行星鏈輪變速器及差速器的制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001]—、技術(shù)領(lǐng)域:本發(fā)明涉及一種機(jī)械變速傳動(dòng)裝置，尤其與行星齒輪變速器有關(guān)。
[0002]二、【背景技術(shù)】:行星齒輪變速器，自問(wèn)世以來(lái)，為變速器的設(shè)計(jì)及操作等提供了極大的便利，至今已廣泛地應(yīng)用于各種變速裝置中。但由于行星齒輪變速器的組成較為復(fù)雜，又有較高的精度要求，通常有高于一般齒輪副的造價(jià)，因此對(duì)于一些既要具有行星齒輪變速功能，又要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能實(shí)現(xiàn)低成本制造的地方(如電動(dòng)自行車(chē)上使用)，行星齒輪變速器就失去了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。
[0003]三、
【發(fā)明內(nèi)容】
:本發(fā)明的任務(wù)是提供一種能與行星齒輪變速器等效的且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉的變速器。
[0004]為了解決上述任務(wù)，本發(fā)明的解決方案是，以相對(duì)廉價(jià)的鏈輪傳動(dòng)全部或部分地替換行星齒輪變速器中的齒輪傳動(dòng)。
[0005]首先是用鏈輪全部替換齒輪傳動(dòng)，將原來(lái)的行星齒輪變速器中的太陽(yáng)輪變成一個(gè)鏈輪，本發(fā)明稱(chēng)其為主鏈輪；將內(nèi)齒圈變成為另一個(gè)鏈輪，本發(fā)明稱(chēng)其為次鏈輪；主鏈輪和次鏈輪分別安裝在與行星架有著相同旋轉(zhuǎn)中心的不同軸的不同軸向位置上；再將行星架上的行星齒輪換成兩個(gè)鏈輪，本發(fā)明分別稱(chēng)其為主行星鏈輪和次行星鏈輪，主行星鏈輪和次行星鏈輪可同步旋轉(zhuǎn)地安裝于在行星架上安裝的同一條轉(zhuǎn)軸(本發(fā)明將該轉(zhuǎn)軸稱(chēng)為行星軸)的不同軸向位置上，并使得主行星鏈輪和次行星鏈輪的軸向位置，分別正對(duì)于主鏈輪和次鏈輪安裝；最后將主鏈輪與主行星鏈輪用鏈條連接，將次鏈輪與次行星鏈輪也用鏈條連接。這便是本發(fā)明的行星鏈輪變速器，它與傳統(tǒng)的行星齒輪變速器有著類(lèi)似的變速特性:如果讓主鏈輪、次鏈輪及行星架這三個(gè)元件(以后凡有“三個(gè)元件”字樣，即指主鏈輪、次鏈輪及行星架)都不受約束，即都可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，則該行星鏈輪變速器完全失去傳動(dòng)作用；如果讓這三個(gè)元件中的任意二個(gè)分別作為主動(dòng)件和從動(dòng)件，而使另一個(gè)元件固定不動(dòng)，則該行星鏈輪變速器以一定的變速比傳遞動(dòng)力；如果使這三個(gè)元件中的任意兩個(gè)之間不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，則該行星鏈輪變速器中的三個(gè)元件之間均不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，相當(dāng)于形成了直接檔傳動(dòng)(這里有一個(gè)特例要說(shuō)明，當(dāng)主鏈輪與主行星鏈輪之間的傳動(dòng)比等于次鏈輪與次行星鏈輪之間的傳動(dòng)比時(shí)，盡管主鏈輪與次鏈輪不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，但行星架卻仍能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)然這也是本發(fā)明的一部分，它不但將主鏈輪與次鏈輪聯(lián)軸，而且行星架仍可自由轉(zhuǎn)動(dòng))。
