无级变速刚性接合的行星轮变速器制造技术

可无级或准无级变速刚性接合的行星轮变速器，它包括至少一个直径可调节的行星轮，此行星轮与一中心轮处于永久的刚性联接状态，其中这两个轮相互间的直径比决定这两个轮的相互偏心位置，并由此决定这两个轮的转速比。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无级变速刚性接合的行星轮变速器。按现有技术水平已知的刚性接合离合器有下述缺点，即它们仅能在静止状态或轴同步旋转时方可接合。已知的实施形式有齿轮离合器和牙嵌离合器。由于接合可能性受到了上述限制，在汽车制造中主要采用摩擦离合器，这时，通过摩擦实现扭矩传递。采用这种摩擦离合器时，相互的摩擦面必须在高转速带负荷的情况下接合，此时摩擦接合是逐渐进行的。这种离合器的缺点是磨损大，且由于摩擦热而进一步加剧了这种磨损。因为在多数情况下，对于传动装置的所有运行状态，只有单一的一种传动比不是最理想的，故通常采用分级变速的变速器，以实现不同的传动比。借此，与只传递一个传动比的变速器相比，有了一种经改进但还不是很理想地满足需要的变速器，此外，还存在联接时牵引力中断的问题及在换档时齿轮必须同步这一要求。理想情况最好是在工作过程没有牵引力中断的情况下能无级地适应各种传动此。这种无级变速器人们所知的有所谓的P.I.V.变速器或CVT变速器。这种变速器以一种力的传递装置为基础，其中，相联接的轮不同的工作半径是可调的，由此可变化传动比。为按该原理调节传动比，必须连续且无过渡地改变工作半径，其结果是，相接合的轮不能有刚性联接因为它们的径向运动受阻。因此，所有按现有技术水平已知的变速器都是建立在摩擦联接基础上的，如三角带、平皮带、摩擦轮和摩擦盘传动装置，这些传动装置具有打滑及在制有引导槽(Einlaufriefen)并要求有高压紧力和调节力的情况下高磨损等已知的缺点，同时，其总效率相对较低。德国专利公开说明书(DE4317478.7A1)给出了一种替换形式，其中描述一种作为牵引机构传动装置的刚性接合变速器。该变速器在驱动侧有一组可旋转地支承着并可作行星式转动的行星轮，这些行星轮设置成可沿径向无级调整并被一个牵引机构所围绕，而牵引机构将通过调节径向距离所确定的传动比传递到一从动轮上。直径的改变是通过具有较小直径的上述行星轮造成的。为了补偿非链距整数倍的所有径向位置上接合误差的调节过程中能够传递扭矩，建议行星轮应能在主动盘和/或从动盘上并相对主动盘和/或从动盘在一个方向或两个方向上空转或被锁止，其中，空转换档和/或锁止换档由牵引机构所施加的径向力和/或由主动盘或从动盘的相位控制接合或脱开。特别是行星轮轴可设计成空心轴，该空心轴在弹簧力作用下靠在外壳中，当作用在链轮轴的径向力增大时，空心轴克服弹簧力移动，此时，一杠杆被偏斜，使空程离合器的夹紧滚柱或夹紧滚珠的圆柱形外壳摆动，从而使得上述滚柱或滚珠被推进一固定的内或外星形齿轮的楔形槽中。本专利技术的任务是，提供一种无级变速刚性接合行星轮变速器(无牵引机构)。该任务是通过在权利要求1中所述的行星轮变速器来实现的，该变速器中设有至少一个直径可调的行星轮，此行星轮与一中心轮处于永久的刚性联接状态，其中，两轮间的直径比决定两轮间的相互偏心位置，从而决定两轮的转速比。如果按本专利技术的进一步安排，将中心轮设计成内啮合的内齿轮，则在设置成与中心轮同轴的行星轮直径最大可能地扩大到内齿圈的内半径的情况下，转速比为1∶1，因为，位于内部的行星轮的全部齿与中心轮的齿相啮合。如果减小行星轮直径，则只有当位于内部的行星轮由同轴位置移到偏心位置时，齿的啮合才可维持。在保持齿啮合的条件下，位于内部的行星轮的外周围在中心轮的内圆周上滚动，即，其不仅自转还绕中心轮的轴线转动。相应地，也可将中心轮设计成具有外齿，这时，行星轮以相应的外齿在此中心轮上滚动。