[发明专利]齿轮式耦合器

说明书

技术领域    本发明属于机械制造领域。本发明系统地涉及一种由两个同类型周转轮系直接对等刚性不完全联结构成的机构，该机构在传递扭矩时表现柔性传动特征——比如运用于汽车技术，当输出端因车辆下坡超速时，表现出与输入端运动关系脱开的超越离合器的功能；或者相反，当油门不足而无法爬坡或车辆制停时，实现输出端逐渐停止转动、输入端自行运转的过载保护。本说明书称之为齿轮式耦合器。用以取代液力耦合器和液力变矩器有更好的效率和加工工艺性。

背景技术    就动力切换时的断开与恢复而言，车辆在行驶中对于快速平顺的技术要求最高。目前就车辆技术应用而言，所有关于换档时刻动力传递中断与恢复的技术方案中，主要有两种方案，即自动变速箱的液力变矩器及多片摩擦式离合器、制动带和手动档车辆的离合器两种方案。液力变矩器可实现动力中断与平顺恢复过程中的柔性，用以配合制动带或多片离合器的动力切断与恢复，但液力传动效率相对较差，需要内置锁止离合器又使液力柔性消失；而离合器通过操作脱开实现分离时切断动力，但它的平顺恢复需要一点操作熟练度，在城市工况等频繁操作时容易造成驾驶疲劳。这些技术对本领域普通技术人员而言，属于专业基础知识，所以本说明书不再就上述论述涉及的零部件详细图解说明。

发明内容    更重要的是，目前所有意图避开液力变矩器的自动化变速箱如自动的手动变速箱AMT、双离合器变速箱DCT(或称直接换档变速箱DSG)都采用了离合器，但离合器的使用磨损会造成自动控制的标定数据发生漂移，这对动力恢复时的平顺性有严重影响，甚至出于其恶劣冲击而进入自我保护模式而停止工作。所以液力变矩器的柔性传动很重要。但液力变矩器存在效率不高(其前身液力耦合器更差已无实用价值)、制造工艺特殊等主要不足，本发明即针对这些不足，采用两个齿轮组即两个同类型的周转轮系构成一种新型的柔性联轴节，本说明书称之为齿轮式耦合器。

较好的是，本发明采用两个直接对等刚性不完全联结的同类型周转轮系，即两个单行星排或两个双行星排周转轮系，两者的内中心轮-内中心轮、外中心轮-外中心轮、行星齿轮保持架-行星齿轮保持架这三对端口中任选两对直接对等刚性联结，由未联结的一对分别作为输入与输出端，从一个周转轮系的未联结端输入动力后，通过与之啮合的两个已联结端向另一个周转轮系的未联结端传递动力，实现动力输出。

亦即，当两个周转轮系都是单行星排周转轮系时，有下列三种结构方式：

两者的内中心轮与内中心轮、行星齿轮保持架与行星齿轮保持架直接对等刚性联结，由各自的外中心轮分别作为输入与输出端；

或两者的外中心轮与外中心轮、行星齿轮保持架与行星齿轮保持架直接对等刚性联结，由各自的内中心轮分别作为输入与输出端；

或两者的外中心轮与外中心轮、内中心轮与内中心轮直接对等刚性联结，由各自的行星齿轮保持架分别作为输入与输出端。

而当两个周转轮系都是双行星排周转轮系时，同上有三种结构方式：

两者的内中心轮与内中心轮、行星齿轮保持架与行星齿轮保持架直接对等刚性联结，由各自的外中心轮分别作为输入与输出端；

或两者的外中心轮与外中心轮、行星齿轮保持架与行星齿轮保持架直接对等刚性联结，由各自的内中心轮分别作为输入与输出端；

或两者的外中心轮与外中心轮、内中心轮与内中心轮直接对等刚性联结，由各自的行星齿轮保持架分别作为输入与输出端。

较好的是，当轴向尺寸需要进一步缩小时，还可以将一级周转轮系在半径方向套在另一级之外，进一步缩小轴向尺寸，使整体结构类似目前常用离合器一样呈扁平盘状。这是液力变矩器无法实现的。

较好的是，本技术方案在稳定传动时，表现为一个刚体，内部不存在相互转动；而受冲击时，内部发生相对转动，可以起到缓冲减震作用。

附图说明    首先说明，本发明的说明书附图均为结构简图，省略了所有轴承、润滑方式、机体、密封件、放油口等申请人认为与说明技术方案无关的具体结构细节；采用齿轮的侧面视图，将每个齿轮的辐板简化为线段、轮齿简化为辐板两端的短线段；当齿轮空套在轴上时，以代表轴的线段穿过两平行短线段表示。

图1为未联结外中心轮的两个单行星排周转轮系构成的齿轮式耦合器结构示意图；

图2为未联结内中心轮的两个单行星排周转轮系构成的齿轮式耦合器结构示意图；

图3为未联结保持架的两个单行星排周转轮系构成的齿轮式耦合器结构示意图；

图4为未联结内中心轮的两个双行星排周转轮系构成的齿轮式耦合器结构示意图；

图5为未联结外中心轮的两个双行星排周转轮系构成的齿轮式耦合器结构示意图；