雙差式無極變速器的制造方法

雙差式無極變速器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及變速器領域，尤其涉及一種雙差式無極變速器。雙差式無極變速器包括輸入軸、輸出軸、第一差速器、第二差速器和傳動機構；輸入軸連接第一差速器；第一差速器通過傳動機構與第二差速器連接;輸出軸連接第二差速器；傳動機構為齒輪結構。本發明雙差式無極變速器，利用兩個差速器和由齒輪傳動構成的傳動機構，通過單個或多個同時控制差速齒輪的轉速來實現變速器的實時無級變速，按一定規則調整傳動機構實現各種車型對傳動比范圍的設計需求；解決了速度變化反應慢，不夠靈敏的問題；整個傳動過程完全齒輪傳動，無需任何離合器、耦合器裝置，減小了無級變速器的滑動率，增加了可承載的動力輸出，提高了無極變速器的抗過載及耐沖擊性。
【專利說明】雙差式無極變速器
【技術領域】
[0001]本發明涉及變速器領域，具體而言，涉及一種雙差式無極變速器。
【背景技術】
[0002]現有的無極變速器一般可以分為液體傳動、電力傳動和機械傳動三種方式。
[0003]液體傳動分為兩類:一類是液壓式，主要是由泵和馬達組成或者由閥和泵組成的變速傳動裝置，適用于中小功率傳動。另一類為液力式，采用液力耦合器或液力矩進行變速傳動，適用于大功率(幾百至幾千千瓦)。液體傳動的優點是:調速范圍大，可吸收沖擊和防止過載，傳動效率較高，壽命長，易于實現自動化，但其還存在制造精度要求高，價格較貴，輸出特性為恒轉矩，滑動率較大，運轉時容易發生漏油等缺點。
[0004]電力傳動基本上分為三類:一類是電磁滑動式，它是在異步電動機中安裝一電磁滑差離合器，通過改變其勵磁電流來調速，這屬于一種較為落后的調速方式。其優點是結構簡單、成本低、操作維護方便；其缺點是滑動最大、效率低、發熱嚴重等。因此不適合長期負載運轉，故一般只用于小功率傳動。二類是直流電動機式，通過改變磁通或改變電樞電壓實現調速。其特點是調速范圍大，精度也較高，但設備復雜，成本高，維護困難，一般用于中等功率范圍(幾十至幾百千瓦)，現已逐步被交流電動機式替代。三類是交流電動機式，通過變極、調壓和變頻進行調速。實際應用最多者為變頻調速，即采用一變幅器獲得變幅電源，然后驅動電動機變速。其特點是調速性能好、范圍大、效率較高，可自動控制，體積小，適用功率范圍寬；機械特性在降速段位恒轉矩，低速時效率低且運轉不夠平穩，價格較高，維修需專業人員。
[0005]機械傳動的特點主要是:轉速穩定，滑動率小，工作可靠，具有恒功率機械特性，傳動效率較高，而且結構簡單，維修方便，價格相對便宜；但零部件加工及潤滑要求較高，承載能力較低，抗過載及耐沖擊性較差，故一般適合于中、小功率傳動。
[0006]綜上所述，可以得出現有的無極變速器的優點為:不用離合器進行換檔，檔位少變化大，連接平穩，因此操作容易，既給開車人帶來方便，也給坐車人帶來舒適。但缺點也多，現有技術中手動、自動、手自一體的變速器每個檔位都是有固定的傳動比，所以發動機扭矩輸出和不同速度所需傳動比變化與負載扭矩變化不能總是很好的配合，無級變速器承載能力較低，抗過載及耐沖擊性較差，滑動率較大，主要體現在對速度變化反應較慢，不夠靈敏。

【發明內容】

[0007]本發明的目的在于提供一種雙差式無極變速器，以解決上述的問題。
[0008]在本發明的實施例中提供了一種雙差式無極變速器，包括輸入軸、輸出軸、第一差速器、第二差速器和傳動機構；
[0009]輸入軸連接第一差速器；
[0010]第一差速器通過傳動機構與第二差速器連接；[0011]輸出軸連接第二差速器；
[0012]傳動機構為齒輪結構。
[0013]進一步的，第一差速器與第二差速器均為錐形齒輪差速器；
