扭矩匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦合器的製造方法
2024-01-30 17:48:15
扭矩匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦合器的製造方法
【專利摘要】扭矩匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦合器，屬於機械製造領域。本發明採用兩個周轉輪系構成扭矩匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦合器：這兩個周轉輪系各三個元件間，各取其一作為輸入與輸出端後，一個輪系其餘的兩個元件與另一個輪系其餘的兩個元件按扭矩匹配自鎖的方式相互錯位對接。本發明的扭矩匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦合器為常嚙合的齒輪機構，結構簡單，穩定傳動時，表現為一個剛體，內部不存在相互轉動；而受衝擊時，內部發生相對轉動，可以起到緩衝減震作用。相對於液力耦合器和液力變矩器有更好的效率和加工工藝性。
【專利說明】扭矩匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦合器
【技術領域】 [0001] 本發明屬於機械製造領域。本發明系統地涉及一種由兩個周轉輪系 按照"扭矩匹配自鎖"、"錯位對接"方式構成的機構，該機構在傳遞扭矩時具有柔性傳動特 徵--比如運用於汽車技術，當輸出端因車輛下坡超速時，表現出與輸入端運動關係脫開 的超越離合器的功能；或者相反，當油門不足而無法爬坡或車輛制停時，實現輸出端逐漸停 止轉動、輸入端自行運轉的過載保護。本說明書稱之為扭矩匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦 合器。用以取代液力耦合器和液力變矩器有更好的工作效率和製造工藝性。
【背景技術】 [0002] 車輛在行駛中切換檔位時對動力切斷後恢復過程中的平順性要求最 高。目前車輛技術中關於動力傳遞中斷與恢復主要有兩種方案：自動變速器（AT)的多片摩 擦離合器和手動變速器（MT)的單片摩擦離合器。單片離合器通過操作脫開實現分離時動 力切斷，但它的平順恢復需要操作熟練度，在城市工況等頻繁操作時容易造成駕駛疲勞；液 力變矩器的柔性傳動被用以改善自動變速器中的多片摩擦離合器中斷與恢復動力過程的 平順性。目前所有避開液力變矩器的自動化變速器如自動的手動變速器AMT、雙離合器變速 器DCT(或稱直接換檔齒輪箱DSG)都遇到了現實的問題：單片或多片摩擦離合器的長期使 用磨損都會造成自動控制的標定參數發生漂移，導致接合時反覆衝擊聳車與自我保護；即 便在顯著的使用磨損發生前，也因為在某種工況比如低速跟車中反覆脫開與結合，產生高 溫，致使變速器總成進入自我保護模式而停止工作。
【發明內容】
[0003] 液力變矩器的柔性傳動對於變速器的自動化很重要，但液力變矩器存 在效率不高（其前身液力耦合器效率更差已無實用意義）、製造工藝獨特等主要不足。本發 明針對液力傳動的這些不足，採用兩個周轉輪系按照"扭矩匹配自鎖" "錯位對接"的原則 構成一種新型的柔性聯軸節，本說明書稱之為扭矩匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦合器。
[0004] 較好的是，兩個周轉輪系各三個元件間，一個輪系的兩個元件與另一個輪系的兩 個元件之間按扭矩匹配自鎖的方式相互錯位對接，各自另一個元件分別作為輸入輸出端。
[0005] 較好的是，兩個周轉輪系都是差速器，這兩個差速器各以自己的一個中心輪通過 自帶的過渡齒輪與對方的保持架齒輪嚙合傳動，各自另一個中心輪分別作為輸入輸出端。
[0006] 較好的是，兩個周轉輪系都是單行星排周轉輪系，一個周轉輪系在半徑方向套在 另一個周轉輪系的外圍，其內中心輪與另一個輪系的外中心輪對接，兩者的保持架對接，其 餘的一個外中心輪與一個內中心輪分別作為輸入輸出端。
[0007] 較好的是，兩個周轉輪系都是雙行星排周轉輪系，一個周轉輪系在半徑方向套在 另一個周轉輪系的外圍，其內中心輪與另一個輪系的外中心輪對接，兩者的保持架對接，其 餘的一個外中心輪與一個內中心輪分別作為輸入輸出端。
