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中国 发明 在审

【中文】多级行星齿轮同轴型行星齿轮变速器
【EN】Multi-stage planetary gear coaxial type planetary transmission

申请(专利)号:CN201811500970.2国省代码:湖南 43
申请(专利权)人:【中文】怀化沃普环保科技有限公司【EN】Huaihua Wopu environmental protection science and technology limited company
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摘要:
【中文】本发明公开了一种多级行星齿轮同轴型行星齿轮变速器,它是将两套以上完全或不完全的行星齿轮机构的对应前后级行星齿轮共同固定安装在同一行星齿轮轴上,行星齿轮轴在行星架的轴孔中能自由转运,组建两条或两条以上传动比不同的中间传动路径,分别作输出传动路径和转速控制传动路径,组成多级行星齿轮同轴且与轴固定的连体行星齿轮机构;在转速控制传动路径与输出轴、行星架或齿圈之间用合适的转速调整或控制机构、单向离合器或锁止机构、传动及连接机构建立有效连接,进而调整或控制多级行星齿轮同轴且与轴固定的连体行星齿轮机构的其它传动轮完成变速变矩工作任务。它的结构简单,传动效率高,传动能力强,可用于不同功率的变速变矩任务。
【EN】Paragraph:The invention discloses a kind of multi-stage planetary gear coaxial type planetary transmissions, it is that the correspondence front stage planetary gear of two sets or more complete or incomplete planetary gear mechanisms is fixedly mounted on jointly in same planetary gear shaft, planetary gear shaft can be transported freely in the axis hole of planet carrier, set up the different intermediate transmission path of two or more transmission ratio, make output drive path respectively and revolving speed controls drive path, coaxial and fixed with the axis disjunctor planetary gear mechanism of composition multi-stage planetary gear;It is adjusted between revolving speed control drive path and output shaft, planet carrier or gear ring with suitable revolving speed or control mechanism, one-way clutch or lockable mechanism, transmission and bindiny mechanism establishes and effectively connect, and then adjustment or the other driving wheels completion variable-speed torque-converting task for controlling coaxial and fixed with the axis disjunctor planetary gear mechanism of multi-stage planetary gear.Its simple structure and high transmission efficiency, transmission capacity is strong, can be used for the variable-speed torque-converting task of different capacity.

主权项:
【中文】1.一种多级行星齿轮同轴型行星齿轮变速器,其特征是将两套或两套以上的各行星轴间距离相等的行星齿轮机构的对应前后级行星齿轮共同固定安装在同一行星齿轮轴上,各行星齿轮机构共用相同行星架,行星齿轮轴轴接在行星架的轴孔中,组建多级行星齿轮同轴且与轴固定的连体行星齿轮机构,组建三条以上的传动路径一条以上传动路径作输入传动路径,两条以上传动路径作转速相互制约的输出传动路径,一条以上输出传动路径作主输出传动路径,一条以上输出传动路径作转速控制传动路径,用一级或一级以上行星齿轮机构的太阳轮或齿圈作输入轮或输入传动路径与输入轴建立有效连接,用一级或一级以上行星齿轮机构的太阳轮或齿圈或行星架作主输出轮或主输出传动路径直接与输出轴建立有效连接,用一级或一级以上行星齿轮机构的太阳轮或齿圈或行星架作转速控制轮或转速控制传动路径,在转速控制轮或转速控制传动路径与输出轴、行星架或齿圈之间用转速调整或控制机构、单向离合器或锁止机构、传动及连接机构建立有效连接,在手动或控制系统的操作或控制下由转速调整或控制机构调整或控制转速控制轮的转速,进而调整或控制多级行星齿轮同轴且与轴固定的连体行星齿轮机构的其它传动轮或传动路径的转速来调整行星齿轮轴的自转和公转程度完成变速变矩工作任务;所述多级行星齿轮同轴型行星齿轮变速器是在两条以上的输出传动路径中直接选择传动比较大的输出传动路径作转速控制轮或转速控制传动路径,将传动比较小的输出传动路径作主输出传动轮或传动路径与输出轴连接;较大传动比的转速控制传动轮或传动路径直接驱动转速调整或控制机构,或在较大传动比的转速控制传动轮或传动路径与转速调整或控制机构间、或在较大传动比的转速控制传动轮或传动路径与分动行星齿轮机构或具有分动效果的行星齿轮机构组合或多级连体行星齿轮机构间再增加一级同轴连体行星齿轮变速机构、变速机构或分动机构,使转速调整或控制机构能始终处在理想的调控状态。【EN】1. a kind of multi-stage planetary gear coaxial type planetary transmission, it is characterized in that by two sets or two sets or more of each planet axis Between the correspondence front stage planetary gear of equidistant planetary gear mechanism be fixedly mounted in same planetary gear shaft jointly, respectively Planetary gear mechanism shares identical planet carrier, and planetary gear shaft axis connects in the axis hole of planet carrier, and it is same to set up multi-stage planetary gear Axis and the disjunctor planetary gear mechanism fixed with axis set up three or more one or more drive path of drive path and make input biography Dynamic path, two or more drive paths make the output drive path that revolving speed mutually restricts, one or more output drive path is decided Drive path is exported, one or more output drive path makees revolving speed control drive path, with level-one or level-one with upper planetary gear The sun gear or gear ring of mechanism are made wheel for inputting or input drive path and are effectively connect with input shaft foundation, more than level-one or level-one The sun gear or gear ring or planet carrier of planetary gear mechanism are made main output wheel or main output drive path and are directly established with output shaft Effectively connection, makees revolving speed control wheel or revolving speed with the sun gear or gear ring or planet carrier of level-one or the above planetary gear mechanism of level-one Drive path is controlled, with revolving speed tune between revolving speed control wheel or revolving speed control drive path and output shaft, planet carrier or gear ring Whole or control mechanism, one-way clutch or lockable mechanism, transmission and bindiny mechanism establish effectively connection, in manual or control system Operation or control under by revolving speed adjustment or control mechanism adjust or control revolving speed control wheel revolving speed, and then adjust or control it is more Other driving wheels of coaxial and fixed with the axis disjunctor planetary gear mechanism of grade planetary gear or the revolving speed of drive path adjust The rotation of planetary gear shaft and revolution degree complete variable-speed torque-converting task;


