一種無級變速器的製作方法
2023-10-11 20:38:54
專利名稱：一種無級變速器的製作方法
技術領域：
本發明屬於變速器領域，更具體地說，它是一種用於各種地面車輛、船舶、鐵 道機車、工程機械、各種航天、航空器、冶金、礦山、石油、化工、輕工、食品、紡 織、起重運輸機械、工具機、機械人以及軍工的無級變速器。
背景技術：
目前，常用的無級變速器都是根據摩擦、流體靜力學等原理來設計的，它所能 傳遞的功率不大，並且效率不高；另外，這些無級變速器結構複雜，操控麻煩，並需通 過昂貴的材料和精密的製造才能實現，因此成本高。
發明內容
本發明克服了現有技術的不足，提供了一種延長發動機和傳動系的使用壽命， 結構簡單，操控方便，低成本，節能高效的無級變速器。為了實現本發明的目的，本發明採用的技術方案以下一種無級變速器，包括輸入軸(1)、聯接架(5)、變速機構(6)、輸入齒輪副 (7)、聯接器(8)、固定單向離合器(9)、輸出齒輪副(10)、單向離合器(11)、輸出軸 (12)，所述固定單向離合器(9)的輸入端(91)與本發明以外的固定元件聯接，所述的輸 入軸⑴與輸出軸(12)之間設有依次聯接的由行星排組成的匯流單元(2)以及若干分流 單元(3)，所述的匯流單元(2)包括第一匯流輸入元件(21)、匯流輸出元件(22)、第二 匯流輸入元件(23)、匯流行星齒輪(24)，所述的分流單元(3)包括分流輸入元件(31)、 第一分流輸出元件(32)、第二分流輸出元件(33)、分流行星齒輪(34)，匯流單元(2)通 過匯流行星齒輪(24)與配合的第一匯流輸入元件(21)、匯流輸出元件(22)、第二匯流輸 入元件(23)聯接，匯流單元(2)的匯流輸出元件(22)與首個分流單元(3)的分流輸入元 件(31)聯接，其餘各個分流單元(3)的分流輸入元件(31)與各自配合的上一個分流單元 (3)的第二分流輸出元件(33)聯接，各個分流單元(3)的第一分流輸出元件(32)相互聯 接，並與輸出軸(12)聯接，各個分流單元(3)通過各自的分流行星齒輪(34)與配合的分 流輸入元件(31)、第一分流輸出元件(32)、第二分流輸出元件(33)聯接，聯接架(5)與 最後一個分流單元(3)的第二分流輸出元件(33)、本發明以外的若干元件以及變速機構的輸入端(61)聯接，變速機構(6)的輸出端(62)分別與匯流單元(2)的第二匯流輸 入元件(23)、輸入齒輪副(7)的輸入齒輪(71)以及固定單向離合器(9)的輸出端(92)聯 接，輸入齒輪副(7)的輸出齒輪(72)與聯接器(8)的輸入端(81)聯接，聯接器(8)的輸 出端(82)與輸出齒輪副(10)的輸入齒輪(101)聯接，輸出齒輪副(10)的輸出齒輪(102) 與單向離合器(11)的輸入端(111)聯接，單向離合器(11)的輸出端(112)分別與匯流單 元(2)的第一匯流輸入元件(21)以及輸入軸(1)聯接。 所述若干分流單元(3)的最後一個分流單元(3)的第二分流輸出元件(33)與若 幹回流單元(4)的首個回流單元(4)的回流輸入元件(41)聯接，所述的回流單元(4)包括回流輸入元件(41)、第一回流輸出元件(42)、第二回流輸出元件(43)、回流行星齒輪 (44)，匯流單元(2)通過匯流行星齒輪(24)與配合的第一匯流輸入元件(21)、匯流輸出 元件(22)、第二匯流輸入元件(23)聯接，匯流單元(2)的匯流輸出元件(22)與首個分 流單元(3)的分流輸入元件(31)聯接，其餘各個分流單元(3)的分流輸入元件(31)與各 自配合的上一個分流單元(3)的第二分流輸出元件(33)聯接，各個分流單元(3)的第一 分流輸出元件(32)相互聯接，並與輸出軸(12)聯接，各個分流單元(3)通過各自的分流 行星齒輪(34)與配合的分流輸入元件(31)、第一分流輸出元件(32)、第二分流輸出元件 (33)聯接，最後一個分流單元(3)的第二分流輸出元件(33)與首個回流單元(4)的回流 輸入元件(41)聯接，其餘各個回流單元(4)的回流輸入元件(41)與各自配合的上一個回 流單元(4)的第一回流輸出元件(42)聯接，回流單元(4)通過回流行星齒輪(44)與配合 的回流輸入元件(41)、第一回流輸出元件(42)、第二回流輸出元件(43)聯接，最後一個 