封闭式行星锥盘无级变速器差动轮系的选型分析

　　了保 证 减 速 传 动 将 式 （） 入 条 件 ③ 得 到 差 动 轮 ９代

　　其 传动 功 率 。为 了能够 拓 宽行 星锥 盘无 极变 速器 的应用 场合 ，也 即提 高其 承载 能力 与传 动效 率 ， 将 其与 差 动轮 系相 连接 构 成封 闭式 差动 无级 变速 器 ；这 样 ，可 以有 效利 用行 星传 动 的功 率分 流 ， 输 入 、输 出轴 的 同轴性 以及 合 理采 用 内啮合 ，使

　　级变 速 器 的 ５ ％以上 的行 星锥 盘式 无级 变速 器封 ０ 闭式研 究却 并不 多见 ，更未 对其 进行 深 入细 致地 分析 。本文将 就此 问题 进行 探讨 。

　　图 ４封闭式无级变速器结构示意简图 （ 输入接系杆 （ ） ６ ，输 出接 内齿轮 （ ） Ｈ）

　　为 了使得 图 １ 所示 机构 不存 在封 闭功 率流 ， 将式（２代入条件①得到差动轮 系的相对传动 比 １） ＜０。 为 了改 善分 流 效 果 ，将 式（１代入 条 件 １）

　　２３各 个 方案 的分 析计 算 ． 对 于 图 ２所 示 的封 闭式机 构 ：

　　的单 自由度 的无级 变速 器 。针 对行 星锥 盘无 级 ” 变速 器承 载功 率 小、效 率低 的特 点 ，宜 选用Ｐ Ｘ型 封 闭方式 。

　　如 图 ４ 图 ５所示 两种情 况 ，大太 阳轮 输 出有如 、 图 ６ 金属丝网、图 ７所 示两种 类 型 。在 此 ，差动 轮系 先不 分正 、负 号机构 ， 意 图上一 律 以负号机 构替 代 ， 示 最终选 用 机构 为正 号机 构还 是 负号机 构 由差 动轮 系相对 传动 比 ｆ 的符 号决 定 封闭差动轮系。 ２２ 力矩 分配 与功 率分 配原理 ． 对 于 三轴 系传 动 ，对其 整个 系统 而 言 水表，如果 不计摩 擦 损 失 ，所 受 的外力 矩应 平衡 ，输入 输 出

　　个 三轴 系统 组成 的三 轴 系系 统 ０一－ ｗ Ｑ，则对 于 图 ｚ以及 Ｏｗ ａ分 ） －—

　　： ：ｗ ： ）（ １ ｒ ＝１（ 一 ：一 ） ｊ ： ： ＝１（） （ 一 ） ： 一 ： １

　　（）大太 阳轮 输 出 。 ３ 每 一类 又有 两种 不 同 的连 接 方式 ，系杆 输 出 有如 图 ２ 、图 ３所 示两 种方 式 ，小太 阳轮输 出有

　　封 闭式无 级 变速 器是 基本 型无 级 变速 器作 为 封 闭机 构去封 闭差动 轮系 的两个基 本 构件 所得 到

　　又 ｆ ｊ １￡＋＝ × ￡＝ ， ｆ １ ｆ 可 得：受 ： ： 一 １

　　为 了避 免封 闭功 率流 的存 在 ，获得 图 １中的 箭头 所示 功率 流 向 ，即功 率从 左端 ０ 输入 在 点 处产 生分 流 ，一 部分 流 向基本 型无 级变 速器 Ｐ园艺工具， 经无 级变 速 器流 出再 流 向差 动 轮系 ，另 一部 分直 接流 向差动轮系，两部分功率在差动轮系中汇合

