纯齿轮无级变速器及无级变速装置的制作方法

1.本发明涉及机械变速传动领域，具体地，涉及齿轮无级变速传动领域。


背景技术：

2.现今机械变速传动领域，传动方式主要有齿轮啮合传动，cvt带轮摩擦无级传动，at自动变速器传动；齿轮啮合传动，如手动变速器mt，双离合自动变速器dct，由于齿轮啮合有固定啮合比，无法实现无级变速传动；cvt带轮摩擦无级传动，结构强度的天然弱势使得它无法承载大扭矩；at自动变速器结构复杂，传动效率低，自动控制逻辑复杂，不能承载大扭矩。
3.综上所述，有一种可实现真正齿轮传动无级变速，节能传动效率高，可承载大功率大扭矩，简单稳定可靠，使用寿命长，自动控制逻辑简单；可广泛运用于各个行业机械传动，如：航空发动机，新能源汽车，传统汽车变速器，重卡，工程机械，重工，船舶大功率传动，高端制造，工业制造等领域是十分有必要的。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种纯齿轮无级变速器及无级变速装置。
5.本发明的技术方案如下。
6.所述一种纯齿轮无级变速器及无级变速装置包括：驱动盘1；推动齿轮组2，行星齿轮组3，太阳轮输出中轴4，行星架5，液压杆组6，外齿圈7组成；其中外齿圈7用于该齿轮无级变速的另一种变形。
7.纯齿轮无级变速器及无级变速装置如附图1所示；附图4为附图1的装配结构爆炸图，其特征在于。
8.驱动盘1外形如附图3所示为圆盘；有上下两个驱动盘1，对称放置在最外面；驱动盘1上面有3个滑槽，及3个用于固定液压杆组6的凸起圆柱形中轴；滑槽和凸起圆柱中轴一一配对使用，用于装配液压杆组6，来实现液压杆组6沿驱动盘1的滑槽上下伸缩；滑槽可以是其他合适形状，凸起中轴可以布置在其他合适位置，能实现其功能即可；驱动盘1上滑槽及凸起圆柱中轴可根据具体使用扭矩负荷场景，数量上在n∈[2,+∞]中选取适配；驱动盘1中心挖空，用于装配太阳轮输出中轴4，且与太阳轮输出中轴4的中轴同轴心装配。
[0009]
推动齿轮组2的齿轮用中轴装配，中轴穿过两个上下对称驱动盘1的滑槽，中轴两端与液压杆组6的液压伸缩端连接同轴心固定装配；利用液压杆组6的伸缩来控制推动齿轮组2沿驱动盘1滑槽上下升降；推动齿轮组2的齿轮个数可根据具体使用扭矩负荷场景数量上在n∈[2,+∞]中选取适配。
[0010]
行星齿轮组3用中轴装配，穿过行星齿轮组3的齿轮圆心，中轴两端装配固定在行星架5上；行星齿轮组3的齿轮分别与推动齿轮组2的齿轮一一对应啮合转动；行星齿轮组3中心位置与太阳轮输出中轴4的太阳齿轮啮合转动；行星齿轮组3的齿轮个数可根据具体使用扭矩负荷场景数量上在n∈[2,+∞]中选取适配。
[0011]
另：行星齿轮组3可加厚成双排，用双排行星齿轮组结构；驱动盘1的滑槽向驱动盘1圆心方向进一步扩大加长，推动齿轮组2向下(即驱动盘1圆心)滑动范围进一步扩大，则此纯齿轮无级变速器及无级变速装置在低速区间无级调速范围增大。
[0012]
太阳轮输出中轴4中的太阳齿轮与行星齿轮组3的每个齿轮啮合；太阳轮输出中轴4的中轴两端穿过驱动盘1和行星架5中心圆孔，且与驱动盘1和行星架5中心圆孔同轴心装配固定，并在其中自由转动；太阳轮输出中轴4输出轴端用于连接下级啮合齿轮，输出动力。
[0013]
行星架5，正反面各一，用来固定新型齿轮组3和太阳轮输出中轴4；中心挖空，与太阳轮输出中轴4的中轴同轴心装配。
[0014]
液压杆组6，一端固定装配在驱动盘1的凸起圆柱形中轴上，另一端与推动齿轮组2的中轴固定装配，沿驱动盘1滑槽，通过液压控制上下升降；亦可使用螺母丝杆，齿条齿轮，蜗轮蜗杆等其他结构形式，能实现其功能即可。
附图说明
[0015]