回流單元(4)的第一回流輸出元件(42)與本發明以外的若干元件聯接，各個回流單元(4) 的第二回流輸出元件(43)相互聯接，聯接架(5)與最後一個回流單元(4)的第二回流輸 出元件(43)、變速機構(6)的輸入端(61)聯接，變速機構(6)的輸出端(62)分別與匯流 單元(2)的第二匯流輸入元件(23)、輸入齒輪副(7)的輸入齒輪(71)以及固定單向離合 器(9)的輸出端(92)聯接，輸入齒輪副(7)的輸出齒輪(72)與聯接器⑶的輸入端(81) 聯接，聯接器⑶的輸出端(82)與輸出齒輪副(10)的輸入齒輪(101)聯接，輸出齒輪副 (10)的輸出齒輪(102)與單向離合器(11)的輸入端(111)聯接，單向離合器(11)的輸出 端(112)分別與匯流單元(2)的第一匯流輸入元件(21)以及輸入軸(1)聯接。所述若干分流單元(3)可被替代為同一個分流單元(3)，此時，此分流單元(3) 的分流輸入元件(31)為若干分流單元(3)的各個分流單元(3)的分流輸入元件(31)，並 為首個分流單元(3)的分流輸入元件(31)；此分流單元(3)的第一分流輸出元件(32)為 若干分流單元(3)的各個分流單元(3)的第一分流輸出元件(32)；此分流單元(3)的第二 分流輸出元件(33)為若干分流單元(3)的各個分流單元(3)的第二分流輸出元件(33)， 並為最後一個分流單元(3)的第二分流輸出元件(33)，替代的各個元件的聯接對象與原 來被替代的各個元件的聯接對象不變。所述若干回流單元⑷可被替代為同一個回流單元(4)，此時，此回流單元⑷ 的回流輸入元件(41)為若干回流單元(4)的各個回流單元(4)的回流輸入元件(41)，並 為首個回流單元⑷的回流輸入元件(41)；此回流單元⑷的第一回流輸出元件(42)為 若干回流單元(4)的各個回流單元(4)的第一回流輸出元件(42)；此回流單元(4)的第二 回流輸出元件(43)為若干回流單元(4)的各個回流單元(4)的第二回流輸出元件(43)， 並為最後一個回流單元(4)的第二回流輸出元件(43)，替代的各個元件的聯接對象與原 來被替代的各個元件的聯接對象不變。所述匯流單元(2)、分流單元(3)以及回流單元(4)為行星齒輪傳動機構、少 齒差傳動機構、擺線針輪行星傳動機構或諧波齒輪傳動機構，其中，在上述傳動機構的 三個基本元件中選用匯流單元(2)的匯流輸出元件(22)、分流單元(3)的分流輸入元 件(31)以及回流單元(4)的回流輸入元件(41)時，此選用的基本元件要在其為主動元 件時，其餘兩個基本元件任意一個互為轉速為零時，而另一個基本元件的轉速都是升高 的，而匯流單元(2)、分流單元(3)以及回流單元(4)的其它兩個元件，則可以在上述的其餘兩個基本元件中選用。所述聯接器(8)可選擇液力偶合器、液力變矩器或液壓泵和液壓馬達。應用於車輛時，本發明能夠根據車輛行駛時的速度變化以及受到阻力大小，自 動地、無級地改變傳動比。本發明具有以下的優點(1)本發明結構簡單，有利於降低製造的成本，更易於維修，並且操控方便；(2)本發明發動機的功率大部分由高效率以及能傳遞大功率的行星齒輪傳動機 構、少齒差傳動機構、擺線針輪行星傳動機構或諧波齒輪傳動機構傳遞，變距和變速是 自動完成，能實現高效率、大功率的無級變速傳動，並且除了起步以外，都能使發動機 在最佳範圍內工作，與其它無級變速器相比，在發動機等效的前提下，它降低了發動機 的製造成本；(3)本發明通過無級變速，使發動機處於經濟轉速區域內運轉，也就是在非常小 汙染排放的轉速範圍內工作，避免了發動機在怠速和高速運行時，排放大量廢氣，從而 減少了廢氣的排放，有利於保護環境；(4)本發明能利用內部轉速差起緩衝和過載保護的作用，有利於延長發動機和傳 動系的使用壽命，另外，當行駛阻力增大，則能使車輛自動降速，反之則升速，有利於 提高車輛的行駛性能；(5)本發明通過無級變速，使輸入功率不間斷，可保證車輛有良好的加速性和較 高的平均車速，使發動機的磨損減少，延長了大修間隔裡程，提高了出車率，有利於提
高生產率。另外，本發明是一種還可用於各種地面車輛、船舶、鐵道機車、工程機械、各 種航天、航空器、冶金、礦山、石油、化工、輕工、食品、紡織、起重運輸機械、機 床、機械人以及軍工的無級變速器。
