CN113685514B - 单边输入、输出的三行星排无级变速机构及其变速方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单边输入、输出的三行星排无级变速机构及其变速方法，属于无级变速器技术领域，包括第一行星排、第二行星排和第三行星排，第一行星排上的第一齿圈与第二行星排上的第二行星架连接，第二行星排上的第二行星架通过连接轴与第三行星排上的第三太阳轮连接，第一行星排上的第一行星架与第二行星排上的第二齿圈和第三行星排上的第三齿圈连接，第一行星架、第二齿圈和第三齿圈的连接体上设置单向止动器。本发明的单边输入、输出的三行星排无级变速机构将第一驱动件、第二驱动件和输出部件的连接端均设置在该无级变速机构的一端，使动力的输入和输出都在无级变速机构的一端，使整个动力设备在排布和空间利用率上更加合理。

Description

单边输入、输出的三行星排无级变速机构及其变速方法

技术领域

本发明涉及无级变速器技术领域，特别涉及一种单边输入、输出的三行星排无级变速机构及其变速方法。

背景技术

随着社会对环保的要求越来越高，电动车技术成了各大车企的主流研究方向。目前电动车多采用固定速比的减速器，虽然可以选用大速比的减速器来满足车辆起步爬坡时候的动力需求，但是大速比限制车辆无法达到较高的最大车速，这也是市场上电动车最高车速普遍低于燃油车最高车速的原因。为了兼顾车辆的最高车速和爬坡能力，很多车企已经开始在电动车上安装AMT变速器，但是AMT变速器从原理上属于有级变速，先天存在换挡顿挫，有动力中断的问题；AMT变速器的传动比范围受制于挡位设置，应用在重型车上面，为了扩大传动比范围，需要设置非常多的挡位，换挡过程慢，操作复杂，导致很多大车司机不愿意踩刹车；AMT变速器换挡过程依赖复杂的控制策略，很难把握准确的换挡时机，存在能耗高、效率低的问题；AMT变速器的结构复杂，制造成本高，维修困难。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种单边输入、输出的三行星排无级变速机构及其变速方法。

实现上述目的本发明的技术方案为一种单边输入、输出的三行星排无级变速机构，包括第一行星排、第二行星排和第三行星排，所述第一行星排上的第一齿圈与所述第二行星排上的第二行星架连接，所述第二行星排上的所述第二行星架通过连接轴与所述第三行星排上的第三太阳轮连接，所述第一行星排上的第一行星架与所述第二行星排上的第二齿圈和所述第三行星排上的第三齿圈连接，所述第一行星架、所述第二齿圈和所述第三齿圈的连接体上设置单向止动器，所述第三行星排上的第三行星架连接有输出部件，所述第二行星排上的第二太阳轮连接的第二输入轴穿过所述第二行星架、所述连接轴、所述第三太阳轮、所述第三行星架和所述输出部件与第二驱动件连接，所述第一行星排上的第一太阳轮连接的第一输入轴穿过第二太阳轮、第二输入轴和第二驱动件与第一驱动件连接。

作为对本发明的进一步说明，所述第一太阳轮的外齿上啮合第一行星轮，所述第一行星轮安装在所述第一行星架上，所述第一行星轮啮合在所述第一齿圈的内圈齿上；

所述第二太阳轮的外齿上啮合第二行星轮，所述第二行星轮安装在所述第二行星架上，所述第二行星轮啮合在所述第二齿圈的内圈齿上；

所述第三太阳轮的外齿上啮合第三行星轮，所述第三行星轮安装在所述第三行星架上，所述第三行星轮啮合在所述第三齿圈的内圈齿上。

作为对本发明的进一步说明，所述单向止动器用于限制所述第一行星架、所述第二齿圈和所述第三齿圈的转动方向，所述单向止动器使所述第一行星架、所述第二齿圈和所述第三齿圈的转动方向仅与所述第二驱动件的转向一致。

本发明还提供了基于单边输入、输出的三行星排无级变速机构的变速方法，第一驱动件和第一太阳轮通过第一输入轴进行连接，使所述第一驱动件的转速和所述第一太阳轮的转速相同；第二驱动件和第二太阳轮通过第二输入轴进行连接，使所述第二驱动件的转速和所述第二太阳轮的转速相同；第一行星架、第二齿圈和第三齿圈相连接，使所述第一行星架、所述第二齿圈和所述第三齿圈的转速相同；第一齿圈、第二行星架和第三太阳轮相连接，使所述第一齿圈、所述第二行星架和所述第三太阳轮的转速相同；输出部件与第三行星架连接，使所述第三行星架和输出部件的转速相同；通过调节控制所述第一驱动件的转速和所述第二驱动件的转速，实现所述输出部件的转速的无级连续变化，在此过程，速比也会相应发生变化。

