行星离心式无级传动机构及其控制方法技术

本发明专利技术公开一种行星离心式无级传动机构及其控制方法，行星离心式无级传动机构包括：太阳轮、与太阳轮啮合的至少两个行星齿轮和框架；所述太阳轮具有太阳轮轴，所述框架具有框架轴，框架轴与太阳轮轴通过轴承连接，行星齿轮与行星齿轮轴固定连接，可转动地设于所述框架上；框架包括轨道盘，轨道盘上设有与齿轮数量相等的轨道腔，轨道腔的内壁为闭合曲线轨道，轨道曲线相对行星轮轴偏置，偏置方向与轨道盘的转动方向一致；行星齿轮轴的一端设有导槽，导槽内设有可滑动的滑块，滑块的滑动方向与行星齿轮轴的轴线垂直，滑块的沿其滑动方向的一端与闭合曲线轨道的偏置区段抵接。本发明专利技术结构简单，使框架的输出转速和扭矩自适应调整，能够实现机械无级变速。

【技术实现步骤摘要】
行星离心式无级传动机构及其控制方法
本专利技术属于机械传动
，具体涉及一种行星离心式无级传动机构及其控制方法。
技术介绍
用于改善动力装置性能以满足车辆行驶需要的传动装置种类繁多，行星传动装置是应用较为广泛的一种。行星机构具有可绕中心轴周转的行星齿轮，它联系着绕中心轴旋转的太阳齿轮、齿圈和框架；行星齿轮支承在框架上，可绕自身轴线转动，虽是行星机构的内在核心，但仅为机构的内部连接零件，不对机构传动比产生直接影响。在具有两自由度的行星机构中，太阳齿轮、框架、齿圈三构件之间具有差速关系，当其中一个构件速度为一定时，其他两个构件的转速可按一定的规律自由变化，用操纵机构控制两者之一的速度，余下的速度才为一定，只有使一个的转速为零，另一个才能得到确定传动比的转速。由于结构限制及避免操纵的复杂，现使用的行星机构普遍采用“通过制动死(或固定)一个构件，减少一个自由度，来得到另一个自由度的确定传动比”的变速方式，以一种定传动比的差速器形式应用在传动机构中。为获得满足使用需要的传动比，往往采用多组行星排、数量众多的控制元件及复杂的操纵系统，使传动装置结构变得复杂、体积质量大、成本高。随着科技发展和人们对使用舒适性的提高，用于改善动力装置性能来满足车辆行驶需要的传动装置种类繁多，行星传动是应用较为广泛的一种。它采用了多组行星排和数量众多的控制元件及复杂的操纵系统，使车辆传动装置结构变得复杂、体积质量大、成本高。往往成为新车开发研制的技术瓶颈。为此，探索研究变速性能好、结构简单、成本低的新型传动非常必要。>申请号为200910133067.1的专利文献公开了一种用于夹钳组件的驱动装置，包括具有下钳板的夹钳框架，铰接在夹钳框架上的驱动元件与实施间歇的枢转运动的驱动轴传动连接，齿轮单元具有带有至少两个齿轮级的差动齿轮系，它的第一齿轮级配有非圆形齿轮，它们的太阳轮固定在与一个驱动机构连接的可旋转安装的轴上，第二齿轮级具有非圆形齿轮，第一齿轮级的行星轮与第二齿轮级的行星轮一起呗固定在一个公共轴上，并且第二太阳轮的输出轴与第一太阳轮的轴同轴地安装并且直接或者通过另外的齿轮级连接到夹钳组件的驱动轴上。该驱动装置中的非圆形齿轮结构和应用都与本方案不同。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种行星离心式无级传动机构及其控制方法，旨在解决全机械无级变速现有的行星传动机构结构复杂的问题。为实现上述目的，本专利技术提出一种行星离心式无级传动机构，包括：太阳轮、与太阳轮啮合的至少两个行星齿轮和框架；所述太阳轮具有太阳轮轴，所述框架具有框架轴，所述太阳轮设于框架内，所述行星齿轮固定于行星齿轮轴上，所述行星齿轮轴可转动地设于所述框架上；所述框架包括轨道盘，所述轨道盘上在与各所述行星齿轮对应位置处设有轨道腔，所述轨道腔的内壁为闭合曲线轨道，所述闭合曲线轨道相对所述行星轮轴偏置，且其偏置方向与所述轨道盘的转动方向一致；所述行星齿轮轴的一端设有导槽，所述导槽内设有可滑动的滑块，所述滑块的滑动方向与所述行星齿轮轴的轴线垂直，所述滑块的沿其滑动方向的一端与所述闭合曲线轨道的偏置区段抵接。优选地，所述滑块的沿其滑动方向的两端设有滚轮。优选地，以与所述导槽的滑动方向垂直的平面将所述导槽剖开的形状为矩形，所述滑块为条状。优选地，所述滑块的两端为圆滑曲面。