相似专利
说明书

多级行星齿轮同轴型行星齿轮变速器

技术领域

本发明涉及变速器,具体是一种利用转速调整或控制机构对多级行星齿轮同轴型

行星齿轮变速器的转速控制传动路径的转速进行控制实现对输入转矩进行变速变矩。

技术背景

实现无级变速是汽车工业、电力产业和其它许多行业一直向往的目标,目前的液

力自动变速器和电控无级变速器在一定程度上取得了很大发展,但由于:1、液力自动变速

器传动比不连续,且传动效率低,动力性能与燃油经济不理想。2、电控无级变速器和行程可

变弹性无级变速器或转速控制器目前只能在一些小排量汽车中得以应用,而无法在大排

量、大功率汽车中应用。3、它们结构复杂、生产成本高,且维修困难。

发明内容

为了解决现有无级变速器结构复杂、传动效率低、维修困难和传动功率不大等问

题,本发明提供了一种结构简单、传动效率高、传动功率大和容易维修的行星齿轮与轴固定

连体式行星齿轮变速器。

本发明是这样完成的:将两套或两套以上的各行星轴间距离相等的完整结构或不

完整结构的行星齿轮机构的对应前后级行星齿轮共同固定安装在同一行星齿轮轴上或适

时与同一行星齿轮轴相互锁止建立有效连接,各行星齿轮机构共用相同行星架,行星齿轮

轴在行星架的轴孔中能自由转运,用一级或一级以上行星齿轮机构的太阳轮或齿圈作输入

轮直接与输入轴固定连接或适时与输入轴相互锁止建立有效连接,用一级或一级以上行星

齿轮机构的太阳轮或齿圈、或行星架作输出轮直接与输出轴固定连接或适时与输出轴相互

锁止建立有效连接,用一级或一级以上行星齿轮机构的太阳轮或齿圈、或行星架作转速控

制轮或转速控制传动路径,组建两条或两条以上传动比不同的中间传动路径,组成多级行

星齿轮同轴且与轴固定的连体行星齿轮机构;在转速控制轮与输出轴、行星架或齿圈之间

用合适的转速调整或控制机构、单向离合器或锁止机构、传动及连接机构建立有效连接,在

手动或控制系统的操作或控制下由转速调整或控制机构调整或控制转速控制轮的转速,进

而调整或控制多级行星齿轮同轴且与轴固定的连体行星齿轮机构的其它传动轮或传动路

径的转速来调整行星齿轮轴的自转和公转程度完成变速变矩工作任务。

所述多级行星齿轮同轴型行星齿轮变速器是在两条以上的输出传动路径中直接

选择传动比较大的输出传动路径作转速控制传动轮或传动路径,将传动比较小的输出传动

路径作主输出传动轮或传动路径与输出轴12连接,较大传动比的转速控制传动轮或传动路

径可直接驱动转速调整或控制机构9,也可在较大传动比的转速控制传动轮或传动路径与

转速调整或控制机构9间、或在较大传动比的转速控制传动轮或传动路径与分动行星齿轮

机构或具有分动效果的行星齿轮机构组合或本申请的多级连体行星齿轮机构间再增加一

级本申请中的同轴连体行星齿轮变速机构、变速机构或分动机构,使转速调整或控制机构9

能始终处在理想的调控状态。

所述多级行星齿轮同轴型行星齿轮变速器是用两组完整结构或不完整结构的行

星齿轮机构组建传动比小于1的增速传动,一套作输入级,一套作输出级,组成多级行星齿

轮同轴且与轴固定的连体行星齿轮机构,并组建两条传动比不同的传动路径,将行星架与

输出轴固定连接,用转速调整或控制机构9去控制总传动比小于1的转速控制轮的转速,由

转速调整或控制机构9根据输入动力、输出阻力转矩及转速和控制要求的变化的选择传动

比将转速控制轮的部分转矩经用转速调整或控制机构9传动给输出轴或其它传动机构,组

成转速控制轮的转速控制传动路径来调整行星齿轮轴7的公转与自转的速度进而调整变速

器的传动比,使输出轴12的传动比在大于等于1的传动区间变化;或用一套行星齿轮机构作

输入级行星齿轮机构,将输入级行星齿轮机构的太阳轮或齿圈与输入轴固定连接接受输入

转矩,用两套行星齿轮机构或一套完整结构行星齿轮机构作输出级行星齿轮机构,在各齿

轮间选择合适的传动比,使一输出级行星齿轮机构的输出轮或完整结构行星齿轮机构的一

传动轮的前后总传动比大于1,另一输出级行星齿轮机构的输出轮或完整结构行星齿轮机

构的另一传动轮的前后总传动比小于1,将总传动比大于1的输出级行星齿轮机构的太阳轮

或齿圈、或完整结构行星齿轮机构的一传动轮与输出轴固定连接输出转矩,用转速调整或

控制机构去控制总传动比小于1的输出级行星齿轮机构的太阳轮或齿圈、或完整结构行星

齿轮机构的另一传动轮的转速,在转矩传动过程中,由转速调整或控制机构根据输入动力、

输出阻力转矩及转速和控制要求的变化的选择传动比将总传动比小于1路径的部分或全部

转矩传给后级传动机构或行星架而调整行星齿轮轴的自转和行星架的公转程度,使多级行

星齿轮同轴型行星齿轮变速器的传动比在大于等于1的传动区间变化。

所述多级行星齿轮同轴型行星齿轮变速器是用两组完整结构或不完整结构的行

星齿轮机构组建传动比小于1的增速传动,一套作输入级,一套作输出级,组成多级行星齿

轮同轴且与轴固定的连体行星齿轮机构,并组建了两条传动比不同的传动路径,将输出级

的输出轮与输出轴固定连接,用转速调整或控制机构去控制行星架的转速,由转速调整或

控制机构根据输入动力、输出阻力转矩及转速和控制要求的变化的选择传动比将行星架的

部分转矩经用转速调整或控制机构传动给输出轴或其它传动机构,组成转速控制轮的转速

控制传动路径来调整行星齿轮轴的公转与自转的速度进而调整变速器的传动比,使输出轴

的传动比在小于等于1的传动区间变化;或用一套行星齿轮机构作输入级行星齿轮机构,将

输入级行星齿轮机构的太阳轮或齿圈与输入轴固定连接接受输入转矩,用两套行星齿轮机

构或一套完整结构行星齿轮机构作输出级行星齿轮机构,在各齿轮间选择合适的传动比,

使一输出级行星齿轮机构的输出轮或完整结构行星齿轮机构的一传动轮的前后总传动比

大于1,另一输出级行星齿轮机构的输出轮或完整结构行星齿轮机构的另一传动轮的前后

总传动比小于1,将总传动比小于1的输出级行星齿轮机构的太阳轮或齿圈、或完整结构行

星齿轮机构的一传动轮与输出轴固定连接输出转矩,用转速调整或控制机构去控制总传动

比大于1的输出级行星齿轮机构的太阳轮或齿圈、或完整结构行星齿轮机构的另一传动轮

的转速,在转矩传动过程中,由转速调整或控制机构根据输入动力、输出阻力转矩及转速和

控制要求的变化的选择传动比将总传动比大于1路径的部分或全部转矩传给后级传动机构

或行星架而调整行星齿轮轴的自转和行星架的公转程度,使多级行星齿轮同轴型行星齿轮

变速器的传动比在小于等于1的传动区间变化。

所述多级行星齿轮同轴型行星齿轮变速器是组建两条或两条以上传动比不同的

且传动比均大于1的传动路径或传动比均小于1的传动路径,各传动路径直接或经单向离合

器或锁止机构或合适的换档机构或换档机构与离合器组合能适时与输出轴或输入轴建立

有效连接,将变速器在传动比大于1或小于1的传动范围内分成多个传动区间,在变速过程

中,各传动路径直接或适时与输出轴建立有效连接,使变速器能适时将更多的传动任务经

各传动路径直接传动给输出轴,减轻转速调整或控制机构的工作压力,使多级行星齿轮同

轴且与轴固定的连体行星齿轮机构获得更好的变速变矩性能;或在转速控制传动轮或传动

路径的第三太阳轮5与转速调整或控制机构9之间再增加一组分动行星齿轮机构、或有三条

以上传动路径或轮且转速相互制约的具有分动功能的组合行星齿轮机构作分动机构,将分

动机构的一个以上转动部件作分动输入轮与转速控制传动轮或传动路径的第三太阳轮5连

接,将分动行星齿轮机构的一个以上转动部件作分动输出轮与输出轴12连接,用分动行星

齿轮机构的一个以上转动部件作分动控制轮驱动转速调整或控制机构9,由分动行星齿轮

机构将转速控制传动轮或传动路径的第三太阳轮5的部分转矩经分动输出轮直接输出,减

少转速控制传动轮或传动路径的第三太阳轮5对转速调整或控制机构9的直接驱动,或用两

级以上的分动机构串连将转速控制传动轮或传动路径的转矩经各分动机构的分动输出轮

逐级分动直接输出驱动输出轴,降低转速调整或控制机构9的转速控制任务。

所述多级行星齿轮同轴型行星齿轮变速器是在输出端组建两条转速控制传动路

径,并使一条转速控制传动路径的传动比大于或等于1,另一转速控制传动路径的传动比小

于1;组建一条以上传动比大于或等于1、一条以上传动比小于1的两条以上输出传动路径,

各输出传动路径直接或经单向离合器或锁止机构能适时与输出轴建立有效连接,转速调整

或控制机构直接或经单向离合器或锁止机构能适时与转速控制传动路径或行星架建立有

效连接,组成传动比既可大于或等于1也可小于或等于1的跨传动比多级行星齿轮同轴且与

轴固定的连体行星齿轮机构;在变速过程中,在传动比大于或等于1的区间,将传动比大于

或等于1的传动路径或传动比大于或等于1的转速控制传动路径与输出轴建立有效连接,用

转速调整或控制机构去控制传动比小于1的转速控制传动路径的转速,在传动比小于1的区

间,将传动比小于1的传动路径或传动比小于1的转速控制传动路径与输出轴建立有效连

接,用转速调整或控制机构去控制传动比大于或等于1的转速控制传动路径的转速,使变速

器既可以大于等于1的传动比传动转矩又可以小于等于1的传动比传动转矩,使变速器直接

获得更大的变速变矩范围。

所述多级行星齿轮同轴型行星齿轮变速器是在行星架与固定轴之间或行星架与

机壳之间安装适时阻止行星架反向转动的带离合器的单向锁止机构,在起步且变速器的传

