技术领域
[0001] 本
发明涉及一种限制滑动星齿轮变速器，特别是涉及这样一种限制滑动星齿轮变速器，其具有
制动部件，该制动部件与用于控制所述行星齿轮变速器的输出
扭矩的
行星齿轮组的一转动部分接合。
背景技术
[0002] 本发明涉及行星齿轮组。行星齿轮组典型为包括以下组件的整体组合件：
恒星齿轮、
支架、
小齿轮、和环形齿轮。然后行星齿轮组组合件集成到一较大的机械设备中，如
汽车变速器。行星齿轮组集成到其中的该较大的机械设备的输出功率或扭矩可被常规地控制。对于一定的应用来说，可通过直接控制行星齿轮组的一个或多个构件(如恒星齿轮或支架)的扭矩，可期望控制行星齿轮组具有的扭矩输出。
[0003] 本技术领域的文献是US
专利No.5,106,301，其公开一种用于
四轮驱动运输车辆的变速箱，所述变速箱提供了中
心轴，该中心轴限定由前高/低驱动系列齿轮组和后双行星轴间差速齿轮组同心地围绕的第一输出端。系列
联轴器联轴节布置在齿轮组之间，该齿轮组用于选择性地提供四轮驱动低范围、中间范围、全时四轮驱动高范围。此外，模套筒布置在齿轮组之间，该齿轮组用于当运输车辆转换到其四轮低范围时选择性地
锁闭差速齿轮组。内和外相对转动筒
外壳围绕后双行星轴间差速齿轮组，双行星轴间差速齿轮组用于限定其之间的环形粘性
流体连接腔室。当外筒与用于提供在第一
驱动轴和第二驱动轴之间具有有限滑动的全时四轮驱动
差速器的第二
输出轴相连接时，内筒利用与和第一输出轴一起转动的双行星齿轮组的一部分
啮合的内环形齿
轮齿形成。
[0004] 需要的是一种限制滑动星齿轮变速器，其包括制动部件，所述制动部件与用于控制行星齿轮变速器的输出扭矩的行星齿轮组的转动部分接合。本发明满足这种需求。
发明内容
[0005] 本发明的主要方面在于提出这样一种限制滑动星齿轮变速器，其具有制动部件，该制动部件与用于控制所述限制滑动星齿轮变速器的输出扭矩的行星齿轮组的转动部分接合。
[0006] 本发明的其它方面将通过对本发明的以下描述和
附图指出或变得明显。
[0007] 本发明涉及一种限制滑动星齿轮变速器，其包括：输入部件；输出部件；在所述输入部件和输出部件之间联接的行星齿轮组，所述行星齿轮组具有恒星齿轮；以及，直接联接到所述恒星齿轮的制动部件，通过控制所述恒星齿轮的速度，所述制动部件控制所述行星齿轮组的输出扭矩。
附图说明
[0008] 附图和描述一起用于解释本发明的原理，附图并入并形成
说明书的一部分，示出本发明的优选
实施例。
[0009] 图1是优选实施例的横截面图。
[0010] 图2是图1中的实施例的分解图。
[0011] 图3是一替换实施例的横截面图。
[0012] 图4是图3中的实施例的分解图。
具体实施方式
[0013] 图1是本发明的变速器的横截面图。支架20相对于轴线A-A转动。支架20可以压配到一旋
转轴(未示出)上。
[0014] 多个小齿轮90轴颈连接到支架20上。每个小齿轮90与环形齿轮30和恒星齿轮10啮合。恒星齿轮部件11还包括相对于轴线A-A与支架20同轴的轴。在此实施例中，恒星齿轮10通过恒星齿轮部件11与制动器40摩擦接合。
[0015] 环形齿轮30穿过
轴承81在恒星齿轮部件11上转动。环形齿轮30通过轴承80在支架20上转动。在此实施例中，功率输出是通过环形齿轮30进行，功率输入是通过支架20进行。
[0016] 制动器40包括外壳50以及交错的盘片60和70。盘片60包括在
离合器和制动器领域中已知的
摩擦材料。盘片70包括在离合器和制动器领域中已知的摩擦材料。盘片60安装到外壳50上。盘片70安装到恒星齿轮部件11上。
活塞41推动盘片60与盘片70摩擦接合。在盘片60和盘片70之间的摩擦接合将一阻
力矩施加于恒星齿轮部件11，从而减慢恒星齿轮10的转动，这依次减少了设备的输出扭矩。制动器40也可以包括在本领域中已知的其它类型的制动器，如锥形制动器或带式制动器。在一替换的实施例中，活塞41还可以包括连接到一控制系统(未示出)的气压缸或
液压缸。
[0017] 在图1中，设备被构造为一行星齿轮组，在该行星齿轮组中，恒星齿轮10是反转齿轮，支架20是用于产生环形齿轮30处的输出速度增加的输入端。在一替换的实施例中，环形齿轮30可以是导致输出支架20处速度降低的输入端。恒星齿轮10能被保持固定以产生速度比率，但也能滑动以改变输出速度，每个选择的速度使用制动器40。
[0018] 为了描述运行，假定变速器用作
增速器，其中环形齿轮30是输出端，支架20是输入端。当恒星齿轮10被保持不转时，通过制动器40的
传动比是：
[0019]
[0020] 其中，S是恒星齿轮10上的齿的数量；
[0021] R是环形齿轮30上的齿的数量。
[0022] 在此实例中，恒星齿轮10具有12个齿，环形齿轮30具有60个齿，从而传动比是0.83:1。如果支架20以12Nm的扭矩以1000RPM旋转，恒星齿轮10由于制动器40的应用而不转动，则环形齿轮30以10Nm的扭矩以1200RMP旋转。可以使制动器40滑动以在环形齿轮30处具有小于1200RPM的任何速度。如果环形齿轮30的预期速度是1100RPM，则施加到制动器40的力可以减少以允许恒星齿轮10滑动。
