專利名稱：行星系列受控傳動路徑轉速無級控制式無級變速器的制作方法
技術領域：
本發明涉及變速器，具體是一種利用合適的變速器對行星齒輪機構的受控轉動部件的轉速進行無級控制實現行星齒輪機構對輸入動力傳動比的無級變化。
背景技術：
實現無級變速是汽車工業和其它許多行業一直向往的目標，目前的液力自動變速器和電控無級變速器在一定程度上取得了很大發展，但由于1、液力自動變速器傳動比不連續，且傳動效率低，動力性能與燃油經濟不理想。2、電控無級變速器目前只能在一些小排量汽車中得以應用，而無法在大排量、大功率汽車中應用。3、它們結構復雜、生產成本高，且維修困難。

發明內容
為了解決現有無級變速器結構復雜、傳動效率低、維修困難和傳動功率不大等問題，本發明提供了一種結構簡單、傳動效率高、傳動功率大和容易維修的行星系列受控傳動路徑轉速無級控制式無級變速器。本發明是這樣完成的行星系列受傳動路徑轉速無級控制式無級變速器是根據行星齒輪機構在轉矩傳動過程中，當受控件的轉速發生變化時行星齒輪機構的輸出輪的轉速將發生變化而改變傳動比以及能量在傳動過程中總是選擇較短即傳動比較大的傳動路徑傳動的原理，用行星齒輪機構的一轉動部件接受輸入動力，另外兩個轉動部件作轉矩輸出部件，其中一個為低速高矩傳動輪，另一個為高速低矩傳動輪；或用兩套或兩套以上的行星齒輪機構組成行星齒輪機構組合，用一套行星齒輪機構的一轉動部件接受輸入動力，另一套行星齒輪機構的一轉動部件輸出動力，而將每一套另外兩個轉動部件相互連接作動力中間傳動路徑，并構成兩條傳動比不同的傳動路徑。用行程可變彈性無級變速器或轉速控制器(專利號201210594548. 4)或其它合適的變速器根據輸入動力、輸出阻力轉矩及轉速和控制要求的變化無級的選擇傳動比對行星齒輪機構傳動比較大的傳動輪或傳動路徑的轉速進行無級控制，實現行星齒輪機構對輸入轉矩的轉速和轉矩進行無級變速變矩，完成無級變速任務。所述行星系列受控傳動路徑轉速無級控制式無級變速器是用行星齒輪機構的一轉動部件作輸入輪接受輸入轉矩，用另外兩個轉動部件作輸出輪輸出轉矩，用傳動比較大的輸出輪驅動行程可變彈性無級變速器或轉速控制器的輸入端，將行程可變彈性無級變速器或轉速控制器的輸出端直接或通過變速變向機構與輸出軸連接。在轉矩傳動過程中，由行程可變彈性無級變速器或轉速控制器根據輸入動力、輸出阻力轉矩及轉速和控制要求的變化無級的選擇傳動比去控制傳動比較大輸出輪的轉速無級變化而使行星齒輪機構的傳動比無級變化，完成無級變速變矩任務。所述行星系列受控傳動路徑轉速無級控制式無級變速器是在行星齒輪機構傳動比較大的輸出輪與行程可變彈性無級變速器或轉速控制器之間安裝傳動比較大變速機構降低行程可變彈性無級變速器或轉速控制器中彈性傳動元件或組件的工作頻率，提高行程可變彈性無級變速器或轉速控制器的工作穩定性和使用壽命；或在行程可變彈性無級變速器或轉速控制器與輸出軸之間安裝傳動比較大變速機構，使變速器獲得更好的低速起動和傳動性能。所述行星系列受控傳動路徑轉速無級控制式無級變速器是在行程可變彈性無級變速器或轉速控制器后再增加一組行星架固定起反向傳動的行星齒輪機構，代替反向減速機構；或用反向傳動的行程可變彈性無級變速器或轉速控制器去控制行星齒輪變速機構傳動比較大輸出輪的轉速，使變速器的結構更緊湊。所述行星系列受控傳動路徑轉速無級控制式無級變速器是用兩組或兩組以上的行星齒輪機構相互連接，前一級行星齒輪機構的一轉動部件作輸入輪接受輸入轉矩，用后一級行星齒輪機構的一轉動部件作輸出輪輸出轉矩，將前后兩級行星齒輪機構其余的兩個轉動部件前后相互固定連接組成低速高矩或低速高矩較明顯的減速增矩傳動路徑和高速低矩或高速低矩較明顯的增速減矩傳動路徑；將行程可變彈性無級變速器或轉速控制器的輸入端與低速高矩或減速增矩傳動路徑固定連接，輸出端直接或經變速變向機構與輸出軸固定連接，在轉矩傳動過程中，由行程可變彈性無級變速器或轉速控制器根據輸入動力、輸出阻力轉矩及轉速和控制要求的變化無級的選擇傳動比，去控制低速高矩或減速增矩傳動路徑的轉速無級變化而使行星齒輪機構的傳動比無級變化完成無級變速變矩任務。所述行星系列受控傳動路徑轉速無級控制式無級變速器是在由兩組或兩組以上行星齒輪機構組成的有兩條傳動比不同的路徑的行星齒輪變速器后再增加一組行星齒輪機構，并將行程可變彈性無級變速器或轉速控制器的輸入端固定安裝傳動盤與后級行星齒輪機構斷開，在增加行星齒輪機構的行星架與機殼之間安裝離合器，在傳動盤與后級行星齒輪機構的行星架之間安裝離合器組成倒檔離合器組合；在增加行星齒輪機構的太陽輪與輸出軸之間安裝離合器，在傳動盤與后級行星齒輪機構的太陽輪之間安裝離合器組成前進檔離合器組合；或用合適的換檔機構或換向機構代替前進檔或倒檔離合器組合。在轉矩傳動過程中，根據傳動要求手動或自動選擇前進檔或倒檔組合離合器工作，或選擇前進檔或倒檔換檔機構或換向機構工作，完成變速器的正向或反向傳動任務；并由行程可變彈性無級變速器或轉速控制器根據輸入動力、輸出阻力轉矩及轉速和控制要求的變化無級的選擇傳動比去控制行星架或太陽輪的轉速無級變化而使行星齒輪機構的傳動比無級變化完成無級變速變矩任務。所述行星系列受控傳動路徑轉速無級控制式無級變速器是在有減速增矩或低速高矩傳動路徑和增速減矩或高速低矩傳動路徑的變速器中，在增速減矩或高速低矩傳動路徑與機殼之間增加單向離合器，在輸入動力較小或后級阻力較大時，阻止增速減矩或高速低矩傳動路徑反向轉動而產生無效循環，提高變速器的傳動效率。