　　、 、 分 别 为 作用 在 主 动件 Ｏ、从 动 为当ｗ 件 固定 时封 闭 构

　　注；“ 入 ” 输 出 ”是指 基本 型 Ｃ Ｔ的输 入 、输 出端 ，下 同 。 输 、“ Ｖ

　　图 １整个 系 统可 视 为 由 Ｐ （， 和 １ 所示 三 轴 系系统 Ｐｕ ） （， 六角垫圈面螺母、 ｖ

　　３００ ） ５ １８ （ 福州大学机械 工程 及 自动化 学院，福建 福州 摘

　　要 ：介绍了封闭式行 星锥盘无 级变速器 的传动原理 ，列举 了封闭行星锥盘无级变速 器的差动轮系 的几种结构形

　　行 星锥 盘无 级 变速 器 因通用 性 较强 ，结 构和 工 艺较 简 单紧 凑 ，变速 稳 定 、工作 可靠 ，尤 其 能

　　适 应各 种 生产 流水 线 需要 ，而 使其 应用 广 、产 量 大 …。但 因其 传 动动 力 依靠 摩擦 力 提 供 ， 限制 了

　　级变 速器 的外 伸端 （ 出端） 输 。运 动 由输入 端 Ｄ 输 入 ，同时把 运动传 给 Ｕ和 Ｘ 把 运 动输入 Ｐ，输 ，Ｕ 出运 动 ｖ ，ｖ与 一起作 为差 动轮 系 的两个输 入 ， 运 动最终 从 Ｑ输 出。

　　则 由式（ 、（ 、（ 可得不计摩擦 时的普遍力 ２ ３ ４ ） ） ）

　　图 ２封闭式无级变速器结构示意简 图 （ 输入接 内齿轮 （ ） ６ ，输 出接太 阳轮 （ ） 口）

　　系统 的三 个基 本构 件 ，则作 用在 其 上 的外力矩 之 和等 于零 ，所 传递 功率 的代 数和 也等 于 零 ，可推

　　作 者简 介 ：谢观 ￣（９ ６） ｚ １８ 一 ，男 ， ｌ ｆ 硕士研 究 生 ，研 究 方 向：机构 学及 机械 传动 。

　　通 讯作 者 ：刘 开￣（９ ７） １６ 一，男 ，副教授 ，研 究方 向：从事 机械 设计 及理 论方 面 的教学 与研 究 。

　　率 等方 面 多有 研 究 ，如 湘潭 大 学 的王 琼 英［，成 ２ 】 都 大学 的段 钦华 、 实如 ［ 佳木斯 大 学 的周 欣 、 杨 ３ ， 韩 继光 ［８ ； 有针 对具 体无 级变 速器 的封 闭式 ５］ 也 －等 研究 （ 如文 献 ［］ １］芯片，而对 年产 量约 占机 械无 ９、［０）

　　功率应 平衡 。参考 文献 ［２ ，若 ｆ Ｊ １１ 、 、ｋ为三 轴系

　　封 闭式行 星 锥盘 无级 变速 器 的基 本原 理可 简 化为 如 图 １所 示 。图 中，Ｐ 为行 星锥 盘无 级变 速 器 ；ｕ 分 别为 行星锥 盘 无级变 速器 的两 个外 伸 变位系数、ｖ 端 ； 为无级 变速 器 的 固定 端 ； 为差 动轮 系 ， 、 Ｗ Ｘ Ｙ 、ｚ分 别为 差动 轮系 的三个 基本 构件 ；Ｄ 为封 闭 式无 级 变速 器 的外 伸端 （ 输入 端） ；Ｑ 为封 闭式 无

　　又 Ｔ ＋ ， ＝ ｏ＝ ｎ Ｏ＝ｎ ＝／ ， ｖ ｙ ｘ ， ｎ ＝ｎ Ｉ “

　　轮 系 的相对传 动 比ｂ 值范 围为 ＜一 。 ａ取 月 对于 如 图 ４所 示 的封 闭 式机构 ：

　　式 中 ， 、 、Ｔ分别 为 构件 ｉ 、址 的外 力矩 ； ｋ 、Ｊ ｎ、ｎ、ｎ￣ ｌ ｆ ｊ ｋ Ｊ ． 为构 件ｉ Ｊ 的转 速 。 、 、后 当取 相 对 于 某 一 构 件 的转 速 时 ， 由式 （） １可

　　式 。通过对它们 的力矩分配 、传动 比以及功率分流等的分析计算 ，最终选出优势方案。

　　关 键 词 ：封 闭式 ；行 星 锥 盘 ；无 级 变 速 器 ；差 动 轮 系

　　中图法分类号 ：Ｔ ３ ． 文献标识码 ：Ａ 文章编号：１７ — ８ １２ １）３ ０ ４ ０ Ｈ１２４ ６ ６ ２ ４ ０ （０ １ — ６ － ５ ０

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