动速度达到对应齿轮组最大传动比所需的转速后,带离合器的单向锁止机构的离合器锁

止,阻止行星架反向转动,在起步或传动速度未达到对应齿轮组最大传动比的低速阶段,带

离合器的单向锁止机构的离合器释放,允许行星架反向转动,使变速器的工作性能更好更

稳定;或直接在行星架与固定轴之间或行星架与机壳之间安装阻止行星架反向转动的单向

锁止机构,始终阻止行星架反向转动,提高变速器的低速驱动能力。

所述多级行星齿轮同轴型行星齿轮变速器是在行星齿轮轴、转速控制轮、转速调

整或控制机构、输出轴或行星架之间安装一锁止机构22,在输入轴与输入级行星齿轮或行

星齿轮轴间安装锁止机构(如制动器等)21,在传动比大于1时,在低速传动过程中,锁止机

构21释放,锁止机构22锁止,由转速调整或控制机构对控制轮的转速进行控制而改变传动

比,在高速传动过程中,锁止机构21锁止,锁止机构22释放,使变速器以1比1的传动比传动,

而转速调整或控制机构不再传动转矩;或在行星架15与机壳之间安装锁止机构32,在传动

比小于1的高速传动过程中,将锁止机构32锁止,单向锁止机构13释放,使变速器以变径的

方式即最小的传动比传动,而转速调整或控制机构9不再传动转矩,提高转速调整或控制机

构9的使用寿命和减少它的传动任务;或在跨传动比的变速器中在传动比接近1的中速传动

过程中,可将锁止机构21锁止,锁止机构22、25、35释放,使变速器以1比1的传动比传动,而

转速调整或控制机构9不再传动转矩。

所述多级行星齿轮同轴型行星齿轮变速器是在传动比大于1或小于1的传动范围

内分成多个传动区间的变速器中,在转速调整或控制机构与相应的传动比较小的传动路径

之间增加锁止机构,增加的锁止机构只有在输入功率介入两传动路径传动比的要求之间

时,相对传动比较小的传动路径与转速调整或控制机构之间的锁止机构才锁止,转速调整

或控制机构才与对应前级传动机构之间建立传动关系而传动转矩和调整传动比较小的传

动路径的转速;当输入功率与各传动路径的传动比的要求相符或接近时增加的锁止机构释

放,转速调整或控制机构与前级传动机构之间不建立传动关系而停止工作,减少转速调整

或控制机构的工作任务与工作时间。

所述多级行星齿轮同轴型行星齿轮变速器是用发电机、电动机与电池组合或用发

电机与电动机组合作转速调整或控制机构,用转速控制轮直接驱动发电机的驱动轴或与发

电机的驱动轴建立有效连接,用电动机直接或经单向锁止机构驱动输出轴或经传动机构与

输出轴建立有效连接,在发电机与电动机间用电子控制系统连接,组成电子无级转速控制

器。由电子控制系统通过调整发电机的输出电流大小或输出电压的高低、或调整输入电动

机的电流大小或电压的高低、或调整发电机励磁电流的大小来调整变速器的传动比。

所述多级行星齿轮同轴型行星齿轮变速器是在行星架或增加的行星架与输出轴

之间经单向离合器或锁止机构51建立有效连接,在输出轮(即第二太阳轮14)与输出轴之间

用锁止机构(离合器、或离合器与单向离合器组合)53建立有效连接,在起步或低速阶段,锁

止机构53释放,单向离合器51锁止,由转速调整或控制机构9去控制传动比小于1的转速控

制路径的转速,使变速器能从零转速平稳起步,使变速器起步更平顺,性能更好;在其它变

速区间,锁止机构53适时锁止或释放,由变速器合理选择传动连接方式即可。

所述多级行星齿轮同轴型行星齿轮变速器是在行星架与输出轴之间经单向锁止

机构与离合器或锁止机构建立有效连接,在输出轮与输出轴之间经单向锁止机构建立有效

连接,在输出轮与机壳之间安装锁止机构,在前进档时,将行星架与输出轴之间的离合器或

锁止机构释放,输出轮与机壳之间的锁止机构释放,输出轮与输出轴之间的单向锁止机构

锁止,变速器自动变速,在需变速器进行反向传动即倒档时,输出轮与机壳之间的锁止机构

锁止,输出轮与输出轴之间的单向锁止机构释放,行星架与输出轴之间的离合器或锁止机

构锁止,由行星架的反转直接驱动输出轴反向转动,使变速器自身实现正反两种传动方向

或方式,使变速器的应用范围更广变速更灵活。

所述多级行星齿轮同轴型行星齿轮变速器是在行星架与输出轴之间经单向锁止

机构与变速(变向)机构(和离合器或锁止机构)或经单向锁止机构与变向机构建立有效连

接,在变速器正向传动起步行星架发生反向转动时,行星架与输出轴之间的单向锁止机构

锁止,行星架将反向转动的转矩传动给输出轴,提高输出轴的驱动能力,使变速器能平稳的

驱动后级传动机构起步,使变速器能平顺的完成0到1的转速比;在变速器正向传动达到对

应齿轮组的最大传动比行星架发生正向转动时,行星架与输出轴之间的单向锁止机构释

放。

所述多级行星齿轮同轴型行星齿轮变速器是在前述有多级输出级行星齿轮机构

的基础上,在原有输出轴的基础上增加输出轴经单向锁止机构36与太阳轮23连接、增加输

出轴38与太阳轮31固定连接,在输出轴12与输出轴37之间用锁止机构26连接,在输出轴12

与输出轴38之间用锁止机构30连接,使多级多级行星齿轮同轴且与轴固定的连体行星齿轮

机构的控制机构能安装在合理的空间中,使变速器的配件安装更加方便和便于后期维护,

也使变速器的结构更加紧凑。在增速变速过程中,当锁止机构22锁止后仍不能较好的完成

变速变矩的传动任务时,先使锁止机构26锁止,再使锁止机构30锁止,其次使锁止机构25锁

止,最后使锁止机构32锁止,在锁止机构30锁止的同时锁止机构22与锁止机构35释放;在减

速变速过程中,当锁止机构32释放后仍不能稳定的驱动后级传动机构时,先使锁止机构25

释放,再使锁止机构30释放,在锁止机构30释放的同时锁止机构22与锁止机构35锁止,其次

使锁止机构26释放,最后使锁止机构22释放。

所述多级行星齿轮同轴型行星齿轮变速器是在行星齿轮轴7的输出端只安装总传

动比大于1和小于1的两组传动齿轮组,输入端齿轮组的传动比根据实际情况和需要选择,

将转速调整或控制机构、第二传动轮11、单向锁止机构13安装在两组输出轮之间,在转速调

整或控制机构与两输出齿轮组的第二太阳轮14与第三太阳轮5之间安装组合锁止机构22,

在第三太阳轮5与输出轴之间安装锁止机构26,在第二太阳轮14与输出轴之间安装单向锁

止机构24;在传动比大于1的区间,单向锁止机构24锁止,锁止机构26释放,组合锁止机构22

选择总传动比小于1的传动路径与转速调整或控制机构锁止而传动转矩,由转速调整或控

制机构选择合适的传动比阻止行星齿轮轴自转,使变速器的传动比在最大传动比与1之间

无级变化;在传动比小于1的区间,单向锁止机构24释放,锁止机构26锁止,组合锁止机构22

选择总传动比大于1的传动路径与转速调整或控制机构锁止而传动转矩,由转速调整或控

制机构选择合适的传动比阻止行星齿轮轴公转,使变速器的传动比在最大传动比与1之间

无级变化。

所述多级行星齿轮同轴型行星齿轮变速器是在已有输出轴12的基础上在第三太

阳轮5外再增加一同心输出轴46,在输出轴46上安装传动轮47驱动后级传动机构,在转速调

整或控制机构与第三太阳轮5之间安装锁止机构22,在转速调整或控制机构与输出轴12之

间安装锁止机构48,在输出轴46与第三太阳轮5之间安装锁止机构26,在输出轴46与输出轴

12之间安装单向锁止机构24,或省去锁止机构22和锁止机构48,或采取其它更加灵活的连

接方式;在传动比大于1的区间,锁止机构26释放,锁止机构22锁止,锁止机构48、单向锁止

机构24锁止,由转速调整或控制机构选择合适的传动比阻止行星齿轮轴自转,使变速器的

传动比在最大传动比与1之间无级变化;在传动比小于1的区间,锁止机构26锁止,锁止机构

22锁止,锁止机构48锁止,单向锁止机构24释放,由转速调整或控制机构选择合适的传动比

阻止行星齿轮轴公转,使变速器的传动比在最小传动比与1之间无级变化。

所述多级行星齿轮同轴型行星齿轮变速器是在输入端只安装一组齿轮组,在输出

端也只安装两组齿轮组,根据实际情况和需要选择各齿轮组的传动比即可,使两条齿轮传

动路径的总传动比中的一条大于1而另一条小于1即可;在传动比大于1的区间,转速调整或

控制机构与传动比小于1的输出齿轮组连接并选择合适的传动比阻止行星齿轮轴自转,使

变速器的传动比在最大传动比与1之间无级变化;在传动比小于1的区间,转速调整或控制

机构与传动比大于1的输出齿轮组连接并选择合适的传动比阻止行星齿轮轴公转,使变速

器的传动比在最小传动比与1之间无级变化。

所述多级行星齿轮同轴型行星齿轮变速器是在行星架与输出轴之间安装单向离

合器(或锁止机构)51;在传动比大于1的传动区间直接用转速调整或控制机构去控制传动

比小于1的转速控制路径的转速来改变传动比;在传动比小于1的传动区间,用转速调整或

控制机构去控制传动比大于1的转速控制路径或行星架的转速来改变传动比。

本发明的有益效果是:1、充分利用了转速调整或控制机构9对多级行星齿轮同轴

型行星齿轮变速器的转速控制传动路径的转速进行控制,完成变速任务。

2、多级行星齿轮同轴型行星齿轮变速器的传动效率高,传动能力强,可用于不同

功率的变速变矩任务。

3、多级行星齿轮同轴型行星齿轮变速器是用固定齿数的齿轮进行无级变速变矩,

结构简单,零配件及伺服系统少,在现有技术和产品条件下即可规模化生产。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明