所述行星系列受控傳動路徑轉速無級控制式無級變速器是在減速增矩或低速高矩傳動路徑與機殼之間，或在減速增矩或低速高矩傳動輪與機殼之間增加離合器(或鎖止機構)，在行程可變彈性無級變速器或轉速控制器的傳動比變到很小仍不能充分將輸入轉矩傳給后級傳動機構時，將增加的離合器鎖止阻止減速增矩或低速高矩傳動路徑(或傳動輪)轉動而使變速器全速傳動，提高變速器的傳動效率，在其余情況下離合器釋放，由行程可變彈性無級變速器或轉速控制器根據輸入動力、輸出阻力轉矩及轉速和控制要求的變化無級的選擇傳動比去控制減速增矩或低速高矩傳動路徑的轉速無級變化而使行星齒輪機構的傳動比無級變化完成無級變速變矩任務。所述行星系列受控傳動路徑轉速無級控制式無級變速器是在有兩條傳動比不同的傳動路徑且增速減矩或高速低矩傳動路徑有單向離合器阻止倒轉的變速器中，在增速減矩或高速低矩傳動路徑再增加一套行星齒輪機構，將增加行星齒輪機構的行星架與前級的增速減矩或高速低矩傳動路徑固定連接，將增加行星齒輪機構的太陽輪與后級的增速減矩或高速低矩傳動路徑固定連接，將增加行星齒輪機構的齒圈與輸出軸固定連接，使變速器在低速或起動時增速減矩或高速低矩傳動路徑倒轉的轉矩直接輸出；或可在將增加行星齒輪機構的齒圈與輸出軸之間再增加一套行程可變彈性無級變速器或轉速控制器，由兩套行程可變彈性無級變速器或轉速控制器分別或同步去控制齒圈和行星架的轉速完成無級變速任務，使變速器的變速器變矩范圍更寬變速性能更好所述行星系列受控傳動路徑轉速無級控制式無級變速器是將增加的行星齒輪機構固定安裝的行星架與機殼之間增加卷簧(或其它能發生彈性形變元件或組件)并將兩端分別與行星架與機殼固定連接，提高變速器的起步和應對后級阻力突然增大的性能和平衡變速器的輸出轉矩和能量，使變速器性能更加穩定。所述行星系列受控傳動路徑轉速無級控制式無級變速器是在要求變速器低速傳動時，使行程可變彈性無級變速器或轉速控制器只有部分彈性傳動元件參與轉矩傳動；或使彈性傳動元件的起始壓力或彈性系數處在較低水平；或使中間傳動機構的傳動比較大；或使間歇鎖止機構的鎖止占空比保持在較小的范圍內；或使間歇傳動機構在每一傳動周期的傳動時間不能超過某一固定值，使變速器輸出的轉速始終處在安全的轉速范圍內而不能全速傳動，提高變速器在特殊條件和安全系數要求較高的情況下的安全性能。本發明的有益效果是1、充分利用了行程可變彈性無級變速器或轉速控制器對行星系列受控轉動的低速高矩或減速增矩傳動路徑的轉速進行無級控制，完成無級變速任務。2、行星系列受控傳動路徑轉速無級控制式無級變速器的傳動效率高，傳動能力強，可用于不同功率的變速變矩任務。3、行星系列受控傳動路徑轉速無級控制式無級變速器結構簡單，零配件及伺服系統少，在現有技術和產品條件下即可規模化生產。


下面結合附圖對本發明作進一步的詳細說明圖1是本發明實施例1的結構示意2是本發明實施例1的結構示意3是本發明實施例1的結構示意4是本發明實施例1的結構示意5是本發明實施例1的結構示意6是本發明實施例2的結構示意7是本發明實施例2的結構示意8是本發明實施例2的結構示意圖
圖9是本發明實施例2的結構示意10是本發明實施例3的結構示意11是本發明實施例3的結構示意12是本發明實施例4的結構示意13是本發明實施例5的結構示意14是本發明實施例1的結構示意15是本發明實施例6的結構示意16是本發明實施例6的結構示意17是本發明實施例7的結構示意圖
具體實施例方式實施例1 :結合圖1，用行星齒輪機構的齒圈[2]作輸入軸，用太陽輪[I]作輸出軸，用行星架[3]驅動行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的輸入端，行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的輸出端與傳動輪[6]固定連接，將太陽輪輸出軸[I]上固定安裝內齒圈[7]，在內齒圈[7]與傳動輪[6]之間安裝反向傳動輪[5]將由行星架[3]經行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]無級變速后的轉矩反向傳給內齒圈[7]即太陽輪輸出軸[I];也可在太陽輪輸出軸[I]上固定安裝外齒輪并與傳動輪[6]嚙合而省去反向傳動輪[5]。在轉矩傳動過程中，由行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]根據輸入動力、輸出阻力轉矩及轉速和控制要求的變化無級的選擇傳動比去控制行星架[3]的轉速無級變化而使行星齒輪機構的傳動比無級變化，當輸入動力較小、后級阻力較大或需變速器有較大的傳動比時，行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]選擇較大的傳動比，行星架[3]能高速轉動，使更多的轉矩能量由行星架[3]經行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]減速增矩后傳給太陽輪輸出軸[I]，降低太陽輪[I]的轉速，使行星齒輪機構輸出部件的總體轉速變小，而傳動比增大；當輸入動力較大、后級阻力較小或需變速器有較小的傳動比時，行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]選擇較小的傳動比，阻止行星架[3]高速轉動，使較少的轉矩能量由行星架[3]經行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]增速減矩后傳給太陽輪輸出軸[I]，提高太陽輪[I]的轉速，使行星齒輪機構輸出部件的總體轉速變大，而傳動比變小，完成無級變速變矩任務。