[發明專利]行星齒輪無級變速增速器

在審

• 申請號: 201810282020.0
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108443435A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 趙曉東
• 申請（專利權）人: 大連碧藍節能環保科技有限公司
• 主分類號: F16H3/76
• 分類號: F16H3/76;F16H57/023;F16H61/26;F16H61/66;F16H63/32
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1.一種行星齒輪無級變速增速器，其特征在于所述增速器包括外殼部件、撥叉部件、轉軸部件一、轉軸部件二、雙齒齒圈(23)、行星齒輪部件；外殼部件包括外殼一(14)、隔板(17)、外殼二(19)、軸套一(6)、軸套二(1)、軸套四(24)、軸套五(11)、軸套六(18)、軸套七(22)；撥叉部件包括鋼球(10)、撥叉(9)、導向板(8)、撥叉軸(32)；轉軸部件一包括轉軸一(25)、太陽齒輪(26)、鍵條二(49)；轉軸部件二包括轉軸二(12)、彈簧(13)、錐輪二(15)、定位環二(16)、鍵條三(46)、聯動齒輪(20)、定位環三(21)、鍵條四(47)；雙齒齒圈(23)呈環形，雙齒齒圈(23)徑向內側均布若干個齒圈內齒(53)，雙齒齒圈(23)徑向外側均布若干個齒圈外齒(52)；行星齒輪部件包括行星支架(7)、擋圈(4)、定位銷(5)、定位環一(2)、錐輪一(3)、鍵條一(48)、軸套三(27)和若干個行星軸(28)、定位板一(29)、行星齒輪(30)、定位板二(31)；撥叉部件、轉軸部件一、轉軸部件二、雙齒齒圈(23)、行星齒輪部件安裝在外殼部件徑向內側；

所述增速器運行時，電動機驅動行星齒輪部件的行星支架(7)旋轉，一部分機械動能通過行星支架(7)驅動行星齒輪部件的行星齒輪(30)旋轉，另一部分機械動能通過行星齒輪部件的錐輪一(3)驅動撥叉部件的鋼球(10)旋轉，鋼球(10)驅動轉軸部件二的錐輪二(15)旋轉，錐輪二(15)通過轉軸部件二的轉軸二(12)驅動聯動齒輪(20)旋轉，聯動齒輪(20)驅動雙齒齒圈(23)旋轉，雙齒齒圈(23)驅動行星齒輪(30)旋轉；行星支架旋轉方向(84)與雙齒齒圈旋轉方向(86)相反，以雙齒齒圈(23)為參照物，行星支架(7)相對于雙齒齒圈(23)的旋轉速度是雙齒齒圈(23)旋轉速度與行星支架(7)旋轉速度之和，該旋轉速度之和作用在行星齒輪(30)上，驅動太陽齒輪(26)高轉速旋轉，實現增速功能；調節撥叉(9)位置，使鋼球(10)在錐輪一(3)和錐輪二(15)外表面之間的縫隙中沿著軸向移動，鋼球(10)與錐輪一(3)和錐輪二(15)表面接觸位置的線速度相等；若鋼球(10)分別與錐輪一(3)和錐輪二(15)表面接觸位置的截面周長相等時，轉軸二(12)的轉速與行星支架(7)的轉速相等，若鋼球(10)分別與錐輪一(3)和錐輪二(15)表面接觸位置的截面周長不相等時，轉軸二(12)的轉速與行星支架(7)的轉速不相等，使雙齒齒圈(23)旋轉速度與行星支架(7)旋轉速度之和發生變化，實現無級變速；

軸套一(6)、軸套二(1)、軸套三(27)、軸套四(24)、軸套五(11)、軸套六(18)、軸套七(22)呈圓筒形；行星齒輪(30)是外齒輪，行星齒輪(30)中間是光滑的齒輪軸孔(82)；太陽齒輪(26)是外齒輪，太陽齒輪(26)中間的齒輪聯接孔(81)有齒輪鍵槽；聯動齒輪(20)是外齒輪，聯動齒輪(20)中間的齒輪聯接孔(81)有齒輪鍵槽；擋圈(4)呈圓筒形，擋圈(4)有徑向的擋圈銷孔(83)；定位環一(2)、定位環二(16)、定位環三(21)呈圓筒形；定位銷(5)呈圓柱形；定位板一(29)、定位板二(31)呈環形；錐輪一(3)、錐輪二(15)呈圓錐臺形，錐輪一(3)、錐輪二(15)兩個端面中間的錐輪聯接孔有錐輪鍵槽；