[0014]傳動機構包括第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪和第四齒輪；
[0015]輸入軸通過角齒連接第一差速器的盆齒；
[0016]第一齒輪設置在遠離第一差速器的盆齒的一端,與第一齒輪哨合的第二齒輪設置在靠近第二差速器的盆齒的一端；第三齒輪設置在靠近第一差速器的盆齒的一端，與第三齒輪嚙合的所述第四齒輪設置在遠離第二差速器的盆齒的一端；
[0017]輸出軸通過角齒連接第二差速器的盆齒；
[0018]第一齒輪的分度圓直徑a、第二齒輪的分度圓直徑b、第三齒輪的分度圓直徑c和第四齒輪的分度圓直徑d需滿足的關系為:
[0019](c/d)*(b/a)=l/3。
[0020]進一步的，第一差速器與所述第二差速器均為太陽齒輪差速器；
[0021]傳動機構為齒圈連接部和傳動軸；
[0022]齒圈連接部一端固定連接第一差速器的第一齒圈，另一端固定連接第二差速器的第二齒圈；
[0023]傳動軸一端固定連接所述第一差速器的第一太陽齒輪，另一端固定連接第二差速器的第二太陽齒輪；
[0024]輸入軸連接所述第一差速器的第一行星齒輪，所述輸出軸連接第二差速器的第二行星齒輪；
[0025]第一太陽齒輪的分度圓直徑Hi1、第一齒圈的分度圓直徑Ii1、第二太陽齒輪的分度圓直徑m2和第二齒圈的分度圓直徑n2的關系式為:
[0026]Hi1Ai1 Φ m2/n2。
[0027]進一步的，第一差速器為太陽齒輪差速器，第二差速器為錐形齒輪差速器；
[0028]傳動機構包括齒圈連接部和傳動軸；
[0029]齒圈連接部一端固定連接第一差速器的第一齒圈，另一端與第二差速器的半軸齒輪固定連接；
[0030]傳動軸一端固定連接第一差速器的第一太陽齒輪的軸心，另一端固定連接第二差速器的另一個半軸齒輪；
[0031]輸入軸連接第一差速器的第一行星齒輪，輸出軸連接所述第二差速器的外殼；
[0032]第一齒圈的分度圓直徑η與第一太陽齒輪的分度圓直徑m的關系式為:
[0033]0〈(m/n)〈1/2 或 1/2〈(m/n)〈I。
[0034]進一步的，第一差速器為錐形齒輪差速器，第二差速器為太陽齒輪差速器；
[0035]傳動機構包括齒圈連接部和傳動軸；
[0036]輸入軸連接第一差速器的外殼；
[0037]齒圈連接部一端固定連接第一差速器半軸齒輪，另一端固定連接第二齒圈；
[0038]傳動軸的一端固定連接第一差速器的另一個半軸齒輪，另一端固定連接第二差速器的第二太陽齒輪的軸心；
[0039]輸出軸連接所述第二差速器的第二行星齒輪；[0040]第二齒圈的分度圓直徑η與第二太陽齒輪的分度圓直徑m的關系式為:
[0041]m/n=l/2。
[0042]進一步的，第一行星齒輪和/或第二行星齒輪與輸入軸和/或輸出軸之間通過軸承連接。
[0043]進一步的，固定連接的方式為可拆卸連接。
[0044]本發明雙差式無極變速器，利用兩個差速器和由齒輪傳動構成的傳動機構，通過單個或多個同時控制差速齒輪或通過控制齒圈的轉速來實現變速器的實時無級變速，按一定規則調整傳動機構實現各種車型對傳動比范圍的設計需求。解決了速度變化反應慢，不夠靈敏的問題；整個傳動過程完全齒輪傳動，無需任何離合器、耦合器裝置，減小了無級變速器的滑動率，增加了可承載的動力輸出，提高了無極變速器的抗過載及耐沖擊性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0045]為了更清楚地說明本發明【具體實施方式】或現有技術中的技術方案，下面將對【具體實施方式】或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0046]圖1為本發明實施例一的結構示意圖；