优选地，所述行星齿轮轴包括轴部、滑块安装部，所述滑块安装部的一端设有盖板，所述导槽设在所述滑块安装部内。优选地，所述框架还包括行星轮前支承盘、行星轮后支承盘和辅助支承盘，所述行星轮前支承盘、行星轮后支承盘、辅助支承盘和所述轨道盘固定连接为一体，所述行星轮前支承盘、行星轮后支承盘、辅助支承盘和所述轨道盘都通过花键副与所述框架轴连接。优选地，所述的行星离心式无级传动机构，还包括：箱体，所述太阳轮轴、框架轴架设在所述箱体内。本专利技术还提出一种上述任一项所述的行星离心式无级传动机构的控制方法，包括以下步骤：S1，驱动太阳轮轴转动，太阳轮轴带动太阳轮、行星齿轮转动，当行星齿轮转动时，滑块绕行星齿轮轴轴线转动，同时，滑块还沿导槽滑动，滑块的端部给轨道盘施加推力，推力对框架会产生一个旋转力矩；S2，当输入转速提高时，所述旋转力矩增大，当所述旋转力矩大于所述框架受到的外阻力矩时，所述框架转动，通过框架输出转速；S3，随着输入转速增大，所述行星齿轮一边自转一边绕太阳轮公转，所述框架在转动后外阻力矩增大，当所述旋转力矩与所述外阻力矩一致时，所述行星齿轮的自转速度不再增加，当提高所述输入转速时，所述输出转速对应增加；S4，若从机构外部使外阻力矩增加，但保持输入转速不变，则行星齿轮的自传角速度提高，滑块作用到轨道盘的推力增加，直至所述旋转力矩与所述外阻力矩再次达到一致，所述输出转速降低。与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果：一，本专利技术将框架的支承行星齿轮轴的位置设置轨道腔，将轨道腔的内壁设置为闭合曲线，相对行星轮轴偏置，且偏置方向与轨道盘的转动方向一致。在行星齿轮轴的一端设置导槽，并在导槽内设置可滑动的滑块，通过滑块与轨道腔内闭合曲线轨道之间形成曲线移动副，使得行星齿轮轴、滑块和框架一起共同构成了一个外偏心、内导向的偏心装置，由于滑块既能够相对行星齿轮轴转动，又能沿行星齿轮轴上的导槽滑动，当滑块相对导槽滑动时，能够产生离心力作用到框架上，使框架的输出转速和扭矩自适应调整，能够实现机械无级变速。二，本专利技术相比于现有的行星机构舍弃了齿圈及操纵用的制动器、离合器，太阳轮做为主动件，框架为被动件，在行星齿轮轴及框架的新结构上通过新作用件滑块，将来自太阳轮的输入功率，在两者间进行自适应调整，经框架轴输出需要的速度和扭矩，大大简化了现有无级传动机构的结构，且变速性能优越、结构简单、操纵方便、体积重量小、成本低，无需复杂的操纵控制系统，在机构内构件间的相互作用中，输入和输出自适应调整，实现自动无级变速。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为现有的普通行星齿轮机构的结构图；图2为本专利技术一实施例提出的行星离心式无级传动机构的结构图；图3为图2的剖视图；图4为图2提出的行星离心式无级传动机构中框架和行星齿轮轴的结构图；图5为图2提出的行星离心式无级传动机构中行星齿轮轴的结构图；图6为轨道盘的结构示意图。本专利技术的附图标号说明：标号名称标号名称1太阳轮2行星齿轮3框架31轨道盘32轨道腔33闭合曲线轨道34辅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种行星离心式无级传动机构，其特征在于，包括：太阳轮(1)、与太阳轮(1)啮合的至少两个行星齿轮(2)和框架(3)；/n所述太阳轮(1)具有太阳轮轴(5)，所述框架(3)具有框架轴(6)，所述太阳轮(1)设于框架(3)内，所述行星齿轮(2)固定于行星齿轮轴(4)上，所述行星齿轮轴(4)可转动地设于所述框架(3)上；/n所述框架(3)包括轨道盘(31)，所述轨道盘(31)在与各所述行星齿轮(2)对应位置处设有轨道腔(32)，所述轨道腔(32)的内壁为闭合曲线轨道(33)，所述闭合曲线轨道(33)相对所述行星轮轴(4)偏置，且其偏置方向与所述轨道盘(31)的转动方向一致；/n所述行星齿轮轴(4)的一端设有导槽(41)，所述导槽(41)内设有可滑动的滑块(7)，所述滑块(7)的滑动方向与所述行星齿轮轴(4)的轴线垂直，所述滑块(7)的沿其滑动方向的一端与所述闭合曲线轨道(33)的偏置区段抵接。/n

