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下面是我设计的一个行星摩擦式无级变速器,要制作实例一和实例二的视频。
实例一:图1、2、3(图4不要),实例二:图5、6、7。
要求:各主要部件的装配过程、各主要部件的名称、变速器的运转过程、变速过程、方便看出输入输出轴的转速(也就是输入轴转速不变的情况下,变速过程能容易看出输出轴的转速是改变了的。)


以下是我申请的专利资料,以便于制作者更清楚的了解这个变速器。
相交轴式行星摩擦机械无级变速器及其无级变速方法
该变速器“空档”时它的传动比可以无穷大,并可以逐渐的改变传动比。该变速器的“空档”即是“空档”也是“P档”。因为“空档”时,该变速器的反向传动比为0,即输出轴(3)与输入轴(2)的传动比为0。因此变速器处于“空档”时,不能从输出轴(3)输入动力。有了这个变速器以后再也不用担心坡道熄火,因为该变速器的传动比可以无穷大,变速器可以根据车速、发动机转速等改变传动比,使传动比无限的增大,即使发动机怠速,再大的坡度都不会熄火。当坡道刹车停车时,变速器会在车速为0时置入空档,然后你可以大胆的抬起刹车,尽管变速器处于“空档”也不会溜车,即使发动机熄火也不会溜车。坡道起步时,点火,踩油门前进,就这样简单。除了要停车的时候需要踩刹车,整个过程中都不再需要踩刹车。
该变速器不用离合器,它的正负传动比都可以无穷大,“前进档”、“空档(P档)”和“倒挡”无缝衔接。它结构简单、成本低、变速范围大、承载能力强、传动效率高,而且容易进行调控,可广泛应用于传动领域。
技术领域
本发明属于传动领域,具体的说是一种机械无级变速器。
背景技术
目前的机械无级变速器主要有金属带式无级变速器、行星摩擦式无级变速器、摩擦盘式无级变速器等,但这些变速器要么结构复杂、成本高,要么变速范围小、承载能力差。
发明内容
为了解决现有机械无级变速器结构复杂、成本高、变速范围小等问题,本发明提供一种机械无级变速器。它结构简单、成本低、变速范围大、承载能力强、传动效率高。
该变速器通过以下方式实现:
一种变速器,它包括摩擦盘(6)、行星摩擦轮(8)、行星轴(9)、行星架(10)、行星轮(11),它还包括齿圈(12)或太阳轮(15),其特征在于,行星架(10)可旋转的安装在变速器壳(1)上,行星轴(9)可旋转的安装在行星架(10)上,行星轴(9)的轴心线与摩擦盘(6)的轴心线相交于一点,行星摩擦轮(8)与行星轴(9)键连接,行星摩擦轮(8)可轴向移动,行星轴(9)与行星轮(11)连接,行星轮(11)与齿圈(12)或太阳轮(15)啮合;摩擦盘(6)的接触面是凹面,摩擦盘(6)可轴向移动,摩擦盘(6)的轴向移动是可控的,摩擦盘(6)与行星摩擦轮(8)接触;输入轴(2)与行星架(10)连接;齿圈(12)或太阳轮(15)作为一个自由度,摩擦盘(6)作为一个自由度;一个自由度与变速器壳(1)连接;一个自由度与输出轴(3)连接。
行星轴(9)的轴心线与摩擦盘(6)的轴心线垂直。
摩擦盘(6)的接触面包括内弧面或内锥面或两者都包括。
它包括第二摩擦盘(26),摩擦盘(6)和第二摩擦盘(26)对称布置, 第二摩擦盘(26)可旋转的安装在行星架(10)上,第二摩擦盘(26)可轴向移动。
第二摩擦盘(26)的接触面与摩擦盘(6)的接触面相同。
它还包括差速器,差速器行星齿轮(21)安装在行星架(10)上,两个差速器太阳齿轮(20)分别与摩擦盘(6)和第二摩擦盘(26)连接。
输入轴(2)与第二摩擦盘(26)连接,并使第二摩擦盘(26)的转速始终为行星架(10)的转速的2倍。
行星轮(11)与齿圈(12)的传动比≤行星摩擦轮(8)与摩擦盘(6)的最大传动比。
行星摩擦轮(8)与摩擦盘(6)的最小传动比≤行星轮(11)与太阳轮(15)的传动比。
它还包括电动机,电动机驱动第二摩擦盘(26)或齿圈(12)或太阳轮(15)。
它包括螺旋键(14),行星摩擦轮(8)与行星轴(9)通过螺旋键(14)连接。
输入轴(2)与行星架(10)连接,太阳轮(15)与输出轴(3)连接,摩擦盘(6)与变速器壳(1)连接。如图5所示。
