非摩擦式無級變速器的製作方法
2023-09-20 14:38:15 1
專利名稱：非摩擦式無級變速器的製作方法
技術領域：
本發明涉及非摩擦式無級變速器，可廣泛的應用於汽車摩託車製造領域中變速箱的無級變速，以及機電領域中動力設備的無級變速。
背景技術：
目前已有的變速箱技術包括手動變速箱(MT)、傳統的自動變速箱(AT)、帶式或鏈條式驅動無級變速箱(CVT)、自動化手動變速箱(AMT)以及雙離合器變速箱(DCT)，變速箱的多樣化導致了不同技術，但它們各有明顯的優勢和缺點。
發明內容
本發明的目的，現有最先進無級變速的方法，常見的有電力式和液力式兩種，依靠附加動力調節變速扭矩，但無一例外的靠摩擦來傳遞動力，所傳帶的扭矩和功率低，遠不及齒輪可以傳遞的負荷，鋼帶鋼鏈沿鼓面在動力的垂直方向滑動變速，限制了變速的範圍，克服以上不足的非摩擦式無級變速器，利用變速傳動上產生的相向運動，以線圈對磁極切割磁力線產生的感應電動勢，串接可調電阻對發電閉環制動力調節，制動的反作用力經過力矩的變化提供輸出的動力。
本發明的技術解決措施，軸輸入輪式輸出採用單撐雙排行星齒輪機構，左右外齒圈合抱與輸入轉軸上的線圈轉子固定連接，軸線旋轉之行星齒輪支撐的行星架作為輸出輪，可齒輪或多排鏈輪輸出，內圈齒輪內側鑲帶磁極作為相對的錠子，相當於發電機線圈的轉子與輸入軸方鍵或花鍵連接。輪輸入軸輸出同樣採用單撐雙排行星齒輪，整體外齒圈同時與兩組行星齒輪嚙合，外齒圈外側可皮帶槽或齒輪作為輸入輪，一對帶孔環形蓋板對變速器進行封包，蓋板中心是一個鏤空線圈轉子，內圈齒輪內側鑲帶磁極作為相對的錠子，行星齒輪架中心的軸套與軸聯結作為軸輸出。變速器接口橡皮密封齒輪油脂潤滑，發電負載的電流開路是變速器自由運動時的空檔輸出，電流短接時轉子與錠子趨於靜止，即外齒圈與內齒圈趨於同步，行星齒輪趨於沒有自轉，達到輸出與輸入趨於同步的轉速，在可調電阻的範圍內，輸出轉速由零到接近輸入轉速的範圍內變化。
本發明的優點，比皮帶輪略為寬一點的無級變速器，內部結構緊湊，構件排列緊密有至，行星齒輪嚙合的分度園肩階園，既固定了軸向串動位，又可作為內外齒圈轉動中象滾動軸承上的滾柱支撐一樣，結構空餘的空擋小，轉速的變化與行星機構兩組齒輪副的齒數無關，這樣變速器的設計重點是構件的強度和結構，以及發電機的電磁高效性，這樣才有利於體積的設計及慣性的保持以及重心的平衡。
本發明的特點，驅動輪轉矩和轉速的變化範圍，能較好的適應經常變化的行駛條件，以及動力設備的不同需求，實現空檔不輸出動力的無離合器設置，汽車的倒車可由蓄電池對調速發電機施加反向的電壓來實現，並且前級離合的精確性比後級的好，由於系統中到輸出是減速運動，但到調控部分是增速運動，調控力矩大於輸入和輸出力矩，調控是省力的調控，輸出功率來自於感應電動勢通過可調製動迴路的反向電動勢的反作用力，齒圈速度差越大調控制動的力量越大，即起動的力量是比較大的，並且在運動的過程中遇有例如坡度阻力的變化，阻力加大齒圈速度差的加大使制動力量也跟著加大，自動的反饋可平緩一部分動力速度，再制動力的不同即發電的變化是可以反饋給汽車發動機或設備電機的，可通過油路調節油量變化進一步調節動力性能，即在同樣的踏板踩踏量下油量的進給是不一樣的，可達到省油的目的，可調電阻也可以在蓄電池充電與照明上互相轉換。
如圖1所示為應用本發明軸輸入輪輸出無級變速器裝配原理圖主視圖。
如圖2所示為應用本發明軸輸入輪輸出無級變速器裝配原理圖俯視圖。
如圖3所示為應用本發明輪輸入軸輸出無級變速器裝配原理圖主視圖。
