齿轮啮合传动无级变速器制造技术

本实用新型专利技术为机械式齿轮啮合传动无级变速器，由输入、输入构件、行星轮系、中心轮、内齿轮以及控制行星轮系运动轨迹的运动轴构成，中心轮与内齿轮为螺旋齿轮，中心轮相对内齿轮偏心，行星轮系由与中心轮配合的有自锁特性的蜗杆，与蜗杆同轴的从动轮与从动轮啮合的传动轮，与传动轮同轴并与内齿轮啮合的外齿轮构成。本实用新型专利技术通过调整行星轮系运动轨迹平面达到无级调速。本实用新型专利技术结构简单，传动功率大、变速比大、速比精确。（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术为机械传动装置，特别是齿轮啮合无级变速器。从机械传动的出现至今，变速形式大体分有级变速和无级变速。随着对速度控制的精细化，对设备要求简单化、小型化的发展，无级变速在许多场合正取代有级变速，得到广泛应用。目前无级调速大体有三类a、机械式；b、液压式；c、电气式。液压传动变速范围小、效率底。电气式只适用于电动机作动力。而机械式大都采用摩擦传动，其间弹性滑动、几何滑动，打滑不可避免，调速范围大多在10以下，功率一般在20千瓦以下，结构显得较大。中国专利93202275.8公开了一种“用于机动车辆的无级变速装置”，该装置是在第一行星轮系的行星架设置分扭矩输出机构，在周转轮系旁设置由分扭矩输出机构驱动的旁路传动机构，并由旁路传动机构作用于第二行星轮系的行星架，第一和第二行星轮的齿环为一整体，齿环上设有棘轮机构，在旁路传动机构或分扭矩输出机构上设置有可控制其转速的控制装置。其缺点是由于该变速装置通过摩擦离合器结合的松紧控制输出轴的转速，相应得到的输出转速不稳定，摩擦离合器本身消耗能量较大，输出效率较低，且结构复杂。本技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单，传动功率大，变速比大，速比精确，并有倒速功能的齿轮啮合传动无级变速器。本技术的解决方案是一种齿轮啮合传动无级变速器，包括输入构件、输出构件、内齿轮、中心轮，以及在内齿轮和中心轮之间的行星轮系，输入构件与行星轮系相连，输出构件与中心轮相连，其特点是内齿轮和中心轮为螺旋齿轮，其旋向相同，中心轮相对内齿轮偏心，行星轮系由与中心轮配合的有自锁特性的蜗杆、与有自锁特性的蜗杆同轴的从动轮，与从动轮啮合的传动轮，与传动轮同轴并与内齿轮啮合的外齿轮构成，行星轮系运动轨迹的平面与内齿轮和中心轮的平面的夹角通过行星轮系的运动轴调整。本技术的工作原理是由于中心轮相对内齿轮偏心，而行星轮系的外齿轮通过输入构件将其控制与内齿轮始终啮合，所以在大部份区域内有自锁特性的蜗杆将不与中心轮啮合，只有运动到中心轮偏向方向一段区域内有自锁特性的蜗杆才与中心轮啮合。当输入构件带动行星轮系运动到啮合区时，有自锁特性的蜗杆的齿开始插入中心轮的齿槽中；同时，在输入构件带动行星轮系以内齿轮圆心为轴点运动时，有自锁特性的蜗杆将带动中心轮转动，输出动力；相应内齿轮与外齿轮始终啮合，所以也随行星轮系转动，在行星轮系运动到脱离啮合区时，另一行星轮系将进入啮合区，重复上述动作。由于行星轮系运动轨迹的平面与内齿轮和中心轮的平面的夹角通过行星轮系的运动轴调整，通过调整运动轴，可达到调整有自锁特性的蜗杆的运动角度，从而可对有自锁特性的蜗杆的齿施加到中心轮齿槽运动的方向进行控制，达到对输出速度控制，当运动轴控制蜗杆的齿与中心轮齿槽的方向相同进入啮合时，蜗杆的齿在齿槽内滑动或滚动，带动不了中心轮转动，输出速度为零；当蜗杆的齿与中心轮齿槽方向成一定角度时，蜗杆的齿转动将接触齿槽的齿壁，从而推动中心轮转动，输出动力，角度越大，中心轮转速越高；当蜗杆的齿与中心轮啮合使中心轮反转时，将输出倒速。由于运动轴对行星轮系运动轨迹的平面调角是无级的，相应蜗杆的齿与中心轮齿槽的角度偏转也是无级的，所以形成了无级调速。由于蜗杆有自锁特性，所以当蜗杆不动时，中心轮转动将使行星轮系自锁，不会形成反向带动。由于本装置的调速机理主要是由行星轮系的运动轴使行星轮系相对内齿轮、中心轮平面成不同角度，从而使蜗杆的齿在啮合时相对中心轮齿槽成不同角度得到不同的输出速度，因此要求行星轮系在不同角度时，蜗杆的齿在进入啮合区时都要与中心轮的齿槽啮合。实现上述过程的工作原理是行星轮系脱离啮合区后，蜗杆的齿不与中心轮配合，而外齿轮始终与内齿轮啮合。当行星轮系的运动轨迹与内齿轮、中心轮在同一平面时，由于一行星轮系在脱离啮合区时，另一行星轮系刚好进入啮合区，且啮合区内外齿轮与内齿轮同步转动，所以整个行星轮系均与内齿轮同步转动，每一蜗杆的齿在啮合开始时均能进入中心轮的齿槽中。