行星離心式無級傳動機(jī)構(gòu)及其控制方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開一種行星離心式無級傳動機(jī)構(gòu)及其控制方法，行星離心式無級傳動機(jī)構(gòu)包括：太陽輪、與太陽輪嚙合的至少兩個(gè)行星齒輪和框架；所述太陽輪具有太陽輪軸，所述框架具有框架軸，框架軸與太陽輪軸通過軸承連接，行星齒輪與行星齒輪軸固定連接，可轉(zhuǎn)動地設(shè)于所述框架上；框架包括軌道盤，軌道盤上設(shè)有與齒輪數(shù)量相等的軌道腔，軌道腔的內(nèi)壁為閉合曲線軌道，軌道曲線相對行星輪軸偏置，偏置方向與軌道盤的轉(zhuǎn)動方向一致；行星齒輪軸的一端設(shè)有導(dǎo)槽，導(dǎo)槽內(nèi)設(shè)有可滑動的滑塊，滑塊的滑動方向與行星齒輪軸的軸線垂直，滑塊的沿其滑動方向的一端與閉合曲線軌道的偏置區(qū)段抵接。本發(fā)明專利技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單，使框架的輸出轉(zhuǎn)速和扭矩自適應(yīng)調(diào)整，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械無級變速。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
行星離心式無級傳動機(jī)構(gòu)及其控制方法
本專利技術(shù)屬于機(jī)械傳動
，具體涉及一種行星離心式無級傳動機(jī)構(gòu)及其控制方法。
技術(shù)介紹
用于改善動力裝置性能以滿足車輛行駛需要的傳動裝置種類繁多，行星傳動裝置是應(yīng)用較為廣泛的一種。行星機(jī)構(gòu)具有可繞中心軸周轉(zhuǎn)的行星齒輪，它聯(lián)系著繞中心軸旋轉(zhuǎn)的太陽齒輪、齒圈和框架；行星齒輪支承在框架上，可繞自身軸線轉(zhuǎn)動，雖是行星機(jī)構(gòu)的內(nèi)在核心，但僅為機(jī)構(gòu)的內(nèi)部連接零件，不對機(jī)構(gòu)傳動比產(chǎn)生直接影響。在具有兩自由度的行星機(jī)構(gòu)中，太陽齒輪、框架、齒圈三構(gòu)件之間具有差速關(guān)系，當(dāng)其中一個(gè)構(gòu)件速度為一定時(shí)，其他兩個(gè)構(gòu)件的轉(zhuǎn)速可按一定的規(guī)律自由變化，用操縱機(jī)構(gòu)控制兩者之一的速度，余下的速度才為一定，只有使一個(gè)的轉(zhuǎn)速為零，另一個(gè)才能得到確定傳動比的轉(zhuǎn)速。由于結(jié)構(gòu)限制及避免操縱的復(fù)雜，現(xiàn)使用的行星機(jī)構(gòu)普遍采用“通過制動死(或固定)一個(gè)構(gòu)件，減少一個(gè)自由度，來得到另一個(gè)自由度的確定傳動比”的變速方式，以一種定傳動比的差速器形式應(yīng)用在傳動機(jī)構(gòu)中。為獲得滿足使用需要的傳動比，往往采用多組行星排、數(shù)量眾多的控制元件及復(fù)雜的操縱系統(tǒng)，使傳動裝置結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜、體積質(zhì)量大、成本高。隨著科技發(fā)展和人們對使用舒適性的提高，用于改善動力裝置性能來滿足車輛行駛需要的傳動裝置種類繁多，行星傳動是應(yīng)用較為廣泛的一種。它采用了多組行星排和數(shù)量眾多的控制元件及復(fù)雜的操縱系統(tǒng)，使車輛傳動裝置結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜、體積質(zhì)量大、成本高。往往成為新車開發(fā)研制的技術(shù)瓶頸。為此，探索研究變速性能好、結(jié)構(gòu)簡單、成本低的新型傳動非常必要。>申請?zhí)枮?00910133067.1的專利文獻(xiàn)公開了一種用于夾鉗組件的驅(qū)動裝置，包括具有下鉗板的夾鉗框架，鉸接在夾鉗框架上的驅(qū)動元件與實(shí)施間歇的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動的驅(qū)動軸傳動連接，齒輪單元具有帶有至少兩個(gè)齒輪級的差動齒輪系，它的第一齒輪級配有非圓形齒輪，它們的太陽輪固定在與一個(gè)驅(qū)動機(jī)構(gòu)連接的可旋轉(zhuǎn)安裝的軸上，第二齒輪級具有非圓形齒輪，第一齒輪級的行星輪與第二齒輪級的行星輪一起唄固定在一個(gè)公共軸上，并且第二太陽輪的輸出軸與第一太陽輪的軸同軸地安裝并且直接或者通過另外的齒輪級連接到夾鉗組件的驅(qū)動軸上。該驅(qū)動裝置中的非圓形齒輪結(jié)構(gòu)和應(yīng)用都與本方案不同。