如圖4所示為應用本發明輪輸入軸輸出無級變速器裝配原理圖俯視圖。
具體實施例方式 下面根據附圖和實施例對本專利進一步說明，如圖1所示為應用本發明軸輸入輪輸出無級變速器裝配原理圖主視圖，圖中1為輸出輪，既可為齒輪也可為鏈輪，其結構為一空心大園環，環上等分對稱分布若干軸孔，軸孔與行星齒輪軸緊密公差配合，全鋼表面淬火處理。2為外齒圈，高碳鋼表面淬火，以減少變形，園底型左右兩半夾包行星齒輪，中縫為行星齒輪架輸出輪。3為行星齒輪，內孔配軸承，行星齒輪的分度園直徑應與其分布數量在齒圈內滿度均衡一致，以利於受力防震。4為行星齒輪軸，中間臺階兩邊軸承位，軸承位外側是開口彈簧卡槽，小軸的中間臺階兩側各鉚幾個點固定在行星齒輪架上。5為內齒圈，懸空在行星齒輪內側，軸向徑向都由行星齒輪左右兩端外側分度園肩階定位，內齒圈內側壓接磁極，並作為變速發電機相對的錠子，內齒圈的轉向與外齒圈即發動機主軸的轉向相反。6為發動機或電機主軸，變速器由齒輪輸出時，主軸外側可加裝掛腳支撐，以減少輸出動力對主軸軸承的磨損，由鏈輪輸出時或可以懸掛。7為發電機轉子，裝配時與外齒圈蓋螺接，並打上定位銷，與發動機主軸則為鍵連接，此處轉子開線圈槽，以利於引出線，引出線銅環在轉子外側絕緣安裝，由電刷接可調電阻，整環為交流，整流子環為直流。8為線圈，以環氧樹脂封裝以防油浸，由於整個變速器都是運動部件，只有線圈在轉子上才有利於線頭的引出，線圈的大小受到了一定的影響，可以增加磁極的強度來彌補。9為磁極，交直流電可發電變速以及作為反向倒車電機，但變速器需加單向棘輪結構，以及發動機主軸在發動機內要加裝單向棘輪結構，以防倒車時發動機連杆反向受力。
如圖2所示為應用本發明軸輸入輪輸出無級變速器裝配原理圖俯視圖，圖中1為輸出輪。2為外齒圈。3為行星齒輪。4為行星齒輪軸。5為內齒圈。6為發動機或電機主軸。7為發電機轉子。8為線圈。9為磁極，以上標示1---9與圖1主視圖標示1---9對應一致。10為電刷座，固定在發動機或電機上。11為電刷，刷頭與滑動調節部分折彎90度，兩電刷引出線接可調電阻或控制電路。12為電刷銅環，絕緣片墊底由線圈端子固定在線圈轉子上，兩個同心圓銅環連線轉子線圈。13為變速器主軸開口彈簧卡，止退變速器在主軸上定位。14為發動機或電機。 15為行星齒輪軸承，由於輸出功率由行星齒輪共同分擔，單個軸承可從高速輕載系列選擇。16為外齒圈蓋板，沉底螺絲固定在外齒圈和變速器轉子上，止口連接部分打定位銷或在接縫處以悶頭螺絲作為定位銷。
如圖3所示為應用本發明輪輸入軸輸出無級變速器裝配原理圖主視圖，圖中1為行星齒輪架，中心軸套為聯軸輸出，其結構為行星齒輪架上等分對稱分布若干軸孔，軸孔與行星齒輪軸緊密公差配合，全鋼表面淬火處理。2為外齒圈，高碳鋼表面淬火，以減少變形，空心兩蓋板封包行星齒輪，中空為行星齒輪架聯軸輸出。3為行星齒輪，內孔配軸承，行星齒輪的分度園直徑應與其分布數量在齒圈內滿度均衡一致，以利於受力防震。4為行星齒輪軸，中間臺階兩邊軸承位，軸承位外側是開口彈簧卡槽，小軸的中間臺階兩側各鉚幾個點固定在行星齒輪架上。5為內齒圈，懸空在行星齒輪內側，軸向徑向都由行星齒輪左右兩端外側分度園肩階定位，內齒圈內側壓接磁極，並作為變速發電機相對的錠子，內齒圈的轉向與外齒圈的轉向相反。6為輸出軸。7為發電機轉子，裝配時與外齒圈蓋螺接，並打上定位銷，中心孔與聯軸套為間隙配合，此處轉子開線圈槽，以利於引出線，引出線銅環在轉子外側絕緣安裝，由電刷接可調電阻，整環為交流，整流子環為直流。8為線圈，以環氧樹脂封裝以防油浸，由於整個變速器都是運動部件，只有線圈在轉子上才有利於線頭的引出，線圈的大小受到了一定的影響，可以增加磁極的強度來彌補。9為磁極，交直流電可發電變速以及作為反向倒車電機，但變速器需加單向棘輪結構，以及發動機主軸在發動機內要加裝單向棘輪結構，以防倒車時發動機連杆反向受力。