圖1為本發明實施例一的結構圖；圖2為本發明實施例二的結構圖；圖3為本發明實施例三的結構圖；圖4為本發明實施例四的結構圖；圖5為本發明實施例五的結構圖；圖6為本發明實施例六的結構圖。
具體實施例方式下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步的詳細說明實施例一如圖1中所示，一種無級變速器，包括輸入軸1、聯接架5、變速機構6、輸入 齒輪副7、聯接器8、固定單向離合器9、輸出齒輪副10、單向離合器11、輸出軸12，所 述固定單向離合器9的輸入端91與本發明以外的固定元件聯接，所述的輸入軸1與輸出 軸12之間設有依次聯接的由行星排組成的匯流單元2以及兩個分流單元3，所述的匯流單元2包括第一匯流輸入元件21、匯流輸出元件22、第二匯流輸入元件23、匯流行星齒輪 24，所述的分流單元3包括分流輸入元件31、第一分流輸出元件32、第二分流輸出元件 33、分流行星齒輪34，匯流單元2通過匯流行星齒輪24與配合的第一匯流輸入元件21、 匯流輸出元件22、第二匯流輸入元件23聯接，匯流單元2的匯流輸出元件22與首個分流 單元3的分流輸入元件31聯接，其餘各個分流單元3的分流輸入元件31與各自配合的上 一個分流單元3的第二分流輸出元件33聯接，各個分流單元3的第一分流輸出元件32相 互聯接，並與輸出軸12聯接，各個分流單元3通過各自的分流行星齒輪34與配合的分流 輸入元件31、第一分流輸出元件32、第二分流輸出元件33聯接，聯接架5與最後一個分 流單元3的第二分流輸出元件33、本發明以外的若干元件以及變速機構6的輸入端61聯 接，變速機構6的輸出端62分別與匯流單元2的第二匯流輸入元件23、輸入齒輪副7的 輸入齒輪71以及固定單向離合器9的輸出端92聯接，輸入齒輪副7的輸出齒輪72與聯 接器8的輸入端81聯接，聯接器8的輸出端82與輸出齒輪副10的輸入齒輪101聯接， 輸出齒輪副10的輸出齒輪102與單向離合器11的輸入端111聯接，單向離合器11的輸 出端112分別與匯流單元2的第一匯流輸入元件21以及輸入軸1聯接。所述的匯流單元2的匯流輸出元件22、分流單元3的分流輸入元件31選用具有 同向性能的行星齒輪傳動機構大太陽輪；匯流單元2的第一匯流輸入元件21、分流單元3 的第一分流輸出元件32選用具有同向性能的行星齒輪傳動機構的小太陽；匯流單元2的 第二匯流輸入元件23、分流單元3的第二分流輸出元件33選用具有同向性能的行星齒輪 傳動機構的行星架。同向性能的行星齒輪傳動機構指的是三個基本元件轉速方向相同，當行星架的 轉速為零時，其餘兩個基本元件的轉速方向不變。所述輸入軸1、變速機構6的輸入端61、變速機構6的輸出端62、輸入齒輪副 5的輸入齒輪51、固定單向離合器9的輸出端92、輸出軸12為中空，變速機構6的輸出 端62穿過變速機構6的輸入端61以及輸入齒輪副7的輸入齒輪71與匯流單元2的第二 匯流輸入元件23、輸入齒輪副7的輸入齒輪71以及固定單向離合器9的輸出端92聯接， 單向離合器11的輸出端112則穿過固定單向離合器9的輸出端92、變速機構6輸出端62 與匯流單元2的第一匯流輸入元件21聯接。所述的聯接器8選用液力變矩器。首個分流單元3的分流輸入元件31通過首個分流單元3的第二分流輸出元件33 上的分流行星齒輪34把傳遞到此的功率分流為兩路，一路流入首個分流單元3的第一分 流輸出元件32，另一路經過首個分流單元3的第二分流輸出元件33傳遞到第二個分流單 元3的分流輸入元件31，第二個分流單元3的分流輸入元件31再通過第二個分流單元3 的第二分流輸出元件33上的分流行星齒輪34把傳遞到此的功率分流為兩路，一路流入第 二個分流單元3的第一分流輸出元件32，另一路流入第二個分流單元3的第二分流輸出元 件33。由於上述各個元件的轉速分配關係可以改變，兩路功率流將根據兩者之間轉速 分配的變化而變化，當各個分流單元3的第一分流輸出元件32的轉速為零時，其輸出功 率為零，但力矩不為零，此時，各個分流單元3的第二分流輸出元件33的輸入功率則由 一定值改變到最大值，所述的一定值指的是，當各個分流單元3的第二分流輸出元件33與各自配合的各個分流單元3的第一分流輸出元件32的轉速相同時，兩者按行星排力矩 比分配輸入功率所得的值，所述的最大值指的是，由各個分流單元3的分流輸入元件31 輸入的總功率，也就是說，當兩路功率發生變化時，傳遞到各個分流單元3的第一分流 輸出元件32以及輸出軸12上的力矩也隨之變化。