[发明专利]永磁调速行星齿轮分流传动无级变速系统

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种永磁调速行星齿轮分流传动无级变速系统，利用单排行星齿轮具有两个自由度的特点进行功率分流和合流，实现主传动路线运动的速比无级变化，分流一部分主传动支路的功率，通过控制传动部分传给主传动另一支路，在控制传动部分设有永磁传动，利用永磁传动的滑差传动释放齿轮传动在无级变速时的不同步，改变永磁传动部分的传递扭矩实现调速，适用于汽车、节能汽车、新能源汽车、城市轨道车辆、各种飞行器、轮船、风电发电系统，机床、工矿机械、工程机械等领域。

背景技术

目前无级变速传动主要是使用摩擦传动方式，或者使用功率分流后组合摩擦传动的方式，使用摩擦传动方式效率低，尺寸大，例如汽车使用的金属带或链式摩擦式无级变速器，就存在和同类变速器比较尺寸较大的问题，同时功率容量较小，不能装备高档轿车(排量＞4.0升)；组合摩擦传动分流式无级变速，扩大了功率容量和速比变化范围，但同时也增加了体积和重量，使得机构复杂，成本升高。

发明内容

本发明目的是针对上述不足之处提供一种永磁调速行星齿轮分流传动无级变速系统，功率主要由行星齿轮机构传动，通过功率分流，在其一条传动支路上设置有永磁传动，利用永磁传动非接触的特性，释放齿轮无级传动时的速度不匹配，把滑差部分安排在永磁传动部分，同时设置机构，可以改变永磁传动部分可以传递的扭矩，达到调速和调节输出扭矩的目的，具体结构是由两个组合的行星齿轮排组成的主传动部分、一个作为控制传动用的行星排、永磁传动机构和调节永磁传动扭矩大小的机构组成。

为实现上述目的，本发明采用如下技术措施：

永磁调速行星齿轮分流传动无级变速系统，主要功率由主传动部分传递，输入为前行星排行星架，输出为后行星排行星架，主传动部分功率分两条路线传递，一条为前行星排行星架→前行星排内齿圈→后行星排太阳轮→后行星排行星架，另一条为前行星排行星架→前行星排太阳轮→后行星排内齿圈→后行星排行星架，这两条线路的转速相互之间符合行星齿轮运动方程，但是速度可以变化，在元件全部不反转的情况下，其速比变化范围为最大传动比/最小传动比＝α₁·α₂，α₁为前行星排内齿圈齿数与太阳轮齿数的比值，α₂为后行星排内齿圈与太阳轮齿数的比值，如果取α₁和α₂全为2.6，则速比变化范围能达到6.76，超过了金属带或链式汽车用无级变速器的速比变化范围，如上的传动需要实现扭矩的变化，因此设计了控制传动部分，用以调节输出扭矩和速比变化对应，且达到控制调速的目的，其传动路线内部也分为两路，一条为前行星排内齿圈→控制行星排行星架→控制行星排内齿圈→后行星排内齿圈，另一条传动路线为前行星排内齿圈→控制行星排行星架→控制行星排太阳轮→永磁传动装置→后行星排内齿圈，永磁传动装置的主从动部件转速不一致，在该对传动部件内部有转速差，且转速差是变化的，这样在主传动部分速比无级变化时，只需要调节永磁传动部分的耦合扭矩即可实现。其特征在于与前行星排25的行星架连接的轴1为输入元件，前行星排内齿圈4、前行星排太阳轮2和前行星排行星架34同轴连接安装，后行星排27同轴连接齿轮13为输出元件，后行星排内齿圈15、后行星排太阳轮17和后行星排行星架35同轴连接安装，控制行星排26的行星架通过与前行星排内齿圈4连接的大圆板31连接，其输出为控制行星排内齿圈8和控制行星排太阳轮7，控制行星排内齿圈8与后行星排内齿圈15为刚性连接，控制行星排太阳轮7通过永磁传动装置主动部分10和永磁传动装置从动部分11输出动力到轴30，用以调节后行星排的扭矩分配，使其符合行星排动力学方程，轴30连接前行星排太阳轮2和后行星排内齿圈15，轴30上设有外花键29，永磁传动装置从动部分11通过圆板24连接轴30，圆板24内孔设有内花键28，内花键28在外花键29上可以有轴向滑动，从而改变永磁传动装置最大传递扭矩的大小，圆板24连接有杆21，杆21穿过大圆板31连接分离轴承内圈18，操纵杆19连接分离轴承外圈20，通过轴向移动操纵杆19，即能改变永磁传动装置从动部分11的轴向位置，实现永磁传动部分扭矩的改变，实现扭矩在后行星排内齿圈15和后行星排太阳轮17之间的重新分配，达到增大、减小和保持速比的目的，永磁传动装置主动部分10安装有极性相反的间隔长永磁体32，永磁传动装置从动部分11安装有极性相反的间隔宽永磁体33，永磁传动装置主动部分10和所述永磁传动装置从动部分11最大分离的安装位置如图1所示，最大耦合位置如图2所示，永磁体极性安排为间隔排列，如图6所示。