結合圖2，在本實施例中，為使變速器獲得更好的低速起動和傳動性能，可用傳動輪[8]與傳動輪[6]嚙合并固定安裝在傳動軸[10]上，用傳動輪[9]與內齒圈[7]嚙合并固定安裝在傳動軸[10]上，使本傳動路徑的傳動比更大，將行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]輸出的轉矩減速增矩后再傳給太陽輸出軸[1]，行星架[3]能更快的轉動而太陽輪[I]能更慢的轉動，使變速器的傳動比更大，低速性能更好。結合圖3，在本實施例中，還可在行星架上固定安裝傳動輪[11]，在傳動軸[14]上固定安裝傳動輪[13]和[15]，在行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的輸入軸上固定安裝傳動輪[12]，傳動輪[13]與傳動輪[11]嚙合，傳動輪[15]與傳動輪[12]嚙合，組成傳動比較大的傳動路徑，不但可使變速器獲得更好的低速起動和傳動性能，而且還能降低行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]中彈性傳動元件或組件的工作頻率，提高行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的工作穩定性和使用壽命，使變速器的無級變速性能更好。結合圖4，在本實施例中，還可行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]后再增加一行星齒輪機構，將增加行星齒輪機構的太陽輪[18]固定安裝在行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的輸出端，將增加行星齒輪機構的齒圈[16]與原有的太陽輪固定連接，將增加行星齒輪機構的行星架[17]固定代替減速機構，由行星輪[19]的自轉將行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]輸出端的傳動方向反向，使變速器的結構更緊湊。結合圖5，在本實施例中，還可用反向傳動的行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]去控制行星架[3]的轉速，并將行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的輸出端直接與太陽輪輸出軸[I]固定連接，使變速器的結構更簡單和緊湊。結合圖14，在本實施例中，還可在行星架[3]與行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]之間增加一套行星齒輪機構，將增加行星齒輪機構的太陽輪[18]或齒圈[16]與行星架[3]固定連接，將增加行星齒輪機構的齒圈[16]或太陽輪[18]與太陽輪[I]固定連接，將增加行星齒輪機構的行星架[17]與行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的輸入端固定連接，使行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]能更好的控制行星架[3]的轉速完成無級變速變矩任務。在本實施例中，還可用行星架[3]作輸入軸，太陽輪[I]作輸出軸，用行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]去控制齒圈[2]的轉速；或用太陽輪[I]作輸入軸，齒圈作輸出軸，用行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]去控制行星架[3]的轉速。實施例2 :結合圖6，它是用前一級行星齒輪機構的行星架[3]作輸入端接受輸入轉矩，用后一級行星齒輪機構的齒圈[20]作輸出端輸出轉矩，將前一級行星齒輪機構的齒圈[2]與后一級行星齒輪機構的太陽輪[21]固定連接組成低速高矩傳動路徑，將前一級行星齒輪機構的太陽輪[I]與后一級行星齒輪機構的行星架[22]固定連接組成高速低矩傳動路徑，將行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的輸入端與后一級的太陽輪[21]即低速高矩傳動路徑固定連接，將行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的輸出端與后級行星齒輪機構的齒圈[20]固定連接，當行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]為反向傳動時，需在轉速控制傳動路徑中增加反向傳動齒輪使行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]能順利的控制太陽輪[21]的轉速。