一种自动加载变速器及自动加载变速方法

技术特征：
1.一种自动加载变速器，包括变速器左端盖(9)、变速器外壳(27)、变速器右端盖(37)；其特征在于：所述自动加载变速器还包括输入输出轴、输出输入轴、行星齿轮机构、行星摩擦轮机构、自动加载装置；所述输入输出轴包括输入输出双联中心齿轮轴(6)，通过输出双联中心齿轮轴(6)作为动力的输入端或输出端，并与所述行星齿轮机构形成传动连接；所述输出输入轴包括行星架输出输入轴(36)，通过行星架输出输入轴(36)作为动力的输出端或输入端，并与所述自动加载装置形成传动连接；所述行星齿轮机构包括输入输出双联中心齿轮轴(6)、双联行星齿轮内摩擦轮(15)、左行星架(21)、右行星架(46)；所述左行星架(21)和右行星架(46)分别套置在所述输入输出双联中心齿轮轴(6)的两端，所述输入输出双联中心齿轮轴(6)与所述双联行星齿轮内摩擦轮(15)中的双联行星齿轮形成啮合传动，实现第一级行星齿轮传动；所述行星摩擦轮机构包括双联行星齿轮内摩擦轮(15)、行星外摩擦轮(23)、行星外摩擦轮轴(47)；所述行星外摩擦轮轴(47)两端分别支撑在左行星架(21)、右行星架(46)上，所述双联行星齿轮内摩擦轮(15)与行星外摩擦轮(23)之间形成摩擦传动副，带动行星外摩擦轮(23)绕行星外摩擦轮轴(47)轴线形成回转运动，实现第二级行星摩擦轮传动；所述自动加载装置包括外环(29)、自动加载弹簧(30)、内滚环(31)、自动切合碟簧(32)、自动加载钢球(33)、自动加载轴(34)；所述外环(29)通过自动加载轴(34)与行星架输出输入轴(36)固连，所述内滚环(31)设置外环(29)内侧，自动加载弹簧(30)设置在两者的径向方向，内滚环(31)空套在自动加载轴(34)上，内滚环(31)在自动加载弹簧(30)的弹力作用下在行星架输出输入轴(36)中作径向运动；自动切合碟簧(32)设置在两个内滚环(31)之间的自动加载轴(34)上，使内滚环(31)与外环(29)径向移动时仍保持动态紧密切合状态；在内滚环(31)与外环(29)各自相对面上分别设置凹槽，自动加载钢球(33)则设置在上述凹槽内。2.根据权利要求1所述的一种自动加载变速器，其特征在于：所述输入输出双联中心齿轮轴(6)左端通过一对球轴承(5)支撑在左行星架(21)的孔内，并通过左轴承盖(7)压紧；右端通过球轴承(45)支撑在行星架输出输入轴(36)孔内；行星架输出输入轴(36)右端通过球轴承(44)支撑，并分别用右轴承盖(38)、右轴向轴承挡圈(42)、圆螺母(43)相对于变速器右端盖(37)轴向定位。3.根据权利要求1所述的一种自动加载变速器，其特征在于：所述双联行星齿轮内摩擦轮(15)中双联行星轮的两端通过一对球轴承(14)支撑在左行星架(21)、右行星架(46)孔内，轴承两端分别用异形垫圈(13)定位并压紧。4.根据权利要求3所述的一种自动加载变速器，其特征在于：所述双联行星齿轮内摩擦轮(15)的中间轮廓面为“圆柱面 凹圆弧面”，内滚环(31)的内轮廓面为“圆柱面 凹圆弧面”，行星外摩擦轮(23)的中间轮廓面为“圆柱面 凸圆弧面”，行星外摩擦轮(23)的中间轮廓面分别与双联行星齿轮内摩擦轮(15)的中间轮廓面、内滚环(31)的内轮廓面接触后形成摩擦传动副。5.根据权利要求1所述的一种自动加载变速器，其特征在于：所述行星外摩擦轮轴(47)两端通过一对球轴承(20)分别支撑在左行星架(21)、右行星架(46)沿径向方向的微椭圆圆孔内，球轴承(20)两端分别用异形垫圈(19)进行轴向定位，且异形垫圈(19)分别与左右行
