專利名稱：周轉并列行星輪無級變速器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種變速器，具體說涉及一種并列行星輪無級變速器。
背景技術：
據《機械無級變速器》(周有強主編)載，無級變速器已經成為一種基本通用的傳動形式，廣泛用于紡織、輕工、食品、包裝、化工、機床、電工、起重運輸、礦山冶金、工程、農業、國防及試驗等機械。目前發展較為成熟的有機械傳動方式、液體傳動方式和電力傳動方式。液體傳動方式制造精度要求高，價格較貴。電力傳動方式中，電磁滑差式滑動量大，發熱嚴重，效率低；直流電動機式設備復雜，成本高，維護困難；交流電動機式低速時效率低，運轉不平穩，價格較貴。機械無級變速器都是以摩擦(牽引)為傳動基礎的，多數不適合進行大功力傳輸。
發明內容
本發明的目的在于提供一種結構簡單，性能穩定，機械效率高，傳輸功力大，應用范圍廣，價格低廉，易于推廣的無級變速器。
本發明是通過以下技術方案實現的一種周轉并列行星輪無級變速器，包括輸入中心輪、輸出中心輪和行星架，其結構要點為所說的輸入中心輪和輸出中心輪為相同類型的齒輪，所說的行星架上安裝并列行星輪，把一組以上并列行星輪按照平衡要求，在行星架上以行星架的中心為中心均勻布置安裝，就構成了周轉并列行星輪無級變速器的行星架，所說的并列行星輪包括固定聯結的大行星輪和小行星輪，與所說的輸入中心輪嚙合的為大行星輪，與所說的輸出中心輪嚙合的為小行星輪。
所說的輸入中心輪和輸出中心輪都為外齒輪，這種無級變速器稱為外嚙合周轉并列行星輪無級變速器。
所說的輸入中心輪和輸出中心輪都是內齒輪，這種無級變速器稱為內嚙合周轉并列行星輪無級變速器。
所說的行星架為桿系行星架。
所說的行星架為轉臂行星架。
本發明的優點為把輸入中心輪、輸出中心輪和行星架進行同心組裝，使輸入中心輪和輸出中心輪分別與大行星輪和小行星輪嚙合，組成一個中心輪中心線和行星架中心線重合的周轉輪系，就構成了周轉并列行星輪無級變速器，本發明的主要構件只包括輸入中心輪、輸出中心輪、并列行星輪和支持行星輪的行星架，所以結構簡單，由于使用普通齒輪即可實現發明目的，因此制造精度要求低，價格低廉，易于推廣應用，本發明由于并列行星輪具有自轉功能，因而可以有效地調節輸入與輸出之間扭矩和轉速的矛盾，實現輸出輪隨工況變化自動變速，由于傳動方式為機械傳動，機械效率比液體傳動高，可進行大功力傳輸。綜上所述，本發明結構簡單，性能穩定，機械效率高，傳輸功力大，應用范圍廣，價格低廉，易于推廣。
圖2為本發明內嚙合周轉并列行星輪無級變速器平面示意圖。
圖3為本發明外嚙合周轉并列行星輪無級變速器受力情況圖。
具體實施例方式
如
圖1所示，一種周轉并列行星輪無級變速器，包括輸入中心輪1、輸出中心輪2和行星架5，所說的輸入中心輪和輸出中心輪為相同類型的齒輪，所說的行星架5上安裝并列行星輪，所說的行星架為桿系行星架或為轉臂行星架，把一組以上并列行星輪按照平衡要求，在行星架上以行星架的中心為中心均勻布置安裝，就構成了周轉并列行星輪無級變速器的行星架，所說的并列行星輪包括固定聯結的大行星輪3和小行星輪4，所說的并列行星輪是指由兩個半徑不相同的外齒輪通過軸或其它機構連結而成的同心的相互間不能發生轉動的齒輪組，半徑大的為大行星輪，半徑小的為小行星輪，所說的輸入中心輪和輸出中心輪都是外齒輪，這種無級變速器稱為外嚙合周轉并列行星輪無級變速器。
如圖2所示，所說的輸入中心輪1和輸出中心輪2均為內齒輪，這種無級變速器稱為內嚙合周轉并列行星輪無級變速器。
以外嚙合周轉并列行星輪無級變速器為例，如圖3所示，輸入中心輪1以角速度ω輸入動力，設ω的方向為正方向。大行星輪3的齒d在與輸入輪齒e的嚙合點B處，受到一個與ω方向相同的驅動力Fd；小行星輪4的齒a在其與輸出中心輪2的齒b的嚙合點A處，受到一個由輸出中心輪施加的和驅動力向相反的阻力Fr。當輸出輪的角速度ω′小于ω時，行星輪變成了一個以A點為支點的轉動構件。從齒a的齒根嚙合點a1與齒b的齒頂嚙合點b1嚙合起，到齒a的齒頂嚙合點a2與的齒b的齒根嚙合點b2完全嚙合止，嚙合點發揮支點的作用。驅動力Fd在B點對質心S進行撬動，使S向ω的反方向移動，假定輸出中心輪不動，那么S逆向轉動的角速度的大小與(ω-ω′)成正比，與支點A和撬動點B的距離成反比。在嚙合點從b1向b2的移動過程中，A和B的距離隨嚙合點的移動而減小，質心S的角速度值隨之增大。因此，S在Fd和Fr作用下，作變角速運動，其角加速度的方向為負。隨著質心的移動，齒a的另外一個齒面開始與輸出輪的齒c嚙合，從齒a的另側齒頂嚙合點a2′與齒c的齒根嚙合點c2嚙合起，到齒a的齒根嚙合點a1′與齒c的齒頂嚙合點c1嚙合止，行星輪既受到輸入輪施加的驅動力，又受到輸出輪齒c施加的正向作用力，產生正向加速度，使行星輪的逆向角速度變小，為下一對嚙合齒面進行逆向加速提供合適的初速度。
