32的轉(zhuǎn)速相同，以滿足一些對轉(zhuǎn)速有要求的可控カ矩器4，另外，對于增矩單元2與升速単元3而言，各單元的公共輸出元件23與輸出元件22、公共輸出元件33與輸出元件32的轉(zhuǎn)速分配關(guān)系可以改變，兩路功率流將根據(jù)兩者之間轉(zhuǎn)速分配的變化而變化，當(dāng)公共輸出元件23、公共輸出元件33的轉(zhuǎn)速為零時(shí)，它們的輸入功率為零，但カ矩不為零，此時(shí)，各個(gè)輸出元件22、輸出元件32的功率則由一定值改變到最大值，所述的一定值指的是當(dāng)各單元的輸出元件22與各自的公共輸出元件23、輸出元件32與各自的公共輸出元件33的轉(zhuǎn)速相同時(shí)，兩者按行星排カ矩比分配輸入功率所得值，所述的最大值指的是發(fā)動機(jī)或上ー個(gè)單元輸入的總功率。
發(fā)動機(jī)的輸入功率經(jīng)第一個(gè)增矩単元2的輸入元件21分流為兩路，一路流入它的公共輸出元件23，即共用公共輸出元件123，另一路通過它的輸出元件22流入與它聯(lián)接的第一個(gè)升速単元3的輸入元件31，此功率又分流為兩路，一路流入它的公共輸出元件33，即共用公共輸出元件123，另一路通過它的輸出元件32流入與它聯(lián)接的第二個(gè)增矩単元2的輸入元件21，其再重復(fù)上述分流過程，最后，傳遞到第三個(gè)升速単元3的輸出元件32，其把分流至此的功率傳遞到可控カ矩器4的輸入端41，此時(shí)，電腦將根據(jù)可控カ矩器4的輸入力矩的大小，控制激磁電流，使其傳遞到可控カ矩器4的輸出端42與共用公共輸出元件123一路的功率實(shí)現(xiàn)匯流，再經(jīng)空倒檔機(jī)構(gòu)5的輸入端51傳遞到空倒檔機(jī)構(gòu)5的輸出端52，也就是傳遞到本發(fā)明的輸出軸7，從而實(shí)現(xiàn)了把發(fā)動機(jī)的功率通過輸出軸7對外輸出。 對于本發(fā)明，當(dāng)輸入軸I的轉(zhuǎn)速不變，輸出軸7上的扭矩隨其轉(zhuǎn)速的變化而變化，轉(zhuǎn)速越低，輸出軸7的扭矩越大，反之，則越小，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明能隨車輛行駛速度和阻力的不同而改變扭矩的復(fù)合緊湊型變速器。本發(fā)明使用吋，設(shè)發(fā)動機(jī)的輸入功率、輸入轉(zhuǎn)速及其負(fù)荷不變，即輸入軸I的轉(zhuǎn)速與扭矩為常數(shù)，汽車起步前，輸出軸7的轉(zhuǎn)速為零，當(dāng)汽車啟動，因輸出軸7靜止不動，發(fā)動機(jī)的功率全部流入首個(gè)增矩単元2的輸出元件22，使其變矩后的扭矩大于發(fā)動機(jī)的輸入扭矩，并傳遞到下一個(gè)升速単元3，此單元又因?yàn)橄嗤脑?，又把功率全部流入這ー單元的輸出元件32，使其輸出的轉(zhuǎn)速與輸入軸I的轉(zhuǎn)速相同，并把功率全部流入下一個(gè)增矩単元2的輸出元件22，并且重復(fù)上述情況，經(jīng)過各個(gè)增矩単元2以及升速単元3后，最后ー個(gè)單元的輸出元件32把扭矩傳遞給可控カ矩器4，再與共用公共輸出元件123 —路傳遞到可控カ矩器4的扭矩匯合后，再通過空倒檔機(jī)構(gòu)5傳遞給輸出軸7，此時(shí)，扭矩達(dá)到最大值，當(dāng)輸出軸7的扭矩，經(jīng)傳動系傳動到驅(qū)動輪上產(chǎn)生的牽引力足以克服汽車起步阻カ吋，汽車則起步并開始加速，與之相聯(lián)的共用公共輸出元件123上的所有公共輸出元件23以及公共輸出元件33也從零逐漸增加，此時(shí)，功率分為兩路，流入各個(gè)增矩単元2的輸出元件22以及升速単元3的輸出元件32的功率逐漸減少，從而，使各個(gè)增矩単元2的輸出元件22的增矩作用逐漸減少，輸出軸7的扭矩隨著轉(zhuǎn)速的增加而減少，當(dāng)共用公共輸出元件123的轉(zhuǎn)速與輸入軸I的轉(zhuǎn)速相同時(shí)，各單元的輸出元件22以及輸出元件32與各自的輸入元件21以及輸入元件31的轉(zhuǎn)速相同，即轉(zhuǎn)速差為零，此時(shí)，各個(gè)增矩単元2的輸出元件22不再起增矩作用。