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的主要目的是提供一種行星離心式無級傳動機(jī)構(gòu)及其控制方法，旨在解決全機(jī)械無級變速現(xiàn)有的行星傳動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提出一種行星離心式無級傳動機(jī)構(gòu)，包括：太陽輪、與太陽輪嚙合的至少兩個(gè)行星齒輪和框架；所述太陽輪具有太陽輪軸，所述框架具有框架軸，所述太陽輪設(shè)于框架內(nèi)，所述行星齒輪固定于行星齒輪軸上，所述行星齒輪軸可轉(zhuǎn)動地設(shè)于所述框架上；所述框架包括軌道盤，所述軌道盤上在與各所述行星齒輪對應(yīng)位置處設(shè)有軌道腔，所述軌道腔的內(nèi)壁為閉合曲線軌道，所述閉合曲線軌道相對所述行星輪軸偏置，且其偏置方向與所述軌道盤的轉(zhuǎn)動方向一致；所述行星齒輪軸的一端設(shè)有導(dǎo)槽，所述導(dǎo)槽內(nèi)設(shè)有可滑動的滑塊，所述滑塊的滑動方向與所述行星齒輪軸的軸線垂直，所述滑塊的沿其滑動方向的一端與所述閉合曲線軌道的偏置區(qū)段抵接。優(yōu)選地，所述滑塊的沿其滑動方向的兩端設(shè)有滾輪。優(yōu)選地，以與所述導(dǎo)槽的滑動方向垂直的平面將所述導(dǎo)槽剖開的形狀為矩形，所述滑塊為條狀。優(yōu)選地，所述滑塊的兩端為圓滑曲面。優(yōu)選地，所述行星齒輪軸包括軸部、滑塊安裝部，所述滑塊安裝部的一端設(shè)有蓋板，所述導(dǎo)槽設(shè)在所述滑塊安裝部內(nèi)。優(yōu)選地，所述框架還包括行星輪前支承盤、行星輪后支承盤和輔助支承盤，所述行星輪前支承盤、行星輪后支承盤、輔助支承盤和所述軌道盤固定連接為一體，所述行星輪前支承盤、行星輪后支承盤、輔助支承盤和所述軌道盤都通過花鍵副與所述框架軸連接。優(yōu)選地，所述的行星離心式無級傳動機(jī)構(gòu)，還包括：箱體，所述太陽輪軸、框架軸架設(shè)在所述箱體內(nèi)。本專利技術(shù)還提出一種上述任一項(xiàng)所述的行星離心式無級傳動機(jī)構(gòu)的控制方法，包括以下步驟：S1，驅(qū)動太陽輪軸轉(zhuǎn)動，太陽輪軸帶動太陽輪、行星齒輪轉(zhuǎn)動，當(dāng)行星齒輪轉(zhuǎn)動時(shí)，滑塊繞行星齒輪軸軸線轉(zhuǎn)動，同時(shí)，滑塊還沿導(dǎo)槽滑動，滑塊的端部給軌道盤施加推力，推力對框架會產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)力矩；S2，當(dāng)輸入轉(zhuǎn)速提高時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)力矩增大，當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)力矩大于所述框架受到的外阻力矩時(shí)，所述框架轉(zhuǎn)動，通過框架輸出轉(zhuǎn)速；S3，隨著輸入轉(zhuǎn)速增大，所述行星齒輪一邊自轉(zhuǎn)一邊繞太陽輪公轉(zhuǎn)，所述框架在轉(zhuǎn)動后外阻力矩增大，當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)力矩與所述外阻力矩一致時(shí)，所述行星齒輪的自轉(zhuǎn)速度不再增加，當(dāng)提高所述輸入轉(zhuǎn)速時(shí)，所述輸出轉(zhuǎn)速對應(yīng)增加；S4，若從機(jī)構(gòu)外部使外阻力矩增加，但保持輸入轉(zhuǎn)速不變，則行星齒輪的自傳角速度提高，滑塊作用到軌道盤的推力增加，直至所述旋轉(zhuǎn)力矩與所述外阻力矩再次達(dá)到一致，所述輸出轉(zhuǎn)速降低。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)技術(shù)方案的有益效果：一，本專利技術(shù)將框架的支承行星齒輪軸的位置設(shè)置軌道腔，將軌道腔的內(nèi)壁設(shè)置為閉合曲線，相對行星輪軸偏置，且偏置方向與軌道盤的轉(zhuǎn)動方向一致。在行星齒輪軸的一端設(shè)置導(dǎo)槽，并在導(dǎo)槽內(nèi)設(shè)置可滑動的滑塊，通過滑塊與軌道腔內(nèi)閉合曲線軌道之間形成曲線移動副，使得行星齒輪軸、滑塊和框架一起共同構(gòu)成了一個(gè)外偏心、內(nèi)導(dǎo)向的偏心裝置，由于滑塊既能夠相對行星齒輪軸轉(zhuǎn)動，又能沿行星齒輪軸上的導(dǎo)槽滑動，當(dāng)滑塊相對導(dǎo)槽滑動時(shí)，能夠產(chǎn)生離心力作用到框架上，使框架的輸出轉(zhuǎn)速和扭矩自適應(yīng)調(diào)整，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械無級變速。二，本專利技術(shù)相比于現(xiàn)有的行星機(jī)構(gòu)舍棄了齒圈及操縱用的制動器、離合器，太陽輪做為主動件，框架為被動件，在行星齒輪軸及框架的新結(jié)構(gòu)上通過新作用件滑塊，將來自太陽輪的輸入功率，在兩者間進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，經(jīng)框架軸輸出需要的速度和扭矩，大大簡化了現(xiàn)有無級傳動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，且變速性能優(yōu)越、結(jié)構(gòu)簡單、操縱方便、體積重量小、成本低，無需復(fù)雜的操縱控制系統(tǒng)，在機(jī)構(gòu)內(nèi)構(gòu)件間的相互作用中，輸入和輸出自適應(yīng)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)自動無級變速。