[發明專利]一種基于WW型雙聯行星齒輪結構的壓力無級變速器

在審

• 申請號: 201610138606.0
• 申請日: 2016-03-11
• 公開（公告）號: CN105605176A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發明（設計）人: 梁永直;梁朋飛;容幸福;賈文沛
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: F16H37/02
• 分類號: F16H37/02;F16D25/0638
• 代理公司: 太原倍智知識產權代理事務所(普通合伙) 14111
• 代理人: 戎文華

技術領域

本發明涉及一種無級變速器，尤其是在WW型二自由度行星輪系的基礎上，利用液 壓調速進行無級變速的無級變速結構，該無級變速結構可根據電機的輸入功率、液壓泵輸 入功率和負荷的變化主動無級變速，適用于車輛、機床等各類機械的變速傳動機構。

背景技術

無級變速器裝置主要分為機械式和電氣式兩類。電氣式是目前市場上用的較多 的，即通過變頻來實現無級調速。但電氣式無級調速存在很多難以克服的缺點：技術復雜， 成本高，維護檢修困難；產生諧波污染電網；輸出的PWM波，造成電機、電纜的額外發熱；共模 電壓的產生有可能會降低電機軸的壽命；給電機帶來額外的噪聲；電機用變頻器控制后相 對于直接起動能耗增加3-5%；變頻調速低頻時啟動轉矩較小，設備投入較大，應用場合有 限，僅適用于調速要求精度高、調速性能較好，啟動轉矩較小的地方。此外，通過變頻技術實 現的調速也不夠穩定，極易受到電機本身及外界磁場或電場的干擾，這些干擾問題主要體 現在電機的運行情況上。例如電機在運行過程中突然挺停機，電機運行時快時慢，運行速度 不穩定.電機停不下來，按鈕不起任何作用等，這些都是變頻器受到干擾情況的體現。

目前很受關注的行星齒輪無級變速器與電氣式無極變速器相比，具有成本低廉、 變速穩定、易于維護等優點。重慶理工大學學報2010年11月第24卷11期收錄了王德倫等人 的名為“電動汽車行星齒輪式無級變速器建模與仿真”的論文，該論文講述了“一種差動式 行星齒輪無級變速器”，它的主體結構是一個NGW型行星輪系，一個主電機和行星輪系的太 陽輪相連作為行星輪系的一個輸入動力，一個調速電機通過齒輪和行星輪系的齒圈外緣相 連作為行星輪系的另一個輸入動力，以行星架輸出動力。工作時，通過控制主電機的速度， 調節調速電機的轉速來實現輸出轉速的連續變化。該方案雖然應用了行星輪系但其本質上 并沒有脫離通過調頻實現電動機轉速改變的框架，因此通過這種方法實現的無級變速，也 就無法克服上述調頻變速的固有缺陷。另外該方案所述的行星齒輪無級變速器是NGW型的， 由于NGW嚙合方式的行星齒輪減速器最大減速比僅為13.7，實際使用減速比不超過9，也就 是說NGW嚙合方式的行星齒輪無級變速器變速范圍不會很寬。故該無級變速裝置僅適合用 于小型電動汽車，應用范圍有限。

公開號為CN102661368A公開了“雙聯齒行星齒輪無級變速器”，其所述的行星齒輪 無級變速器是以NW嚙合方式的行星齒輪減速器為主體，以太陽輪為動力輸入，以行星架或 者內齒圈作為動力輸出，在內齒圈與外殼之間或者行星架與外殼之間設置離合制動器，并 在內齒圈外圈或者行星架上設有一調速齒輪，且與調速輸入齒輪嚙合。工作時，通過調節調 速齒輪的轉速來實現無級變速；至于如何調節調速齒輪專利中沒有交代，如若仍通過調速 電機來實現，那仍只是變頻調速的另一種變形而已。

發明內容

本發明要解決的具體技術問題是如何通過液壓油的壓力實現對基于WW型雙聯行 星齒輪結構的無級變速，其目的是克服上述變頻調速缺陷，提供變速穩定、成本低廉、變速 范圍廣、效率較高的一種基于WW型雙聯行星齒輪結構的壓力無級變速器。

本發明采用的技術方案如下。

一種基于WW型雙聯行星齒輪結構的壓力無級變速器，包括行星輪系結構和壓力無 級變速結構，其特征是：所述行星輪系結構是在兩個固定內齒圈中分別設置兩個太陽輪，并 分別在太陽輪和內齒圈之間設置三個均勻分布的小行星輪和三個均勻分布的大行星輪；三 個均勻分布的小行星輪和三個均勻分布的大行星輪構成三個雙聯行星輪，并分別安裝在三 根行星軸上；在三個均勻分布的小行星輪和三個均勻分布的大行星輪之間安裝有一偏心齒 輪，且偏心齒輪的軸孔是三個均勻分布的軸孔，并通過軸承分別與三根行星軸配合；一傳動 齒輪和偏心齒輪外嚙合；

所述壓力無級變速結構是在所述傳動齒輪的中心位置設置有一空心傳動軸，且在空心 傳動軸上依次設置有液壓離合器和液壓馬達以及傳感器，并由液壓馬達驅動空心傳動軸， 液壓油通過空心傳動軸的空心通道輸入液壓離合器中傳遞動力，實現壓力無級變速；