[0047]圖2為本發明實施例二的結構示意圖；
[0048]圖3為本發明實施例三的結構示意圖；
[0049]圖4為本發明實施例四的結構示意圖。
[0050]圖中，1:輸入軸；2:輸出軸；3 --第一差速器殼；4:第二差速器殼；5:第一齒輪；6:第二齒輪；7:第三齒輪；8: 第四齒輪；9:第一角齒；10:第一盆齒；11:第二角齒；12:第二盆齒；13:齒圈連接部；14:傳動軸；15:第一行星齒輪；16:第二行星齒輪；17:差速器殼；18:第一齒圈；19:第二齒圈；20:第一太陽齒輪；21:第二太陽齒輪。
【具體實施方式】
[0051]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本發明的技術方案進行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所得到的所有其它實施例，都屬于本發明所保護的范圍。
[0052]在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、
“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0053]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0054]如圖1所示，本發明提供了雙差式無極變速器，包括輸入軸1、輸出軸2、第一差速器、第二差速器和傳動機構；
[0055]輸入軸I連接第一差速器；
[0056]第一差速器通過傳動機構與第二差速器連接；
[0057]輸出軸2連接第二差速器；
[0058]傳動機構為齒輪結構。
[0059]第一差速器、第二差速器和傳動機構通過單個或多個同時控制的差速齒輪的轉速來實現變速器的實時無級變速，按一定規則調整差速齒輪的分度圓直徑實現各種車型對傳動比范圍的設計需求。
[0060]傳動機構為齒輪結構，即整個傳動過程完全依靠齒輪傳動，無需任何離合器、耦合器裝置，減小了無級變速器的滑動率，增加了可承載的動力輸出，提高了無極變速器的抗過載及耐沖擊性。
[0061]實施例一
[0062]第一差速器與第二差速器均為錐形齒輪差速器；
[0063]傳動機構包括第一齒輪5、第二齒輪6、第三齒輪7和第四齒輪8 ;
[0064]輸入軸I通過第一角齒9連接第一差速器的第一盆齒10 ；
[0065]第一齒輪5設置在遠離第一差速器的第一盆齒10的一端,與第一齒輪5哨合的第二齒輪6設置在靠近第二差速器的第二盆齒12的一端；第三齒輪7設置在靠近第一差速器的第一盆齒10的一端,與第三齒輪7哨合的所述第四齒輪8設置在遠離第二差速器的第二盆齒12的一端；
[0066]輸出軸2通過第二角齒11連接第二差速器的第二盆齒12 ；
[0067]第一齒輪5的分度圓直徑a、第二齒輪6的分度圓直徑b、第三齒輪7的分度圓直徑c和第四齒輪8的分度圓直徑d需滿足的關系為:
[0068](c/d)*(b/a)=l/3。
[0069]差速器的這種調整是自動的，這里涉及到“最小能耗原理”，也就是地球上所有物體都傾向于耗能最小的狀態。
[0070]當兩個差速器均為錐形齒輪差速器時，其可以通過改變第一齒輪5、第二齒輪6、第三齒輪7和第四齒輪8的分度圓直徑來實現設計要求的速度變化范圍。