作为对本发明的进一步说明，设定：所述第一驱动件的转速和所述第一太阳轮的转速为N₁，所述第二驱动件的转速和所述第二太阳轮的转速为N₂，所述第一齿圈、所述第二行星架和所述第三太阳轮的转速为N₃，所述第一行星架、所述第二齿圈和所述第三齿圈的转速为N₄，所述第三行星架和所述输出部件的转速为N₅，所述第一太阳轮的齿数为Z₁，所述第一齿圈的齿数为Z₂，所述第二太阳轮的齿数为Z₃，所述第二齿圈的齿数为Z₄，所述第三太阳轮的齿数为Z₅，所述第三齿圈的齿数为Z₆，当所述N₁、N₂、N₃、N₄和N₅中的任意两个数值确定时，另外三个数值可以通过矢量图中线段的比例关系计算得出；通过调节控制第一驱动件的转速N₁和第二驱动件的转速N₂就可以实现输出部件的转速N₅的连续无级变化；通过调节控制第一驱动件的转速N₁和第二驱动件的转速N₂，使输出部件的输出状态包括状态A、状态B、状态C、状态D和状态E。

作为对本发明的进一步说明，在所述状态A中，所述第一驱动件的转速N₁的转向为反向，所述第二驱动件的转速N₂的转向为正向，所述第二驱动件的转速N₂和所述第一驱动件的转速N₁的比值等于[Z₁×(Z₃+Z₄)]/(Z₂×Z₃)，所述第一行星架、所述第二齿圈和所述第三齿圈的转速N₄为0，所述输出部件的转速N₅的转向为正向。

作为对本发明的进一步说明，在所述状态B中，所述第一驱动件的转速N₁的转向为反向，所述第二驱动件的转速N₂的转向为正向，所述第二驱动件的转速N₂和所述第一驱动件的转速N₁的比值大于[Z₁×(Z₃+Z₄)]/(Z₂×Z₃)，所述第一行星架、所述第二齿圈和所述第三齿圈的转速N₄转向为正向，所述输出部件的转速N₅的转向为正向。

作为对本发明的进一步说明，在所述状态C中，所述第一驱动件的转速N₁的转向为反向，所述第二驱动件的转速N₂的转向为正向，所述第二驱动件的转速N₂和所述第一驱动件的转速N₁的比值小于[Z₁×(Z₃+Z₄)]/(Z₂×Z₃)，所述第一行星架、所述第二齿圈和所述第三齿圈的转速N₄的转向为反向，所述输出部件的转速N₅的转向可能为正向或反向，为了防止这种情况发生，在第一行星架、第二齿圈和第三齿圈的连接体上面设置单向止动器，限制第一行星架、第二齿圈和第三齿圈的转速N₄的转向只能为正向，不能为反向，这样就保证了输出部件的转速N₅的转向始终为正向。

作为对本发明的进一步说明，在所述状态D中，所述第一驱动件的转速N₁为0，所述第二驱动件的转速N₂的转向为正向，所述第一行星架、所述第二齿圈和所述第三齿圈的转速N₄的转向为正向，所述输出部件的转速N₅的转向为正向。

作为对本发明的进一步说明，在所述状态E中，所述第一驱动件的转速N₁和所述第二驱动件的转速N₂的大小相同，转向均为正向，所述第一行星架、所述第二齿圈和所述第三齿圈的转速N₄与所述N₁和所述N₂大小相同，转向均为正向，所述输出部件的转速N₅与所述N₁、N₂和N₄的大小相同，转向均为正向，所述状态E的传动比为1。

作为对本发明的进一步说明，当所述第一驱动件失效时，所述第二驱动件的转速为N₂，转向为正向，所述第一行星架、所述第二齿圈和所述第三齿圈的转速N₄有反转趋势，此时单向止动器限制其反转，使所述第一行星架、所述第二齿圈和所述第三齿圈的转速N₄为0，所述输出部件的转速N₅正向转动，所述第二驱动件的动力通过第二行星排和第三行星排减速增扭输出，传动比为[(Z₃+Z₄)×(Z₅+Z₆)]/(Z₃×Z₅)。