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制；在附图中。图1是本发明的立体结构图。图2是本发明的另一种形式纯齿轮无级变速器及无级变速装置立体结构图。图3是本发明的驱动盘立体结构图。图4是本发明的立体结构爆炸图。本发明具体实施方案
[0016]
所述一种纯齿轮无级变速器及无级变速装置，如附图1所示，附图4为附图1的装配结构爆炸图。
[0017]
齿轮无级变速原理：动力从驱动盘1输入，驱动盘1带动推动齿轮组2同步公转。
[0018]
驱动盘1上的液压杆组6液压伸缩，调控推动齿轮组2沿驱动盘1的滑槽做上下升降，来无级调节控制推动齿轮组2做公转圆周运动的半径大小，以此调控推动齿轮组2公转圆周运动的线速度大小；达到无级调速目的。
[0019]
推动齿轮组2无级变速公转圆周运动的线速度，推动啮合的行星齿轮组3自转同时公转；行星齿轮组3全部接收来自推动齿轮组2无级变速的公转线速度，然后将动力无级变速传递给啮合的太阳轮输出中轴4；完成该齿轮无级变速输出。
[0020]
此纯齿轮无级变速器及无级变速装置输入与输出旋转方向相反。
[0021]
注意两点：
[0022]
第一：由于驱动盘1旋转方向与太阳轮输出中轴4旋转方向始终相反(即输入与输出旋转方向相反)，单位时间t内驱动盘1每带动推动齿轮组2同步旋转一周，推动齿轮组2公转做圆周运动所扫过的圆周长减去单位时间t内太阳轮输出中轴4的齿轮分度圆周长，才是推动齿轮组2传递给太阳轮输出中轴4最终的输出速度。
[0023]
第二：推动齿轮组2的齿轮圆心点到驱动盘1圆心点连线的垂线一定要在行星齿轮组3齿轮圆心点的上面(即外侧，远离驱动盘1圆心侧)，否则传递动力的行星齿轮组3齿轮自转的方向无法确定在一个方向，导致输出的动力旋转方向不定，使此无级变速体系失效。
[0024]
上述纯齿轮无级变速器及无级变速装置的另一种无级变速形式及结构布局，如附图2所示。
[0025]
所述纯齿轮无级变速器及无级变速装置的零部件可以通过不同组合，微调，可形成另一种纯齿轮无级变速形式；原理与所述纯齿轮无级变速器及无级变速装置的无级变速原理相同，只是结构上有些许差异；实施方法如下。
[0026]
去掉太阳轮输出中轴4；保留驱动盘1；推动齿轮组2，行星齿轮组3，行星架5，液压杆组6；另外加一个行星齿轮组外齿圈7。
[0027]
驱动盘1输入动力，带动推动齿轮组2同步公转。
[0028]
驱动盘1上的液压杆组6液压伸缩，调控推动齿轮组2沿驱动盘1的滑槽做上下升降，来无级调节控制推动齿轮组2公转做圆周运动的半径，以此调节推动齿轮组2公转做圆周运动的线速度，达到无级调速目的。
[0029]
推动齿轮组2与行星齿轮组3的齿轮一一对应啮合，推动齿轮组2推动行星齿轮组3自转同时公转。
[0030]
推动齿轮组2无级变速公转的线速度，通过一一对应啮合的行星齿轮组3，最终传递给与行星齿轮组3啮合的外齿圈7完成无级变速输出。
[0031]
另：行星齿轮组3可加厚成双排，用双排行星齿轮组结构，以此增大推动齿轮组2向上滑动范围，推动齿轮组2的齿轮沿驱动盘1滑槽向外滑动，可以滑到行星齿轮组外齿圈7外，来增大无级调速速比范围。
[0032]
此种变形形式的纯齿轮无级变速器及无级变速装置，为一个减速形式的齿轮无级变速装置，输入与输出旋转方向相同。
[0033]
注意：推动齿轮组2的齿轮圆心点到驱动盘1圆心点连线的垂线一定要在行星齿轮组3齿轮圆心点的上面(即外侧，远离驱动盘1圆心侧)，否则传递动力的行星齿轮组3不能确定在一个自转方向，导致输出的动力旋转方向无法确定，使此无级变速体系失效。
[0034]