外殼一(14)呈一端封閉的圓筒形；外殼一(14)封閉一端軸向內側端面有呈圓筒形的軸套凸臺一(34)和軸套凸臺五(36)，軸套凸臺一(34)中間是通孔，軸套一(6)安裝在軸套凸臺一(34)中，軸套五(11)安裝在軸套凸臺五(36)中，軸套凸臺一(34)與軸套凸臺五(36)之間有固定基座一(35)，固定基座一(35)軸向內側端面有呈矩形的固定槽孔；外殼一(14)徑向內表面有兩個撥叉固定板(43)，兩個撥叉固定板(43)之間是手柄槽孔(45)，手柄槽孔(45)一直延伸至外殼一(14)徑向外表面，兩個撥叉固定板(43)中間部分有撥叉定位孔(44)；外殼一(14)未封閉一端徑向外側是外殼法蘭一，外殼法蘭一徑向外側均布若干個螺栓孔；

隔板(17)呈圓盤形，隔板(17)軸向一側端面中間有呈圓筒形的軸套凸臺二(42)和軸套凸臺六(38)，軸套凸臺二(42)和軸套凸臺六(38)中間是通孔，軸套二(1)安裝在軸套凸臺二(42)中，軸套六(18)安裝在軸套凸臺六(38)中；軸套凸臺二(42)與軸套凸臺六(38)之間有固定基座二(37)，固定基座二(37)軸向內側端面有呈矩形的固定槽孔；隔板(17)徑向外側均布若干個螺栓孔；

外殼二(19)呈一端封閉的圓筒形；外殼二(19)封閉一端軸向內側端面有呈圓筒形的軸套凸臺四(40)和軸套凸臺七(39)，軸套凸臺四(40)中間是通孔，軸套四(24)安裝在軸套凸臺四(40)中，軸套七(22)安裝在軸套凸臺七(39)中，外殼二(19)未封閉一端徑向外側是外殼法蘭二，外殼法蘭二徑向外側均布若干個螺栓孔；

外殼部件在裝配時，通過螺栓把外殼一(14)的外殼法蘭一和外殼二(19)的外殼法蘭二分別安裝在隔板(17)徑向外側兩個端面，在隔板(17)與外殼一(14)的徑向內側形成外殼內腔一(33)，在隔板(17)與外殼二(19)的徑向內側形成外殼內腔二(41)；

導向板(8)呈矩形，導向板(8)中間有軸向導軌(50)，軸向導軌(50)是矩形槽孔；撥叉(9)呈矩形，撥叉(9)一端有徑向導軌(51)，徑向導軌(51)是矩形槽孔；撥叉(9)中間有撥叉軸孔，撥叉軸(32)呈圓柱形，撥叉軸(32)的中間部分安裝在撥叉軸孔中；撥叉(9)另一端是撥叉手柄；

撥叉部件在裝配時，撥叉部件安裝在外殼內腔一(33)中；撥叉(9)安裝在外殼一(14)的手柄槽孔(45)中，并且使撥叉(9)的撥叉手柄位于外殼一(14)徑向外側，撥叉軸(32)的兩端安裝在外殼一(14)的撥叉固定板(43)的撥叉定位孔(44)中；導向板(8)的一端安裝在外殼一(14)的固定基座一(35)的固定槽孔中，導向板(8)的另一端安裝在隔板(17)的固定基座二(37)的固定槽孔中；撥叉(9)有徑向導軌(51)的一端安裝在導向板(8)的上表面，或者，撥叉(9)有徑向導軌(51)的一端安裝在導向板(8)的下表面，鋼球(10)安裝在導向板(8)的軸向導軌(50)與撥叉(9)的徑向導軌(51)重疊位置；調節撥叉(9)的撥叉手柄，使撥叉(9)圍繞撥叉軸(32)旋轉，能夠使鋼球(10)在導向板(8)的軸向導軌(50)中沿著軸向移動；

行星支架(7)徑向外側中間是圓盤形的支架盤(72)，支架盤(72)一端是圓柱形的軸段二(70)，軸段二(70)靠近支架盤(72)一端是軸頸二(71)，軸段二(70)中間徑向外表面有鍵槽一(66)，軸段二(70)軸向外側一端是軸段一(68)，軸段二(70)靠近軸段一(68)一端徑向外表面有銷孔一(67)，軸段一(68)靠近軸段二(70)一端是軸頸一(69)；支架盤(72)另一端是圓筒形的軸套凸臺三(63)，軸套凸臺三(63)中間是軸套安裝孔三(62)，軸套三(27)安裝在軸套安裝孔三(62)中；行星支架(7)的軸套凸臺三(63)周圍均布若干個圓筒形的固定凸臺(65)，固定凸臺(65)中間是固定軸孔(64)；行星支架軸線(74)與軸套安裝孔三(62)的軸線重合，行星齒輪部件裝配后，行星齒輪軸線(73)與固定軸孔(64)的軸線重合；