[0071]輸入軸I后端為第一角齒9,發動機轉速通過輸入軸I驅動固定在第一差速器上的第一盆齒10上。其中，第一盆齒10與第一差速器通過差速器殼和十字軸固定在一起。第一差速器殼3由兩端軸承固定安裝到變速箱殼體上。行星齒輪通過軸承安裝在十字軸上，行星齒輪通過十字軸帶動從而驅動半軸齒輪，第一差速器與第二差速器的兩邊半軸齒輪的另一端與第一齒輪5、第二齒輪6、第三齒輪7和第四齒輪8分別固定,第一齒輪5與第二齒輪6哨合、第三齒輪7與第四齒輪8哨合。第二差速器的結構和第一差速器驅動結構相同，第二齒輪6和第四齒輪8分別固定到第二差速器的兩個半軸齒輪上，連接行星齒輪驅動第二差速器殼4，第二差速器的第二盆齒12固定在第二差速器殼4上，通過第二盆齒12和第二角齒11連接驅動輸出軸2。
[0072]本發明雙差式無極變速器主要是通過單個或多個給差速齒輪一定的阻力來實現對輸出扭矩轉速的控制。控制原理為，變速箱電腦根據發動機的扭力輸出曲線、當前發動機的轉速和輸出扭矩、當前輸出軸2的輸出扭矩、當前車速和加速踏板的加速度等信號來進行計算，從而來控發動機轉速和對差速齒輪施加的阻力扭矩。
[0073]現在，通過下面的實施例來說明上述控制原理。
[0074]如圖1所示，當錐形齒輪差速器的輸入軸I輸入的扭矩為N，輸出軸2輸出的扭矩為Z，負載扭矩為M時，假設第一齒輪5、第二齒輪6、第三齒輪7和第四齒輪8的分度圓直徑比為2:2:1:3。如果通過控制器給第三齒輪7 —個阻力K，第四齒輪8增加F，那么第一齒輪5增加H，則第二齒輪6的扭矩會增加H。H=3F那么輸出扭矩就是會增加K=F+H，輸出扭矩 Z+K。
[0075]通過單個或多個同時控制第一差速器和第二差速器的差速齒輪以達到對輸出軸2的輸出扭矩的控制。或者是說給差速齒輪適當的阻抗扭矩，整體變速器根據發動機或者電動機或者所有有扭矩輸出的裝置的輸出扭矩，根據整車配置要求，通過改變前后差速器的分速齒輪分度圓直徑，可實現從最小無轉速輸出到3倍轉速輸出。
[0076]如設計要求A，在停車狀態下輸入軸I與輸出軸2的傳動比為1:0，也就是說，發動機正常工在任何轉速時輸出軸2沒有轉速輸出。此時輸出軸2需鋼性制動，如變速箱P檔位置剛性鎖機構來制動輸出軸2或者較短時間內停車時的手剎和剎車，來克服非主動提速時一些其它因素如軸承、齒輪間的嚙合阻力等帶來的很小的扭矩變化。
[0077]第一齒輪5、第二齒輪6、第三齒輪7和第四齒輪8的分度圓直徑比例設置達到條件后，在發動機工作時，輸入軸I有轉速輸入，輸出軸2沒有轉速輸出，即車輛處于停止狀態時，第一差速器上的第一齒輪5和第三齒輪7中，和第一差速器殼3旋轉方相同的齒輪與和第一差速器殼3旋轉方向相反的齒輪轉速比為3:1,即如果第三齒輪7與第一差速器殼3旋轉方相同，那么第三齒輪7的轉速與第一齒輪5的轉速比是3:1 ;如果第一齒輪5與第一差速器殼3旋轉方相同，那么第一齒輪5的轉速與第三齒輪7的轉速比是3:1。
[0078]推導過程如下:
[0079]I)輸入軸I上的第一角齒9與輸出軸2上的第二角齒11的分度圓直徑相等，第一盆齒10與第二盆齒12的分度圓直徑相等，那么輸入軸I的轉速與輸出軸2的轉速比等于第一差速器殼3的轉速與第二差速器殼4的轉速比；
[0080]第一齒輪5、第二齒輪6、第三齒輪7和第四齒輪8的分度圓直徑比為2:2:1:3 ；
[0081]發動機工作且轉速為X ;
[0082]汽車停止，第二差速器殼4沒有轉速輸出；
[0083]加速控制器連接在第一齒輪5上，加速制器控制的扭矩為O。
[0084]根據第一齒輪5、第二齒輪6、第三齒輪7和第四齒輪8的分度圓直徑比，可以得出第一齒輪5、第二齒輪6、第三齒輪7和第四齒輪8的轉速比是1:1:3:1。
[0085]當發動機起動瞬間，第一差速器同時驅動第一齒輪5和第二齒輪6以相同的扭矩和相同的方向，即第一差速器殼3轉動的方向轉動。由上述可知，第四齒輪8的扭矩是第二齒輪6的扭矩的3倍，那么第四齒輪8會使第二齒輪6與第四齒輪8的旋轉方向相反，同樣第一齒輪5與初使轉動方向相反。因此，當第一差速器殼3轉動X圈時，第三齒輪7轉動3X圈，第一齒輪5反向轉動X圈。
