行星主动轮轴向力变扭器 本技术方案是机械构造和机械工作原理，是机动车传动系无级变扭变速功能的装置。
变扭变速装置是机动车传动系中必不可少的一个组成部分。现今无级变扭技术主要有以下几种方式：液力变扭、电力变扭和冲击式机械变扭等。电力变扭装置的设计会给车辆增加很大的负载，因此，不适应在普通机动车上应用；冲击式机械变速装置是一种断续的传动，工作时会产生很大的冲击载荷，也不适应机动车的应用。无级变扭目前在机动车上应用较为广泛的是液力变扭技术，与电力式和冲击式机械技术相比较，液力变扭虽然有其突出的优点，但是液力变扭存在着变扭能力与效率之间的矛盾(液力变扭效率为80％左右)，由于效率较低，变扭的系数小，在实际的应用中还要与“固定轴式齿轮变速器”或“行星齿轮变速器”配合工作，组成自动变速器才能发挥效力，由于配合这两种都是有级的机械变速装置，在工作过程中，要设计许多控制机构实现其自动操控，其结构极为复杂，制造困难，成本较高，由于设计的局限，车辆在各种道路条件下行驶时还不能满足要求，所以，现今的自动变速器都只在高级小轿车或超重型汽车上应用。
“行星主动轮轴向力变扭器”的结构和工作原理不同于原有的各种变速装置，它的性能除较好地体现了原有自动变速器优点外，还解决了一些存在的缺点和不足之处，如在变速工作过程中，是靠输出阻力的变化和发动机地储备功率实现的，不需要设计控制机构，这使设计制造大为简化和使工作的可靠性有很大的提高，一般不需要其它装置配合工作，使结构再进一步简化并可获较大的变扭系数，所以能在多种型号的机动车上设汁使用，其性能可满足多种道路条件的行驶，因此，可作原有自动变速器的换代装置。
旋转轮体能有一种保持转动轴方向不变的轴向力，本装置的结构和工作原理，是利用改变旋转轮体的轴向力时的反作用力，转换为动力输出，并作为改变传动比的能力。
由内齿轮和行星齿轮组成的机构中，行星齿轮采用万向传动轴与动力轴(发动机)连接，使行星齿轮在自转和公转的不同角度里，都与发动机曲轴作同轴旋转，动力从行星齿轮的轴心扭转输入，行星齿轮成为完全自由的主动轮，带着发动机动力驱动内齿轮，并由行星轴上外端的另一个行星齿轮，驱动支承在行星齿轮作公转环绕位置的平衡轮旋转而产生轴向力，内齿轮作输出轮，行星齿轮驱动内齿轮遇输出阻力时，向后作公转运转，又带动旋转的平衡轮改变轴向力方向同时作侧向连续翻转。改变轴向力产生的反作用力，随着输出阻力的变化，限制行星齿轮作公转运转的速度，行星齿轮在公转形式中，改变与内轮的传动比，同时由发动机储备功率改变输出扭矩，实现变扭变速功能。
本装置的结构原理由以下几方面构成：输入机构、行星机构、平衡机构和输出机构四部分组成。
一、输入机构
输入机构的功用是连接发动机接受动力。由固定输入轴，万向传动轴等主要机件组成。
(1)固定输入轴：固定输入轴的作用是把发动机的动力引入变扭器内传给万向传动轴。由轴承支承在变扭器壳的前壁上，为防止轴承轴向移动，轴承旁装卡环和轴承盖及套管，套管与轴承盖制成一体，管内制有回油螺纹防止润滑油从套管处流出。输入轴外端制有花键与动力套合，内端制有突缘用螺栓与万向传动轴连接。
(2)万向传动轴：万向传动轴的作用是把固定输入轴传来的扭力，能在行星齿轮公转和自转的各种角度里传给行星齿轮。其构造由两个万向节和轴杆组成，两个万向节分别在轴杆的两端，各万向节的外端有突缘，分别与固定输入轴和行星齿轮轴的突缘连接。万向传动轴在随行星齿轮公转时的摆动，会产生离心力，在行星齿轮架相对的另一端设有角度和重量相同的轴体相互牵制，底消离心力。