[0008] 較好的是，兩個周轉輪系一個是單行星排周轉輪系，另一個是雙行星排周轉輪系， 一個輪系的兩個元件與另一個輪系的兩個元件之間按扭矩匹配自鎖的方式相互錯位對接， 各自另一個元件分別作為輸入輸出端。
[0009] 較好的是，單行星排周轉輪系的外中心輪與保持架各自與雙行星排周轉輪系的內 中心輪與外中心輪對接，兩者其餘的一個內中心輪與保持架分別作為輸入輸出端。
[0010] 較好的是，單行星排周轉輪系的外中心輪與保持架各自與雙行星排周轉輪系的保 持架與外中心輪對接，兩者其餘的各一個內中心輪分別作為輸入輸出端。
[0011] 較好的是，單行星排周轉輪系的內中心輪與保持架各自與雙行星排周轉輪系的保 持架與外中心輪對接，兩者其餘的一個外中心輪與內中心輪分別作為輸入輸出端。
[0012] 較好的是，單行星排周轉輪系的內中心輪與保持架各自與雙行星排周轉輪系的內 中心輪與外中心輪對接，兩者其餘的一個外中心輪與保持架分別作為輸入輸出端。
[0013] 較好的是，單行星排周轉輪系的外中心輪與內中心輪各自與雙行星排周轉輪系的 保持架與內中心輪對接，兩者其餘的一個保持架與外中心輪分別作為輸入輸出端。
【專利附圖】
【附圖說明】 [0014] 首先說明，本發明的說明書附圖均為結構簡圖，省略了所有軸承、潤滑 方式、機體、密封件、放油口等 申請人:認為與說明技術方案無關的具體結構細節；採用齒輪 的側面視圖，將每個齒輪的輻板簡化為線段、輪齒簡化為輻板兩端的短線段，進而以輪齒的 靠近相對表示嚙合；當齒輪空套在軸上時，以代表軸的線段穿過兩平行短線段表示。
[0015] 圖1為兩個差速器構成扭矩匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦合器的結構示意圖；
[0016] 圖2為兩個單行星排周轉輪系構成扭矩匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦合器的各 種結構方式分析所用示意圖；
[0017] 圖3為單/雙行星排周轉輪系分別採用內中心輪/保持架作為輸入輸出端構成扭 矩匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦合器的結構示意圖；
[0018] 圖4為單/雙行星排周轉輪系分別採用內中心輪/內中心輪作為輸入輸出端構成 扭矩匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦合器的結構示意圖；
[0019] 圖5為單/雙行星排周轉輪系分別採用外中心輪/內中心輪作為輸入輸出端構成 扭矩匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦合器的結構示意圖；
[0020] 圖6為單/雙行星排周轉輪系分別採用外中心輪/保持架作為輸入輸出端構成扭 矩匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦合器的結構示意圖；
[0021] 圖7為單/雙行星排周轉輪系分別採用保持架/外中心輪作為輸入輸出端構成扭 矩匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦合器的結構示意圖；
[0022] 圖8為兩個單行星排周轉輪系採用外中心輪/內中心輪作為輸入輸出端構成扭矩 匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦合器的結構示意圖；
[0023] 圖9為兩個雙行星排周轉輪系採用外中心輪/內中心輪作為輸入輸出端構成扭矩 匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦合器的結構示意圖；
[0024] 為進一步說明本發明的齒輪式耦合器的結構、效果及其優點，下面結合附圖在具 體實施方式中加以詳細說明。
【具體實施方式】
[0025] 本說明書所有附圖涉及兩種類型的周轉輪系（也簡稱為輪系）、及一個特例：附圖 2中，外中心輪（內齒圈）3或12與內中心輪21或22通過保持架5或10上安裝的行星齒 輪4與7 (可以沿圓周均布更多）或8與11單個齒輪構成嚙合傳動關係，稱為單行星排周 轉輪系；附圖3中，外中心輪31與內中心輪34通過安裝在保持架35上的兩個相互嚙合的 行星齒輪32、33 (可以沿圓周在保持架上均布多對）構成嚙合傳動關係，稱為雙行星排周轉 輪系；附圖1則是單行星排周轉輪系的一個特例，52或55為保持架齒輪，其上帶有行星齒 輪65/60或57/59,左右兩個中心輪53/64或56/58都是相同的，所以每個輪系都稱為對稱 式周轉輪系，在車輛技術中也直接稱為差速器（另有不能獨立轉動的過渡齒輪54、61作為 必要連接零件介於兩個對接差速器之間構成齒輪式耦合器）。