發動機的輸入功率經輸入軸1，再經單向離合器11的輸出端112傳遞到匯流單 元2的第一匯流輸入元件21，並通過匯流單元2的第二匯流輸入元件23上的匯流行星齒 輪24把功率傳遞到匯流單元2的匯流輸出元件22，再經其傳遞到首個分流單元3的分流 輸入元件31，其通過首個分流單元3的第二分流輸出元件33上的分流行星齒輪34把傳 遞到此的功率分流為兩路，一路流入首個分流單元3的第一分流輸出元件32，另一路經 過首個分流單元3的第二分流輸出元件33傳遞到第二個分流單元3的分流輸入元件31， 第二個分流單元3的分流輸入元件31再通過第二個分流單元3的第二分流輸出元件33上 的分流行星齒輪34把傳遞到此的功率分流為兩路，一路流入第二個分流單元3的第一分 流輸出元件32，另一路流入第二個分流單元3的第二分流輸出元件33，第二個分流單元 3的第二分流輸出元件33再流入聯接架5，聯接架5把功率再分流為兩路，一路流入本發 明以外的若干元件作功，另一路流入變速機構6的輸入端61，再經其輸出端62分流為兩 路，一路流入匯流單元2的第二匯流輸入元件23，另一路流入輸入齒輪副7的輸入齒輪 71,再經輸入齒輪副7的輸出齒輪72流入液力變矩器8的輸入端81，再經液力變矩器8 的輸出端82流入輸出齒輪副10的輸入齒輪101，再經輸出齒輪副10的輸出齒輪102流入 單向離合器11的輸入端111，再通過單向離合器11的輸出端112把功率傳遞到匯流單元 2的第一匯流輸入元件21，此路功率和由發動機經輸入軸1，再經單向離合器9的輸出端 92傳遞到匯流單元2的第一匯流輸入元件21的輸入功率以及由傳遞到聯接架5的功率， 再經變速機構6的輸入端61，再經其輸出端62流入匯流單元2的第二匯流輸入元件23的 那一路功率，則全部通過匯流單元2的第二匯流輸入元件23上的匯流行星齒輪24傳遞到 匯流單元2的匯流輸出元件22，再經其傳遞到首個分流單元3的分流輸入元件31，首個 分流單元3的分流輸入元件31再重複上述過程，使傳遞到各個分流單元3的第一分流輸 出元件32的功率不斷增大，並傳遞至本發明的輸出軸12，從而實現了把發動機的功率通 過輸出軸12對外輸出。實施例二 如圖2中所示，它包括輸入軸1、輸出軸12、變速機構6、輸入齒輪副7、液力 變矩器8、固定單向離合器9、輸出齒輪副10、單向離合器11，所述固定單向離合器9的 輸入端91與本發明以外的固定元件聯接，所述的輸入軸1與輸出軸12之間設有依次聯接 的由行星排組成的匯流單元2、兩個分流單元3以及兩個回流單元4，所述的回流單元4 包括回流輸入元件41、第一回流輸出元件42、第二回流輸出元件43、回流行星齒輪44， 匯流單元2通過匯流行星齒輪24與配合的第一匯流輸入元件21、匯流輸出元件22、第二 匯流輸入元件23聯接，匯流單元2的匯流輸出元件22與首個分流單元3的分流輸入元件 31聯接，其餘各個分流單元3的分流輸入元件31與各自配合的上一個分流單元3的第二 分流輸出元件33聯接，各個分流單元3的第一分流輸出元件32相互聯接，並與輸出軸12 聯接，各個分流單元3通過各自的分流行星齒輪34與配合的分流輸入元件31、第一分流 輸出元件32、第二分流輸出元件33聯接，最後一個分流單元3的第二分流輸出元件33與首個回流單元4的回流輸入元件41聯接，其餘各個回流單元4的回流輸入元件41與各自 配合的上一個回流單元4的第一回流輸出元件42聯接，各個回流單元4通過各自的回流 行星齒輪44與配合的回流輸入元件41、第一回流輸出元件42、第二回流輸出元件43聯 接，最後一個回流單元4的第一回流輸出元件42與本發明以外的若干元件聯接，各個回 流單元4的第二回流輸出元件43相互聯接，聯接架5與最後一個回流單元4的第二回流 輸出元件43、變速機構6的輸入端61聯接，變速機構6的輸出端62分別與匯流單元2的 第二匯流輸入元件23、輸入齒輪副7的輸入齒輪71以及固定單向離合器9的輸出端92聯 接，輸入齒輪副7的輸出齒輪72與聯接器8的輸入端81聯接，聯接器8的輸出端82與 輸出齒輪副10的輸入齒輪101聯接，輸出齒輪副10的輸出齒輪102與單向離合器11的 輸入端111聯接，單向離合器11的輸出端112分別與匯流單元2的第一匯流輸入元件21 以及輸入軸1聯接。