二、行星机构
行星机构的作用是：接受万向传动轴传来的扭力，使行星齿轮作主动轮，能同时驱动内齿轮和平衡轮旋转，在驱动内齿轮过程遇阻力时，行星齿轮反向作公转运转，带动旋转的平衡轮体改变轴向力作侧向翻转，并固定平衡机构。由行星轴、圆柱行星齿轮、圆锥行星齿轮、行星齿轮架、行星支承架等机件组成。
(1)行星轴：行星轴用来固定两个行星齿轮，并与万向传动轴连接，使圆柱行星齿轮和圆锥行星齿轮一起旋转。轴身的中部固装圆柱行星齿轮，齿轮的两旁是支承行星轴的轴承座，行星轴前端有突缘连接万向传动轴，后端有花键和螺纹，行星轴通过轴承支承在行星齿轮架上面。
(2)圆柱行星齿轮：圆柱行星齿轮为斜齿齿轮，位于行星轴中部并用键与行星轴联成为一体，与内齿轮啮合，随行星轴转动而驱动内齿轮，当驱动内齿轮遇阻力时反向作公转运转，并在公转快慢的过程中改变与内齿轮的传动比，又通过行星齿轮架和平衡轴带动平衡轮作侧向翻转。
(3)圆锥行星齿轮：圆锥行星齿轮为斜齿齿轮，内环处有键槽，套装在行星轴后端的花键上并用螺母紧固，与主平衡轮外侧面的锥形齿轮啮合，其作用是随行星轴自转和公转时随时驱动平衡轮旋转。
(4)行星齿轮架：行星齿轮架有两个，其中一个支承行星轴和齿轮等机件，另一个只固装行星支承架。行星齿轮架两边有轴承座和轴承盖，安装行星轴和轴承后用螺栓把轴承盖紧固，架的底部有螺栓孔和定位键槽，两个架体分别用螺栓紧固在平衡轴两端的顶部。
(5)行星支承架：行星支承架共有四个，分别在行星齿轮架内支承行星机构和平衡机构机件，使行星机构和平衡机构成为一个整体共同支承在内齿轮中心工作，行星支承架呈圆弧状，外向平面有道凹槽，与内齿轮的两道环形滑轨结合，中部有突缘及轴孔，由行星轴穿过突缘固定在行星齿轮架的内面。
三、平衡机构
平衡机构的作用是：与行星机构相互固定，支承在内齿轮的中心。当平衡轮被驱动旋转时，产生强大的轴向力，限制行星齿轮公转，使行星齿轮有一种依靠力，从而有效地驱动内齿轮工作。由平衡轴、平衡轮、圆锥齿轮、中间传动齿轮、中间齿轮轴等机件组成。
(1)平衡轴：平衡轴用来支承平衡轮和固定中间齿轮轴等机件。轴的中部固装中间齿轮轴，两端支承平衡轮，安装平衡轮和轴承后用卡环卡住轴承，防止移位。平衡轴两端的顶部有定位键和螺孔，用来固定行星齿轮架。
(2)平衡轮：平衡轮与圆锥行星齿轮啮合，被驱动旋转时产生轴向力。平衡轮设两个，使用两个平衡轮的目的在于消除其本身作侧向翻转时引起的摆振。两个平衡轮有主副之分，主平衡轮的两侧面都有锥形齿轮，用两个滚锥轴承支承在平衡轴上面朝行星齿轮的一端，外向的锥形齿轮与圆锥行星齿轮啮合，内向的锥形齿轮与中间传动齿轮啮合。副平衡轮用同样方法支承在平衡轴上的另一端，内向的锥形齿轮与中间传动齿轮啮合，由主平衡轮通过中间传动齿轮带动旋转。
(3)中间传动齿轮及齿轮轴：中间传动齿轮的作用是把主平衡轮的转动力传给副平衡轮，使两轮能同时旋转并使旋转方向相反。两个传动齿轮用轴承支承在传动齿轮轴的两端，用螺母固定并装卡销。中间传动齿轮轴的中部有套孔，套入平衡轴中部与平衡轴形成十字轴，并压装紧固使其不能移位。
四、输出机构
输出机构的功用是：支承整个行星机构及平衡机构，将动力输出。由内齿轮、输出轴等机件组成。