[0023] 为了计算在恒星齿轮10处所需要的滑动速度，使用以下计算式：
[0024] (R+S)ω支架＝Rω环形齿轮+Sω恒星齿轮
[0025] ω支架是支架的速度；
[0026] ω环形齿轮是环形齿轮的速度；
[0027] ω恒星齿轮是恒星齿轮的速度。
[0028] 在这种情形中，恒星齿轮10的滑动速度为500RPM以将环形齿轮30从1200RPM减慢到1100RPM。功率损耗仅仅是环形齿轮30处的速度变化和环形齿轮30处的扭矩的结果，如在以下公式中示出：
[0029]
[0030] 来自滑动环形齿轮30的功率损耗为大约105瓦。在恒星齿轮10处的扭矩较小，为2Nm，因为在恒星齿轮10处的速度较高，为500RPM。功率损耗在较高速度时更容易控制，因为施加到盘片60和盘片70所需的力较小。较小的施加的力允许减小盘片60、盘片70和外壳50的总的物理尺寸。
[0031] 图2是图1中的实施例的分解视图。O型
垫圈51避免来自进入外壳和到达盘片60、70的碎屑。O型垫圈51也作为压力边界使用于密封活塞41。外壳盖52利用螺钉53固定到外壳50。盘片60承靠在一端部盘片54上。
[0032] 卡环82将轴承81保持在环形支架31中。导流片33引导油进入到在小齿轮90和恒星齿轮10之间的齿轮啮合界面中。环形齿轮30被保持在环形支架31和环形支架32之间。卡环83将轴承80保持在环形支架32中。
[0033] 在该实施例中，三个小齿轮90轴颈连接到支架20，尽管基于使用者的需求，也可以使用更多的小齿轮。恒星齿轮10压配到恒星齿轮部件11的一外表面上。
[0034] 图3是一替换实施例的横截面图。在此实施例中，制动机构施用于支架300，而在图1中的实施例中，制动机构施用于恒星齿轮10。
[0035] 在此实施例中，两个环形齿轮100、500共享具有复式小齿轮200的共同支架300，其中支架是反转元件。环形齿轮100是用于产生输出环形齿轮500处的速度增加的输入端。支架300是利用制动器400来防止转动或滑动的反转部件。如在图1中的实施例可注意到，功率流向可以在任何方向上，即对于减速变速器，通过环形支架501的输入方向和通过环形支架101的输出方向。
[0036] 环形齿轮100布置在环形支架101的内表面上。环形齿轮100与多个复式小齿轮200啮合在一起。复式小齿轮200围绕支架300轴颈连接。每个复式小齿轮200包括两个齿轮，即齿轮201和齿轮202。每个齿轮201和齿轮202具有不同数量的齿。环形齿轮100与每个齿轮201啮合在一起。
[0037] 环形齿轮500布置在环形支架501的内表面上。环形齿轮500与每个复式小齿轮200上的每个齿轮202啮合在一起。
[0038] 带式制动器400摩擦接合在支架300的外周向表面301上。带式制动器包括带401，摩擦材料402安装在该带上。摩擦材料402摩擦地接合表面301。带式制动器400利用一机械构件以在本领域中已知的方式运行，以将带压紧到表面301上，从而增加施加到支架的
摩擦力。这种构件可以包括但不限于电
致动器、
气动活塞或液压活塞、爱克米型螺钉或简单杆(未示出)。
[0039] 在运行中，每个齿轮包括预定数量的齿。每个齿轮可以具有任何数量的齿。在本实施例中，环形齿轮100具有107个齿。复式小齿轮200具有两个齿轮齿廓。齿轮201具有与环形齿轮100啮合在一起的13个齿，齿轮202具有与环形齿轮500啮合在一起的17个齿。环形齿轮500具有111个齿。
[0040] 如果环形齿轮100以1000RPM转动，并且支架300被制动器400(未示出)保持固定，则环形齿轮500将以1260RPM旋转。可以通过部分地释放制动器400而允许支架300滑动来降低环形齿轮500的速度。例如，为了在环形齿轮500处达到10％的滑动，支架300必须被滑动，从而支架300以485RPM旋转。在环形齿轮500和环形支架501处的速度变化是126RPM，但是由10％的滑动所允许的支架300的速度增加意味着必须较小扭矩被制动器400所控制，这使得可能具有施加到致动机构的较小作用力。
[0041] 图4是图3中的实施例的分解图。在此实施例中，带式制动器400从支架300径向向外地布置。这种设置允许变速器具有薄的构型厚度T，允许在有限区域中使用。
[0042] 本发明的装置使得速度控制简单且精确。控制系统能监控在输出端处和反转部件处的速度和/或扭矩，使得滑动部件能够稳定地变化为使得输出端处的稳定速度成为可能。
[0043] 存在几种能够被使用于测量滑动或制动元件的扭矩的方法。扭矩测量的一些实例是测压元件，和弹性元件的使用，如扭转或
压缩弹簧。弹性元件具有已知的弹簧
刚度，其可以与测得的
角度或线性移动一起使用以测量扭矩。
[0044] 尽管已经在本说明书中描述了本发明的实施形式，但是可以对结构和部件的关系进行的多种变型而不离开本说明书中所描述的本发明的主旨和范围对于本领域的普通技术人员是显而易见的。