所述的回流單元4的回流輸入元件41選用具有同向性能的行星齒輪傳動機構大 太陽輪；回流單元4的第一回流輸出元件42選用具有同向性能的行星齒輪傳動機構的小 太陽；回流單元4的第二回流輸出元件43選用具有同向性能的行星齒輪傳動機構的行星 架。所述輸入軸1、變速機構6的輸入端61、變速機構6的輸出端62、輸入齒輪副 5的輸入齒輪51、固定單向離合器9的輸出端92、輸出軸12為中空，變速機構6的輸出 端62穿過變速機構6的輸入端61以及輸入齒輪副7的輸入齒輪71與匯流單元2的第二 匯流輸入元件23、輸入齒輪副7的輸入齒輪71以及固定單向離合器9的輸出端92聯接， 單向離合器11的輸出端112則穿過固定單向離合器9的輸出端92、變速機構6輸出端62 與匯流單元2的第一匯流輸入元件21聯接。所述的聯接器8選用液力變矩器。發動機的輸入功率經匯流單元2的第一匯流輸入元件21，並通過匯流單元2的第 二匯流輸入元件23上的匯流行星齒輪24把功率傳遞到匯流單元2的匯流輸出元件22， 再經其傳遞到首個分流單元3的分流輸入元件31，其通過首個分流單元3的第二分流輸 出元件33上的分流行星齒輪34把傳遞到此的功率分流為兩路，一路流入首個分流單元3 的第一分流輸出元件32，另一路經過首個分流單元3的第二分流輸出元件33傳遞到第二 個分流單元3的分流輸入元件31，第二個分流單元3的分流輸入元件31再通過第二個分 流單元3的第二分流輸出元件33上的分流行星齒輪34把傳遞到此的功率分流為兩路，一 路流入第二個分流單元3的第一分流輸出元件32，另一路流入第二個分流單元3的第二 分流輸出元件33，第二個分流單元3的第二分流輸出元件33把功率傳遞到首個回流單元 4的回流輸入元件41，其通過首個回流單元4的第二回流輸出元件43上的回流行星齒輪 44把傳遞到此的功率分流為兩路，一路流入首個回流單元4的第二回流輸出元件43，另 一路經過首個回流單元4的第一回流輸出元件42傳遞到第二個回流單元4的回流輸入元 件41，第二個回流單元4的回流輸入元件41再通過第二個回流單元4的第二回流輸出元 件43上的回流行星齒輪44把傳遞到此的功率分流為兩路，一路流入第二個回流單元4的 第二回流輸出元件43，另一路流入第二個回流單元4的第一回流輸出元件42，第二個回 流單元4的第一回流輸出元件42再把功率流入本發明以外的若干元件作功，各個回流單 元4的第二回流輸出元件43把流入的功率傳遞到聯接架5，聯接架5再把功率傳遞到變速機構6的輸入端61，再經其輸出端62分流為兩路，一路流入匯流單元2的第二匯流輸 入元件23，另一路流入輸入齒輪副7的輸入齒輪71，再經輸入齒輪副7的輸出齒輪72流 入液力變矩器8的輸入端81，再經液力變矩器8的輸出端82流入輸出齒輪副10的輸入 齒輪101，再經輸出齒輪副10的輸出齒輪102流入單向離合器11的輸入端111，再通過 單向離合器11的輸出端112把功率傳遞到匯流單元2的第一匯流輸入元件21，此路功率 和由發動機經輸入軸1，再經單向離合器9的輸出端92傳遞到匯流單元2的第一匯流輸 入元件21的輸入功率以及由傳遞到聯接架5的功率，再經變速機構6的輸入端61，再經 其輸出端62流入匯流單元2的第二匯流輸入元件23的那一路功率，則全部通過匯流單元 2的第二匯流輸入元件23上的匯流行星齒輪24傳遞到匯流單元2的匯流輸出元件22，再 經其傳遞到首個分流單元3的分流輸入元件31，首個分流單元3的分流輸入元件31再重 復上述過程，使傳遞到各個分流單元3的第一分流輸出元件32的功率不斷增大，並傳遞 至本發明的輸出軸12，從而實現了把發動機的功率通過輸出軸12對外輸出。實施例三如圖3中所示，本實施例只是把同一個分流單元3替代了實施例一所選用的兩個 分流單元3，此分流單元3的分流輸入元件31為若干分流單元3的各個分流單元3的分流 輸入元件31，並為首個分流單元3的分流輸入元件31 ；此分流單元3的第一分流輸出元 件32為若干分流單元3的各個分流單元3的第一分流輸出元件32 ；此分流單元3的第二 分流輸出元件33為若干分流單元3的各個分流單元3的第二分流輸出元件33，並為最後 一個分流單元3的第二分流輸出元件33，替代的各個元件的聯接對象與原來被替代的各 個元件的聯接對象不變，其工作原理以及所實現的功能與作用不變。