输入轴(2)与行星架(10)连接,摩擦盘(6)与输出轴(3)连接,齿圈(12)与变速器壳(1)连接。如图1所示。
一种无级变速方法,它包括摩擦盘(6)、行星摩擦轮(8)、行星轴(9)、行星架(10)、行星轮(11),它还包括齿圈(12)或太阳轮(15),其特征在于,行星架(10)可旋转的安装在变速器壳(1)上,行星轴(9)可旋转的安装在行星架(10)上,行星轴(9)的轴心线与摩擦盘(6)的轴心线相交于一点,行星摩擦轮(8)与行星轴(9)键连接,行星摩擦轮(8)可轴向移动,行星轴(9)与行星轮(11)连接,行星轮(11)与齿圈(12)或太阳轮(15)啮合;摩擦盘(6)的接触面是凹面,摩擦盘(6)可轴向移动,摩擦盘(6)的轴向移动是可控的,摩擦盘(6)与行星摩擦轮(8)接触;输入轴(2)与行星架(10)连接;齿圈(12)或太阳轮(15)作为一个自由度,摩擦盘(6)作为一个自由度;一个自由度与变速器壳(1)连接;一个自由度与输出轴(3)连接;采用液压控制摩擦盘向外移动时,行星摩擦轮(8)依靠公转产生的离心力向外移动改变摩擦盘的作用半径进行变速;摩擦盘向内移动时,摩擦盘挤压行星摩擦轮(8),使行星摩擦轮(8)向内移动改变摩擦盘的作用半径进行变速。
附图说明
图1:变速器实例一结构图
1、变速器壳
2、输入轴
3、输出轴
4、液压套筒(与变速器壳(1)固连)
5、液压套筒(与摩擦盘(6)固连)
6、摩擦盘
7、轴承
8、行星摩擦轮(与行星轴(9)键连接)
9、行星轴
10、行星架
11、行星轮
12、齿圈(与变速器壳(1)连接)
20、差速器太阳齿轮
21、差速器行星齿轮
26、第二摩擦盘
图2:变速器实例一结构图
图3:变速器实例一行星架的一种具体形式的轴向视图
图4:变速器实例一行星轴与螺旋键外观图
14、螺旋键
图5:变速器实例二结构图
15、太阳轮
16、输入齿轮(向第二摩擦盘(26)和行星架(10)传递动力,并使第二摩擦盘(26)的转速始终为行星架(10)的转速的2倍)
图6:变速器实例二行星轴、行星轮、行星摩擦轮外观图
图7:变速器实例二行星架的一种具体形式的轴向视图
具体实施方式
以下将通过实例来解释本发明内容,本实例仅为阐明本发明的实施方案,并非用以限制本发明。需说明,以下实例及图中,与本发明非直接相关的元件已省略,且图中各元件尺寸仅为求容易理解,并非用以限制实际比例。
其中,实例一和实例二为变速器实例;实例一和实例二也是应用该无级变速方法的实例。
为了更好的说明本发明设定以下参数:
A:行星轮(11)与齿圈(12)的传动比。
B:行星轮(11)与太阳轮(15)的传动比。
C:行星摩擦轮(8)与摩擦盘(6)的最小传动比(行星摩擦轮(8)最靠近摩擦盘(6)轴心时)。 如图1、图5所示。
D:行星摩擦轮(8)与摩擦盘(6)的最大传动比(行星摩擦轮(8)处于摩擦盘(6)外缘时)。如图2所示。
W:反向传动比,即输出轴(3)与输入轴(2)的传动比。
该变速器包括摩擦盘(6)、行星摩擦轮(8)、行星轴(9)、行星架(10)、行星轮(11),它还包括齿圈(12)或太阳轮(15),其特征在于,行星架(10)可旋转的安装在变速器壳(1)上,行星轴(9)可旋转的安装在行星架(10)上,行星轴(9)的轴心线与摩擦盘(6)的轴心线相交于一点,行星摩擦轮(8)与行星轴(9)键连接,行星摩擦轮(8)可轴向移动,行星轴(9)与行星轮(11)连接,行星轮(11)与齿圈(12)或太阳轮(15)啮合;摩擦盘(6)的接触面是凹面,摩擦盘(6)可轴向移动,摩擦盘(6)的轴向移动是可控的,摩擦盘(6)与行星摩擦轮(8)接触;输入轴(2)与行星架(10)连接;齿圈(12)或太阳轮(15)作为一个自由度,摩擦盘(6)作为一个自由度;一个自由度与变速器壳(1)连接;一个自由度与输出轴(3)连接。
该变速器实例一通过以下方式实现:
它包括齿圈(12),行星轮(11)与齿圈(12)啮合。
输入轴(2)与行星架(10)连接,摩擦盘(6)与输出轴(3)连接,齿圈(12)与变速器壳(1)连接。如图1所示。