行星軸(28)呈圓柱形，行星軸(28)一端有軸肩，行星齒輪部件裝配后，行星軸(28)另一端安裝固定在行星支架(7)的固定軸孔(64)中；行星軸(28)有軸肩的一端向另一端依次安裝有定位板一(29)、行星齒輪(30)、定位板二(31)，定位板一(29)、行星齒輪(30)、定位板二(31)能夠圍繞行星軸(28)的軸線旋轉；行星齒輪軸線(73)與行星軸(28)的軸線重合；

行星齒輪部件在裝配時，把定位環一(2)安裝在行星支架(7)的軸段二(70)上，把鍵條一(48)安裝在行星支架(7)的鍵槽一(66)中，把行星支架(7)的軸段二(70)安裝在錐輪一(3)的錐輪聯接孔中，并且使錐輪一(3)大直徑端面靠近支架盤(72)，使定位環一(2)端面與錐輪一(3)大直徑端面接觸，使錐輪一(3)小直徑端面靠近軸段一(68)，把鍵條一(48)安裝在錐輪一(3)的錐輪鍵槽中，把擋圈(4)安裝在行星支架(7)的軸段二(70)上，使擋圈(4)端面與錐輪一(3)小直徑端面接觸，把定位銷(5)一端安裝在擋圈(4)的擋圈銷孔(83)中，把定位銷(5)另一端安裝在行星支架(7)的銷孔一(67)中；

轉軸一(25)呈圓柱形，轉軸一(25)徑向外側一端是定位軸肩一(78)，定位軸肩一(78)兩端分別是軸段三(76)、軸段四(80)，軸段四(80)靠近定位軸肩一(78)一端是軸頸四(79)，軸段三(76)徑向外表面有鍵槽二(77)，軸段三(76)軸向外側一端是軸頸三(75)；

轉軸部件一在裝配時，把鍵條二(49)安裝在轉軸一(25)的鍵槽二(77)中，把轉軸一(25)的軸段三(76)安裝在太陽齒輪(26)的齒輪聯接孔(81)中，把鍵條二(49)安裝在太陽齒輪(26)的齒輪鍵槽；

轉軸二(12)呈圓柱形，轉軸二(12)徑向外側一端是定位軸肩二(55)，定位軸肩二(55)兩端分別是軸頸五(54)、軸段五(56)，軸段五(56)中間位置徑向外表面有鍵槽三(57)，軸段五(56)軸向外側一端是軸段六(59)；軸段五(56)靠近軸段六(59)一端是軸頸六(58)，軸段六(59)徑向外表面有鍵槽四(60)，軸段六(59)軸向外側一端是軸頸七(61)；

轉軸部件二在裝配時，把鍵條三(46)安裝在轉軸二(12)的鍵槽三(57)中，把鍵條四(47)安裝在轉軸二(12)的鍵槽四(60)中，把彈簧(13)安裝在轉軸二(12)的軸段五(56)中，使彈簧(13)一端與定位軸肩二(55)端面接觸；把轉軸二(12)的軸段五(56)安裝在錐輪二(15)的錐輪聯接孔中，并且使錐輪二(15)小直徑端面靠近軸段六(59)，使錐輪二(15)大直徑端面靠近定位軸肩二(55)，把鍵條三(46)安裝在錐輪二(15)的錐輪鍵槽中，使錐輪二(15)大直徑端面與彈簧(13)另一端接觸；把定位環二(16)安裝在轉軸二(12)的軸段五(56)上，使定位環二(16)端面與錐輪二(15)小直徑端面接觸；把聯動齒輪(20)安裝在轉軸二(12)的軸段六(59)上，把鍵條四(47)安裝在聯動齒輪(20)的齒輪鍵槽中；把定位環三(21)安裝在轉軸二(12)的軸段六(59)上，使定位環三(21)端面與聯動齒輪(20)端面接觸；

