[发明专利]新型无级齿轮自动变速箱

说明书

技术领域

各种机械机床设备包括汽车、飞机、舰船交通工具的所有动力变速传动系统配置的手动挡或自动挡变速箱。 

背景技术

现有国内外包括交通车辆的所有机械机床设备动力输出变速传动系统配置的变速箱。以车辆配置的变速箱结构、制造工艺和使用条件要求最复杂。从全球范围来看，主要的几种自动变速箱是AMT(手自一体)、AT(自动)、CVT(无级变速)和DCT(双离合变速器)，它们各有优缺点。AT的节能效果差，但是舒适性好，元器件可靠性高，其生产历史长，使用范围大。CVT钢带传输力矩有限，只能适合小型车。AMT在换挡时还会有短暂的中断，舒适性差一些。DCT结合了手动变速器的燃油经济性和自动变速器的舒适性，它是从传统的手动变速器演变而来，目前代表国际变速器潮流的最高技术。 

上述各类自动挡或手动自动挡一体式变速箱，包括仍未淘汰的手动挡变速箱，都存在结构复杂，制造成本高，体积大，维修难，能耗高的缺陷。 

发明内容

针对现有变速箱的众多缺陷，本发明的仪由两个行星齿轮排同轴串联构成的无级齿轮自动变速箱，摩擦牙嵌组合离合器配件，就能够顺利解决现有包括车辆在内的一切机械机床设备动力变速传输系统配置的所有自动或手动档变速箱。而且该新型变速箱能大幅度降低制造成本、体积和重量，能耗更低，更加坚固耐用、维修更加方便。本发明将以配置给车辆用的新型无级齿轮自动变速箱为例，进行图解和论证说明。 

(1)新型无级齿轮自动变速箱的结构和工作原理。将两个行星齿轮排同轴串联，在满足不发生空转前提下，将其中两个转动元件分别同步连接，就构成无级齿轮自动变速箱。本发明是将A行星齿轮排的一个元件作为功率输入端，同轴串联的B行星齿轮排的另一种元件作为功率输出端，A、B行星齿轮排剩余的各两个元件分别同步连接。在满足不发生空转的前提条件下，构成无级自动齿轮变速箱。 

(2)摩擦牙嵌组合同步离合器结构和工作原理。与现有单一功能的摩擦或牙嵌离合器比较，其特征在于：牙嵌接合之前，先由摩擦式离合器进行过渡接合，利用平稳摩擦传递功率，待接近同步转速后再实现牙嵌平稳接合，这样就不会产生冲击力和顿挫感。该组合离合器能实现快速平稳地接合或分离。与现有单一的摩擦式离合器比较，轴向进退操纵或自动控制就更容易了。 

附图说明

图1是行星齿轮排的结构和工作原理示意图； 

图2是两个行星齿轮排同轴串联连接和构成无级齿轮自动变速箱工作原理示意图； 

图3是适用于汽车领域的无级齿轮自动变速箱工作原理示意图； 

图4是适用于汽车领域的无级齿轮自动变速箱档位分配原理示意图； 

图5是摩擦牙嵌组合离合器结构和工作原理示意图； 

图6是汽车桥的差动齿轮组结构和工作原理示意图； 

图7是将驱动车轮的齿轮作为功率输入端的差动齿轮组功率分配示意图； 

图8是两个差动齿轮组同轴串联构成的无级齿轮自动变速箱的工作原理示意图。 

图中：1.内齿圈、2.行星轮、3.太阳轮、4.行星齿轮架、5.传输的功率和转动方向、6.机轴、7.A排行星齿轮架与B排太阳轮的同步连接、8.A排内齿圈与B排行星齿轮架的同步连接、9.自动变速箱内壁圆环型摩擦式离合器的固定处、10.圆环型摩擦式离合器及代号、11.摩擦牙嵌组合离合器及代号、12.摩擦牙嵌组合同步双向离合器档位、13.圆环型摩擦式离合器档位、14.内齿圈上的连体摩擦牙嵌离合器平顶宽牙端部、15.内齿圈上的连体摩擦牙嵌离合器平顶宽牙根部、16.套在B排六角形的行星齿轮架上的六角形同步套管、17.离合器平顶宽牙端部的圆弧型过渡摩擦面、18.差动齿轮组的行星齿轮架、19.差动齿轮组的扇形或锥形行星齿轮、20.差动齿轮组的扇形车轮驱动齿轮。 

具体实施方式

以下结合附图对本发明具体实施方式进行说明： 

现有的齿轮传动特点，是轮齿相嵌之间通过相等的作用反作用力矩传递的。根据最基本的物理学能量守恒定律，只要齿轮加工工艺具有一定的精度，若忽略＜1％的摩擦发热能量损耗(以下全文同)，则齿轮输入端的机械能等于齿轮输出端的机械能。两轮齿相嵌之间的传动线速度相等，力矩与齿轮转速的乘积等于功率。