图1是本发明实施例1的结构示意图

图2是本发明实施例2的结构示意图

图3是本发明实施例2的结构示意图

图4是本发明实施例2的结构示意图

图5是本发明实施例3的结构示意图

图6是本发明实施例5的结构示意图

图7是本发明实施例4的结构示意图

图8是本发明实施例4的结构示意图

图9是本发明实施例5的结构示意图

图10是本发明实施例6的结构示意图

图11是本发明实施例7的结构示意图

图12是本发明实施例8的结构示意图

图13是本发明实施例9的结构示意图

图14是本发明实施例10的结构示意图

图15是本发明实施例11的结构示意图

图16是本发明实施例12的结构示意图

图17是本发明实施例13的结构示意图

图18是本发明实施例3的结构示意图

图19是本发明实施例14的结构示意图

图20是本发明实施例16的结构示意图

图21是本发明实施例17的结构示意图

具体实施方式

实施例1:结合图1,它是用前行星齿轮机构的第一太阳轮2与输入轴4固定连接接

受输入转矩并与固定安装在行星齿轮轴7上的第一行星轮1啮合作输入级行星齿轮机构,用

后行星齿轮机构的第二太阳轮14与输出轴12固定连接输出转矩并与固定安装在行星齿轮

轴7上的第二行星轮8啮合作输出级行星齿轮机构;并使第一太阳轮2、第一行星轮1、第二行

星轮8、第二太阳轮14之间组成的总传动比大于1的传动路径,即减速传动,同时尽量使第一

太阳轮2与第一行星轮1和第二行星轮8与第二太阳轮14逐级减速;将前后两级行星齿轮机

构共用一行星架15,将前后两级即输入级和输出级行星齿轮机构对应的行星齿轮1和行星

齿轮8均固定安装在同一行星齿轮轴7上,行星齿轮轴7在行星架15上能自由自转(即轴接在

行星架15上),组成多级行星齿轮同轴且与轴固定的连体行星齿轮机构,并组建了两条传动

比不同的输出传动路径,一条是第一行星轮1、第二行星轮8、第二太阳轮14组成的减速传动

路径,另一条是行星架15直接传动的1:1的等速传动路径;在行星齿轮轴7上固定安装行星

轮6,在输出轴上活动安装第三太阳轮5与行星轮6啮合,并让行星轮6与第三太阳轮5的传动

比以小于第一太阳轮2与行星齿轮1的传动比为宜,使第三太阳轮5相对于输入轴4即第一太

阳轮2为增速转动,组建行星齿轮轴7的转速控制传动路径,用第三太阳轮5去驱动无级变速

器9,在无级变速器9的输出端固定安装第一传动轮10与第二传动轮11啮合,在第二传动轮

11与输出轴12之间安装单向锁止机构13(根据实际情况,无级变速器9的输出端可直接驱动

第二传动轮11而省去第一传动轮10,此时第二传动轮11可改装成传动盘),由无级变速器9

来调整行星齿轮轴7的公转与自转的速度进而调整变速器的传动比(从另一个角度分析,其

实就是将第一太阳轮2、第一行星轮1、第二行星轮8、第二太阳轮14组成的减速传动路径即

传动比较大的传动路径直接作了转速控制传动路径,增加的行星轮6与第三太阳轮5只是将

传动比较大传动路径的转矩进行变速变矩后再与转速控制器连接,便于转速控制器对传动

比较大传动路径的转速进行控制)。由于行星齿轮轴7不同程度的公转和自转都会使第三太

阳轮5转速发生相应的变化(公转使第三太阳轮5转速减小,自转使第三太阳轮5转速增大),

因此只要改变第三太阳轮5的转速就会迫使行星齿轮轴7的转速在最小转速比与1之间变

化。当行星齿轮轴7完全自转时,转矩就从第一太阳轮2、第一行星轮1、第二行星轮8、第二太

阳轮14之间组成的传动比大于1的变径传动路径传动,当行星齿轮轴7完全公转时,第一太

阳轮2与第一行星轮1、第二行星轮8与第二太阳轮14自动锁死,转矩就以等于1的行星式传

动路径传动,行星齿轮轴7自转与公转程度就由转速控制传动路径来完成,使输出轴12的传

动比在大于1的变径传动路径传动比与等于1的行星式传动比之间无级变化。由于第一太阳

轮2、第一行星轮1、行星轮6、第三太阳轮5组建的传动比小于1,第三太阳轮5输出的传动比

在小于1的变径传动路径传动比与等于1的行星式传动比之间无级变化,使最终行星齿轮轴

7完全公转时,第三太阳轮5的转速仍与发动机转速相等,而且还可根据实际要求选择第一

太阳轮2、第一行星轮1、行星轮6、第三太阳轮5组建的传动比,只要小于1就行,使第三太阳

轮5在控制行星齿轮轴7的转速变化时自身的转速变化范围较小,对无级变速器9的变速变

矩范围要求更小,彻底解决了行星齿轮多路传动无级变速器对变速器9的变速变矩范围要

求较宽的难题。

在转矩传动过程中,由无级变速器9根据输入动力、输出阻力转矩及转速和控制要

求的变化无级的选择传动比将第三太阳轮5的部分或全部转矩传给后级传动机构,并控制

第三太阳轮5的转速无级变化,而使行星齿轮轴7和行星架15的转速无级变化,进而使多级

行星齿轮同轴且与轴固定的连体行星齿轮机构的传动比无级变化。在起步、输入动力较小、

后级阻力较大或需变速器以最大的传动比传动时,无级变速器9选择最大的传动比少传动

或不传动转矩,使第三太阳轮5能高速或自由转动,单向锁止机构13(如单向离合器等)锁止

或释放,此时行星齿轮轴7以最快的转速自转,由于第二太阳轮14难以转动,第二行星轮8就

会在第二太阳轮14上一边自转一边公转带动行星架15反向转动即行星齿轮轴7反向公转,

此时第二太阳轮14获得的力矩较大,如第二太阳轮14不能正向转动,可使无级变速器9选择

较大的或合适的传动比少传动转矩,单向锁止机构13锁止,使第三太阳轮5既能高速转动又

能适当阻止行星齿轮轴7快速自转,使第二太阳轮14获得的力矩更大,使行星齿轮轴7的反

向公转速度减小、停止反向公转或以合适的转速正向公转。

当变速器的传动比达到第一太阳轮2、第一行星轮1、第二行星轮8、第二太阳轮14

之间组成的传动比时,行星齿轮轴7不会主动正向公转而只能反向自转,使最多的或全部的

转矩能量由输入轴4经第一太阳轮2、第一行星轮1、行星齿轮轴7、第二行星轮8、第二太阳轮

14、输出轴12以变径齿轮的方式直接输出,使多级行星齿轮同轴且与轴固定的连体行星齿

轮机构输出轮的以自身最大传动比传动转矩。在变速变矩运行过程中,单向锁止机构13锁

止,由无级变速器9选择合适的传动比阻止第三太阳轮5高速或自由转动,加上行星轮6与第

三太阳轮5的传动比又小于第一太阳轮2与行星齿轮1的传动比,使行星齿轮轴7不能自由反

向自转而迫使行星齿轮轴7带动行星架15不同程度的正向公转,同时降低行星齿轮轴7反向

自转的速度,使多级行星齿轮同轴且与轴固定的连体行星齿轮机构不同程度的以行星齿轮

机构的传动方式和变径齿轮的传动方式同时传动转矩,使整个变速器呈现变速变矩传动;

