[发明专利]带负荷齿轮变速器

说明书

本发明涉及的带负荷齿轮变速器，是一种不切断负荷而具有齿轮变速性能的发明，属于机械传动领域。

带负荷变速是机械传动领域的工程技术人员一直追逐的目标。虽然电力式的、液力式的以及摩擦式的无级变速装置能够带负荷变速，但效率通常较低。而齿轮式变速虽然效率高，但难以用于带负荷变速。

为得到高效率的齿轮传动变速，可以用多组具有不同速比的齿轮组啮合，但在实际工作过程中，输入所传入或输出所传出的动力通过变换不同的离合器动作，使之只有一条传动链工作，而其他啮合齿轮则处于空套状态，如长春中国第一汽车制造厂生产的解放1401中型卡车所用的变速器。但这样的变速器为避免离合器牙齿碰撞，必须使用主离合器使输入动力或负载脱离。而且为使变速离合器顺利啮合，多使用同步器使离合器两端的转速差减小。这样的装置不仅结构复杂，而且也不能带负荷变速。

在公开号为CN1030817A的专利申请中，公开了一种使用制动原理进行变速的方法，它也使用多个有固定啮合关系的行星减速齿轮付并联，行星齿轮中与输出内齿轮啮合的行星齿轮共用，与可被制动的固定齿轮啮合的行星齿轮有不同的齿数，分别与共用的行星齿轮配合，形成差动得到不同的速比，制动其中一个与行星齿轮啮合的可被制动的固定齿轮形成一条确定的传动链。但是，它的差动行星齿轮之间使用如偏心盘、传动销等的连接，结构复杂、连接机构尺寸较大，这样一来，不易得到较大的传动比范围。特别是在多个与可被制动的固定齿轮啮合的行星齿轮和与与输出内齿轮啮合的行星齿轮之间的偏心盘、传动销等连接结构更为复杂，之间存在复杂的相对运动，强度和精度不易保证。

本发明旨在造就一种齿轮变速方法和装置，它能够不切断负荷而在功率传递中自动地或手动地改变传动比，结构简单，有大的传动比范围。

本发明的基本发明构思是，它使用多个有固定啮合关系的行星减速齿轮付并联，行星齿轮中与输出内齿轮啮合的行星齿轮共用，与可被制动的固定齿轮啮合的行星齿轮有不同的齿数，分别与共用的行星齿轮配合，形成差动得到不同的速比，制动其中一个与行星齿轮啮合的可被制动的固定齿轮进行变速的方法，其特征在于：所使用的行星减速齿轮付是偏心式行星减速齿轮付，所有行星齿轮共轴且固连，并空套于输入轴的偏心轴颈上，由输入轴带动公转。

本发明的传动示意图如附图1所示，其结构可以是：

具有输入轴、与输出齿轮固接的输出轴，有不少于3对内啮合齿轮付，每对齿轮付由行星齿轮及固定齿轮构成，其中包括输出内齿轮付，内齿轮付是内齿轮可被相对其壳体固定的制动机构所制动的，当其中一个内齿轮被制动，则变速机构依其而确定有传动比，其特征在于：所述行星齿轮是同轴线固连而成的多联行星齿轮，经行星轴承支承于偏心轴颈上，而偏心轴颈是输入轴上的一部分。

本发明的原理如下：

行星式传动是一种差动传动，使其中的一个齿轮是相对于机壳不转动(这里称它为固定齿轮)，就成为一个减速装置。在本发明中，使行星变速器有多个固定齿轮，每个固定齿轮都确定地与一个行星齿轮保持着啮合，从而对应于本发明的一个传动比。在一般情况下，除一个固定齿轮外，其余固定齿轮都在相对机壳转动，于是唯一不转动的固定齿轮便传递功率，它所代表的传动比成为变速器此时的工作传动比。若释放开这个固定齿轮，使之可自由转动，同时制止另一个固定齿轮的转动，则后一个固定齿轮进入工作，变速器的传动比就转换到后一个固定齿轮所代表的传动比上。这种变速是通过对某个齿轮的制动进行的，因此可以叫做“制动式变速”，制动可用制动器或各种止动机构来完成。当所有固定齿轮均被释开而转动时，变速器位于空档。

制动式变速的一个实施例的传动关系见附图1。图中：输入轴1上带有偏心，两端分别经轴承2、3支承于壳体4和输出轴5。输出轴5经轴承7、8支承于壳体4，其上同轴地固连着输出齿轮6。输入轴1的偏心段上，经行星轴承9、10支承着11、12、13和14组成的四联行星齿轮，其中行星齿轮14与输出内齿轮6保持啮合，行星齿轮11、12、13分别与固定齿轮(内齿轮)15、16、17保持啮合，固定齿轮15、16、17都是可在壳体内转动的，它们的外颈面，装有制动器18、19、20，分别可制动固定齿轮15、16、17，哪一个固定齿轮被制动时，变速器就以哪个固定齿轮所代表的传动比工作。