星架之间形成轴向间隙δ1和δ2，δ1=δ2，球轴承(20)的安装初始圆心o在微椭圆圆孔内的正反径向自调整间隙分别为δ3和δ4，δ3=δ4。6.根据权利要求1所述的一种自动加载变速器，其特征在于：所述内滚环(31)空套在自动加载轴(34)上，内滚环(31)相对于自动加载轴(34)的上下径向移动间隙分别为δ5和δ6，δ5=δ6。7.根据权利要求1所述的一种自动加载变速器，其特征在于：所述外环(29)与内滚环(31)各自相对面上设置的凹槽为v型槽或凹圆弧槽，相对面上的两个凹槽在初始状态下形成错位设置，自动加载钢球(33)置于两个凹槽中，使内滚环(31)上的凹槽相对于外环(29)上的凹槽向内径向方向运动，产生径向力的变化。8.根据权利要求1所述的一种自动加载变速器，其特征在于：所述自动加载装置的数量为3～6个，均布设置在行星架输出输入轴(36)的整个圆周方向上。9.根据权利要求1所述的一种自动加载变速器，其特征在于：所述行星外摩擦轮(23)通过球轴承(35)绕行星外摩擦轮轴(47)轴线回转，通过外摩擦轮轴承轴向定位套(22)对球轴承(35)进行轴向定位。10. 自动加载变速方法，其特征在于，利于权利要求1-9任意一项所述自动加载变速器，变速方法如下：(一)减速传动方法由输入输出双联中心齿轮轴(6)驱动双联行星齿轮内摩擦轮(15)，两者之间形成定比传动；由双联行星齿轮内摩擦轮(15)驱动行星外摩擦轮(23)，两者之间形成变比传动，由行星外摩擦轮(23)驱动自动加载装置，最后由自动加载装置从行星架输出输入轴(36)完成减速输出；其中变比传动由自动加载装置辅助完成，变比过程如下：自动加载弹簧(30)在自身预紧力的作用下使内滚环(31)与行星外摩擦轮(23)摩擦连接，内滚环(31)在自动加载弹簧(30)产生径向力作用下沿径向方向移动，进而使自动加载钢球(33)也沿径向方向滚动，自动加载钢球(33)又在自动切合碟簧(32)的弹力作用下紧紧贴合在外环(29)的凹槽上并相对滑移一定的位移量，在轴向载荷的作用下，外环(29)外圈曲率中心固定不动，内滚环(31)内圈曲率中心沿轴向移动，轴向趋近一定的位移量并形成相应的作用力f3、f4以及相应的外滚环外圈曲率接触角γ和内滚环内圈曲率接触角β，行星外摩擦轮轴(47)受力后在左右行星架中的微椭圆孔进行微调，进而形成了内滚环(31)、外摩擦轮(15)和输入输出双联中心齿轮轴(6)三者之间新的无级摩擦传动副，该无级摩擦传动副在满足减速输出运动功能的同时，还可自动根据行星架输出输入轴(36)上的负载自适应调整行星架输出输入轴(36)的转矩和转速；(二)增速传动方法由行星架输出输入轴(36)驱动自动加载装置，由自动加载装置驱动行星外摩擦轮(23)，由行星外摩擦轮(23)驱动双联行星齿轮内摩擦轮(15)，上述过程为变比传动过程，最后由双联行星齿轮内摩擦轮(15)驱动输入输出双联中心齿轮轴(6)完成增速运动；上述变比传动过程与减速方法原理相同；(三)等速传动方法在输入输出双联中心齿轮轴(6)与右行星架(46)之间安装离合器(48)，该机构需要高速运转时，通过该离合器(48)的动作，直接使双联中心齿轮轴(6)与右行星架(46)贴合成为
一个整体，直接输出从输入输出双联中心齿轮轴(6)输入的发动机或动力源的动力。

技术总结
一种自动加载变速器及自动加载变速方法，属于机械传动技术领域，包括变速器左端盖、变速器外壳、变速器右端盖、输入输出轴、输出输入轴、行星齿轮机构、行星摩擦轮机构、自动加载装置；变速器可以实现双向输入输出，即运动从输入输出双联中心齿轮输入到行星架输出输入轴，也可以实现运动从行星架输出输入轴到输入输出双联中心齿轮的双向运动；整个运动过程中摩擦轮传动可通过自动加载装置进行微量调节，既可以实现无级减速运动，也可以实现无级增速运动；通过离合器动作还可以实现等速传动。在变速器径向尺寸增加很小的情形下，在满足增减速输出功能的同时，可实现高传动比，根据输出端上的负载自适应调整输出端的转矩和转速。上的负载自适应调整输出端的转矩和转速。上的负载自适应调整输出端的转矩和转速。


技术研发人员：柳青松 王波 苏楠 周峰 庞晓文 张政 朱免顺 田万英
受保护的技术使用者：扬州工业职业技术学院
技术研发日：2022.11.18
技术公布日：2023/3/10