当输入动力变大、后级阻力变小或需变速器有更小的传动比时,无级变速器9选择更小的传

动比,使第三太阳轮5以更低的转速转动,使行星齿轮轴7能更慢自由反向自转而更快的正

向公转,实现增速减矩传动,甚至使第三太阳轮5以接近或等于第一太阳轮2的转速转动,即

阻止行星齿轮轴7自转而基本正向公转,使传动比达到或接近1;当输入动力变小、后级阻力

变大或需变速器有更大的传动比时,无级变速器9选择更大的传动比,使第三太阳轮5以更

快的转速转动,使行星齿轮轴7能更快的自由反向自转而更慢的正向公转,实现减速增矩传

动,通过行星齿轮轴7在公转与自转间不同程度的转换完成无级变速变矩任务。

在本实施例中,为了确保行星齿轮轴7在变速过程中不任意反向公转,可在行星架

15与固定轴3之间或行星架15与机壳之间安装阻止行星架15反向转动的带离合器的单向锁

止机构16,在起步且变速器的传动速度达到对应齿轮组最大传动比所需的转速后,单向锁

止机构16的离合器锁止,阻止行星架15反向转动,在起步且变速器的传动速度未达到对应

齿轮组最大传动比所需的转速时,单向锁止机构16的离合器释放,允许行星架15反向转动。

在本实施例中,为了确保行星齿轮轴7在变速过程中不任意反向公转,可在行星架

15与固定轴3之间或行星架15与机壳之间直接安装阻止行星架15反向转动的单向锁止机构

16,单向锁止机构16始终阻止行星架15反向转动,使变速器在起步时就以最大的传动比传

动转矩。

在本实施例中,为了使变速器的结构更简单,可在行星架15与输出轴12之间经单

向锁止机构与离合器或锁止机构建立有效连接,在第二太阳轮14与输出轴12之间经单向锁

止机构建立有效连接,在第二太阳轮14与机壳之间安装锁止机构,在前进档时,将行星架15

与输出轴12之间的离合器或锁止机构释放,第二太阳轮14与机壳之间的锁止机构释放,第

二太阳轮14与输出轴12之间的单向锁止机构锁止,变速器自动变速,在需变速器进行反向

传动即倒档时,第二太阳轮14与机壳之间的锁止机构锁止,第二太阳轮14与输出轴12之间

的单向锁止机构释放,行星架15与输出轴12之间的离合器或锁止机构锁止,由行星架15的

反转直接驱动输出轴12反向转动,使变速器自身实现正反两种传动方向或方式,使变速器

的应用范围更广变速更灵活。

在本实施例中,还可在行星架15与输出轴12之间经单向锁止机构与变速(变向)机

构(和离合器或锁止机构)或经单向锁止机构与变向机构建立有效连接,在变速器正向传动

起步行星架15发生反向转动时,行星架15与输出轴12之间的单向锁止机构锁止,行星架15

将反向转动的转矩传动给输出轴12,提高输出轴12的驱动能力,使变速器能平稳的驱动后

级传动机构起步,使变速器能平顺的完成0到1的转速比。在变速器正向传动达到对应齿轮

组的最大传动比行星架15发生正向转动时,行星架15与输出轴12之间的单向锁止机构释

放。

实施例2:结合图2,为了提高无级变速器9的使用寿命和减少它的传动任务,可将

行星轮6活动安装在行星齿轮轴7上,在行星齿轮轴7与行星轮6之间安装锁止机构(如锁止

机构、制动器等)22,在行星齿轮轴7中安装推杆或拉杆17去控制锁止机构22,在输入轴4上

活动安装滑动盘19与推杆或拉杆17连接,在滑动盘19与机壳之间安装推动或拉动机构18;