上述纯齿轮无级变速器及无级变速装置，可实现真正齿轮传动无级变速，节能传动效率高，行星齿轮传动，可承载大功率大扭矩，简单稳定可靠，使用寿命长，无级变速自动控制逻辑简单；可广泛运用于各个行业机械变速传动，如：航空发动机，新能源汽车，传统汽车变速器，重卡，工程机械，重工，船舶大功率传动，高端制造，工业制造等领域；优于现今市面上诸多变速器及变速装置，如手动变速器mt,自动变速器at,带轮式cvt,双离合自动变速器dct等。
[0035]
航空发动机上运用此纯齿轮无级变速装置，可解决航空发动机风扇与低压涡轮压气机间不同工况下转速匹配，扫气，喘振，效率难题；可在双转子加此纯齿轮无级变速传动装置，实现比现今三转子航空发动机更优的性能和效率；同时减低制造技术难度和成本，提高稳定性且节能。
[0036]
以上结合附图详细描述了本发明的技术方案技术原理及实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型改造，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，而非对本发明的限制，本领域普通技术人员对本发明所做
的其他修改,添补，变形,或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的宗旨和范围以及技术原理，其均应涵盖在本发明的保护范围当中。

技术特征：
1.本发明公开了一种纯齿轮无级变速器及无级变速装置；该无级变速系统包括：驱动盘1；推动齿轮组2，行星齿轮组3，太阳轮输出中轴4，行星架5，液压杆组6，外齿圈7组成；其中外齿圈7用于该齿轮无级变速的另一种变形；所述一种纯齿轮无级变速器及无级变速装置如附图1所示,附图4为附图1的装配结构爆炸图；其特征在于：驱动盘1外形如附图3所示为圆盘；有上下两个驱动盘1，对称放置在最外面；驱动盘1上面有3个滑槽，及3个用于固定液压杆组6的凸起圆柱形中轴；滑槽和凸起圆柱中轴一一配对使用，用于装配液压杆组6，来实现液压杆组6沿驱动盘1的滑槽上下伸缩；滑槽可以是其他合适形状，凸起中轴可以布置在其他合适位置，能实现其功能即可；驱动盘1上滑槽及凸起圆柱中轴可根据具体使用扭矩负荷场景，数量上在n∈[2,+∞]中选取适配；驱动盘1中心挖空，用于装配太阳轮输出中轴4，且与太阳轮输出中轴4的中轴同轴心装配；推动齿轮组2的齿轮用中轴装配，中轴穿过两个上下对称驱动盘1的滑槽，中轴两端与液压杆组6的液压伸缩端连接同轴心固定装配；利用液压杆组6的伸缩来调控推动齿轮组2沿驱动盘1滑槽上下升降；推动齿轮组2的齿轮个数可根据具体使用扭矩负荷场景数量上在n∈[2,+∞]中选取适配；行星齿轮组3用中轴装配，穿过行星齿轮组3的齿轮圆心，中轴两端装配固定在行星架5上；行星齿轮组3的齿轮分别与推动齿轮组2的齿轮一一对应啮合转动；行星齿轮组3中心位置与太阳轮输出中轴4的太阳齿轮啮合转动；行星齿轮组3的齿轮个数可根据具体使用扭矩负荷场景数量上在n∈[2,+∞]中选取适配；另：行星齿轮组3可加厚成双排，用双排行星齿轮组结构；驱动盘1的滑槽向驱动盘1圆心方向进一步扩大加长，推动齿轮组2向下(即驱动盘1圆心)滑动范围进一步扩大，则此纯齿轮无级变速器及无级变速装置在低速区间无级调速范围增大；太阳轮输出中轴4中的太阳齿轮与行星齿轮组3的每个齿轮啮合；太阳轮输出中轴4的中轴两端穿过驱动盘1和行星架5中心圆孔，且与驱动盘1和行星架5中心圆孔同轴心装配固定，并在其中自由转动；太阳轮输出中轴4输出轴端用于连接下级啮合齿轮，输出动力；行星架5，正反面各一，用来固定新型齿轮组3和太阳轮输出中轴4；中心挖空，与太阳轮输出中轴4的中轴同轴心装配；液压杆组6，一端固定装配在驱动盘1的凸起圆柱形中轴上，另一端与推动齿轮组2的中轴固定装配，沿驱动盘1滑槽，通过液压控制上下升降；亦可使用螺母丝杆，齿条齿轮，蜗轮蜗杆等其他结构形式，能实现其功能即可。2.