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合緊湊型變速器，它包括輸入軸(I)、可控力矩器(4)、空倒檔機(jī)構(gòu)(5)、單向離合器(6)、輸出軸(7),所述單向離合器(6)的輸出端(62)與輸入軸(I)聯(lián)接，可控力矩器(4)的輸出端(42)與空倒檔機(jī)構(gòu)(5)的輸入端(51)聯(lián)接,空倒檔機(jī)構(gòu)(5)的輸出端(52)與輸出軸(7)聯(lián)接，其特征在于所述的輸入軸(I)與輸出軸(7)之間設(shè)有若干個(gè)依次聯(lián)接的由具有同向性能的行星排組成的增矩單元(2)，每個(gè)增矩單元(2)都聯(lián)接有由具有同向性能的行星排組成的升速單元(3)，所述的增矩單元(2)包括輸入元件(21)、輸出元件(22)、公共輸出元件(23)、行星齒輪(24)，所述升速單元(3)包括輸入元件(31)、輸出元件(32)、公共輸出元件(33)、行星齒輪(34)，首個(gè)增矩單元(2)的輸入元件(21)與輸入軸(I)聯(lián)接，其余各個(gè)增矩單元(2 )的輸入元件(21)與各自上一個(gè)升速單元(3 )的輸出元件(32 )為同一元件，即升速元件(321)，任一個(gè)增矩單元(2)的輸出元件(22)與各自下一個(gè)升速單元(3)的輸入元件(31)為同一元件，即增矩元件(213)，最后一個(gè)升速單元(3)的輸出元件(32)與可控力矩器(4)的輸入端(41)聯(lián)接，各個(gè)單元的公共輸出元件(23)、公共輸出元件(33)為同一兀件，即共用公共輸出兀件(123),其一端與單向離合器(6)的輸入端(61)聯(lián)接，另一端與可控力矩器(4)的輸出端(42)聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變速器，其特征在于所述的增矩單元(2)為具有同向性能的行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)、少齒差傳動機(jī)構(gòu)、擺線針輪行星傳動機(jī)構(gòu)或諧波齒輪傳動機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變速器，其特征在于所述的升速單元(3)為具有同向性能的行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)、少齒差傳動機(jī)構(gòu)、擺線針輪行星傳動機(jī)構(gòu)或諧波齒輪傳動機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種復(fù)合緊湊型變速器，旨在提供一種延長發(fā)動機(jī)和傳動系的使用壽命，提高車輛的行駛性能，使發(fā)動機(jī)高效工作的變速器。其技術(shù)方案要點(diǎn)是，它包括輸入軸1、可控力矩器4、空倒檔機(jī)構(gòu)5、單向離合器6、輸出軸7，所述的輸入軸1與輸出軸7之間設(shè)有三個(gè)依次聯(lián)接的增矩單元2，每個(gè)增矩單元2都聯(lián)接有升速單元3，首個(gè)輸入元件21與輸入軸1聯(lián)接，其余輸入元件21與各自上一個(gè)輸出元件32為同一元件，任一個(gè)輸出元件22與各自下一個(gè)輸入元件31為同一元件，各個(gè)單元的公共輸出元件23、公共輸出元件33為同一元件，其一端與單向離合器6聯(lián)接，另一端與可控力矩器4聯(lián)接。
文檔編號F16H3/72GK102661366SQ20121015339
公開日2012年9月12日 申請日期2005年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月11日
發(fā)明者吳志強(qiáng) 申請人:吳志強(qiáng)