在输入轴4上固定安装传动盘20,在传动盘20与第一行星轮1之间安装锁止机构(如锁止机

构、制动器等)21。在低速传动过程中,锁止机构21释放,而推动或拉动机构18工作将锁止机

构22锁止,由无级变速器9对第三太阳轮5的转速进行无级控制而改变传动比;在高速传动

过程中,可将锁止机构21锁止,而推动或拉动机构18工作将锁止机构22释放,使变速器以1

比1的传动比传动,而无级变速器9不再传动转矩。

结合图3,在本实施例中,为了使变速器的结构更简单,也可将锁止机构22安装在

第三太阳轮5(或行星齿轮轴7)与无级变速器9之间,而省去推杆或拉杆17、滑动盘19、推动

或拉动机构18。

结合图4,在本实施例中,还可将锁止机构22直接安装在行星齿轮轴7与行星轮6之

间,可将锁止机构22的执行机构安装在行星齿轮轴7与机壳之间并固定在机壳上。

在本实施例中,锁止机构22及其辅助机构还可采取其它更加灵活的安装方法。

实施例3:结合图5,它是用前行星齿轮机构的第一太阳轮2与输入轴4固定连接接

受输入转矩并与固定安装在行星齿轮轴7上的第一行星轮1啮合作输入级行星齿轮机构,用

后行星齿轮机构的太阳轮31与输出轴12固定连接输出转矩并与固定安装在行星齿轮轴7上

的行星轮28啮合作输出级行星齿轮机构;并使第一太阳轮2、第一行星轮1、行星轮28、太阳

轮31之间组成的传动比小于1为宜,即增速传动,同时尽量使第一太阳轮2与第一行星轮1和

第二行星轮8与第二太阳轮14逐级增速;将前后两级行星齿轮机构共用一行星架15,将前后

两级即输入级和输出级行星齿轮机构对应的行星齿轮1和行星齿轮8均固定安装在同一行

星齿轮轴7上,行星齿轮轴7在行星架15上能自由自转,组成多级行星齿轮同轴且与轴固定

的连体行星齿轮机构,并组建一条小于1、一条等于1的两条传动比不同的传动路径;在输出

轴上活动安装传动轮或盘34与行星架15固定连接,组建行星架15的转速控制传动路径,用

传动轮或盘34去驱动无级变速器9,在无级变速器9的输出端固定安装第一传动轮10与第二

传动轮11啮合,在第二传动轮11与输出轴12之间安装单向锁止机构13(根据实际情况,无级

变速器9的输出端可直接驱动第二传动轮11而省去第一传动轮10,此时第二传动轮11可改

装成传动盘),由无级变速器9来调整行星齿轮轴7的公转与自转的速度进而调整变速器的

传动比。由于行星齿轮轴7不同程度的公转和自转都会使行星架15转速发生相应的变化(公

转使行星架15转速增大,自转使行星架15转速减小),因此只要改变行星架15的转速就会迫

使行星齿轮轴7的转速在最大转速与1之间变化。当行星齿轮轴7完全自转时,转矩就从第一

太阳轮2、第一行星轮1、行星轮28、太阳轮31之间组成的传动比小于1的变径传动路径传动,

当行星齿轮轴7完全公转时,第一太阳轮2与第一行星轮1、行星轮28与太阳轮31自动锁死,

转矩就以等于1的行星式传动路径传动,行星齿轮轴7自转与公转程度就由行星架15、传动

轮或盘34、无级变速器9、第一传动轮10、第二传动轮11与单向锁止机构13组建的行星架15

转速控制传动路径来完成,使输出轴12的传动比在小于1的变径传动路径传动比与等于1的

行星式传动比之间无级变化。

在变速过程中,在起步、输入动力较小、后级阻力较大或需变速器以最大的传动比

传动时,无级变速器9选择最大的传动比少传动或不传动转矩,单向锁止机构13锁止或释

放,行星齿轮轴7会主动正向公转而难以自转而带动行星架15高速或自由转动,使多级行星

齿轮同轴且与轴固定的连体行星齿轮机构输出轮的转速降至最低,以最大传动比传动转

矩,使最多的或全部的转矩能量由行星架15以直接传动的方式直接输出。在变速变矩运行

过程中,单向锁止机构13锁止,由无级变速器9选择合适的传动比阻止行星架15高速或自由

转动,使行星架15不能自由公转而迫使行星齿轮轴7不同程度的自转,同时降低行星齿轮轴

7公转的速度,使多级行星齿轮同轴且与轴固定的连体行星齿轮机构不同程度的以行星齿

轮机构的传动方式和变径齿轮的传动方式同时传动转矩,使整个变速器呈现变速变矩传

动;当输入动力变大、后级阻力变小或需变速器有更小的传动比时,无级变速器9选择更小

的传动比,使行星齿轮轴7能更快自转而更慢的公转,实现增速减矩传动;当输入动力变小、

后级阻力变大或需变速器有更大的传动比时,无级变速器9选择更大的传动比,使行星齿轮

轴7能更快的公转而更慢的自转,实现减速增矩传动,通过行星齿轮轴7在公转与自转间不

同程度的转换完成无级变速变矩任务。

在本实施例中,为了提高无级变速器9的使用寿命和减少它的传动任务,可将行星

架15与机壳之间安装锁止机构32,在高速传动过程中,可将锁止机构32锁止,单向锁止机构

13释放,使变速器以变径的方式即最小的传动比传动,而无级变速器9不再传动转矩。

结合图18,在本实施例中,还可用行星架15与输出轴12有效连接,而用无级变速器

9去控制带传动盘34的太阳轮31的转速,在传动过程中,由无级变速器9选择合适的传动比

来调整行星齿轮轴7自转与公转程度,进而调整行星架15的转运速度,使变速器的传动比在

0与1之间无级变化。

实施例4:结合图7,它是在实施例1、2、3的基础上,为了使变速器直接获得更大的

变速变矩范围,在输出端增加传动比不同的传动齿轮组行星轮28与太阳轮31,将行星轮28

与太阳轮31的传动比较第一太阳轮2与第一行星轮1小,使传动路径第一太阳轮2、第一行星

轮1、行星轮28、太阳轮31为增速传动,行星齿轮轴7与行星轮28经锁止机构30连接,太阳轮

31与输出轴12固定连接,在输出轴12上活动安装传动轮或盘34,在行星架15与传动轮或盘

34之间安装传动件(轮或盘等)33,在传动件33与传动轮或盘34之间安装单向锁止机构29,

在第三太阳轮5与传动轮或盘34之间安装锁止机构35,在传动件33与行星架15之间安装锁

止机构(或单向锁止机构)25,锁止机构25与单向锁止机构29可视具体情况省去其中之一,

并在行星轮6与行星齿轮轴7之间安装锁止机构(或单向锁止机构)22,即将传动比大于1和

传动比小于1的两条传动路径都安装在变速器中,组成跨传动比(即传动比可小于1)的两级

多级行星齿轮同轴且与轴固定的连体行星齿轮机构;使变速器可以小于1的传动比传动转

矩。在变速变矩过程中,在低速阶段要求传动比大于1时,锁止机构30释放,锁止机构22与锁

止机构35锁止,转矩沿较大传动比路径传动,由无级变速器9选择合适的传动比阻止行星齿

轮轴7自转,使变速器的传动比在最大传动比与1之间无级变化;在高速阶段要求传动比小

于1时,当传动比达到或接近1并需以更高的转速传动时,锁止机构30锁止,锁止机构35与单

向锁止机构24释放,此时由于行星齿轮轴7自转即传动路径第一太阳轮2、第一行星轮1、行

星轮28、太阳轮31为增速传动,而行星齿轮轴7公转为等速传动,则行星齿轮轴7主动选择公

转传动转矩,传动比为1;当需变速器的传动比小于1时,锁止机构22先释放(锁止机构22与

锁止机构35也可在锁止机构30锁止时同时释放),随后锁止机构25、单向锁止机构29锁止,

由无级变速器9选择合适的传动比在一定程度上阻止行星架15公转迫使行星架15不同程度

的自转而减小传动比,使变速器的传动比在最小传动比与1之间无级变化,使变速器能直接

获得小于1的传动比。在本例中,还可在机壳与行星架15之间安装锁止机构32,在高速传动

过程中,可将锁止机构32锁止,阻止行星架15公转,使变速器以最小的传动比传动。

在本实施例中,锁止机构30和锁止机构22可用只能使一个传动轮与行星齿轮轴7

锁止而另一个释放的锁止机构组合代替。

在本实施例中,锁止机构30和锁止机构22或锁止机构组合还可安装在其它合适的

位置。

在本实施例中,锁止机构30和锁止机构22、或锁止机构组合还可用换档机构或换

档机构与离合器组合代替。

结合图8,在本实施例中,为了使变速器的结构更简单,可省去行星轮28与太阳轮

31或行星轮6与第三太阳轮5中的一组齿轮组合,同时省去锁止机构30和锁止机构22,只要

在输出端的两组输出轮的总传动比一组大于1、一组小于1即可,在总传动比小于1的齿轮组

中的第三太阳轮5或太阳轮31与输出轴12之间安装锁止机构50。在变速变矩过程中,在低速

阶段要求传动比大于1时,锁止机构50释放,锁止机构35锁止,转矩沿较大传动比路径传动,

由无级变速器9选择合适的传动比阻止行星齿轮轴7自转,使变速器的传动比在最大传动比

与1之间无级变化;在高速阶段要求传动比大于1时,当传动比达到或接近1并需以更高的转

速传动时,锁止机构50锁止,单向锁止机构24释放,此时由于行星齿轮轴7自转即传动路径

第一太阳轮2、第一行星轮1、行星轮6、第三太阳轮5为增速传动,而行星齿轮轴7公转为等速

传动,则行星齿轮轴7主动选择公转传动转矩,传动比为1;当需变速器的传动比小于1时,锁

止机构25、单向锁止机构29锁止,由无级变速器9选择合适的传动比在一定程度上阻止行星

架15公转迫使行星架15不同程度的自转而减小传动比,使变速器的传动比在最小传动比与

1之间无级变化,使变速器能直接获得小于1的传动比。

实施例5:结合图6,它是在实施例1、2、3、4的基础上,为了使多级行星齿轮同轴且

与轴固定的连体行星齿轮机构获得更好的变速变矩性能,降低无级变速器9在较小传动比

时的传动任务,可在行星齿轮轴7上活动安装行星轮27与输出轴12上固定安装的太阳轮23

啮合,行星齿轮轴7与行星轮27经锁止机构26连接,并使行星轮27与太阳轮23的传动比较第

二行星轮8与第二太阳轮14小(但以比第一太阳轮2与第一行星轮1大为宜),组建第二条总

传动比大于1的输出行星齿轮机构;此时应在第二太阳轮14与输出轴12之间安装单向锁止

机构24。在变速变矩过程中,在低速阶段,锁止机构26释放,转矩沿较大传动比路径传动;在

中高速阶段,当传动比达到或接近行星轮27与太阳轮23组建的总传动比时,锁止机构26锁

止,单向锁止机构24释放,转矩沿较小传动比路径传动,可降低中高速阶段后级传动机构特

别是无级变速器9的传动任务。

在本实施例中,也可在行星齿轮轴7上固定安装行星轮27与输出轴12上活动安装

的太阳轮23啮合,输出轴12与太阳轮23经锁止机构26连接;还可在行星齿轮轴7与输出轴12

之间安装换档机构使传动比在两组传动比不同的齿轮间转换;还可采取其它更加灵活的连

接方式,使变速器的连接方式更加灵活方便。

在本实施例中,为了使多级行星齿轮同轴且与轴固定的连体行星齿轮机构获得更

好的变速变矩性能,降低无级变速器9在较小传动比时的传动任务,还可在行星齿轮轴7与

输出轴12上增加一组或多组传动比不同的并以比第一太阳轮2与第一行星轮1的传动比大

组建总传动比大于1为宜的输出级行星齿轮机构、锁止机构与单向锁止机构组合,使多级行

星齿轮同轴且与轴固定的连体行星齿轮机构变速区间更多,性能更稳定,降低对无级变速

器9的要求。

结合图9,在本实施例中,还可在行星齿轮轴7上活动安装行星轮27与输出轴12上

活动安装的太阳轮23啮合,行星齿轮轴7与行星轮27经锁止机构26连接,在太阳轮23与输出

轴12之间安装单向锁止机构36,行星轮27与太阳轮23的传动比较第二行星轮8与第二太阳

轮14的传动比小并大于1为宜,或介于第二行星轮8与第二太阳轮14、行星轮28与太阳轮31

二者之间,以将第一太阳轮2、第一行星轮1、第二行星轮8、第二太阳轮14传动路径的传动比

和第一太阳轮2、第一行星轮1、行星轮27、太阳轮23传动路径的传动比大于1为宜,组成跨传

动比(即传动比可从大于1变到小于1)的多级多级行星齿轮同轴且与轴固定的连体行星齿

轮机构。在变速变矩过程中,在增速传动过程中,各传动比组的锁止机构从大到小逐级锁

止,即锁止机构按26、30、25的顺序逐步锁止,在锁止机构30锁止的同时锁止机构22与锁止

机构35释放,使传动比不断变小,实现增速传动;在减速传动过程中,各传动比组的锁止机

构从小到大逐级释放,即锁止机构按25、30、26的顺序逐步释放,在锁止机构30释放的同时

锁止机构22与锁止机构35锁止,使传动比不断变大,实现减速传动。在本实施例中,可在行

星齿轮轴7与输出轴12上安装四组或四组以上的变速齿轮组,并配备合适的锁止机构与单

向锁止机构,在变速变矩过程中,各传动比组的锁止机构从大到小逐级锁止实现增速传动;