在實際應用中還可在行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]輸入端與后級行星齒輪機構的太陽輪[21]之間增加合適的變速齒輪機構，或在行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的輸出端與后級行星齒輪機構的齒圈[20]之間增加合適的變速齒輪機構，改變轉速控制路徑的傳動比使行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]更好的控制低速高矩傳動路徑的轉速并符合控制要求，但此時行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]或轉速控制路徑的傳動比不宜過大以防太陽輪高速轉動時行星架[22]的轉速過低而不能抵消太陽輪[21]對輸出齒圈[20]的反向驅動，使變速器產生錯誤傳動。在轉矩傳動過程中，由行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]根據輸入動力、輸出阻力轉矩及轉速和控制要求的變化無級的選擇傳動比去控制太陽輪[21]的轉速無級變化而使行星齒輪機構的傳動比無級變化，當輸入動力較小、后級阻力較大或需變速器有較大的傳動比時，行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]選擇較大的傳動比，太陽輪[21]能高速轉動，使更多的轉矩能量由低速高矩傳動路徑經行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]減速增矩后傳給增加的行星齒輪機構的太陽輪[18]輸出后傳遞給齒圈[20]輸出，降低高速低矩傳動路徑即后級行星齒輪機構的行星架[22]和齒圈[20]的轉速，使行星齒輪機構輸出部件的總體轉速變小，而傳動比增大；當輸入動力較大、后級阻力較小或需變速器有較小的傳動比時，行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]選擇較小的傳動比，阻止太陽輪[21]高速轉動，使較少的轉矩能量由低速高矩傳動路徑經行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]增速減矩后傳給齒圈[20]輸出，提高高速低矩傳動路徑即后級行星齒輪機構的行星架[22]和齒圈[20]的轉速，使行星齒輪機構輸出部件的總體轉速變大，而傳動比變小，完成無級變速變矩任務。結合圖7，在本實施例中，還可用行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]去控制后級行星齒輪機構齒圈的轉速，而將后級行星齒輪機構的行星架[22]作輸出軸驅動后級傳動機構，將傳動輪[8]與后級行星齒輪機構的行星架[22]固定連接，在行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的輸出端固定安裝傳動輪[6]并與傳動輪[8]嚙合。在轉矩傳動過程中，由行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]根據輸入動力、輸出阻力轉矩及轉速和控制要求的變化無級的選擇傳動比去控制低速高矩傳動路徑的轉速無級變化而使行星齒輪機構的傳動比無級變化，當輸入動力較小、后級阻力較大或需變速器有較大的傳動比時，行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]選擇較大的傳動比使太陽輪[21]能更快的驅動齒圈[20]反向轉動而提高太陽輪[21]的轉速，并使行星架[22]的轉速變慢，使更多的轉矩能量由經行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]減速增矩后經傳動輪和[8]傳給行星架[22]輸出，使行星齒輪機構輸出部件的總體轉速變小，而傳動比增大；當輸入動力較大、后級阻力較小或需變速器有較小的傳動比時，行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]選擇較小的傳動比，阻止太陽輪[21]快速驅動齒圈[20]反向轉動而降低太陽輪[21]的轉速，并使行星架[22]的轉速變快，使較少的轉矩能量由經行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]變速變矩后經傳動輪[6]和[8]傳給行星架[22]輸出，使行星齒輪機構輸出部件的總體轉速變大，而傳動比變小，完成無級變速變矩任務。為防止在行星架[22]高速轉動時齒圈[20]正向轉動而發生空轉，可在齒圈[20]與傳動輪[8]之間用單向離合器[28]連接，阻止齒圈[20]的正向轉速超過行星架[22]的轉速，或將單向離合器[28]安裝在齒圈[20]與機殼之間防止齒圈[20]正向轉動。結合圖8，在本實施例中，還可在行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的輸出端再增加一套實施例1所述的起反向減速的行星齒輪機構，并將增加的行星齒輪機構的太陽輪[18]固定安裝在行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的輸出端上，將增加的行星齒輪機構的齒圈[16]與后級行星齒輪機構的輸出齒圈[20]固定連接組成組合齒圈，將增加的行星齒輪機構的行星架[17]固定；由于此時變速器以反向傳動的方式傳動轉矩，行星架[22]直接輸出，太陽輪[21]驅動齒圈[20]反向轉動的同時還驅動行星架[22]正向轉動，行星架[22]的轉矩較大使本傳動路徑的傳動比較大而成低速高矩傳動路徑，行星架[22]轉速的變化對齒圈[20]的轉速產生直接影響，因此用行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的輸入端去控制行星架[22]的轉速；增加的行星齒輪機構也可安裝在后級行星齒輪機構與行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]之間，此時行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]需控制增加行星齒輪機構的行星架[17]的轉速，增加的行星齒輪機構也可用合適的變速齒輪機構代替。