[0006]由于本發(fā)明的行星鏈輪變速器為鏈輪傳動(dòng)，因此可彌補(bǔ)行星齒輪變速器因齒輪傳動(dòng)在轉(zhuǎn)動(dòng)方向上的局限性。然而，鏈輪傳動(dòng)實(shí)際上也可以象齒輪傳動(dòng)那樣進(jìn)行反向傳動(dòng):在進(jìn)行鏈傳動(dòng)的兩個(gè)鏈輪中間位置的鏈條外側(cè)，再新安裝一個(gè)與鏈條外側(cè)嚙合的鏈輪，那么該新安裝于鏈條外側(cè)的鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與原來(lái)的兩個(gè)鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，這便構(gòu)成了鏈輪的反向傳動(dòng)。本發(fā)明將鏈輪的這種反向傳動(dòng)方式稱(chēng)為反鏈傳動(dòng)。如果讓主鏈輪與主行星鏈輪之間采用反鏈傳動(dòng)，而次鏈輪與次行星鏈輪之間仍采用原來(lái)的傳動(dòng)方式(如果也采用反鏈傳動(dòng)，當(dāng)然也可以實(shí)施本發(fā)明，這也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍，只是沒(méi)有特殊需要，一般不會(huì)采用兩個(gè)反鏈傳動(dòng)，因此本發(fā)明對(duì)此也不作過(guò)多的討論)，這樣也完全可以實(shí)施本發(fā)明，因此本發(fā)明將這種在主鏈輪與主行星鏈輪之間或次鏈輪與次行星鏈輪之間采用反鏈傳動(dòng)的行星鏈輪變速器稱(chēng)為反鏈?zhǔn)叫行擎溳喿兯倨鳌Ｓ捎谶@種反鏈?zhǔn)叫行擎溳喿兯倨髦械闹餍行擎溳喌男D(zhuǎn)方向發(fā)生了變化，必將引起其中的三個(gè)元件之間的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與原來(lái)的有所不同，例如當(dāng)主鏈輪與主行星鏈輪之間的傳動(dòng)比在數(shù)值上(“在數(shù)值上”表示是數(shù)字本身的值，與數(shù)字的正負(fù)號(hào)無(wú)關(guān)，相當(dāng)于絕對(duì)值，以下均同，不再重述)等于次鏈輪與次行星鏈輪的傳動(dòng)比時(shí)，本發(fā)明的這個(gè)反鏈?zhǔn)叫行擎溳喿兯倨?，具有了差速器的功能，可成為一個(gè)差速器，它的輸入端是行星架，可將行星架制成一個(gè)鏈輪，直接用鏈條進(jìn)行傳動(dòng)，兩個(gè)輸出端分別是主鏈輪和次鏈輪。
[0007]其次是在上述的行星鏈輪變速器中部分地用齒輪替換鏈輪進(jìn)行傳動(dòng)(這與行星齒輪變速器中部分地用鏈輪替換齒輪進(jìn)行傳動(dòng)的道理是一致的)，在主鏈輪與主行星鏈輪或次鏈輪與次行星鏈輪之間，任選一對(duì)，使其變成為齒輪傳動(dòng)。本發(fā)明這里以主鏈輪與主行星鏈輪為例用齒輪替換傳動(dòng)，將主鏈輪變成為主齒輪、主行星鏈輪變成為主行星齒輪，并使主齒輪和主行星齒輪嚙合。這便是一個(gè)齒輪傳動(dòng)與鏈輪傳動(dòng)混合使用的行星鏈輪變速器。本發(fā)明稱(chēng)其為齒輪式行星鏈輪變速器。顯然這個(gè)齒輪式行星鏈輪變速器中的齒輪傳動(dòng)部分與前面的鏈輪進(jìn)行反鏈傳動(dòng)的旋轉(zhuǎn)方向是一樣的，因此同樣地在主齒輪與主行星齒輪之間的傳動(dòng)比在數(shù)值上等于次鏈輪與次行星鏈輪之間的傳動(dòng)比時(shí)，這個(gè)齒輪式行星鏈輪變速器，也可成為一個(gè)差速器，它的輸入端是行星架，兩個(gè)輸出端是主齒輪和次鏈輪。