(1)内齿轮：内齿轮是个斜齿轮，通常是圆柱行星齿轮的四倍，与圆柱行星齿轮啮合，内齿轮的齿道两旁有两道环周滑轨，与四个行星支承架相嵌合，使支承在内齿轮中心的行星机构和平衡机构可靠结合不会滑脱，内齿轮的侧面环周处有数个螺孔，用以固装输出轴结合盘。
(2)输出轴：输出轴通过结合盘固定内齿轮等机件；把内齿轮的扭力输出。输出轴由两个轴承支承在变扭器壳的后壁上，其内端有结合盘制成一体，结合盘边缘有数个圆孔，用螺栓穿过圆孔与内齿轮结合紧固。
本装置的工作情况是：当汽车起步时，发动机以较低转速经固定输入轴——万向传动轴传给行星齿轮轴，圆锥行星齿轮即驱动平衡轮旋转，使平衡轮产生轴向力，圆柱行星齿轮同时驱动内齿轮，但是，静止的汽车阻力较大，内齿轮和输出轴未能转动而处于静止，此时的圆柱行星齿轮一方面自转，另一方面朝着内齿轮的相反方向作公转运转，并在公转时通过平衡轴带动平衡轮改变轴向力方向，同时作侧向翻转，由于此时的平衡轮旋转后已产生了一定的轴向力限制行星齿轮公转，圆柱行星齿轮便有了一定的动力作用在驱动内齿轮上。当发动机逐渐加速时，行星齿轮和平衡轮的转速随之提高，同时也加剧了行星齿轮公转的速度和平衡轮侧向翻转速度提高，平衡轮轴向力继续得到加强，改变轴向力时的反作用力使行星齿轮公转的阻力越大，即有更多的驱动力作用在驱动内齿轮上，内齿轮便克服了汽车的阻力，通过传动机件驱动汽车起步。随着发动机转速继续提高，作用在内齿轮的扭力也越大，促使汽车继续加速，由于行星齿轮公转速度较高，内齿轮转速较低，此时的传动比也较大，输出的扭力也大。当汽车在平坦的道路上行驶时，由于惯性增加，汽车需要的扭力减小，轴向力的强大反作用力使行星齿轮公转速度进一步减慢，内齿轮转速加快，行星齿轮与内齿轮的传动比逐渐减小，从而使汽车在发动机转速不再增加时继续加速。行星齿轮公转速度被限制得越慢，传动比就越小，扭力也小，当输出扭力小到仅能克服汽车行驶阻力时，行星齿轮的公转速度也基本小到维持在一定的限度，汽车也保持在一定的高速行驶。当汽车上坡而遇行驶阻力大时，车速减慢，内齿轮和输出轴的转速随着下降，行星齿轮公转速度提高，带动平衡轮侧向翻转的速度又会自行加快。从而又增大了传动比，同时依靠加大油门提高发动机储备功率来增大扭力，使输出扭矩变大，驱动汽车继续行驶。
本装置工作原理说明：改变轴向力时的反作用力把行星齿轮公转速度限制得越慢，传动比就越小，输出机构就被驱动的越快，反之，输出阻力大，内齿轮转速低时，行星齿轮公转速度又会提高，传动比能够自行适应道路阻力和速度的变化，行星齿轮由公转形式改变与内齿轮的传动比。因此，本装置工作时，不需要改变齿轮的传动结构，这样能使变速过程平顺地变化，消除了原有变速器换档时动力间断和突然改变传动比出现的冲击现象。设计合理时输出扭矩自行适应在最佳状态，不需要其它控制机构，使设计制造和应用大为简化，解决了机械变扭变速中无级、无摩擦、无冲击的技术难点。扭矩变化可从最小极限到无限大，并可设计使倒车达到同前进档的速度，从而使汽车进一步节省燃料，也可使汽车在驱动过程中把车速下降至零，由于在很大程度上避免了变速过程中传动机件的冲击，简便了驾驶车辆的操作程序，因而减轻了驾驶员的劳动强度和较好地保护传动机件，延长机件的使用寿命，离合器仅在起步的瞬间里使用，大大减少了其工作损耗。本装置也具备一定的差速功能，对越野汽车和一些超级跑车，可在同一个发动机上设计两套或两套以上的变扭装置，使前后桥之间的车轮作永久的常啮驱动。对一些未来型节能汽车还可设计使发动机带负荷启动，以减少发动机的工作时间。