如圖4所示為應用本發明輪輸入軸輸出無級變速器裝配原理圖俯視圖，圖中1為行星齒輪架。2為外齒圈。3為行星齒輪。4為行星齒輪軸。5為內齒圈。6為輸出軸。7為發電機轉子。8為線圈。9為磁極，以上標示1---9與圖3主視圖標示1---9對應一致。10為電刷座。11為電刷，兩電刷引出線接可調電阻或控制電路。12為電刷銅環，絕緣片墊底由線圈端子固定在線圈轉子上，兩邊圓銅環連線轉子線圈。13為變速器輸出軸開口彈簧卡，止退變速器在輸出軸上定位。14為線圈引出線，一端接銅環一端接在轉子上，兩組線圈先並再串。15為行星齒輪軸承，由於輸出功率由行星齒輪共同分擔，單個軸承可從高速輕載系列選擇。16為外齒圈蓋板，沉底螺絲固定在外齒圈和變速器轉子上，止口連接部分打定位銷或在接縫處以悶頭螺絲作為定位銷。
通過對轉子線圈感應電動勢的調節，線性改變內齒圈的制動力，線圈開環時是沒有任何其他施加力矩的自由轉子，內外齒圈空轉行星齒輪架輸出為0，線圈閉環時完全等於作用力的最大制動力，輸出最大速度，在這之間可調的任何範圍內，達到行星齒輪無級變速輸出，調節量相當於動量，是速度與質量的乘積，這裡與質量對應的關係是排量，與能量的關係差一個速度的一次冪，磁聚力有利於速度重於排量，在發動機上以小排量獲得速度的補充就可以了。以機電一體式變速器，實現了無離合器無級變速時輕載啟動，柔性傳動能減輕發動機的衝擊，通透的動力以揉克剛，能有效改善駕乘的舒適性，提高發動機的使用壽命。
權利要求
本發明涉及非摩擦式無級變速器，軸輸入輪式輸出採用單撐雙排行星齒輪機構，左右外齒圈合抱與輸入轉軸上的線圈轉子固定連接，軸線旋轉之行星齒輪支撐的行星架作為輸出輪，可齒輪或多排鏈輪輸出，內圈齒輪內側鑲帶磁極作為相對的錠子，相當於發電機線圈的轉子與輸入軸方鍵或花鍵連接，輪輸入軸輸出同樣採用單撐雙排行星齒輪，整體外齒圈同時與兩組行星齒輪嚙合，外齒圈外側可皮帶槽或齒輪作為輸入輪，一對帶孔環形蓋板對變速器進行封包，蓋板中心是一個鏤空線圈轉子，內圈齒輪內側鑲帶磁極作為相對的錠子，行星齒輪架中心的軸套與軸聯結作為軸輸出，通過對內齒圈線圈感應電動勢的調節，線性改變內齒圈的制動力，線圈開環時是沒有任何其他施加力矩的自由轉子，內外齒圈空轉行星齒輪架輸出為0，線圈閉環時作用力等於反作用力的最大制動力，輸出最大的速度，在這之間可調的任何範圍內，達到行星齒輪無級變速輸出，輸出轉速由零到接近輸入轉速的範圍內變化，調節量相當於動量，是速度與質量的乘積。
全文摘要
本發明涉及非摩擦式無級變速器，可廣泛的應用於汽車摩託車製造領域中變速箱的無級變速，以及機電領域中動力設備的無級變速，驅動輪轉矩和轉速的變化範圍，能較好的適應經常變化的行駛條件，以及動力設備的不同需求，實現空檔不輸出動力的無離合器設置，並且前級離合的精確性比後級的好，由於系統中到輸出是減速運動，但到調控部分是增速運動，調控力矩大於輸入和輸出力矩，調控是省力的調控。
文檔編號F16H3/44GK101245834SQ200710168960
公開日2008年8月20日 申請日期2007年12月21日 優先權日2007年12月21日
發明者楊雲柳 申請人:楊雲柳