二自由度多排制动变速器制造技术

本发明专利技术二自由度多排制动变速器，包括传动机械与控制系统，传动机械是二自由度决定系统的多排行星排结构。控制系统含各控制构件，控制各非嵌套可变连接(其中离不开制动可变连接)。一个或多个旋转构件作输入端，一个或多个旋转构件作输出端，其他不少于两个旋转构件可作被控制端，在每个被控制端设置制动可变连接，在多个输入端、多个输出端设置解放可变连接，通过控制两个制动可变连接等来控制输入端输出端的转速关系，可形成二关系方变速器。在旋转构件较多时，N个旋转构件作被控制端，M个旋转构件作各关系方，通过控制N个被控制端的制动可变连接等来控制M个关系方的转速关系，可形成多关系方变速器。

Two-degree-of-freedom multi-row brake transmission

The invention relates to a two-degree-of-freedom multi-row brake transmission, which comprises a transmission mechanism and a control system. The transmission mechanism is a multi-row planetary row structure of the system determined by two-degree-of-freedom. The control system consists of various control components, which control the non-nested variable connection (which can not be separated from the brake variable connection). One or more rotating components are used as input, one or more rotating components are used as output, and no less than two other rotating components are used as controlled terminals. Brake variable connections are set at each controlled terminal, liberation variable connections are set at multiple input terminals and multiple output terminals, and speed relations between input and output terminals are controlled by controlling two brake variable connections, thus forming two gates. It is a square transmission. When there are many rotating components, N rotating components are used as the controlled end and M rotating components are used as the related parties. By controlling the braking variable connection of N controlled ends, the speed relationship of M relational parties can be controlled, and a multi-relational square transmission can be formed.