實施例四如圖4中所示，本實施例只是把同一個分流單元3替代了實施例二所選用的兩個 分流單元3，替代的各個元件的聯接對象與原來被替代的各個元件的聯接對象不變，其工 作原理以及所實現的功能與作用不變。實施例五如圖5中所示，本實施例只是把同一個回流單元4替代了實施例二所選用的兩個 回流單元4，此回流單元4的回流輸入元件41為若干回流單元4的各個回流單元4的回流 輸入元件41，並為首個分流單元3的分流輸入元件31 ；此回流單元4的第一回流輸出元 件42為若干回流單元4的各個回流單元4的第一回流輸出元件42 ；此回流單元4的第二 回流輸出元件43為若干回流單元4的各個回流單元4的第二回流輸出元件43，並為最後 一個回流單元4的回流單元4的第二回流輸出元件43，替代的各個元件的聯接對象與原來 被替代的各個元件的聯接對象不變，其工作原理以及所實現的功能與作用不變。實施例六如圖6中所示，本實施例只是把同一個分流單元3以及同一個回流單元4替代了 實施例二所選用的兩個分流單元3以及兩個回流單元4，替代的各個元件的聯接對象與原 來被替代的各個元件的聯接對象不變，其工作原理以及所實現的功能與作用不變。對於本發明，當匯流單元2的第一匯流輸入元件21轉速不變，各個分流單元3 的第一分流輸出元件32以及輸出軸12上的扭矩隨其轉速的變化而變化，轉速越低，各個 分流單元3的第一分流輸出元件32以及輸出軸12上的扭矩就越大，反之，則越小，從而實現本發明能隨車輛行駛阻力的不同而改變力矩以及速度的無級變速器。本發明使用時，設發動機的輸入功率、輸入轉速及其負荷不變，即輸入軸1的 轉速與扭矩為常數，汽車起步前，輸出軸12的轉速為零，當汽車啟動，發動機的輸入功率經輸入軸1，再經單向離合器11的輸出端112傳遞到匯流單元 2的第一匯流輸入元件21，其中，由於此時沒有功率流入匯流單元2的第二匯流輸入元件 23，並且固定單向離合器9的輸入端91與本發明以外的固定元件聯接，起限制轉向的作 用，使匯流單元2的第二匯流輸入元件23不能與發動機相反的轉向轉動，轉速為零，此 時，發動機的輸入功率經匯流單元2的第一匯流輸入元件21，並通過匯流單元2的第二匯 流輸入元件23上的匯流行星齒輪24把功率傳遞到匯流單元2的匯流輸出元件22，再經其 傳遞到首個分流單元3的分流輸入元件31，其再通過首個分流單元3的第二分流輸出元件 33上的分流行星齒輪34把傳遞到此的功率分流為兩路，一路流入首個分流單元3的第一 分流輸出元件32，另一路經過首個分流單元3的第二分流輸出元件33，因輸出軸12靜止 不動，即各個分流單元3的第一分流輸出元件32靜止不動，發動機的功率全部流入首個 分流單元3的第二分流輸出元件33，再經第二個分流單元3的分流輸入元件31，第二個 分流單元3的分流輸入元件31再通過第二個分流單元3的第二分流輸出元件33上的分流 行星齒輪34把傳遞到此的功率分流為兩路，一路流入第二個分流單元3的第一分流輸出 元件32，另一路流入第二個分流單元3的第二分流輸出元件33，其中，當此時沒有若干 回流單元4聯接，第二個分流單元3的第二分流輸出元件33則把功率流入聯接架5，聯接 架5再把功率分流為兩路，一路流入本發明以外的若干元件作功，另一路流入變速機構6 的輸入端61;當此時有若干回流單元4聯接，第二個分流單元3的第二分流輸出元件33 則把功率傳遞到首個回流單元4的回流輸入元件41，其通過首個回流單元4的第二回流輸 出元件43上的回流行星齒輪44把傳遞到此的功率分流為兩路，一路流入首個回流單元4 的第二回流輸出元件43，另一路經過首個回流單元4的第一回流輸出元件42傳遞到第二 個回流單元4的回流輸入元件41，回流單元4的回流輸入元件41再通過第二個回流單元 4的第二回流輸出元件43上的回流行星齒輪44把傳遞到此的功率分流為兩路，一路流入 回流單元4的第二回流輸出元件43，另一路流入回流單元4的第一回流輸出元件42，回 流單元4的第一回流輸出元件42再把功率流入本發明以外的若干元件作功，各個回流單 