所述增速器在裝配時，把行星齒輪部件的行星支架(7)的軸頸一(69)安裝在外殼部件的軸套一(6)中，使行星支架(7)的軸段一(68)外側一端穿過軸套凸臺一(34)中間的通孔位于外殼一(14)軸向外側；把行星支架(7)的軸頸二(71)安裝在外殼部件的軸套二(1)中，把雙齒齒圈(23)安裝在行星齒輪(30)徑向外側，使雙齒齒圈(23)的齒圈內齒(53)與若干個行星齒輪(30)相互嚙合；雙齒齒圈(23)兩個端面分別與定位板一(29)和定位板二(31)端面相互接觸，定位板一(29)和定位板二(31)限制雙齒齒圈(23)軸向移動；

把轉軸部件一的轉軸一(25)的軸頸四(79)安裝在外殼部件的軸套四(24)中，使轉軸一(25)的軸段四(80)外側一端穿過軸套凸臺四(40)中間的通孔位于外殼二(19)軸向外側；把轉軸一(25)的軸頸三(75)安裝在行星齒輪部件的軸套三(27)中，使轉軸部件一的太陽齒輪(26)與行星齒輪部件的若干個行星齒輪(30)相互嚙合；

把轉軸部件二的轉軸二(12)的軸頸五(54)安裝在外殼部件的軸套五(11)中，把轉軸二(12)的軸頸六(58)安裝在外殼部件的軸套六(18)中，把轉軸二(12)的軸頸七(61)安裝在外殼部件的軸套七(22)中，使轉軸部件二的聯動齒輪(20)與雙齒齒圈(23)的齒圈外齒(52)相互嚙合；行星齒輪部件的錐輪一(3)和轉軸部件二的錐輪二(15)安裝在外殼內腔一(33)中，撥叉部件位于錐輪一(3)與錐輪二(15)之間的縫隙中，彈簧(13)推動錐輪二(15)軸向移動，使錐輪一(3)與錐輪二(15)之間的縫隙間距等于鋼球(10)的直徑；

所述增速器中，錐輪一(3)、錐輪二(15)、撥叉部件組成無級變速器；所述增速器中，行星齒輪部件、雙齒齒圈(23)、太陽齒輪(26)組成行星齒輪增速器；該行星齒輪增速器沒有固定件，該行星齒輪增速器有兩個主動件，主動件一是行星齒輪部件的行星支架(7)，主動件二是雙齒齒圈(23)，從動件是太陽齒輪(26)；該行星齒輪增速器做增速傳動；太陽齒輪旋轉方向(92)與行星支架旋轉方向(84)相同；

所述增速器的輸入軸是行星齒輪部件的行星支架(7)的軸段一(68)；所述增速器的輸出軸是轉軸部件一的轉軸一(25)的軸段四(80)；轉軸一(25)的軸段四(80)輸出轉速是雙齒齒圈(23)旋轉速度與行星支架(7)旋轉速度之和作用在行星齒輪(30)上，驅動太陽齒輪(26)旋轉的轉速；

所述增速器運行過程是：

所述增速器運行時，電動機驅動行星齒輪部件的行星支架(7)旋轉，調節撥叉(9)位置，使鋼球(10)在錐輪一(3)和錐輪二(15)外表面之間的縫隙中沿著軸向移動，能夠改變行星支架(7)與轉軸二(12)之間的轉速差；電動機輸入的一部分機械動能通過行星支架(7)驅動行星齒輪部件的行星齒輪(30)按照行星齒輪旋轉方向(90)旋轉，另一部分機械動能通過行星齒輪部件的錐輪一(3)驅動撥叉部件的鋼球(10)旋轉，鋼球(10)驅動轉軸部件二的錐輪二(15)旋轉，錐輪二(15)通過轉軸部件二的轉軸二(12)驅動聯動齒輪(20)旋轉，聯動齒輪(20)驅動雙齒齒圈(23)旋轉，雙齒齒圈(23)驅動行星齒輪(30)按照行星齒輪旋轉方向(90)旋轉；行星支架旋轉方向(84)與雙齒齒圈旋轉方向(86)相反，以雙齒齒圈(23)為參照物，行星支架(7)相對于雙齒齒圈(23)的旋轉速度是雙齒齒圈(23)旋轉速度與行星支架(7)旋轉速度之和，該旋轉速度之和作用在行星齒輪(30)上，驅動太陽齒輪(26)按照太陽齒輪旋轉方向(92)高轉速旋轉，太陽齒輪旋轉方向(92)與行星支架旋轉方向(84)相同，實現無級變速和增速功能。