[0086]根據設計要求，通過特定裝置控置第一齒輪5的轉速在各種工況下，變速器輸入X輸出y傳動比變化。
[0087]發動機輸入轉速為x=30。
[0088]在停車狀態下輸出軸2沒有轉速輸出，第一齒輪5沒有控制扭矩，傳動比為1:0。
[0089]當車輛行駛時，變速器電腦根據發動機當前輸出扭矩、發動機扭力曲線、當前輸出軸2輸出扭矩、加速踏板的加速度要求命令來計算出給第一齒輪5的控制扭矩。
[0090]設第一齒輪5的轉速為P,第二齒輪6的轉速為q,第三齒輪7的轉速為t,第四齒輪8的轉速為S。
[0091]當P轉速為O時，那么
[0092]p=q=0, t=2x, s=2x/3, y=2x/3/2=10
[0093]x:y=3:1
[0094]當給齒輪t 一個控制力使的t轉速為0時，
[0095]當t為O時，那么
[0096]t=s=0 p=2x y=2x/2=x
[0097]x:y=l:1
[0098]當齒輪p與齒輪t的轉速相同是第一差速器沒有差速時
[0099]p=q=t=X, s=X/3=10, y= (q+s)/2=20
[0100]x:y=3:2
[0101]最大傳動比1:1。
[0102]2)第一齒輪5、第二齒輪6、第三齒輪7和第四齒輪8的分度圓直徑比為3:1:2:2。
[0103]設第一齒輪5的轉速為P,第二齒輪6的轉速為q,第三齒輪7的轉速為t,第四齒輪8的轉速為S，發動機輸入轉速為x=30
[0104]當P轉速為O時，那么
[0105]p=q=0, t=s=2x, y=2x/2=x
[0106]x:y=l:1
[0107]當給齒輪t 一個控制力使的t轉速為0是
[0108]當t為O時，那么
[0109]t=s=0, p=2x, q=2x*3，y=2x*3/2=3x
[0110]x:y=l:3
[0111]當齒輪P與齒輪t的轉速相同是第一差速器沒有差速時
[0112]p=t=s=X, q=3x, y=(s+q)/2=2x
[0113]x:y=l:2
[0114]最大傳動比1:3。
[0115]更優選的實施方式為，第一齒輪5的分度圓直徑與第二齒輪6的分度圓直徑之和等于第三齒輪7的分度圓直徑與第四齒輪8的分度圓直徑之和。
[0116]即a+b=c+d。也就是說，兩個錐形齒輪差速器為軸向平行設置。這樣輸入軸I和輸出軸2的方向平行，有利于力的傳遞和能有效的節約空間。
[0117]需要指出的是，輸入軸I與輸出軸2也可以是平行設置，也可以不是平行設置，具體情況需要根據差速器的安裝空間決定。
[0118]實施例二[0119]如圖2所示，第一差速器與第二差速器均為太陽齒輪差速器；
[0120]傳動機構為齒圈連接部13和傳動軸14 ；
[0121]齒圈連接部13 —端固定連接第一差速器的第一齒圈18，另一端固定連接第二差速器的第二齒圈19 ；
[0122]傳動軸14 一端固定連接所述第一差速器的第一太陽齒輪20，另一端固定連接第二差速器的第二太陽齒輪21 ；
[0123]輸入軸I連接所述第一差速器的第一行星齒輪15，所述輸出軸2連接第二差速器的第二行星齒輪16 ；
[0124]第一太陽齒輪20的分度圓直徑Ii1、第一齒圈18的分度圓直徑Hi1、第二太陽齒輪21的分度圓直徑n2和第二齒圈19的分度圓直徑m2的關系式為:
[0125]In1Ai1 Φ.m2/n2。
[0126]第一齒圈18的分度圓直徑是Iii1,第一太陽齒輪20的分度圓直徑是Ii1,第二齒圈19的分度圓直徑是m2，第二太陽齒輪21的分度圓直徑是n2。