[0008]上述的這兩種差速器，由于內(nèi)部沒(méi)有軸向力，因此結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、體積也較小，制造容易成本低，是低成本行走機(jī)械的首選產(chǎn)品。
[0009]綜上所述，本發(fā)明的行星鏈輪變速器，不但有著與行星齒輪變速器類(lèi)似的功能，而且在造價(jià)方面有著行星齒輪變速器無(wú)法比擬的優(yōu)越性，特別是應(yīng)用于普通鏈傳動(dòng)的車(chē)輛上(如電動(dòng)自行車(chē)或三輪車(chē)上.甚至于將變速器安裝于輪轂上等)將更顯其實(shí)用價(jià)值。然而，除價(jià)格上的優(yōu)勢(shì)外，由于鏈輪傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)有著相反的旋轉(zhuǎn)方向，因此，本發(fā)明的行星鏈輪變速器，可彌補(bǔ)因行星齒輪中齒輪傳動(dòng)的方向單一而造成的不足。此外，本發(fā)明還可進(jìn)行反鏈傳動(dòng)或齒鏈混合傳動(dòng)，以進(jìn)一步拓寬變速器的設(shè)計(jì)空間，同時(shí)還可以制成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉的差速器，該差速器不一定要傳動(dòng)軸傳動(dòng)，可直接用鏈條作用于由行星架制成的鏈輪上。因此本發(fā)明極具實(shí)用意義。
四、【附圖說(shuō)明】
:
[0010]圖1是本發(fā)明的行星鏈輪變速器示意圖。
[0011]圖2是本發(fā)明的行星鏈輪變速器傳動(dòng)比計(jì)算輔助圖。
[0012]圖3是兩個(gè)行星鏈輪大小不一時(shí)的行星鏈輪變速器示意圖。
[0013]圖4是本發(fā)明的齒輪式行星鏈輪變速器示意圖。
[0014]圖5是主齒輪與主行星齒輪之間的傳動(dòng)比在數(shù)值上等于次鏈輪與次行星鏈輪之間的傳動(dòng)比時(shí)的兩個(gè)齒輪式行星鏈輪變速器示意圖。
[0015]圖6是鏈輪進(jìn)行反鏈傳動(dòng)時(shí)的鏈輪安裝示意圖。
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
五、【具體實(shí)施方式】
:
[0017]圖1是行星鏈輪變速器的結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖
[0018]圖中主鏈輪I和次鏈輪2是安裝于同一中心軸系8 (這里是主鏈輪、次鏈輪及行星架的旋轉(zhuǎn)中心，可以有三條軸存在，故本發(fā)明稱(chēng)其為“中心軸系8”)上的兩個(gè)在不同軸向位置上的鏈輪，該兩個(gè)鏈輪均可單獨(dú)繞中心軸系8自由旋轉(zhuǎn)；行星架3安裝于中心軸系8上，也可繞中心軸系8自由轉(zhuǎn)動(dòng)，行星架3上還安裝有行星軸9，行星軸9上安裝有主行星鏈輪4和次行星鏈輪5 (因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的原因，這里的行星鏈輪必須同時(shí)鏈接主鏈輪I和次鏈輪2，因此行星鏈輪是兩個(gè)安裝于同一行星軸9上的不同軸向位置上的鏈輪，為了說(shuō)明的方便，本發(fā)明將其分別命名為主行星鏈輪4和次行星鏈輪5)，圖中的主行星鏈輪4畫(huà)在了次行星鏈輪5的背面，主行星鏈輪4和次行星鏈輪5相互之間不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，只能同步繞行星軸9轉(zhuǎn)動(dòng)，為了說(shuō)明的方便，這里先設(shè)定這兩個(gè)行星鏈輪為一樣大小；主鏈輪I與主行星鏈輪4之間用鏈條連接傳動(dòng)，本發(fā)明將這一鏈條稱(chēng)為主鏈條6，次鏈輪2與次行星鏈輪5之間也用鏈條連接傳動(dòng)，本發(fā)明將這一鏈條稱(chēng)為次鏈條7。