【技术特征摘要】
1.一种行星离心式无级传动机构，其特征在于，包括：太阳轮(1)、与太阳轮(1)啮合的至少两个行星齿轮(2)和框架(3)；
所述太阳轮(1)具有太阳轮轴(5)，所述框架(3)具有框架轴(6)，所述太阳轮(1)设于框架(3)内，所述行星齿轮(2)固定于行星齿轮轴(4)上，所述行星齿轮轴(4)可转动地设于所述框架(3)上；
所述框架(3)包括轨道盘(31)，所述轨道盘(31)在与各所述行星齿轮(2)对应位置处设有轨道腔(32)，所述轨道腔(32)的内壁为闭合曲线轨道(33)，所述闭合曲线轨道(33)相对所述行星轮轴(4)偏置，且其偏置方向与所述轨道盘(31)的转动方向一致；
所述行星齿轮轴(4)的一端设有导槽(41)，所述导槽(41)内设有可滑动的滑块(7)，所述滑块(7)的滑动方向与所述行星齿轮轴(4)的轴线垂直，所述滑块(7)的沿其滑动方向的一端与所述闭合曲线轨道(33)的偏置区段抵接。


2.如权利要求1所述的行星离心式无级传动机构，其特征在于，所述滑块(7)的沿其滑动方向的两端设有滚轮(71)。


3.如权利要求2所述的行星离心式无级传动机构，其特征在于，以与所述导槽(41)的滑动方向垂直的平面将所述导槽(41)剖开的形状为矩形，所述滑块(7)为条状。


4.如权利要求1所述的行星离心式无级传动机构，其特征在于，所述滑块(7)的两端为圆滑曲面。


5.如权利要求1所述的行星离心式无级传动机构，其特征在于，所述行星齿轮轴(4)包括轴部(42)、滑块安装部(43)，所述滑块安装部(43)的一端设有盖板(44)，所述导槽(41)设在所述滑块安装部(43)内。


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【专利技术属性】
技术研发人员：钱昌贤，范淑瑞，
申请(专利权)人：北京瑞昌同创机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11