【技术实现步骤摘要】
二自由度多排制动变速器
本专利技术涉及一种行星排齿轮结构变速器，具体为二自由度决定系统的多排行星排结构的通过制动可变连接换档的变速器。
技术介绍
为了转换传递动力系统的转矩和转速，很多动力机械都配置了行星排变速器。传统行星排变速器缺点很多，最突出的就是档位少。新近专利技术的行星排变速器档位较多，但其控制系统比较复杂，为保证变速器的档位，设置了多个控制构件，多个控制构件(含其控制对象)相互之间形成了嵌套关系，需要液压控制系统来完成控制。行星排变速器需要简化控制系统。变速器不仅需要控制输入端与输出端之间的转速关系，还需要控制多个关系方之间的转速关系。机械行业需要性能更优的变速器。
技术实现思路
本专利技术提出一种二自由度决定系统的多排行星排结构的通过制动可变连接换档的变速器，还可以控制多个关系方之间的转速关系。称为二自由度多排制动变速器。行星排由两个中心轮(太阳轮或内齿圈)与带行星轮的行星架三个部件组成，三个部件的啮合排列关系决定行星排种类。现有行星排按行星架上行星轮层级数的单与双可分为单层星行星排、双层星行星排。设Zt为太阳轮齿数，Zq为内齿圈齿数，Nt为太阳轮转速,Nq为内齿圈转速,Nj为行星架转速，定义行星排特性参数a＝Zq/Zt,单层星行星排的运动特性方程为：Nt+a*Nq-(1+a)*Nj＝0，双层星行星排的运动特性方程为：Nt-a*Nq-(1-a)*Nj＝0。多个行星排可以组成行星排结构，其运动规律服从其行星排结构方程。行星排结构中的几个部件连接并拥有一个确定的转速，形成一个旋转构件，每一个旋转构件具有一个转速。传统观点认为，多排行星排组成的行星排结构的自由度，等于行星排结构中所有旋转构件数减去行星排数，即：行星排结构自由度＝旋转构件数-行星排数。本专利技术提出，二自由度决定系统的行星排结构就是行星排中两个旋转构件的转速确定后，所有旋转构件的转速被决定。二自由度决定系统的行星排结构，其行星排结构方程简化后是具有三个独立转速项的等式，其普遍形式为：+d*N1+e*N2+f*N3＝0，其中N1、N2、N3分别为行星排结构中不特定的两个转速确定的旋转构件以及它们决定的不特定第三个旋转构件的转速项，d、e、f分别为三个独立转速项的绝对值系数，可以是数值或代数式，各独立转速项绝对值系数前的各符号分别可以是正是负。“不特定”指行星排结构的任意旋转构件的转速都可以有相应的各绝对值系数与各符号来形成等式。单排行星排是二自由度决定系统，单行星排具有三个旋转构件，就是行星排的三个部件，单排行星排结构有一个行星排结构方程，就是其行星排运动方程。多排行星排结构可以具有多个行星排结构方程。本专利技术变速器包括传动机械与控制系统，传动机械采用二自由度决定系统的多排行星排结构，以其中一个或多个旋转构件作为输入端，另一个或多个旋转构件作为输出端，其他的旋转构件可以作为被控制端，被控制端不少于两个。在每一个被控制端设置制动可变连接，在多个输入端、多个输出端设置解放可变连接，通过控制制动可变连接与解放可变连接来控制变速器换档。本专利技术传动机械的二自由度决定系统多排行星排结构区别于一自由度决定系统行星排结构和三自由度决定系统行星排结构，只要控制任意两个旋转构件的转速即可控制所有旋转构件的转速。由多排行星排组成的本专利技术传动机械，其行星排数量可以调节，行星排的种类顺序可以调节，行星排间连接可以调节，各行星排的各特性参数可以调节，各各关系方与被控制端的组合可以调节，条件就是行星排结构为二自由度决定系统。本专利技术的控制系统，包含各控制构件，控制构件一般是制动器、离合器。控制构件作用于各制动可变连接或解放可变连接，与制动可变连接及解放可变连接的数量相对应，控制系统可以具有多个数量的控制构件。传统行星排变速器每个控制构件的控制对象，有运动件与固定件的离与合，有运动件与运动件的离与合，其中同行星排轴的运动件与运动件之间离与合的控制一般超过两个。在行星排结构中，同行星排轴的运动件与运动件之间的控制超过两个，控制构件及其控制对象与其他控制构件及其控制对象就会形成形体空间上的嵌套关系。同行星排轴控制构件及其控制对象会形成封闭空间，嵌套住同行星排轴的其他控制构件及其控制对象。被嵌套的控制构件及其控制对象需要带液压控制系统的离合器来控制。所以传统行星排变速器的控制系统都带有液压控制系统，结构复杂。带液压控制系统的离合器用于控制运动件与运动件的离与合，主要提供离与合两状态离合控制，不易提供中间状态控制。要解决这种嵌套关系矛盾，超过两个的控制就要改设置为旁轴的运动件与运动件离与合的控制，就是解放可变连接的控制；或者改设置为运动件与固定件离与合的控制，就是本专利技术所述的制动可变连接的控制。多个制动可变连接是旋转构件运动件与行星排外固定件之间的多个可变连接，可变连接指可选择其中之一达成连接状态，制动可变连接指可选择其中之一达成制动连接状态。与解放可变连接不同，制动可变连接没有连接旁轴；与解放可变连接一样，制动可变连接也是一种非嵌套可变连接，可变连接及其连接对象不嵌套其他可变连接及其连接对象。本专利技术所述制动可变连接或解放可变连接的一个特性就是，可变连接(含其连接对象)之间没有嵌套关系，各控制构件(含其控制对象)与其他控制构件(含其控制对象)之间也没有嵌套关系。这是一个巨大的进步。这样，行星排变速器就不必需要采用复杂的液压控制系统，采用普通机械就可以提供离、合以及中间状态的多状态控制。控制系统大为简化。这是本专利技术非嵌套控制系统的优点。设输入端的转速为确定值，设输出端的负载为随转速上升而变大的被动负载，设控制构件为制动器，控制构件对被控制端的作用为被动作用。以一个制动可变连接的操作为例，从输入端到输出端的传动的具体控制过程描述如下：控制构件先使被控制端自由，制动可变连接处于不连接状态，被控制端不受外加荷载作用。这时输出端也是自由的，输出端可以具有任何转速，被控制端经本专利技术传动机械的传导会具有对应的某种转速。如果输出端负载转矩较大，一般在负载作用下输出端具有的初始转速会下降最终归于零，被控制端的转速会上升最终达到最大速度。在上述过程中，本专利技术传动机械虽然处于啮合状态，但功率在输入端与输出端之间没有传递，相当于普通离合器输入端与输出端的分离状态。我们称这是传动机械的分离状态，也是本专利技术变速器的空档状态。从输出端转速为零的状态起，控制构件对被控制端施加转矩，与输入端的转矩一起，经传动机械的传导，在输出端会形成相应的动力转矩。输入端的功率开始有部分传递至被控制端，被制动摩擦转矩消耗。当输出端形成的动力转矩大于输出端负载初始转矩时，输出端转速开始上升，输入端的功率有部分传递到输出端。当输出端形成的动力转矩等于随输出端转速上升而加大的负载转矩时，输出端转速恒定，被控制端的转速也相应恒定。这个状态是传动机械的一种动平衡状态。调节被控制端的转矩大小，就可以调节输出端形成的动力转矩大小，形成不同的输出端恒定转速与被控制端的恒定转速，可以实现多种动平衡状态，这是无回馈的动平衡状态。上述各状态及相互之间的过渡均是本专利技术传动机械的一种半联动状态，也是该制动可变连接的半连接状态，在半联动状态下，控制住被控制端的速度，就同时控制住了输出端的速度。调节被控制端的转矩，使输出端形成的动力转矩持续大于输出端负载转矩，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.二自由度多排制动变速器，包括传动机械与控制系统，传动机械由多排行星排构成，控制系统包含控制各非嵌套可变连接的控制构件，通过控制构件控制各非嵌套可变连接(其中离不开制动可变连接)来控制变速器的档位，其特征在于：制动可变连接与解放可变连接都是非嵌套可变连接，可变连接及其连接对象不嵌套其他可变连接及其连接对象，控制构件(含其控制对象)与其他控制构件(含其控制对象)相互之间为非嵌套关系，即任一控制构件(含其控制对象)均未嵌套其他任何控制构件(含其控制对象)。

【技术特征摘要】
1.二自由度多排制动变速器，包括传动机械与控制系统，传动机械由多排行星排构成，控制系统包含控制各非嵌套可变连接的控制构件，通过控制构件控制各非嵌套可变连接(其中离不开制动可变连接)来控制变速器的档位，其特征在于：制动可变连接与解放可变连接都是非嵌套可变连接，可变连接及其连接对象不嵌套其他可变连接及其连接对象，控制构件(含其控制对象)与其他控制构件(含其控制对象)相互之间为非嵌套关系，即任一控制构件(含其控制对象)均未嵌套其他任何控制构件(含其控制对象)。2.如权利要求1所述的二自由度多排制动变速器，其特征在于：该变速器的传动机械是二自由度决定系统的多排行星排结构，以传动机械的...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗灿，
申请(专利权)人：罗灿，
类型：发明
国别省市：云南,53