在轉矩傳動過程中，由行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]根據輸入動力、輸出阻力轉矩及轉速和控制要求的變化無級的選擇傳動比去控制行星架[22]的轉速無級變化而使行星齒輪機構的傳動比無級變化，當輸入動力較小、后級阻力較大或需變速器有較大的傳動比時，行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]選擇較大的傳動比，行星架[22]能高速轉動，降低太陽輪[21]和組合齒圈[20]和[16]的轉速，使行星齒輪機構輸出部件的總體轉速變小，而傳動比變大；當輸入動力較大、后級阻力較小或需變速器有較小的傳動比時，行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]選擇較小的傳動比，阻止行星架[22]高速轉動，提高太陽輪[21]和組合齒圈[20]和[16]的轉速，使行星齒輪機構輸出部件的總體轉速變大，而傳動比小變完成無級變速變矩任務。在本結構中，行星架[22]轉速細小變化都能使傳動比產生較大的變化，因此宜在行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]與行星架[22]之間安裝傳動比較小的變速機構將行星架[22]轉速的變化放大后再經行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]變速傳遞給齒圈[16]，或在行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]與齒圈[16]之間安裝傳動比較小的變速機構將行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]輸出的轉速的變化放大后再輸出，提高變速器的穩定性。結合圖9，在本實施例中，在上述實施例的基礎上，將行星架[17]改為活動安裝，并在行星架[17]與機殼之間安裝離合器[23]，將增加行星齒輪機構的太陽輪[18]與組合齒圈[20]和[16]之間安裝離合器[26]，在行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的輸入端增加傳動盤[24]，在傳動盤[24]與后級行星齒輪機構的太陽輪[21]之間增加離合器[27]，在傳動盤[24]與后級行星齒輪機構的行星架[22]之間增加離合器[25];增加的離合器[23]、[25]、[26]、[27]可用合適的換檔機構代替。在轉矩傳動過程中，由行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]根據輸入動力、輸出阻力轉矩及轉速和控制要求的變化無級的選擇傳動比去控制行星架[22]或太陽輪[21]的轉速無級變化而使行星齒輪機構的傳動比無級變化完成無級變速變矩任務。當需變速器正向傳動轉矩時，離合器[26]、[27]鎖止，離合器[23]、[25]釋放，或將換檔機構掛至前進檔，行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]去控制太陽輪[21]的轉速無級變化而完成正向無級變速任務；當需變速器反向傳動轉矩時，離合器[23]、[25]鎖止，離合器[26]、[27]釋放，或將換檔機構掛至倒檔，行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]去控制行星架[22]的轉速無級變化而完成反向無級變速任務；通過增加的離合器和傳動盤能順利的實現變速器的正反傳動，使變速器的結構更簡單和緊湊，非常適合用于可控彈性能量釋放與回收系統，換向機構的結構更簡單，操作更方便。在本實施例中，還可將前后兩級行星齒輪機構的任一轉動部件作輸入軸和輸出軸，其余的轉動部件以靈活的方式兩兩相互連接組成組成低速高矩傳動路徑和高速低矩傳動路徑，用行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]采取前述方法選擇合適的傳動比去無級控制低速高矩傳動路徑的轉速完成無級變速任務。