元4的第二回流輸出元件43把流入的功率傳遞到聯接架5，聯接架5再把功率傳遞到變速 機構6的輸入端61 ；當功率傳遞到變速機構6的輸入端61時，其輸出端62則把流入的 功率分流為兩路，一路流入匯流單元2的第二匯流輸入元件23，另一路流入輸入齒輪副7 的輸入齒輪71，再經輸入齒輪副7的輸出齒輪72流入聯接器8的輸入端81，聯接器8的 輸出端82把流入的功率傳遞到輸出齒輪副10的輸入齒輪101，再經輸出齒輪副10的輸出 齒輪102流入單向離合器11的輸入端111，再通過單向離合器11的輸出端112把功率傳 遞到匯流單元2的第一匯流輸入元件21，此路功率和由發動機經輸入軸1，再經單向離合 器11的輸出端112傳遞到匯流單元2的第一匯流輸入元件21的輸入功率以及由傳遞到聯 接架5的功率，再經變速機構6的輸入端61，再經其輸出端62流入匯流單元2的第二匯 流輸入元件23的那一路功率，則全部通過匯流單元2的第二匯流輸入元件23上的匯流行 星齒輪24傳遞到匯流單元2的匯流輸出元件22，再經其傳遞到首個分流單元3的分流輸 入元件31，首個分流單元3的分流輸入元件31再重複上述過程，在各個元件之間不斷地進行分矩、變矩以及匯矩的反覆循環，使傳遞到各個分流單元3的第一分流輸出元件32 的功率不斷增大，並傳遞至本發明的輸出軸12，當傳遞到輸出軸12上的扭矩，經傳動系 傳動到驅動輪上產生的牽引力足以克服汽車起步阻力時，汽車則起步並開始加速，與之 相聯的各個分流單元3的第一分流輸出元件32的轉速也從零逐漸增加，此時，流入匯流 單元2的第二匯流輸入元件23的功率逐漸減少，從而輸出軸12的扭矩隨著轉速的增加而 減少。
權利要求
1.1.一種無級變速器，包括輸入軸(1)、聯接架(5)、變速機構(6)、輸入齒輪副 (7)、聯接器(8)、固定單向離合器(9)、輸出齒輪副(10)、單向離合器(11)、輸出軸 (12)，所述固定單向離合器(9)的輸入端(91)與本發明以外的固定元件聯接，其特徵在 於所述的輸入軸(1)與輸出軸(12)之間設有依次聯接的由行星排組成的匯流單元(2) 以及若干分流單元(3)，所述的匯流單元(2)包括第一匯流輸入元件(21)、匯流輸出元件(22)、第二匯流輸入元件(23)、匯流行星齒輪(24)，所述的分流單元(3)包括分流輸入 元件(31)、第一分流輸出元件(32)、第二分流輸出元件(33)、分流行星齒輪(34)，匯流 單元(2)通過匯流行星齒輪(24)與配合的第一匯流輸入元件(21)、匯流輸出元件(22)、 第二匯流輸入元件(23)聯接，匯流單元(2)的匯流輸出元件(22)與首個分流單元(3)的 分流輸入元件(31)聯接，其餘各個分流單元(3)的分流輸入元件(31)與各自配合的上一 個分流單元(3)的第二分流輸出元件(33)聯接，各個分流單元(3)的第一分流輸出元件 (32)相互聯接，並與輸出軸(12)聯接，各個分流單元(3)通過各自的分流行星齒輪(34) 與配合的分流輸入元件(31)、第一分流輸出元件(32)、第二分流輸出元件(33)聯接，聯 接架(5)與最後一個分流單元(3)的第二分流輸出元件(33)、本發明以外的若干元件以及 變速機構(6)的輸入端(61)聯接，變速機構(6)的輸出端(62)分別與匯流單元(2)的第 二匯流輸入元件(23)、輸入齒輪副(7)的輸入齒輪(71)以及固定單向離合器(9)的輸出 端(92)聯接，輸入齒輪副(7)的輸出齒輪(72)與聯接器(8)的輸入端(81)聯接，聯接 器(8)的輸出端(82)與輸出齒輪副(10)的輸入齒輪(101)聯接，輸出齒輪副(10)的輸 出齒輪(102)與單向離合器(11)的輸入端(111)聯接，單向離合器(11)的輸出端(112) 分別與匯流單元(2)的第一匯流輸入元件(21)以及輸入軸(1)聯接。