[0026] 本說明書所有附圖中，除在附圖3至7中將右側的中心輪編列序號為23而不是21 或22、附圖9部分序號另行說明外，其它零件名稱與序號均已解釋說明，以下關於各附圖不 再說明，而著重分析左右兩個輪系的連接關係與效果。
[0027] 當R-轉速，Z-齒數，T-扭矩；a-外中心輪，b-內中心輪，e-保持架，則
[0028] 單行星排周轉輪系的內部運動關係與扭矩關係為：
[0029]
【權利要求】
1. 扭矩匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦合器，包括： 兩個周轉輪系，其特徵在於， 這兩個周轉輪系各三個元件間，一個輪系的兩個元件與另一個輪系的兩個元件之間按 扭矩匹配自鎖的方式相互錯位對接，各自另一個元件分別作為輸入輸出端。
2. 如權利要求1所述的扭矩匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦合器，其特徵在於， 所述兩個周轉輪系都是差速器，這兩個差速器各以自己的一個中心輪通過自帶的過渡 齒輪與對方的保持架齒輪哨合傳動，各自另一個中心輪分別作為輸入輸出端。
3. 如權利要求1所述的扭矩匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦合器，其特徵在於， 所述兩個周轉輪系都是單行星排周轉輪系，一個周轉輪系在半徑方向套在另一個周轉 輪系的外圍，其內中心輪與另一個輪系的外中心輪對接，兩者的保持架對接，其餘的一個外 中心輪與一個內中心輪分別作為輸入輸出端。
4. 如權利要求1所述的扭矩匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦合器，其特徵在於， 所述兩個周轉輪系都是雙行星排周轉輪系，一個周轉輪系在半徑方向套在另一個周轉 輪系的外圍，其內中心輪與另一個輪系的外中心輪對接，兩者的保持架對接，其餘的一個外 中心輪與一個內中心輪分別作為輸入輸出端。
5. 如權利要求1所述的扭矩匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦合器，其特徵在於， 所述兩個周轉輪系一個是單行星排周轉輪系，另一個是雙行星排周轉輪系。
6. 如權利要求5所述的扭矩匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦合器，其特徵在於， 單行星排周轉輪系的外中心輪與保持架各自與雙行星排周轉輪系的內中心輪與外中 心輪對接，兩者其餘的一個內中心輪與保持架分別作為輸入輸出端。
7. 如權利要求5所述的扭矩匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦合器，其特徵在於， 單行星排周轉輪系的外中心輪與保持架各自與雙行星排周轉輪系的保持架與外中心 輪對接，兩者其餘的各一個內中心輪分別作為輸入輸出端。
8. 如權利要求5所述的扭矩匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦合器，其特徵在於， 單行星排周轉輪系的內中心輪與保持架各自與雙行星排周轉輪系的保持架與外中心 輪對接，兩者其餘的一個外中心輪與內中心輪分別作為輸入輸出端。
9. 如權利要求5所述的扭矩匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦合器，其特徵在於， 單行星排周轉輪系的內中心輪與保持架各自與雙行星排周轉輪系的內中心輪與外中 心輪對接，兩者其餘的一個外中心輪與保持架分別作為輸入輸出端。
10. 如權利要求5所述的扭矩匹配自鎖錯位對接的齒輪式耦合器，其特徵在於， 單行星排周轉輪系的外中心輪與內中心輪各自與雙行星排周轉輪系的保持架與內中 心輪對接，兩者其餘的一個保持架與外中心輪分別作為輸入輸出端。
【文檔編號】F16H1/36GK104100682SQ201310129570
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月11日 優先權日:2013年4月11日
【發明者】孟良吉 申請人:孟良吉