根据权利要求1所述一种纯齿轮无级变速器及无级变速装置如附图1所示，附图4为附图1的装配结构爆炸图；齿轮无级变速：动力从驱动盘1输入，驱动盘1带动推动齿轮组2同步公转；驱动盘1上的液压杆组6液压伸缩，调控推动齿轮组2沿驱动盘1的滑槽做上下升降，来无级调节控制推动齿轮组2做公转圆周运动的半径大小，以此调控推动齿轮组2公转圆周运动的线速度大小；达到无级调速目的；推动齿轮组2无级变速公转圆周运动的线速度，推动啮合的行星齿轮组3自转同时公转；行星齿轮组3全部接收来自推动齿轮组2无级变速的公转线速度，然后将动力无级变速传递给啮合的太阳轮输出中轴4；完成该齿轮无级变速输出；此纯齿轮无级变速器及无级变
速装置输入与输出旋转方向相反；注意两点：第一：由于驱动盘1旋转方向与太阳轮输出中轴4旋转方向始终相反(即输入与输出旋转方向相反)，单位时间t内驱动盘1每带动推动齿轮组2同步旋转一周，推动齿轮组2做公转圆周运动所扫过的圆周长减去单位时间t内太阳轮输出中轴4的齿轮分度圆周长，才是推动齿轮组2传递给太阳轮输出中轴4最终的输出速度；第二：推动齿轮组2的齿轮圆心点到驱动盘1圆心点连线的垂线一定要在行星齿轮组3齿轮圆心点的上面(即外侧，远离驱动盘1圆心侧)，否则传递动力的行星齿轮组3齿轮自转的方向无法确定在一个方向，导致输出的动力旋转方向不定，使此无级变速体系失效。3.根据权利要求1，权利要求2所述一种纯齿轮无级变速器及无级变速装置；所述纯齿轮无级变速器及无级变速装置的零部件可以通过不同组合，微调，可形成另一种纯齿轮无级变速形式；原理与所述纯齿轮无级变速器及无级变速装置的无级变速原理相同，只是结构上有些许差异；如附图2所示；去掉太阳轮输出中轴4；保留驱动盘1；推动齿轮组2，行星齿轮组3，行星架5，液压杆组6；另外加一个行星齿轮组外齿圈7；驱动盘1输入动力，带动推动齿轮组2同步公转；驱动盘1上的液压杆组6液压伸缩，调控推动齿轮组2沿驱动盘1的滑槽做上下升降，来无级调节控制推动齿轮组2公转做圆周运动的半径，以此调节推动齿轮组2公转做圆周运动的线速度，达到无级调速目的；推动齿轮组2与行星齿轮组3的齿轮一一对应啮合，推动齿轮组2推动行星齿轮组3自转同时公转；推动齿轮组2无级变速公转的线速度，通过一一对应啮合的行星齿轮组3，最终传递给与行星齿轮组3啮合的外齿圈7完成无级变速输出；另：行星齿轮组3可加厚成双排，用双排行星齿轮组结构，以此增大推动齿轮组2向上滑动范围，推动齿轮组2的齿轮沿驱动盘1滑槽向外滑动，可以滑到行星齿轮组外齿圈7外，来增大无级调速速比范围；此种变形形式的纯齿轮无级变速器及无级变速装置，为一个减速形式的齿轮无级变速装置，输入与输出旋转方向相同；注意：推动齿轮组2的齿轮圆心点到驱动盘1圆心点连线的垂线一定要在行星齿轮组3齿轮圆心点的上面(即外侧，远离驱动盘1圆心侧)，否则传递动力的行星齿轮组3不能确定在一个自转方向，导致输出的动力旋转方向无法确定，使此无级变速体系失效。

技术总结
发明名称：纯齿轮无级变速器及无级变速装置摘要：本发明公开了一种纯齿轮无级变速器及无级变速装置，该无级变速系统包括：驱动盘1，推动齿轮组2，行星齿轮组3，太阳轮输出中轴4，行星架5，液压杆组6，外齿圈7组成。外齿圈7用于该齿轮无级变速的另一种变形。此纯齿轮无级变速，无级调节控制推动齿轮组2做公转圆周运动的半径大小，实现真正齿轮传动无级变速；节能传动效率高，行星齿轮传动，可承载大功率大扭矩，简单稳定可靠，使用寿命长，无级变速控制逻辑简单。可广泛运用于各个行业机械变速传动，如：航空发动机，新能源汽车，传统汽车变速器，重卡，工程机械，重工，船舶大功率传动，高端制造，工业制造等领域。工业制造等领域。工业制造等领域。


技术研发人员：王帅英
受保护的技术使用者：王帅英
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/9/23