2.2.根據權利要求1所述的無級變速器，其特徵在於所述若干分流單元(3)的最後 一個分流單元(3)的第二分流輸出元件(33)與若干回流單元(4)的首個回流單元(4)的 回流輸入元件(41)聯接，所述的回流單元(4)包括回流輸入元件(41)、第一回流輸出元 件(42)、第二回流輸出元件(43)、回流行星齒輪(44)，匯流單元(2)通過匯流行星齒輪 (24)與配合的第一匯流輸入元件(21)、匯流輸出元件(22)、第二匯流輸入元件(23)聯 接，匯流單元(2)的匯流輸出元件(22)與首個分流單元(3)的分流輸入元件(31)聯接， 其餘各個分流單元(3)的分流輸入元件(31)與各自配合的上一個分流單元(3)的第二分 流輸出元件(33)聯接，各個分流單元(3)的第一分流輸出元件(32)相互聯接，並與輸 出軸(12)聯接，各個分流單元(3)通過各自的分流行星齒輪(34)與配合的分流輸入元 件(31)、第一分流輸出元件(32)、第二分流輸出元件(33)聯接，最後一個分流單元(3) 的第二分流輸出元件(33)與首個回流單元(4)的回流輸入元件(41)聯接，其餘各個回 流單元(4)的回流輸入元件(41)與各自配合的上一個回流單元(4)的第一回流輸出元件 (42)聯接，回流單元(4)通過回流行星齒輪(44)與配合的回流輸入元件(41)、第一回流 輸出元件(42)、第二回流輸出元件(43)聯接，最後一個回流單元(4)的第一回流輸出元 件(42)與本發明以外的若干元件聯接，各個回流單元(4)的第二回流輸出元件(43)相互 聯接，聯接架(5)與最後一個回流單元(4)的第二回流輸出元件(43)、變速機構(6)的 輸入端(61)聯接，變速機構(6)的輸出端(62)分別與匯流單元(2)的第二匯流輸入元件(23)、輸入齒輪副 (7)的輸入齒輪(71)以及固定單向離合器(9)的輸出端(92)聯接，輸 入齒輪副(7)的輸出齒輪(72)與聯接器(8)的輸入端(81)聯接，聯接器(8)的輸出端(82)與輸出齒輪副(10)的輸入齒輪(101)聯接，輸出齒輪副(10)的輸出齒輪(102)與 單向離合器(11)的輸入端(111)聯接，單向離合器(11)的輸出端(112)分別與匯流單元(2)的第一匯流輸入元件(21)以及輸入軸(1)聯接。
3.3.根據權利要求1或2所述的無級變速器，其特徵在於所述若干分流單元(3) 可被替代為同一個分流單元(3)，此分流單元(3)的分流輸入元件(31)為若干分流單元(3)的各個分流單元(3)的分流輸入元件(31)，並為首個分流單元(3)的分流輸入元件 (31)；此分流單元(3)的第一分流輸出元件(32)為若干分流單元(3)的各個分流單元(3)的第一分流輸出元件(32)；此分流單元(3)的第二分流輸出元件(33)為若干分流單 元(3)的各個分流單元(3)的第二分流輸出元件(33)，並為最後一個分流單元(3)的第二 分流輸出元件(33)，替代的各個元件的聯接對象與原來被替代的各個元件的聯接對象不 變。
4.4.根據權利要求2至3任一項所述的無級變速器，其特徵在於所述若干回流單元(4)可被替代為同一個回流單元(4)，此回流單元(4)的回流輸入元件(41)為若干回流單 元(4)的各個回流單元(4)的回流輸入元件(41)，並為首個回流單元(4)的回流輸入元 件(41)；此回流單元(4)的第一回流輸出元件(42)為若干回流單元(4)的各個回流單元 (4)的第一回流輸出元件(42)；此回流單元(4)的第二回流輸出元件(43)為若干回流單 元(4)的各個回流單元(4)的第二回流輸出元件(43)，並為最後一個回流單元(4)的第二 回流輸出元件(43)，替代的各個元件的聯接對象與原來被替代的各個元件的聯接對象不 變。
全文摘要
本發明提供了一種無級變速器，其技術方案要點是，匯流輸出元件22與首個分流輸入元件31聯接，其餘各個分流輸入元件31與各自配合的上一個第二分流輸出元件33聯接，各個第一分流輸出元件32與輸出軸12聯接，聯接架5與最後一個第二分流輸出元件33、本發明以外的若干元件以及變速機構6的輸入端61聯接，其輸出端62與第二匯流輸入元件23、輸入齒輪副7的輸入齒輪71以及固定單向離合器9的輸出端92聯接，輸入齒輪副7的輸出齒輪72與聯接器8的輸入端81聯接，其輸出端82與輸出齒輪副10的輸入齒輪101聯接，其輸出齒輪102與單向離合器11的輸入端111聯接，其輸出端112與第一匯流輸入元件21以及輸入軸1聯接。
文檔編號F16H3/76GK102022491SQ20091030674
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月9日 優先權日2009年9月9日
發明者吳志強 申請人:吳志強