實施例3 :結合圖10，在轉矩傳動過程中，它是將前一級行星齒輪機構的齒圈[2]作輸入端接受輸入轉矩，用后一級行星齒輪機構的齒圈[20]作輸出端輸出轉矩，將前一級行星齒輪機構的行星架[3]與后一級行星齒輪機構的太陽輪[21]固定連接組成低速高矩較明顯的減速增矩傳動路徑，將前一級行星齒輪機構的太陽輪[I]與后一級行星齒輪機構的行星架[22]固定連接組成高速低矩較明顯的增速減矩傳動路徑；用反向傳動的行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的輸入端與后級行星齒輪機構的太陽輪[21]固定連接，用行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的輸出端與后級行星齒輪機構的齒圈[20]固定連接，如用正向傳動的行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]，則在行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的輸出端與齒圈[20]之間用反向傳動機構連接。在轉矩傳動過程中，由行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]根據輸入動力、輸出阻力轉矩及轉速和控制要求的變化無級的選擇傳動比去控制減速增矩傳動路徑即后級行星齒輪機構的太陽輪[21]的轉速無級變化而使行星齒輪機構的傳動比無級變化，當輸入動力較小、后級阻力較大或需變速器有較大的傳動比時，行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]選擇較大的傳動比，太陽輪[21]能高速轉動，使更多的轉矩能量由太陽輪[21]經行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]減速增矩后傳遞給齒圈[20]輸出，降低行星架[22]和齒圈[20]的轉速，使行星齒輪機構輸出部件的總體轉速變小，而傳動比增大，此時增速減矩傳動路徑可能倒轉來降低齒圈[20]的轉動速度；當輸入動力較大、后級阻力較小或需變速器有較小的傳動比時，行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]選擇較小的傳動比，阻止太陽輪[21]高速轉動，使較少的轉矩能量由太陽輪[21]經行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]增速減矩后傳給齒圈[20]輸出，提高行星架[22]和齒圈[20]的轉速，使行星齒輪機構輸出部件的總體轉速變大，而傳動比變小，完成無級變速變矩任務。結合圖11，在本實施例中，還可將后級行星齒輪機構的行星架[22]作輸出軸；用正向傳動的行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的輸入端與后級行星齒輪機構的齒圈[20]固定連接，用行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的輸出端與后級行星齒輪機構的行星架[22]固定連接，減速增矩傳動路徑經齒圈[20]進一步減速后組成減速增矩效果更好的減速增矩傳動路徑。在本實施例中，還可將前一級行星齒輪機構的行星架[3]作輸入端接受輸入轉矩，用后一級行星齒輪機構的行星架[22]作輸出端輸出轉矩，將前一級行星齒輪機構的齒圈[2]與后一級行星齒輪機構的太陽輪[21]固定連接組成減速增矩傳動路徑，將前一級行星齒輪機構的太陽輪[I]與后一級行星齒輪機構的齒圈[20]固定連接組成增速減矩傳動路徑；或其它更加靈活的方式組建減速增矩傳動路徑和增速減矩傳動路徑，或組建兩條傳動比不一樣的減速增矩傳動路徑，用行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]選擇合適的傳動比去無級控制減速增矩傳動路徑或兩條減速增矩傳動路徑中傳動比較大路徑的轉速完成無級變速任務。實施例4 :結合圖12，它是在前述實施例的基礎上，在增速減矩或高速低矩傳動路徑與機殼之間增加單向離合器[28]，在輸入動力較小或后級阻力較大時，阻止增速減矩或高速低矩傳動路徑倒轉動而產生無效循環，即使行星架[22]只能與輸入轉矩反向轉動而不能正向轉動，提高變速器的傳動效率。實施例5 :結合圖13，它是在前述實施例的基礎上，在減速增矩或低速高矩傳動路徑與機殼之間，或在減速增矩或低速高矩傳動輪與機殼之間增加離合器(或鎖止機構)，在輸入動力較大或后級阻力較小，且在行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的傳動比變到很小仍不能充分將輸入轉矩傳給后級傳動機構時，將離合器[29]鎖止阻止減速增矩或低速高矩傳動路徑(或傳動輪)轉動而使變速器全速傳動，提高變速器的傳動效率，在其余情況下離合器[29]釋放，由行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]根據輸入動力、輸出阻力轉矩及轉速和控制要求的變化無級的選擇傳動比去控制減速增矩或低速高矩傳動路徑的轉速無級變化而使行星齒輪機構的傳動比無級變化完成無級變速變矩任務。實施例6 :結合圖15，它是在前述實施例4或5的基礎上，在增速減矩或高速低矩傳動路徑太陽輪[I]與行星架[22]之間再增加一套行星齒輪機構，將增加行星齒輪機構的行星架[17]與太陽輪[I]固定連接，將增加行星齒輪機構的齒圈[16]與齒圈[20]固定連接，將增加行星齒輪機構的太陽輪[18]與行星架[22]固定連接。在轉矩傳動過程中，當輸入動力較小、后級阻力較大增速減矩傳動路徑倒轉時，由于單向離合器[28]阻止行星架[17]倒轉而被鎖止，太陽輪[18]驅動齒圈[16]反向轉動將反向轉動的轉矩直接輸出提高傳動效率并增大變速器的傳動比，當輸入動力變大、后級阻力變小后，行星架[17]將開始轉動，太陽輪[18]反向轉動轉速不斷減小直至正向轉動，使變速器的低速性能更好。