[0127]當第一齒圈18與第一太陽齒輪20的直徑比和第二齒圈19與第二太陽齒輪21的直徑比不相等時，變速器才可以正常作。即，IVn1 Φ m2/n2。
[0128]如果設Iiipmynpn2的值分別是
[0129]m1=2, Ii1=I, m2=3, n2=`l
[0130]那么，當第一齒圈18與第二齒圈19固定不轉時,輸入軸I的轉速Yiil入和輸出軸2的轉速的轉速比是
[0131]當Yf^=IO,第一太陽齒輪20的轉速是X
[。132] X=IH1A^Y 輸人+Y 輸入
[0133]X=30
[0134]Χ=ηι2/η2*Υ^+Y 輸出
[0135]Y 輸出=30/4=15/2
[0136]Y 輸人/Y 輸出=10/15/2=4/3
[0137]iWY輸入+Y輸入=m2/n2*Y輸出+Y輸出
[0138]如果設Iiipmynpn2的值分別是
[0139]Hi1=S, Ii1=I, m2=2, n2=l
[0140]那么，當第一齒圈18和第二齒圈19固定不轉時,輸入軸I的裝飾Yiil入和輸出軸2的轉速的轉速比是
[0141]當Yf^=IO,第一太陽齒輪20的轉速是X
[OH2] X=IH1A^Y 輸人+Y 輸入
[0143]X=40
[0144]X=m2/n2*Y 輸出 +Y 輸出
[0145]Y 輸出=40/3
[0146]Y 輸入/Y 輸出=10/40/3=3/4
[0147]在第一種假設中，第一齒圈18和第一太陽齒輪20的分度圓直徑比為2，第二齒圈19和第二太陽齒輪21的分度圓直徑比為3，那么2〈3，傳動比Yfix/Yf^ 4/3>1。
[0148]在第二種假設中，第一齒圈18和第一太陽齒輪20的分度圓直徑比為3，第二齒圈19和第二太陽齒輪21的分度圓直徑比為2，那么3>2，傳動比Υ@λ/Υ?^3/4〈1。
[0149]由上述兩種情況可以得知，第一齒圈18和第一太陽齒輪20的分度圓直徑比為小于第二齒圈19和第二太陽齒輪21的分度圓直徑比時，輸入軸I與輸出軸2的最大傳動比YfilA/YIiliij <I ;第一齒圈18和第一太陽齒輪20的分度圓直徑比大于第二齒圈19和第二太陽齒輪21的分度圓直徑比時，輸入軸I與輸出軸2的最大傳動比
[0150]Y輸人/Y輸出>1。
[0151 ] 綜上所述，在本實施例中，輸入軸I連接行第一星齒輪15，給第一齒圈18增加負載時，相當于固定第一齒圈18，此時第一行星齒輪15轉動帶動第一太陽齒輪20轉動，再通過傳動軸14帶動第二太陽齒輪21轉動，從而實現無極變速。
[0152]實施例三 [0153]如圖3所示，第一差速器為太陽齒輪差速器，第二差速器為錐形齒輪差速器；
[0154]傳動機構包括齒圈連接部13和傳動軸14 ；
[0155]齒圈連接部13 —端固定連接第一齒圈18,另一端與第二差速器的半軸齒輪固定連接；
[0156]傳動軸14 一端固定連接第一太陽齒輪20的軸心，另一端固定連接第二差速器的另一個半軸齒輪；
[0157]輸入軸I連接第一行星齒輪15,輸出軸2連接所述第二差速器的外殼；
[0158]第一齒圈18的分度圓直徑Hi1與第一太陽齒輪20的分度圓直徑Ii1的關系式為:
[0159]0〈 (rvV)〈1/2 或 1/2〈 (Vm1Kl15
[0160]當第一齒圈18的分度圓直徑Hi1與第一太陽齒輪20的分度圓直徑Ii1的關系是Hi1/ηι=3/1時，第一齒圈18固定時變速器工作在最大傳動比，求輸入軸I的轉速Yf5入的轉速及輸出軸2的轉速Yg的轉速。
[0161]第一齒圈18固定,第一太陽齒輪20的轉速X,第一齒圈18的分度圓直徑Hi1,第一太陽齒輪20的分度圓直徑Ii1，輸入軸I的轉速Y。
[0162]11^=3, Ii1=I, Y輸入=10
[0163]X=Hi1A^Y 輸人+Y 輸入