同样，只有当行星轮相对中心轮有一偏心位移时，才能相应于行星轮的直径调节保持刚性接合。本专利技术还包括这样的实施形式，其中，不仅中心轮的直径可变，而且行星轮的直径也可变，亦即两者的直径均可变，后面对此还要详述。因为实际上，对于大致落在多数实际技术应用的范围内的转速来说其值相当小，因此在啮合时和通过调节过程起动时，行星轮径向位置的调节误差是很小的，所以，调节误差实际上落在制适公差范围内，或者，调节误差可通过行星轮位置几何学有适当并调整好的弹性来得到补偿。例如，当转速为每秒如为50转且有5个行星轮的情况下，每轮每秒有250次行星轮与挠性件相啮合，从而，在两次锁紧之间隙时间如仅需10秒的通常速度情况下，在一个啮合周期期间，行星轮之间的相对运动总计只有1/2500，亦即只有0.4‰。由此引起的行星轮的弹性补偿运动对效率造成的损失很小，此外，该效率损失只发生在调节期间并且只达到一最低数量级，所以效率损失尚可接受。如象在德国专利公开说明书(DE4317478.1A1)中所描述的那样，行星轮或齿轮的直径调节，是这样进行的行星轮由多个单个的小直径轮组成，所说小轮一方面绕行星轮轴线旋转，另一方面，绕其自身轴线沿一个方向自转，并且所说小轮可沿径向调节，从而在行星轮相对中心轮处于偏心位置情况下，小轮周期性地经过一个传递扭矩的负载曲线路径和一无载路径，并使得，小轮在由无载路径到负载路径的过渡过程中，亦即在刚性接合时，自由和同步地移进中心轮，但是在刚性啮合后，由于锁止了自转，小轮便传递作用于其上的扭矩。同时，还包括每两个行星轮设置成串联结构的这种实施形式，所以小轮直接或间接地处于相互刚性啮合状态中，以及使得小轮在进入中心轮齿的过程中能自由地同步旋转，然而，在与配合件刚性接合后，它们的旋转运动被锁止。这种实施形式用于具有低转速而调节速度很快的特殊使用场合，如自行车中，还可作如下的变化，即，其每个上都设置有一个行星轮纵列的支架，可摆动成，使每次总有一个行星轮脱开与中心轮齿的啮合脱开，从而使那些保持啮合的行星轮能自由旋转，并且，可任意进行径向移动。调节过程结束后，行星轮支架又摆回原始位置。这种实施形式虽然也会产生牵引力中断，但它仅局限于在低转速或静止状态下快速调节的特定情形下。在上述串联形式下，也可考虑将单个的小直径齿轮的轮齿设计成在一个与功率作用面轴向错开的平面内完全变尖，这样，当用于扭矩传递的轮齿是由高强度材料制得并具有标准齿形时，咬合会特别容易。根据前述原理，行星轮滚动，并需要各自咬合，属于此原理，按本专利技术的一替换形式，可以考虑将齿轮设计成保持永久啮合。这种实施形式权利要求3中有描述，它特别具有如下特征设有一个中心轮和多个小直径行星轮，小行星轮与中心轮处于永久啮合状态，并设置在一个圆盘上，或者通过传力机构与圆盘相联接，行星轮可通过空程离合器绕其自身的轴线向一个方向旋转，而不能向另一方向旋转；所说圆盘的轴线可相对于中心轮轴线偏心移动，从而，在圆盘和中心轮之间可依赖于偏心位移量的不同，对转速比和扭矩比进行调节。如果行星轮分别支承在径向支座上，支座，例如通过导向装置，可占据不同的径向位置，最好是受弹簧力作用或通过径向支座压靠及中心轮齿上的行星轮始终保持啮合状态，从而，行星轮每转一圈周期地占据不同的径向位置，使得它们共同在齿轮或者链条或其它牵引机构缠的圆周上滚过。如果此时涉及的是行星轮在空程离合器上自转地支承着，则在所有偏心的轴线位置上最靠近最短径向位置的那个小轮传递全部载荷，而所有其它小齿轮均由上述小轮驱动旋转，其圆周速度大于主动小轮的圆周速度，亦即，为保持啮合，其它从动小轮必须沿空转方向附加绕其自身轴线的转动。在本实施例中，不存在从空载到进入啮合之后的同步旋转问题。在使用构成行星齿轮的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·阿尔弗雷德·奇尔曼，
申请(专利权)人：行星齿轮系统有限公司，
类型：发明
国别省市：