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有的普通行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本專利技術(shù)一實(shí)施例提出的行星離心式無級傳動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖；圖3為圖2的剖視圖；圖4為圖2提出的行星離心式無級傳動機(jī)構(gòu)中框架和行星齒輪軸的結(jié)構(gòu)圖；圖5為圖2提出的行星離心式無級傳動機(jī)構(gòu)中行星齒輪軸的結(jié)構(gòu)圖；圖6為軌道盤的結(jié)構(gòu)示意圖。本專利技術(shù)的附圖標(biāo)號說明：標(biāo)號名稱標(biāo)號名稱1太陽輪2行星齒輪3框架31軌道盤32軌道腔33閉合曲線軌道34輔本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種行星離心式無級傳動機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括：太陽輪(1)、與太陽輪(1)嚙合的至少兩個(gè)行星齒輪(2)和框架(3)；/n所述太陽輪(1)具有太陽輪軸(5)，所述框架(3)具有框架軸(6)，所述太陽輪(1)設(shè)于框架(3)內(nèi)，所述行星齒輪(2)固定于行星齒輪軸(4)上，所述行星齒輪軸(4)可轉(zhuǎn)動地設(shè)于所述框架(3)上；/n所述框架(3)包括軌道盤(31)，所述軌道盤(31)在與各所述行星齒輪(2)對應(yīng)位置處設(shè)有軌道腔(32)，所述軌道腔(32)的內(nèi)壁為閉合曲線軌道(33)，所述閉合曲線軌道(33)相對所述行星輪軸(4)偏置，且其偏置方向與所述軌道盤(31)的轉(zhuǎn)動方向一致；/n所述行星齒輪軸(4)的一端設(shè)有導(dǎo)槽(41)，所述導(dǎo)槽(41)內(nèi)設(shè)有可滑動的滑塊(7)，所述滑塊(7)的滑動方向與所述行星齒輪軸(4)的軸線垂直，所述滑塊(7)的沿其滑動方向的一端與所述閉合曲線軌道(33)的偏置區(qū)段抵接。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種行星離心式無級傳動機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括：太陽輪(1)、與太陽輪(1)嚙合的至少兩個(gè)行星齒輪(2)和框架(3)；
所述太陽輪(1)具有太陽輪軸(5)，所述框架(3)具有框架軸(6)，所述太陽輪(1)設(shè)于框架(3)內(nèi)，所述行星齒輪(2)固定于行星齒輪軸(4)上，所述行星齒輪軸(4)可轉(zhuǎn)動地設(shè)于所述框架(3)上；
所述框架(3)包括軌道盤(31)，所述軌道盤(31)在與各所述行星齒輪(2)對應(yīng)位置處設(shè)有軌道腔(32)，所述軌道腔(32)的內(nèi)壁為閉合曲線軌道(33)，所述閉合曲線軌道(33)相對所述行星輪軸(4)偏置，且其偏置方向與所述軌道盤(31)的轉(zhuǎn)動方向一致；
所述行星齒輪軸(4)的一端設(shè)有導(dǎo)槽(41)，所述導(dǎo)槽(41)內(nèi)設(shè)有可滑動的滑塊(7)，所述滑塊(7)的滑動方向與所述行星齒輪軸(4)的軸線垂直，所述滑塊(7)的沿其滑動方向的一端與所述閉合曲線軌道(33)的偏置區(qū)段抵接。


2.如權(quán)利要求1所述的行星離心式無級傳動機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述滑塊(7)的沿其滑動方向的兩端設(shè)有滾輪(71)。


3.如權(quán)利要求2所述的行星離心式無級傳動機(jī)構(gòu)，其特征在于，以與所述導(dǎo)槽(41)的滑動方向垂直的平面將所述導(dǎo)槽(41)剖開的形狀為矩形，所述滑塊(7)為條狀。


4.如權(quán)利要求1所述的行星離心式無級傳動機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述滑塊(7)的兩端為圓滑曲面。


5.如權(quán)利要求1所述的行星離心式無級傳動機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述行星齒輪軸(4)包括軸部(42)、滑塊安裝部(43)，所述滑塊安裝部(43)的一端設(shè)有蓋板(44)，所述導(dǎo)槽(41)設(shè)在所述滑塊安裝部(43)內(nèi)。


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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：錢昌賢，范淑瑞，
申請(專利權(quán))人：北京瑞昌同創(chuàng)機(jī)電科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11