[0164]當第一齒圈18固定時，第一太陽齒輪20的轉速=第一齒圈18的分度圓直徑/第一太陽齒輪20的分度圓直徑*輸入軸轉速+輸入軸轉速
[0165]X=40
[0166]錐齒差速器的差速器殼17的轉速C等于兩半軸齒輪A B轉速之和的一半
[0167]A 轉+B 轉=2C 轉
[0168]那么，Y輸出=X/2=20轉
[0169]最大傳動比Y輸入/Y輸出=1/2
[0170]當輸入差速器殼17沒有轉速時，Yfix=O的時也就是變速器不能正常工做時第一齒圈18與第一太陽齒輪20的比例是2/1，這個比例下變速器不能工作。
[0171]由此可以得出，通過第一齒圈18的分度圓直徑和第一太陽齒輪20的分度圓直徑的調節，從而實現設計需要最太傳動比的變化范圍，進一步，通過對第一齒圈18的扭矩控制來實現無級變速。
[0172]實施例四[0173]如圖4所示，進一步的，第一差速器為錐形齒輪差速器，第二差速器為太陽齒輪差速器；
[0174]傳動機構包括齒圈連接部13和傳動軸14 ；
[0175]輸入軸I連接第一差速器的外殼；
[0176]齒圈連接部13 —端固定連接第一差速器半軸齒輪,另一端固定連接第二齒圈19 ；
[0177]傳動軸14的一端固定連接第一差速器的另一個半軸齒輪，另一端固定連接第二差速器的第二太陽齒輪21的軸心；
[0178]輸出軸2連接所述第二差速器的第二行星齒輪16 ；
[0179]第二齒圈19的分度圓直徑m2與第二太陽齒輪21的分度圓直徑n2的關系式為:
[0180]n2/m2=l/2。
[0181]第二齒圈19與第二太陽齒輪21的的分度圓直徑之比為2/1，當輸入軸I有轉速Y趴，輸出軸2沒有轉速Y?^時，結構可以正常工作。
[0182]也就是說，輸出軸2固定時，N轉=M轉，輸出軸2的轉速等于=0。
[0183]差速器殼17實際轉角Yfia=(第二太陽齒輪21固定時，第二齒圈19轉角2倍時差速器殼17轉角)-(第二 齒圈19轉角)Z0
[0184]第二齒圈19的分度圓直徑與第二太陽齒輪21的分度圓直徑之比為2/1，第二齒圈19固定轉角為O時,求最大傳動比。
[0185]輸入軸I的轉角Y輸人=10轉，M=2，N=I
[0186]那么，Μ=20轉
[0187]第二齒圈19固定，設太陽輪的齒數X，第二齒圈19的分度圓直徑m2，太陽輪的分度圓直徑η2，輸出軸2轉角Yg
[0188]X=m2/n2*Y 輸出+Y 輸出
[0189]Y 輸出=X/ (m2/n2+l) =20/3
[0190]輸入轉速比輸出轉速為:10/(20/3)。
[0191]由此可以得出，此種變速器結構最大傳動比3/2。
[0192]更優選的實施方式為，行星齒輪與輸入軸I和/或輸出軸2之間通過軸承連接。
[0193]通過軸承連接，有效的減小齒輪與輸入軸I和輸出軸2之間的摩擦，增加了行星齒輪和輸入軸1、輸出軸2的使用壽命。
[0194]優選的實施方式為，固定連接的方式為可拆卸連接。
[0195]通過可拆卸連接，能使差速器中的各個零部件得到重復利用，從而能最大限度的延長無極變速器的使用壽命。可拆卸連接的方式有很多，比如銷軸連接，比如卡殼連接等，其只要能實現齒輪之間互相驅動即可。
[0196]需要指出的是，固定連接方式不僅僅局限于可拆卸連接，其還可以是不可拆卸，如焊接等，其只要能實現齒輪之間互相驅動即可。
[0197]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.雙差式無極變速器，其特征在于，包括輸入軸、輸出軸、第一差速器、第二差速器和傳動機構； 所述輸入軸連接所述第一差速器； 所述第一差速器通過所述傳動機構與所述第二差速器連接； 所述輸出軸連接所述第二差速器； 所述傳動機構為齒輪結構。