或从小到大逐级释放实现减速传动。

在本实施例中,锁止机构26、30、25、22均可用合适的换档机构或换档机构与离合

器组合代替。

在本实施例中,同样也可在传动比等于1与最小传动比之间增加传动齿轮组和相

应的锁止机构,提高变速器的变速能力。

在本实施例中,也可在输入轴4与行星齿轮轴7之间增加相应的齿轮组使变速器的

变速范围更大,性能更好。

在本实施例中,增加的各齿轮组也可用合适的变速齿轮机构代替。

为了降低无级变速器9的传动任务和工作时间,在本实施例中,还可在无级变速器

9与前级传动机构之间增加锁止机构,增加的锁止机构只有在输入功率介入两传动比的要

求之间时才锁止,无级变速器9才与前级传动机构之间建立传动关系而传动转矩;当输入功

率与各传动比的要求相符或接近时增加的锁止机构释放,无级变速器9与前级传动机构之

间不建立传动关系而停止工作,提高变速器的工作效率和减少无级变速器9的工作任务与

工作时间。

实施例6:结合图10,它是在前述有多级输出级行星齿轮机构的基础上,在输出轴

12的基础上增加输出轴37经单向锁止机构36与太阳轮23连接、增加输出轴38与太阳轮31固

定连接,在输出轴12与输出轴37之间用锁止机构26连接,在输出轴12与输出轴38之间用锁

止机构30连接,使多级多级行星齿轮同轴且与轴固定的连体行星齿轮机构的控制机构能安

装在合理的空间中,使变速器的配件安装更加方便和便于后期维护,也使变速器的结构更

加紧凑。在增速变速过程中,当锁止机构22锁止后仍不能较好的完成变速变矩的传动任务

时,先使锁止机构26锁止,再使锁止机构30锁止,其次使锁止机构25锁止,最后使锁止机构

32锁止,在锁止机构30锁止的同时锁止机构22与锁止机构35释放;在减速变速过程中,当锁

止机构32释放后仍不能稳定的驱动后级传动机构时,先使锁止机构25释放,再使锁止机构

30释放,在锁止机构30释放的同时锁止机构22与锁止机构35锁止,其次使锁止机构26释放,

最后使锁止机构22释放。

实施例7:结合图11,它是在前述实施例的基础上,在输入轴4和行星齿轮轴7上分

别增加太阳轮40和行星齿轮39,并使太阳轮40和行星齿轮39组成的传动比与第一太阳轮2

和行星齿轮1组成的传动比不同,在传动比较大的太阳轮40与行星齿轮39齿轮组中的一齿

轮太阳轮40与输入轴4经单向锁止机构41连接(或行星齿轮39与行星齿轮轴7经单向锁止机

构41连接),将另一齿轮行星齿轮39与行星齿轮轴7固定连接(或太阳轮40与输入轴4固定连

接);在传动比较小的第一太阳轮2与行星齿轮1齿轮组中的一齿轮第一太阳轮2与输入轴4

经锁止机构42连接(或行星齿轮1与行星齿轮轴7经锁止机构42连接),而另一齿轮行星齿轮

1与行星齿轮轴7仍固定连接(或第一太阳轮2与输入轴4仍固定连接)。锁止机构42与单向锁

止机构41也可用合适的换档机构或换档机构与离合器组合代替。

在变速变矩过程中,在输入动力较小、后级阻力较大或需变速器低速传动时,锁止

机构42释放,传动比较小的第一太阳轮2与行星齿轮1齿轮组不参与转矩传动,单向锁止机

构41锁止,传动比较大的太阳轮40与行星齿轮39齿轮组传动转矩,使多级行星齿轮同轴且

与轴固定的连体行星齿轮机构以较低的转速传动;在输入动力较大、后级阻力较小或需变

速器高速传动时,锁止机构42锁止,单向锁止机构41释放,传动比较小的第一太阳轮2与行

星齿轮1齿轮组传动转矩,传动比较大的太阳轮40与行星齿轮39齿轮组不参与转矩传动,使

多级行星齿轮同轴且与轴固定的连体行星齿轮机构以较高的转速传动;使变速器性能更

好、工作更加稳定可靠。

在本实施例中,同样也可在输入端组建多组输入级行星齿轮机构组,并配备相应

的锁止机构、单向锁止机构和锁止机构、合适的换档机构或换档机构与离合器组合,使变速

器的变速范围更宽,性能更好。

在本实施例中,为了使变速器的体积更小,可在传动比较大的太阳轮40和行星齿

轮39之间再增加变速齿轮机构,使行星齿轮39的直径可变小,减小变速器的整体直径,使变

速器的加工和安装更加方便,结构更加紧凑。同样也可在其它齿轮组中增加变速齿轮机构,

使变速器的加工和安装更加方便,结构更加紧凑。

在本实施例中,同样也可在输入轴4的基础上增加同心输入轴,如增加输出轴一样

将锁止机构安装在前端,各使变速器的结构更加紧凑和合理、维护更加方便。

在本实施例中,各配件还可采取其它更加灵活和合理的连接安装方式,使变速器

的结构更加紧凑和合理、维护更加方便。

实施例8:结合图12,它是在前述实施例的基础上,在输入轴4上固定安装传动盘

20,在传动盘20与第一行星轮1之间安装锁止机构(如锁止机构、制动器等)21。在中速(即传

动比接近1时)传动过程中,可将锁止机构21锁止,锁止机构22、25、35释放,使变速器以1比1

的传动比传动,而无级变速器9不再传动转矩。

实施例9:结合图13,它是在前述实施例的基础上,为了使变速器的结构更加简单

和紧凑,可将总传动比大于1的一组行星轮27与太阳轮23齿轮组和小于1的一组行星轮6与

第三太阳轮5齿轮组经组合锁止机构49建立传动关系,即将太阳轮23与第三太阳轮5固定连

接在一起,将行星轮27、行星轮6与行星齿轮轴7活动连接,由组合锁止机构49适时选择行星

轮27或行星轮6中之一与行星齿轮轴7锁止传动转矩。在变速变矩过程中,在传动比大于1的

区间,组合锁止机构49选择总传动比小于1的传动路径中的行星轮6与行星齿轮轴7锁止而

传动转矩,总传动比大于1的传动路径中的行星轮27则与行星齿轮轴7活动连接而不传动转

矩,由无级变速器9选择合适的传动比阻止行星齿轮轴7自转,使变速器的传动比在最大传

动比与1之间无级变化;在传动比小于1的区间,组合锁止机构49选择总传动比大于1的传动

路径中的行星轮27与行星齿轮轴7锁止而传动转矩,总传动比小于1的传动路径中的行星轮

6与行星齿轮轴7活动连接而不传动转矩,由无级变速器9选择合适的传动比阻止行星齿轮

轴7公转,迫使行星齿轮轴7通过自转降低对无级变速器9的驱动速度,而增加对输出轴12的

驱动速度,使变速器的传动比在最小传动比与1之间无级变化,当输入动力变大、后级阻力

变小或需变速器有更小的传动比时,无级变速器9选择更小的传动比,使第三太阳轮5以更

低的转速转动,使行星齿轮轴7能更慢公转而更快的自转,实现增速减矩传动,甚至使第三

太阳轮5以接近或等于第一太阳轮2的转速转动,即阻止行星齿轮轴7公转而基本自转,使传

动比达到或接近最小,使多级行星齿轮同轴且与轴固定的连体行星齿轮机构获得更大的变

速变矩范围;当输入动力变小、后级阻力变大或需变速器有更大的传动比时,无级变速器9

选择更大的传动比,使第三太阳轮5以更快的转速转动,使行星齿轮轴7能更快的公转而更

慢的自转,实现减速增矩传动,通过行星齿轮轴7在公转与自转间不同程度的转换完成无级

变速变矩任务。

在本实施例中,组合锁止机构49可经手动或由控制系统适时自动选择行星轮27或

行星轮6中之一与行星齿轮轴7锁止而传动转矩。

在本实施例中,组合锁止机构49也可安装在太阳轮23、第三太阳轮5与无级变速器

9之间,而将行星轮27、行星轮6与行星齿轮轴7固定连接。

在本实施例中,组合锁止机构49可用合适的换档机构或换档机构与离合器组合代

替。

实施例10:结合图14,它是在前述实施例的基础上,为了使变速器的结构更加简单

和紧凑,在行星齿轮轴7的输出端只安装总传动比大于1和小于1的两组传动齿轮组,输入端

齿轮组的传动比根据实际情况和需要选择,将无级变速器9、第二传动轮11、单向锁止机构

13安装在两组输出轮之间(第二传动轮11和单向锁止机构13可视具体情况省去),在无级变

速器9与两输出齿轮组的第二太阳轮14与第三太阳轮5之间安装组合锁止机构22,在第三太

阳轮5与输出轴12之间安装锁止机构26,在第二太阳轮14与输出轴12之间安装单向锁止机

构24。在变速变矩过程中,在传动比大于1的区间,锁止机构26释放,组合锁止机构22选择总

传动比小于1的传动路径中的第三太阳轮5与无级变速器9锁止而传动转矩,总传动比大于1

的传动路径中的第二太阳轮14则与无级变速器9活动连接而不传动转矩,由无级变速器9选

择合适的传动比阻止行星齿轮轴7自转,单向锁止机构24锁止,使变速器的传动比在最大传

动比与1之间无级变化;在传动比小于1的区间,组合锁止机构22选择总传动比大于1的传动

路径中的第二太阳轮14与无级变速器9锁止而传动转矩,单向锁止机构24释放,总传动比小

于1的传动路径中的第三太阳轮5则与无级变速器9活动连接,锁止机构26锁止,第三太阳轮

5经锁止机构26将转矩直接传动给输出轴12,由无级变速器9选择合适的传动比阻止行星齿

轮轴7公转,使变速器的传动比在最大传动比与1之间无级变化。

实施例11:结合图15,它是在前述实施例的基础上,为了使变速器的结构更加简

单、紧凑和便于安装与维修,在已有输出轴12的基础上在第三太阳轮5外再增加一同心输出

轴46,在输出轴46上安装传动轮47驱动后级传动机构,在无级变速器9与第三太阳轮5之间

安装锁止机构22,在无级变速器9与输出轴12之间安装锁止机构48,在输出轴46与第三太阳

轮5之间安装锁止机构26,在输出轴46与输出轴12之间安装单向锁止机构24。在变速变矩过

程中,在传动比大于1的区间,锁止机构26释放,锁止机构22锁止,锁止机构48、单向锁止机

构24锁止,由无级变速器9选择合适的传动比阻止行星齿轮轴7自转,使变速器的传动比在

最大传动比与1之间无级变化;在传动比小于1的区间,锁止机构26锁止,锁止机构22锁止,