行星轴(9)的轴心线与摩擦盘(6)的轴心线垂直。
摩擦盘(6)可轴向移动。如图1、图2所示。
摩擦盘的接触面是凹面。摩擦盘的接触面包括内弧面或内锥面或两者都包括。如图1所示。
它包括第二摩擦盘(26),摩擦盘(6)和第二摩擦盘(26)对称布置。如图1所示。
第二摩擦盘(26)可轴向移动。第二摩擦盘(26)的接触面与摩擦盘(6)的接触面相同。
它还包括差速器,差速器行星齿轮(21)安装在行星架(10)上,两个差速器太阳齿轮(20)分别与摩擦盘(6)和第二摩擦盘(26)连接。如图1所示。这样有利于提高变速器的承载能力。
采用液压控制摩擦盘向外移动时,行星摩擦轮(8)依靠公转产生的离心力向外移动进行变速;摩擦盘向内移动时,摩擦盘挤压行星摩擦轮(8),使行星摩擦轮(8)向内移动进行变速。
它包括螺旋键(14),行星摩擦轮(8)与行星轴(9)通过螺旋键(14)连接。如图4所示。由于螺旋键(14)的切线与行星轴(9)的轴心线呈一定夹角,变速器运转时,螺旋键(14)会给行星摩擦轮(8)一个轴向的使行星摩擦轮(8)向外移动的力。这样,在行星摩擦轮(8)公转速度较低离心力不足时,提供额外的使行星摩擦轮(8)向外移动的力,避免打滑。
行星轮(11)与齿圈(12)的传动比≤行星摩擦轮(8)与摩擦盘(6)的最大传动比。
当行星轮(11)与齿圈(12)的传动比和行星摩擦轮(8)与摩擦盘(6)的传动比相等时,变速器传动比无穷大,即相当于“空档”。当行星摩擦轮(8)向内移动时,变速器传动比逐渐减小。
当行星轮(11)与齿圈(12)的传动比小于行星摩擦轮(8)与摩擦盘(6)的最大传动比时,变速器传动比可以是负值,即相当于“倒挡”。
以A=3,D=4,C=1为例,变速器的传动比范围为:+∞—0.5 和 -∞— -4。
W的范围为:2— -0.25。
该变速器实例二通过以下方式实现:
它包括太阳轮(15),行星轮(11)与太阳轮(15)啮合。
输入轴(2)与行星架(10)连接,太阳轮(15)与输出轴(3)连接,摩擦盘(6)与变速器壳(1)连接。
行星轴(9)的轴心线与摩擦盘(6)的轴心线垂直。
摩擦盘(6)可轴向移动。
摩擦盘的接触面是凹面。摩擦盘的接触面包括内弧面或内锥面或两者都包括。如图1所示。
它包括第二摩擦盘(26),摩擦盘(6)和第二摩擦盘(26)对称布置。如图1所示。
第二摩擦盘(26)可轴向移动。第二摩擦盘(26)的接触面与摩擦盘(6)的接触面相同。
输入轴(2)与第二摩擦盘(26)连接。如图5所示。
输入轴(2)与行星架(10)连接,并使第二摩擦盘(26)的转速始终为行星架(10)的转速的2倍。
摩擦盘向外移动时,行星摩擦轮(8)依靠公转产生的离心力向外移动进行变速;摩擦盘向内移动时,摩擦盘挤压行星摩擦轮(8),使行星摩擦轮(8)向内移动进行变速。
行星摩擦轮(8)与摩擦盘(6)的最小传动比≤行星轮(11)与太阳轮(15)的传动比。
当行星轮(11)与太阳轮(15)的传动比和行星摩擦轮(8)与摩擦盘(6)的传动比相等时,变速器传动比无穷大,即相当于“空档”。当行星摩擦轮(8)向外移动时,变速器传动比逐渐减小。
当行星摩擦轮(8)与摩擦盘(6)的最小传动比小于行星轮(11)与太阳轮(15)的传动比时,即C<B时,变速器传动比可以是负值,即相当于“倒挡”。
以B=1,C=0.7,D=4为例,变速器的传动比范围为:+∞—0.333和 -∞— -3.333。
W的范围为:3— -0.3。
另外,实例一也可以固定摩擦盘(6),齿圈(11)与输出轴(3)连接;还可以如实例二那样输入轴(2)与第二摩擦盘(26)连接,并使第二摩擦盘(26)的转速是行星架(10)的转速的2倍。
实例二也可以固定太阳轮(15),摩擦盘(6)与输出轴(3)连接。但是,这样输出轴(3)不能位于摩擦盘轴心线上,必然要增加一级齿轮传动,增加摩擦损耗。我个人认为实例一和实例二最具有代表性,其中又以实例二结构最简单。
此外,两个变速器正反配合使用,变速器的传动比范围为:-∞—+∞。


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