2.根據權利要求1所述的雙差式無極變速器，其特征在于，所述第一差速器與所述第二差速器均為錐形齒輪差速器； 所述傳動機構包括第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪和第四齒輪； 所述輸入軸通過角齒連接所述第一差速器的盆齒； 所述第一齒輪設置在遠離所述第一差速器的盆齒的一端，與所述第一齒輪嚙合的第二齒輪設置在靠近所述第二差速器的盆齒的一端；所述第三齒輪設置在靠近所述第一差速器的盆齒的一端，與所述第三齒輪嚙合的所述第四齒輪設置在遠離所述第二差速器的盆齒的一端; 所述輸出軸通過角齒連接所述第二差速器的盆齒； 所述第一齒輪的分度圓直徑a、所述第二齒輪的分度圓直徑b、所述第三齒輪的分度圓直徑c和所述第四齒輪的分度圓直徑d需滿足的關系為:
(c/d)*(b/a)=l/3`。
3.根據權利要求2所述的雙差式無極變速器，其特征在于，所述第一齒輪的分度圓直徑與所述第二齒輪的分度圓直徑之和等于所述第三齒輪的分度圓直徑與所述第四齒輪的分度圓直徑之和。
4.根據權利要求1所述的雙差式無極變速器，其特征在于，所述第一差速器與所述第二差速器均為太陽齒輪差速器； 所述傳動機構為齒圈連接部和傳動軸； 所述齒圈連接部一端固定連接所述第一差速器的第一齒圈，另一端固定連接所述第二差速器的第二齒圈； 所述傳動軸一端固定連接所述第一差速器的第一太陽齒輪，另一端固定連接所述第二差速器的第二太陽齒輪； 所述輸入軸連接所述第一差速器的第一行星齒輪，所述輸出軸連接所述第二差速器的第二行星齒輪； 所述第一太陽齒輪的分度圓直徑Hl1、所述第一齒圈的分度圓直徑Il1、所述第二太陽齒輪的分度圓直徑Hl2和所述第二齒圈的分度圓直徑112的關系式為:
Hi1Ai1 ^ m2/n2。
5.根據權利要求1所述的雙差式無極變速器，其特征在于，所述第一差速器為太陽齒輪差速器，所述第二差速器為錐形齒輪差速器； 所述傳動機構包括齒圈連接部和傳動軸； 所述齒圈連接部一端固定連接所述第一差速器的第一齒圈，另一端與所述第二差速器的半軸齒輪固定連接； 所述傳動軸一端固定連接所述第一差速器的第一太陽齒輪的軸心，另一端固定連接所述第二差速器的另一個半軸齒輪； 所述輸入軸連接所述第一差速器的第一行星齒輪，所述輸出軸連接所述第二差速器的外殼; 所述第一齒圈的分度圓直徑η與所述第一太陽齒輪的分度圓直徑m的關系式為: 0〈(m/n)〈1/2 或 1/2〈(m/n)〈l。
6.根據權利要求1所述的雙差式無極變速器，其特征在于，所述第一差速器為錐形齒輪差速器，所述第二差速器為太陽齒輪差速器； 所述傳動機構包括齒圈連接部和傳動軸； 所述輸入軸連接所述第一差速器的外殼； 所述齒圈連接部一端固定連接所述第一差速器半軸齒輪，另一端固定連接第二齒圈；所述傳動軸的一端固定連接所述第一差速器的另一個半軸齒輪，另一端固定連接所述第二差速器的第二太陽齒輪的軸心； 所述輸出軸連接所述第二差速器的第二行星齒輪； 所述第二齒圈的分度 圓直徑η與所述第二太陽齒輪的分度圓直徑m的關系式為: m/n=l/2。
7.根據權利要求5或6所述的雙差式無極變速器，其特征在于，所述第一行星齒輪和/或所述第二行星齒輪與所述輸入軸和/或所述輸出軸之間通過軸承連接。
8.根據權利要求7所述的雙差式無極變速器，其特征在于，固定連接的方式為可拆卸連接。
【文檔編號】F16H3/76GK103775579SQ201410072229
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月28日 優先權日:2014年2月28日
【發明者】張寶山 申請人:張寶山