锁止机构48锁止,单向锁止机构24释放,由无级变速器9选择合适的传动比阻止行星齿轮轴

7公转,使变速器的传动比在最小传动比与1之间无级变化。

在本实施例中,锁止机构22和锁止机构48可视具体情况省去,或采取其它更加灵

活的连接方式。

实施例12:结合图16,它是在前述实施例的基础上,为了使变速器的结构更加简

单、紧凑和便于安装与维修,在输入端只安装一组齿轮组,在输出端也只安装两组齿轮组,

根据实际情况和需要选择各齿轮组的传动比即可,使两条齿轮传动路径的总传动比中的一

条大于1而另一条小于1即可。在变速变矩过程中,在传动比大于1的区间,无级变速器9与传

动比小于1的输出齿轮组连接并选择合适的传动比阻止行星齿轮轴7自转,使变速器的传动

比在最大传动比与1之间无级变化;在传动比小于1的区间,无级变速器9与传动比大于1的

输出齿轮组连接并选择合适的传动比阻止行星齿轮轴7公转,使变速器的传动比在最小传

动比与1之间无级变化。

实施例13:结合图17,它是在前述实施例的基础上,为了使变速器的无级变速性能

更好、工作更加稳定可靠,用转速控制齿轮组的第三太阳轮5或太阳轮23与发电机43的驱动

轴连接,将输出轴12与电动机45的输出轴连接(输出轴12与电动机45的输出轴可用单向锁

止机构连接),在发电机43与电动机45间用电子控制系统44连接,组成电子无级转速控制

器。由电子控制系统44通过调整发电机43的输出电流大小或输出电压的高低、或调整输入

电动机45的电流大小或电压的高低、或调整发电机励磁电流的大小来调整变速器的传动

比。在变速变矩过程中,当需变速器获得更大的传动比时,电子控制系统44通过减小发电机

43的输出电流或降低输出电压、或减小输入电动机45的电流或电压、或降低发电机的励磁

电流,降低发电机43对第三太阳轮5或太阳轮23的阻力、或减小电动机45对输出轴12的驱动

力,使行星齿轮轴7在传动比大于1的区间能更快的自转而更慢的公转、在传动比小于1的区

间能更慢的自转而更快的公转;当需变速器获得更小的传动比时,电子控制系统44通过增

大发电机43的输出电流或输出电压、或增大输入电动机45的电流或电压、或增大发电机的

励磁电流,增加发电机43对第三太阳轮5或太阳轮23的阻力、或增加电动机45对输出轴12的

驱动力,使行星齿轮轴7在传动比大于1的区间更慢的自转而更快的公转、在传动比小于1的

区间能更快的自转而更慢的公转。

在本实施例中,还可将蓄电池与电子无级转速控制器连接在一起,使电子无级转

速控制器在蓄电池的配合下通过调整蓄电池的充放电速度,使电子无级转速控制器的调速

范围更广、调速更方便和更加灵活。

实施例14:结合图19,它是在前述实施例的基础上,为了使变速器的无级变速性能

更好、工作更加稳定可靠,还可在行星齿轮轴7与输出轴12之间再增加行星架52,行星架52

与输出轴12之间经单向离合器(或锁止机构)51有效连接,而将第二太阳轮14与输出轴12之

间用锁止机构(离合器、或离合器与单向离合器组合)53有效连接。在变速变矩过程中,在起

步或低速阶段(即传动比大于最大传动比时),锁止机构53释放,单向离合器51锁止,由无级

变速器9去控制传动比小于1的转速控制路径的转速,使变速器能从零转速平稳起步,使变

速器起步更平顺,性能更好;在其它变速区间,锁止机构53适时锁止或释放,由变速器合理

选择传动连接方式即可。

在本实施例中,还可将单向离合器51安装在行星架15与输出轴12之间,而省去行

星架52,使变速器的结构更简单和紧凑。

实施例15:它是在前述实施例的基础上,在行星架15与输出轴12之间安装单向离

合器(或锁止机构)51,在传动比大于1的传动区间直接用无级变速器9去控制传动比小于1

的转速控制路径的转速来改变传动比,而省去传动比大于1的传动路径,使变速器的结构更

简单和紧凑。在传动比小于1的传动区间,用无级变速器9去控制传动比大于1的转速控制路

径或行星架15的转速来改变传动比。

实施例16:结合图20,它是在前述实施例的基础上,在转速控制传动轮或传动路径

的第三太阳轮5与转速调整或控制机构9之间再增加一组分动行星齿轮机构作分动机构,将

分动行星齿轮机构的分动行星架56作分动输入轮接受转速控制传动轮或传动路径的第三

太阳轮5的驱动,将分动行星齿轮机构的分动齿圈54作分动输出轮与输出轴12连接,用分动

行星齿轮机构的分动太阳轮55作分动控制轮驱动转速调整或控制机构9,由分动行星齿轮

机构将转速控制传动轮或传动路径的第三太阳轮5的部分转矩经分动输出轮直接输出,减

少转速控制传动轮或传动路径的第三太阳轮5对转速调整或控制机构9的直接驱动,降低转

速调整或控制机构9的转速控制任务。

在本实施例中,分动行星齿轮机构的分动行星架56、分动齿圈54、分动太阳轮55与

第三太阳轮5、输出轴12、转速调整或控制机构9的连接方式可任意选择或组合。

在本实施例中,分动行星齿轮机构还可用其它合适的具有分动效果的行星齿轮机

构组合或本实施例的多级连体行星齿轮机构代替,以用有三条以上传动路径且转速相互制

约的组合行星齿轮机构,此时各分动机构的分动传动路径至少有一个转动部件可与对应的

转速控制传动轮或传动路径、输出轴12、转速调整或控制机构9建立有效连接。

在本实施例中,还可在太阳轮55与转速调整或控制机构9之间再增加一级分动机

构串连在一起,将分动太阳轮55的部分转矩经分动输出轮直接输出,进一步降低转速控制

传动轮或传动路径的第三太阳轮5对转速调整或控制机构9的直接驱动。或用三级以上的分

动机构串连在一起将转速控制传动轮或传动路径的转矩经经各分动机构的分动输出轮逐

级分动直接输出驱动输出轴,更多的降低转速调整或控制机构9的转速控制任务。

实施例17:结合图21,它是在前述实施例的基础上,使第一太阳轮2、第一行星轮1、

第二行星轮8、第二太阳轮14之间组成的总传动比小于1的传动路径,即增速速传动,同时尽

量使第一太阳轮2与第一行星轮1和第二行星轮8与第二太阳轮14逐级增速;用内齿圈57与

行星轮1啮合组建传动比较大的输出传动路径作转速控制传动轮或传动路径直接驱动转速

调整或控制机构9。内齿圈57也可与第二行星轮8啮合。当内齿圈57的转速降低到一定程度

变速器的传动比接近最小传动比时即高速传动时,可起动制动机构或锁上机构58将内齿圈

57制动或锁止,阻止内齿圈57转动;低速传动时,动制动机构或锁上机构58释放,内齿圈57

可自由转动。

在本申请中,与转速调整或控制机构连接的输出级行星齿轮机构也可与输入级行

星齿轮机构安装在同一端,或选择更加灵活的安装方式安装。

在本申请中,各实施例中太阳轮也可用合适的齿圈代替,尤其是在多级行星齿轮

机构的变速器中,只要选择合适的传动比,可用一套完整结构的行星齿轮机构代替两套不

完整结构的行星齿轮机构,使变速器的连接更加灵活、变速器的传动比更加丰富,或使变速

器的结构更加紧凑。

在本申请中,还可在转速控制传动路径的输出轮与无级变速器9输入端或电子无

级转速控制器的发电机43之间安装变速机构,尤其宜在传动比大于1的转速控制传动路径

的输出轮与无级变速器9输入端或电子无级转速控制器的发电机43之间安装变速机构,使

无级变速器9或电子无级转速控制器的发电机43能处在理想的转速范围内稳定的工作,使

变速器的性能更好。

在本申请中,无级变速器9与电子无级转速控制器除能与输出轴12建立传动关系

外,还可与变速器中的行星架15建立传动关系,使无级变速器9与电子无级转速控制器能直

接调整行星架15的转速,使变速器的变速方式更多更加灵活。

在本申请中,无级变速器9也可用其它具有转速调整或控制功能的机构如普通有

级变速器代替,使其以有级的变速方式变速,甚至可直接用多级多级行星齿轮同轴且与轴

固定的连体行星齿轮机构作有级变速齿轮器而不使用转速调整或控制机构9、或级变速器,

直接通过逐级的控制就可实现有级变速;还可用其它具有转速调整或控制功能的液力变矩

器与有级变速器组合代替,实现无级变速

在本申请各实施中,既可通过手动操作各锁止机构的执行机构执行锁止和释放工

作,也可在变速器中安装合适的控制系统,由控制系统来指挥各锁止机构的执行机构执行

锁止和释放工作,使各锁止机构适时锁止或释放。当输入动力、输出阻力及控制要求发生改

变时,可手动或由控制系统自动对各锁止机构的执行机构进行操作或发出工作指令确定各

锁止机构的工作状态,使变速器在手动或控制系统的控制下手动或自动完成变速变矩工作

任务。

本发明还有如下改进:

在两条以上的输出传动路径中直接选择传动比较大的输出传动路径作转速控制

传动轮或传动路径,将传动比较小的输出传动路径作主输出传动轮或传动路径与输出轴12

连接,较大传动比的转速控制传动轮或传动路径可直接驱动转速调整或控制机构9,也可在

较大传动比的转速控制传动轮或传动路径与转速调整或控制机构9间、或在较大传动比的

转速控制传动轮或传动路径与分动行星齿轮机构或具有分动效果的行星齿轮机构组合或

本申请的多级连体行星齿轮机构间再增加一级本申请中的同轴连体行星齿轮变速机构、变

速机构或分动机构,使转速调整或控制机构9能始终处在理想的调控状态。

在本申请中,各传动机构中的锁止机构、连接机构不局限于本申请提及的锁止机

构、连接机构、换档机构或换...

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图1
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