這便組成了本發(fā)明的行星鏈輪變速器，從圖中不難看出，它與傳統(tǒng)的行星齒輪變速器相類(lèi)似，也有三個(gè)元件，即主鏈輪1、次鏈輪2及行星架3，并且這三個(gè)元件的傳動(dòng)特性也幾乎相同，不同的是本發(fā)明將齒輪傳動(dòng)變成了鏈輪傳動(dòng)，在運(yùn)轉(zhuǎn)方向上與行星齒輪變速器會(huì)有所差異:當(dāng)這三個(gè)元件均不受約束時(shí)，行星鏈輪變速器完全失去傳動(dòng)作用；當(dāng)這三個(gè)元件中的兩個(gè)分別作為主動(dòng)件和從動(dòng)件，而使另一個(gè)元件固定時(shí)，則整個(gè)行星鏈輪變速器以一定的傳動(dòng)比傳遞動(dòng)力；當(dāng)這三個(gè)元件中的任意兩個(gè)之間不能相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，則整個(gè)行星鏈輪變速器中的三個(gè)元件均不能相對(duì)運(yùn)動(dòng)。相當(dāng)于形成了直接檔傳動(dòng)(但這里有個(gè)特例，即當(dāng)主鏈輪I與主行星鏈輪4之間的傳動(dòng)比等于次鏈輪2與次行星鏈輪5之間的傳動(dòng)比時(shí)，雖然主鏈輪I與次鏈輪2不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，但行星架3卻能自由繞中;L1、軸系8轉(zhuǎn)動(dòng))。
[0019]圖2是本發(fā)明的行星鏈輪變速器速比計(jì)算輔助用圖。
[0020]因?yàn)槌行擎溳喿兯倨髦械娜齻€(gè)元件全部固定在一起進(jìn)行直接檔傳動(dòng)外，只有當(dāng)三個(gè)元件中的任意二個(gè)分別作為主動(dòng)件和從動(dòng)件，而使另一個(gè)元件固定時(shí)，整個(gè)行星鏈輪變速器才以一定的傳動(dòng)比傳遞動(dòng)力，因此只要逐一將三個(gè)元件進(jìn)行固定，并求出其它兩個(gè)元件之間的傳動(dòng)比(變速比)即可，本發(fā)明這里提供一種簡(jiǎn)易的計(jì)算方法:如圖2-A，圖中的行星架3是一條黑粗的實(shí)線(xiàn)，正好與坐標(biāo)上的X軸重合，且中心軸系8正好在坐標(biāo)原點(diǎn)上，主鏈輪I上有一點(diǎn)A也正好落在原點(diǎn)左邊的X軸上，為了說(shuō)明的方面，次鏈輪2的X軸以下部分畫(huà)上了陰影斜線(xiàn)，以便于觀察，并設(shè)主鏈輪I的齒數(shù)為m，次鏈輪2的齒數(shù)為n，且m > η。當(dāng)行星架3被固定，次鏈輪2順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)180度時(shí)，則主鏈輪I便順時(shí)針?lè)较蚋S次鏈輪2轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度為Θ，即變成如圖2-Β所示那樣，顯然Θ =n/m 180度，所以次鏈輪2與主鏈輪I之間的轉(zhuǎn)角比為180/ Θ = m/n,此即為當(dāng)行星架固定時(shí)，次鏈輪2與主鏈輪I之間的轉(zhuǎn)速比，且轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。圖2-B中的主鏈輪I上的A點(diǎn)已離開(kāi)X軸，但如果將圖2-B整圖(除坐標(biāo)軸外)繞坐標(biāo)原點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度Θ，則A點(diǎn)仍回到原來(lái)的X軸上，這便是如