含有差动行星机构的链式无级变速器.pdf

本发明涉及一种含有差动行星机构的链式无级变速器，包括：本体中的输入轴、输出轴；在所述的输入轴输入端加装行星差动机构；所述的行星差动机构的一路到行星轮依次经过内中心轮、第四过渡轮以及第三过渡轮直接与输出轴连接；行星差动机构的另一路到行星轮依次经过太阳轮、第二过渡轮以及第一过渡轮进入变速器中的变速链并与上一路合并后与输出轴III连接；本发明的有益效果是：在成倍的提高传递功率的同时，将打滑率从3％，降低到0.05％，大幅度提高了输出转速的精度。

1、  一种含有差动行星机构的链式无级变速器，包括：本体中的输入轴、输出轴；其特征在于：在所述的输入轴输入端加装行星差动机构；所述的行星差动机构的一路到行星轮依次经过内中心轮、第四过渡轮以及第三过渡轮直接与输出轴连接；行星差动机构的另一路到行星轮依次经过太阳轮、第二过渡轮以及第一过渡轮进入变速器中的变速链并与上一路合并后与输出轴III连接。

含有差动行星机构的链式无级变速器
技术领域
本发明涉及一种链式无级变速器，尤其涉及该链式无级变速器的传动机构。
背景技术
链式无级变速器按传动链的结构形式可分为滑片链、摆销链等多种规格，但其基本结构和原理是相同的，都是靠链条来传递动力。根据在进出链轮上的不同接触点的半径来达到变速，由于接触点的半径是可以连续变化，因此它的输出转速是无级变速的。该类装置用于在工艺参数多变，转送连续变化的场合，也可用于协调多台机器运转速度的装置。
由图1可见：现有的链式无级变速器，如滑片链式无级变速器是由中间挠性件滑片链和传动件锥形轮组成的变速传动机构，主要包括两对可在轴上移动的主从、动链轮(35、32)，输入轴36、输出轴43，调速杠杆33，调速丝杆39，涨链丝杆41，涨链螺母42和压链机构(34，31)。输入轴和输出轴平行安装，在输入和输出轴中间装有涨紧丝杆，主、从动轴上链轮向对面之间形成的契角夹持着传动件滑片链37，和传动轴、链轮共同构成传动组件，实现转速和转矩的传递；调速杠杆33以涨紧丝杆41为转动支点与调速丝杆39构成了调速机构，转动手轮40，带动丝杆39，螺母38可沿丝杆轴向左右移动，从而带动杠杆33，以C点为支点，将一对链轮向内，另一对链轮向外同时移动，传动链在链轮上的工作半径也瞬时变化，因为输入转速是恒定的，所以输出转速将由传动链工作半径的变化而改变，传动链的工作半径，在一定范围内是连续变化，则输出转速也是连续变化，即实现无级变速。从图中可知，传动链和链轮间是靠摩擦力来实现动力的传递，该摩擦副间存在较高的打滑率，使输出转速不稳。由于摩擦副间的材料是钢件，它们间的摩擦系数小，质量相对较大，决定了链速不能高，这样的传动条件限止了整机的传动功率。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种含有差动行星机构的链式无级变速器，旨在解决上述的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：本体中的输入轴、输出轴；在所述的输入轴输入端加装行星差动机构；所述的行星差动机构的一路到行星轮依次经过内中心轮、第四过渡轮以及第三过渡轮直接与输出轴连接；行星差动机构的另一路到行星轮依次经过太阳轮、第二过渡轮以及第一过渡轮进入变速器中的变速链并与上一路合并后与输出轴III连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在成倍的提高传递功率的同时，将打滑率从3％，降低到0.05％，大幅度提高了输出转速的精度。
附图说明
图1是现有技术链式无级变速器结构示意图；
图2是本发明结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
由图2可见：本发明包括：本体中的输入轴36、输出轴III；在所述的输入轴36输入端加装行星差动机构H；所述的行星差动机构H的一路到行星轮P依次经过内中心轮b、第四过渡轮4以及第三过渡轮3直接与输出轴III连接；行星差动机构H的另一路到行星轮P依次经过太阳轮a、第二过渡轮2以及第一过渡轮1进入变速器W中的变速链并与上一路合并后与输出轴III连接。
本发明利用现有技术的行星差动传动特性：它有三个运动构件组成，如图2中H，b，a，这三件，它们的运动关系是即可以有a，b来控制H的转速和功率，也可反向应用。在这里是应用反向原理和链式无级变速器的结合，也就是H到p到b到3来传递大部分功率，而从H到p到a到2到1到w(链式无级变速器)仅起控制作用；由于这时的变速器实际传动功率小于它的实际值，因此也相应的减少了磨损，提高了使用寿命。
本发明的原理是：在链式无级变速器的输入端加装行星差动装置，动力从差动装置H出输入到P处，这时功率分流传动，一路由P经b到4、3后直接到变速器出轴III输出，另一路由p经a到2、1后进入变速器，通过变速链37以后，同上一路功率合并后从出轴III输。
从上述可知，大部分功率是由行星差动机构直接输出，变速器仅有少量功率输出，与同等功率的变速器相比，它的单位重量的密度比高，基本接近恒功率传动。由于变速器本身的传递功率小，因此相应的磨损也小，也就是说相应的使用寿命增长。
图2中：H-行星架(输入轴)    a-太阳轮    b-内中心轮
p-行星轮       1，2，3，4---过渡轮
III-变速器输出轴    w-链式无级变速器
本发明在运转中的传动关系式如下：
1.传动比关系：
n III/nH＝-(1+i)/(i43*i+i21/ib)    式1
式中：nIII---变速器出轴转速
nH----行星架转速
----换向符号
i---差动轮系传动比
i43-3、4过渡轮传动比
i21---1、2过渡轮传动比
ib----链式变速器传动比
由于ib的数值是可知的变速器参数-调速范围R，
ib²max＝R    ib²min＝1/R
在式(1)中除去nIII是未知数外，其余都是可知数，这样能去求出它的最大和最小值。受i43和i21的尺寸和结构限制其最大和最小值的比在1到2之间，二者间的比值越小调速范围也小，但传动功率增大，但二者的比值超过3后，其总的调速范围在接近2后将无明显变化，但是其i43和i21尺寸过大，使结构变的不合理。
因整个输出速比压缩在1.5左右，其转速的稳定性成倍提高，这样相比通常的链式变速器它的输出转速更稳定，适合与精密无级变速场合使用。
2.传动功率：
根据行星差动的传动特性和链式无级变速器的传递能力，可以列出下式；
两组分流功率存在以下关系；
Nb＝-Na*(i*i43/i21*ib)
则输出总功率为：
NIII＝Na+Nb＝Na(1-i*i43/i21*ib)
因i、i43和i21都是负号，所以(1-i*i43/i 21*ib)＞1。
式中：Nb    流过b轮的功率；
      Na    流过轮的功率；
      NIII  总的输出功率；
      ib    变速器的传动比它们关系式：ib²＝Rb～1/Rb
因Na是经过链式无级变速器的功率流，所以整机的传动功率是以变速器功率为准。当输出速比压缩在1.5左右时，其输出功率NIII是Na的3倍左右。
从上述可以得到以下结论：该变速器的传动功率是通常链式无级变速器传动功率的倍数，其整机的调速范围越小，传递的功率越大。
由以上分析可知：本发明是一种扩大功率精密调速型无级变速器。