当行星轮系的运动轨迹与内齿轮、中心轮平面偏离一角度时，使得在啮合区外内齿轮与行星轮运动速度不同，在啮合区外行星轮与内齿轮不同步，行星轮与内齿轮的相对速度由偏离角度确定，这时行星轮的外齿轮与内齿轮将相互啮合运动，即外齿轮将统自己的轴转动，并通过同轴的传动轮带动从动轮转动，与从动轮同轴的蜗杆也将随之转动，达到调整蜗杆的齿进入啮合区的角度位置，使蜗杆的齿在进入啮合区能顺利插入中心轮的齿槽中，行星轮系与内齿轮、中心轮平面的不同偏离角度，得到行星轮系与内齿轮的不同相对速度，从而使蜗杆的转动角度不同。本技术的解决方案中为使蜗杆的齿与中心轮的齿槽在进入啮合区很好的配合，可使中心轮与内齿轮的传动比为i＝1＋2e/d2；其中d2为中心轮的分度圆直径，e为中心轮的偏心距。本技术与现有技术相比的优点本技术通过调整行星轮系相对内齿轮、中心轮平面的角度达到调速目的，克服了现有技术利用摩擦离合器松紧调速上转速不稳定，消耗大的缺点。本技术结构简单，采用齿轮传动动力具有传动功率大，变速比大，速比精确的优点，并有侧速功能。可广泛用于汽车、轮船、机床等场合。本技术可结合附图进一步说明。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为图1俯视图，2为行星轮系运动轨迹。本技术实施例如图1、图2所示在内齿轮Z1与中心轮Z2之间设有四个行星轮系，输入构件与行星轮系相连，输出构件与中心轮Z2相连，各行星轮系相对内齿轮Z1、中心轮Z2平面的运动的偏角由行星轮系运动轴控制，内齿轮Z1和中心轮Z2为螺旋齿轮，其旋向相同，中心轮Z2相对内齿轮Z1偏心，其偏心方向的一段范围为行星轮系与中心轮Z2的啮合区，啮合区的范围由中心轮Z2的分度圆直径、偏心距和齿高确定，在本实施例中有四个行星轮系，其啮合区1为90°；行星轮系由有自锁特性的蜗杆Z3、从动能Z4、传动轮Z5和外齿轮Z6构成，外齿轮Z6为螺旋齿轮，外齿轮Z6与内齿轮Z1啮合，传动轮Z5与外齿轮Z6同轴，从动轮Z4与传动轮Z5啮合，蜗杆Z3与从动轮Z4同轴并与中心轮Z2配合。在啮合区蜗杆Z3以不同方向与中心轮Z2的齿槽啮合，在输入构件带动行星轮系转动过程中，蜗杆Z3的齿带动中心轮Z2随之转动。行星轮系由行星轮系的运动轴控制在可相对中心轮、内齿轮所在的平面成一角度，其角度的限制为保证外齿轮Z6始终与内齿轮Z1啮合。权利要求1.一种齿轮啮合传动无级变速器，包括输入、输出构件、内齿轮(Z1)、中心轮(Z2)，以及位于内齿轮(Z1)和中心轮(Z2)之间的行星轮系，输入构件与行星轮系相连，输出构件与中心轮(Z2)相连，其特征在于内齿轮(Z1)和中心轮(Z2)为螺旋齿轮，其旋向相同，中心轮(Z2)相对内齿轮(Z1)偏心，行星轮系由与中心轮(Z2)配合的有自锁特性的蜗杆(Z3)、与有自锁特性的蜗杆(Z3)同轴的从动轮(Z4)，与从动轮(Z4)啮合的传动轮(Z5)、与传动轮(Z5)同轴并与内齿轮(Z1)啮合的外齿轮(Z6)构成，行星轮系运动轨迹的平面与内齿轮(Z1)和中心轮(Z1)的平面的夹角通过行星轮系的运动轴调整。2.根据权利要求1所述的齿轮啮合传动无级变速器，其特征在于中心轮(Z2)与内齿轮(Z1)的传动比为i＝1＋2e/d2；其中d2为中心轮(Z本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种齿轮啮合传动无级变速器，包括输入、输出构件、内齿轮（Ｚ↓［１］）、中心轮（Ｚ↓［２］），以及位于内齿轮（Ｚ↓［１］）和中心轮（Ｚ↓［２］）之间的行星轮系，输入构件与行星轮系相连，输出构件与中心轮（Ｚ↓［２］）相连，其特征在于内齿轮（Ｚ↓［１］）和中心轮（Ｚ↓［２］）为螺旋齿轮，其旋向相同，中心轮（Ｚ↓［２］）相对内齿轮（Ｚ↓［１］）偏心，行星轮系由与中心轮（Ｚ↓［２］）配合的有自锁特性的蜗杆（Ｚ↓［３］）、与有自锁特性的蜗杆（Ｚ↓［３］）同轴的从动轮（Ｚ↓［４］），与从动轮（Ｚ↓［４］）啮合的传动轮（Ｚ↓［５］）、与传动轮（Ｚ↓［５］）同轴并与内齿轮（Ｚ↓［１］）啮合的外齿轮（Ｚ↓［６］）构成，行星轮系运动轨迹的平面与内齿轮（Ｚ↓［１］）和中心轮（Ｚ↓［１］）的平面的夹角通过行星轮系的运动轴调整。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张中，
申请(专利权)人：张中，
类型：实用新型
国别省市：51[中国|四川]