可見，行星輪的運動規律從a1和b1開始嚙合起，到a1′和c1完全嚙合止，可以劃分為一個嚙合周期。這個周期分兩個階段，第一階段為逆向加速階段。從齒a的齒根嚙合點a1與齒b的齒頂嚙合點b1嚙合起，到齒a的齒頂嚙合點a2與齒b的齒根嚙合點b2完全嚙合止，驅動力Fd通過B點對質心S進行撬動，使質心S產生一個與ω方向相反的逆向加速度。第二階段為逆向減速階段。從齒a的另側齒頂嚙合點a2′與齒c的齒根嚙合點c2嚙合起，到齒a的齒根嚙合點a1′與齒c的齒頂嚙合點c1嚙合止，行星輪既受到齒e施加的驅動力又受到齒c施加的正向作用力，產生正向加速度。根據作用力與反作用力的關系，處于逆向加速階段的行星輪嚙合齒面對輸出中心輪產生正向反作用力，輸出正向扭矩，使輸出中心輪產生正向轉動，逆向加速度越大，輸出扭矩越大。處于逆向減速階段的行星輪嚙合齒面對輸出中心輪產生逆向反作用力，使輸出中心輪產生逆向轉動。就運行中的行星輪而言，逆向加速階段和逆向減速階段往往是同時發生的，其角速度是由逆向加速階段和逆向減速階段所產生的瞬時速度合成的。嚙合齒輪間合理的重合度可以使處于逆向加速階段的嚙合齒面總比處于逆向減速階段的嚙合齒面多，保證行星輪在輸出中心輪上產生持續的正向作用力，使輸出中心輪產生正向轉動。
處在逆向加速階段的行星輪，質心S的逆向加速度是由輸入中心輪齒e在B點對大行星輪齒d撬動產生的，在A和B距離的變化范圍確定的情況下，逆向加速的大小是(ω-ω′)2的增函數。因此，輸出扭矩M也是(ω-ω′)2的增函數。當輸出輪受到較大阻力，轉速為0時，(ω-ω′)最大，輸出的扭矩也最大，使輸出輪克服阻力，產生轉動。隨著輸出輪的轉動，(ω-ω′)減小，輸出扭矩也隨之減小，當輸出扭矩與阻力產生的扭矩相等時，變速器輸出一個穩定的ω′。當輸出輪受到的阻力增大時，輸出的ω′減小，(ω-ω′)增大，輸出扭矩也隨之增大，保證輸出輪在變化了的工況下繼續轉動，實現無級變速。
權利要求
1.一種周轉并列行星輪無級變速器，包括輸入中心輪(1)、輸出中心輪(2)和行星架(5)，其特征在于所說的輸入中心輪和輸出中心輪為相同類型的齒輪，所說的行星架(5)上安裝并列行星輪，把一組以上并列行星輪按照平衡要求，在行星架上以行星架的中心為中心均勻布置安裝，就構成了周轉并列行星輪無級變速器的行星架，所說的并列行星輪包括固定聯結的大行星輪(3)和小行星輪(4)，與所說的輸入中心輪嚙合的為大行星輪，與所說的輸出中心輪嚙合的為小行星輪。
2.根據權利要求1所述的周轉并列行星輪無級變速器，其特征在于所說的輸入中心輪和輸出中心輪都是內齒輪，這種無級變速器稱為內嚙合周轉并列行星輪無級變速器。
3.根據權利要求1所述的周轉并列行星輪無級變速器，其特征在于所說的輸入中心輪和輸出中心輪都為外齒輪，這種無級變速器稱為外嚙合周轉并列行星輪無級變速器。
4.根據權利要求1所述的周轉并列行星輪無級變速器，其特征在于所說的行星架為桿系行星架。
5.根據權利要求1所述的周轉并列行星輪無級變速器，其特征在于所說的行星架為轉臂行星架。
全文摘要
本發明公開了一種周轉并列行星輪無級變速器，包括輸入中心輪、輸出中心輪和行星架，其結構要點為所說的輸入中心輪和輸出中心輪為相同類型的齒輪，所說的行星架上安裝并列行星輪，把一組以上并列行星輪按照平衡要求，在行星架上以行星架的中心為中心均勻布置安裝，就構成了周轉并列行星輪無級變速器的行星架，所說的并列行星輪包括固定聯結的大行星輪和小行星輪，與所說的輸入中心輪嚙合的為大行星輪，與所說的輸出中心輪嚙合的為小行星輪，本發明結構簡單，性能穩定，機械效率高，傳輸功力大，應用范圍廣，價格低廉，易于推廣。
文檔編號F16H3/44GK1438436SQ03107158
公開日2003年8月27日 申請日期2003年3月9日 優先權日2002年12月27日
發明者王智 申請人:王智