说明书附图是行星齿轮位于上端时的侧面剖视图。
本装置为齿轮机械结构，全部机件装在铸铁制成的圆锥形变扭器壳内，壳内灌装有齿轮油，以润滑齿轮和轴承，壳体上有加油孔和放油孔，两油孔均用螺塞封闭，壳的前后盖制成分开式，用螺栓与壳体紧固，盖与壳体之间有衬垫防止漏油，前后盖的中间制有轴承座和套管，用以支承输入轴和输出轴，前盖的外向和输入轴前端成以现用发动机吻合的结合面，使输入轴能够插入离合器被动盘的盘毂中，使现用汽车能够改装使用本装置。本变扭器机体的后端较重和直径较大，在汽车上需另设固定架进行固定。
万向传动轴采用偏转角较大、传动效率较高的十字轴式万向节传动轴等，万向传动轴工作时的轴偏离角是恒定不变的，在万向传动轴的相对轴之间设两道轴架把万向传动轴牵住，低消离心力。
行星齿轮架用以支承行星齿轮等机件，制成形状，在两边架壁的上部有轴承和轴承盖，以便安装行星轴和轴承，并用螺栓把轴承盖紧固，两个行星支承架在行星齿轮的两旁，套入行星轴上，起到支承行星机构等机件的作用。行星轴的后端制有花健和螺纹及穿销孔，前端制有用与万向传动轴连接的突缘，后端套装圆锥行星轮后，用卡口螺母紧固和装上卡销。
平衡轮是产生轴向力的机件，工作时转速很高，被改变轴向力运转时有很强大的横侧向力，为使其工作可靠和便于安装，平衡轮的轮毂和锥形齿轮制成可分解式，轮毂上面制有突缘和螺孔，用螺栓把平衡轮和锥形齿轮固装在轮毂突缘上，两个平衡轮的轮毂各用两个滚锥轴承支承，使其能够承受平衡轮工作时强大的侧向力。平衡轴的长度是在能够支承两个平衡轮和固定中间传动齿轮轴后，加上顶端行星机构的总长度，行星支承架应刚好与内齿轮内环处的环周滑轨相结合，并保持应有的间隙。
内齿轮是输出动力的主要机件，又要支承行星机构及平衡机构和承受全部机件的重量，用数个螺栓与输出轴的结合盘紧固。输出轴除了把内齿轮的动力输出外，要承受内齿轮等机件的重量，因而输出轴要用两个轴承来支承，使其工作可靠，输出轴的结合盘边缘部分制成平面并钻有螺栓孔，与内齿轮侧面紧固，结合盘中间部分制成碗状，使其不影响平衡轮的工作位置。
轴向力的大小与物体的重量，直径、转速成正比例，在与发动机配置使用时，因各种发动机的转速、扭矩，还有车辆的载重，行驶速度以及道路的适应性等，都有很大的差异，为使变扭器能获得较好的变扭效果，应尽可能与转速较高的发动机配置使用，因为在通常的设计中，内齿轮是行星齿轮的四倍，在内齿轮静止的情况下，行星齿轮要达到4000转/分时公转的转速才有1000转/分，如果转速太低时，改变轴向力的反作用力则不够明显，不能够很好地发挥变扭效果，所以在机件能够承受的前提下，尽可能提高行星齿轮和平衡轮转速，再由齿轮机构把输出轴与驱动桥之间合理配置传动比。
在实际应用中，还可在输出轴附加设计一个一至三级的手动固定轴齿轮变速机构配合工作，作倒档和空档使用(空档也可设在输入端)，以便更好地发挥使用效果，更能适应各种道路条件的行使，并在有时发动机有故障动力不足时的情况下仍能应急行驶。
对有些底盘效低的车辆，不能将变扭器的直径做得太大时，可将两套以上的变扭器串联使用，即在一个变扭器壳里，将两套行星轴用硬轴串联，两套内齿轮用套管串联，两套行星机构和平衡机构作独立工作，使之能适应多种机动车的应用。