結合圖16，在本實施例中，還可在增加的齒圈的[16]與齒圈[20]之間再增加一套行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]，在轉矩傳動過程中，可由兩套行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]分別去控制齒圈[16]和行星架[22]的轉速完成無級變速任務；也可由兩套行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]同步去控制齒圈[16]和行星架的轉速完成無級變速任務，使變速器的變速器變矩范圍更寬變速性能更好。實施例7 :結合圖17，它是將增加的行星齒輪機構固定安裝的行星架[17]與機殼之間增加卷簧(或其它能發生彈性形變元件或組件)[30]并將兩端分別與行星架[17]與機殼固定連接。在起步或后級阻力突然增大時，卷簧[30]向高能位旋轉儲存能量，行星架能轉動或在原來的基礎上繼續向高能位轉動，使變速器有一定的緩沖和適應過程，防止在起步或后級阻力突然增大時發動機熄火，提高變速器的起步和應對后級阻力突然增大的性能。在輸出軸[7]的轉速和轉矩低于后級傳動機構時卷簧[30]向低能位旋轉釋放能量，提高對后級傳動機構的驅動能力，平衡變速器的輸出轉矩和能量，使變速器性能更加穩定。實施例8 :它是在前述實施例的基礎上，在行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]中增加適當的控制機構使變速器在要求低速傳動時，使行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]只有部分彈性傳動元件參與轉矩傳動；或使彈性傳動元件的起始壓力或彈性系數處在較低水平；或使中間傳動機構的傳動比較大；或使間歇鎖止機構的鎖止占空比保持在較小的范圍內；或使間歇傳動機構在每一傳動周期的傳動時間不能超過某一固定值，使變速器輸出的轉速始終處在安全的轉速范圍內而不能全速傳動，提高變速器在特殊條件和安全系數要求較高的情況下的安全性能。
權利要求
1.一種行星系列受傳動路徑轉速無級控制式無級變速器，是能實現對輸入轉矩進行無級變速變矩的變速器，其特征是用行星齒輪機構的一轉動部件接受輸入動力，另外兩個轉動部件作轉矩輸出部件，其中一個為低速高矩傳動輪，另一個為高速低矩傳動輪；或用兩套或兩套以上的行星齒輪機構組成行星齒輪機構組合，用一套行星齒輪機構的一轉動部件接受輸入動力，另一套行星齒輪機構的一轉動部件輸出動力，而將每一套另外兩個轉動部件相互連接作動力中間傳動路徑，并構成兩條傳動比不同的傳動路徑；用行程可變彈性無級變速器或轉速控制器或其它合適的變速器根據輸入動力、輸出阻力轉矩及轉速和控制要求的變化無級的選擇傳動比對行星齒輪機構傳動比較大的傳動輪或傳動路徑的轉速進行無級控制，實現行星齒輪機構對輸入轉矩的轉速和轉矩進行無級變速變矩，完成無級變速任務。
2.根據權利要求1，所述行星系列受控傳動路徑轉速無級控制式無級變速器其特征是用行星齒輪機構的一轉動部件作輸入輪接受輸入轉矩，用另外兩個轉動部件作輸出輪輸出轉矩，用傳動比較大的輸出輪驅動行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的輸入端，將行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的輸出端直接或通過變速變向機構與輸出軸連接，由行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]根據輸入動力、輸出阻力轉矩及轉速和控制要求的變化無級的選擇傳動比去控制傳動比較大輸出輪的轉速無級變化而使行星齒輪機構的傳動比無級變化，完成無級變速變矩任務。
3.根據權利要求1或2，所述行星系列受控傳動路徑轉速無級控制式無級變速器其特征是在行星齒輪機構傳動比較大的輸出輪與行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]之間安裝傳動比較大變速機構降低行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]中彈性傳動元件或組件的工作頻率，提高行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的工作穩定性和使用壽命；或在行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]與輸出軸之間安裝傳動比較大變速機構，使變速器獲得更好的低速起動和傳動性能。
4.、根據權利要求1，所述行星系列受控傳動路徑轉速無級控制式無級變速器其特征是用兩組或兩組以上的行星齒輪機構相互連接，前一級行星齒輪機構的一轉動部件作輸入輪接受輸入轉矩，用后一級行星齒輪機構的一轉動部件作輸出輪輸出轉矩，將前后兩級行星齒輪機構其余的兩個轉動部件前后相互固定連接組成低速高矩或低速高矩較明顯的減速增矩傳動路徑和高速低矩或高速低矩較明顯的增速減矩傳動路徑；將行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的輸入端與低速高矩或減速增矩傳動路徑固定連接，輸出端直接或經變速變向機構與輸出軸固定連接，由行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]根據輸入動力、輸出阻力轉矩及轉速和控制要求的變化無級的選擇傳動比，去控制低速高矩或減速增矩傳動路徑的轉速無級變化而使行星齒輪機構的傳動比無級變化完成無級變速變矩任務。
5.根據權利要求1或4，所述行星系列受控傳動路徑轉速無級控制式無級變速器其特征是在有兩條傳動比不同的路徑的行星齒輪變速器后再增加一組行星齒輪機構，并將行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的輸入端固定安裝傳動盤[24]與后級行星齒輪機構斷開，在增加行星齒輪機構的行星架[17]與機殼之間安裝離合器[23]，在傳動盤[24]與后級行星齒輪機構的行星架[22]之間安裝離合器[25]組成倒檔離合器組合；在增加行星齒輪機構的太陽輪[18]與輸出軸之間安裝離合器[26]，在傳動盤[24]與后級行星齒輪機構的太陽輪[21]之間安裝離合器[27]組成前進檔離合器組合；或用合適的換檔機構或換向機構代替前進檔或倒檔離合器組合，根據傳動要求手動或自動選擇前進檔或倒檔組合離合器工作，或選擇前進檔或倒檔換檔機構或換向機構工作，完成變速器的正向或反向傳動任務；并由行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]根據輸入動力、輸出阻力轉矩及轉速和控制要求的變化無級的選擇傳動比去控制行星架[22]或太陽輪[21]的轉速無級變化而使行星齒輪機構的傳動比無級變化完成無級變速變矩任務。
6.根據權利要求1或4，所述行星系列受控傳動路徑轉速無級控制式無級變速器其特征是在有傳動比不同的傳動路徑的變速器中，在增速減矩或高速低矩傳動路徑與機殼之間增加單向離合器[28]，在輸入動力較小或后級阻力較大時，阻止增速減矩或高速低矩傳動路徑反向轉動而產生無效循環，提高變速器的傳動效率。
7.根據權利要求1或2或4，所述行星系列受控傳動路徑轉速無級控制式無級變速器其特征是在減速增矩或低速高矩傳動路徑與機殼之間，或在減速增矩或低速高矩傳動輪與機殼之間增加離合器或鎖止機構[29]，在行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]的傳動比變到很小仍不能充分將輸入轉矩傳給后級傳動機構時，將增加的離合器[29]鎖止阻止減速增矩或低速高矩傳動路徑或傳動輪轉動而使變速器全速傳動，提高變速器的傳動效率。
8.根據權利要求6，所述行星系列受控傳動路徑轉速無級控制式無級變速器其特征是在增速減矩或高速低矩 傳動路徑再增加一套行星齒輪機構，將增加行星齒輪機構的行星架[17]與前級的增速減矩或高速低矩傳動路徑的太陽輪[I]固定連接，將增加行星齒輪機構的太陽輪[18]與后級的增速減矩或高速低矩傳動路徑的行星架[22]固定連接，將增加行星齒輪機構的齒圈[16]與輸出軸固定連接，使變速器在低速或起動時增速減矩或高速低矩傳動路徑倒轉的轉矩直接輸出；或可在將增加行星齒輪機構的齒圈[16]與輸出軸之間再增加一套行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]，由兩套行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]分別或同步去控制齒圈[16]和行星架[22]的轉速完成無級變速任務，使變速器的變速器變矩范圍更寬變速性能更好。
9.根據權利要求1，所述行星系列受控傳動路徑轉速無級控制式無級變速器其特征是將增加的行星齒輪機構固定安裝的行星架[17]與機殼之間增加卷簧或其它能發生彈性形變元件或組件[30]，提高變速器的起步和應對后級阻力突然增大的性能和平衡變速器的輸出轉矩和能量，使變速器性能更加穩定。
10.根據權利要求1，所述行星系列受控傳動路徑轉速無級控制式無級變速器其特征是在要求變速器低速傳動時，使行程可變彈性無級變速器或轉速控制器[4]只有部分彈性傳動元件參與轉矩傳動；或使彈性傳動元件的起始壓力或彈性系數處在較低水平；或使中間傳動機構的傳動比較大；或使間歇鎖止機構的鎖止占空比保持在較小的范圍內；或使間歇傳動機構在每一傳動周期的傳動時間不能超過某一固定值，使變速器輸出的轉速始終處在安全的轉速范圍內而不能全速傳動，提高變速器在特殊條件和安全系數要求較高的情況下的安全性能。
全文摘要
本發明公開了一種行星系列受傳動路徑轉速無級控制式無級變速器，它是用行星齒輪機構的一轉動部件接受輸入動力，另外兩個轉動部件作轉矩輸出部件；或用兩套或兩套以上的行星齒輪機構組成行星齒輪機構組合，用一套行星齒輪機構的一轉動部件接受輸入動力，另一套行星齒輪機構的一轉動部件輸出動力，而將每一套另外兩個轉動部件相互連接作動力中間傳動路徑，并構成兩條傳動比不同的傳動路徑。用合適的變速器根據工作情況的變化和控制要求比對行星齒輪機構傳動比較大的傳動輪或傳動路徑的轉速進行無級控制，實現行星齒輪機構對輸入轉矩的轉速和轉矩進行無級變速變矩，完成無級變速任務。它的結構簡單、傳動效率高、傳動功率大和容易維修。
文檔編號F16H3/76GK103075475SQ20131001985
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月19日 優先權日2013年1月19日
發明者龍宏元 申請人:龍宏元