作为对本发明的进一步说明，当所述第二驱动件失效时，所述第一驱动件的转速为N₁，方向为反向，所述第一行星架、所述第二齿圈和所述第三齿圈的转速N₄有反转的趋势，此时单向止动器限制其反转，使所述第一行星架、所述第二齿圈和所述第三齿圈的转速N₄为0，所述输出部件的转速N₅正向转动，所述第一驱动件的动力通过第一行星排和第三行星排减速增扭输出，传动比为[(Z₃+Z₄)×(Z₅+Z₆)]/(Z₃×Z₅)。

本发明提供的单边输入、输出的三行星排无级变速机构及其变速方法，通过对第一驱动件和第二驱动件的转速的调整，并通过第一行星排、第二行星排、第三行星排和单向止动器之间的配合，改变输入端和输出端之间的传动比，实现了输出端的无级变速，该机构具有传动效率高、输出扭矩大、无动力中断、结构简单可靠、制造成本低、维修容易及调速简单方便等优点。另外，将第一驱动件、第二驱动件和输出部件的连接端均设置在该无级变速机构的一端，使动力的输入和输出都在无级变速机构的一端，且第一输入轴是穿过第二输入轴和第二驱动件与第一驱动件连接的，这样的设计可以极大的提升空间的利用率，使整个动力设备在排布和空间利用率上更加合理。

附图说明

图1是本发明实施例提供的单边输入、输出的三行星排无级变速机构示意图；

图2是本发明实施例提供的第一行星排的转速矢量图；

图3是本发明实施例提供的第二行星排的转速矢量图；

图4是本发明实施例提供的第三行星排的转速矢量图；

图5是本发明实施例提供的将图2、图3、图4合并的转速矢量图；

图6是本发明实施例提供的第一行星架、第二齿圈和第三齿圈的转速N₄为0时的转速矢量图；

图7是本发明实施例提供的第一行星架、第二齿圈和第三齿圈的转速N₄小于0时的转速矢量图；

图8是本发明实施例提供的第一驱动件转速N₁为0时的转速矢量图；

图9是本发明实施例提供的第一驱动件和第二驱动件的转速相同时的转速矢量图；

图10是本发明实施例提供的当第一驱动件和第二驱动件的转速N₁和N₂的转向同时为正向时的转速矢量图；

图11是本发明实施例提供的倒车工况下第一行星架、第二齿圈和第三齿圈的转速N₄为0时的转速矢量图；

图12是本发明实施例提供的倒车工况下第一行星架、第二齿圈和第三齿圈的转速N₄小于0时的转速矢量图；

图13是本发明实施例提供的当第一驱动件失效，第二驱动件的转速N₂的转向为正向时的转速矢量图；

图14是本发明实施例提供的当第二驱动件失效，第一驱动件的转速N₁的转向为反向时的转速矢量图。

附图标记：

1-第一行星排，101-第一太阳轮，102-第一行星架，103-第一齿圈，2-第二行星排，201-第二太阳轮，202-第二行星架，203-第二齿圈，3-第三行星排，301-第三太阳轮，302-第三行星架，303-第三齿圈，4-单向止动器，5-第一输入轴，6-第二输入轴，7-连接轴；8-输出部件。

具体实施方式

首先我们先要说明我们申报本发明实施例的目的，我们是为了解决AMT变速器先天存在换挡顿挫，有动力中断的问题；AMT变速器的传动比范围受制于挡位设置，应用在重型车上面，为了扩大传动比范围，需要设置非常多的挡位，换挡过程慢，操作复杂，导致很多大车司机不愿意踩刹车；AMT变速器换挡过程依赖复杂的控制策略，很难把握准确的换挡时机，存在能耗高、效率低的问题；AMT变速器的结构复杂，制造成本高，维修困难等现有问题，故提出了一种单边输入、输出的三行星排无级变速机构来解决现有存在的问题。

下面结合附图对本发明实施例进行具体描述，我们先来介绍一下本发明实施例的具体结构。

参见图1，一种单边输入、输出的三行星排无级变速机构，包括第一行星排1、第二行星排2和第三行星排3，第一行星排1上的第一齿圈103与第二行星排2上的第二行星架202连接，第二行星排2上的第二行星架202通过连接轴7与第三行星排3上的第三太阳轮301连接，第一行星排1上的第一行星架102与第二行星排2上的第二齿圈203和第三行星排3上的第三齿圈303连接，第一行星架102、第二齿圈203和第三齿圈303的连接体上设置单向止动器4，第三行星排3上的第三行星架302连接有输出部件8，第一行星排1上的第一太阳轮101通过第一输入轴5与第一驱动件连接，第二行星排2上的第二太阳轮201连接的第二输入轴6穿过第二行星架202、连接轴7、第三太阳轮301、第三行星架302和输出部件8与第二驱动件连接，第一行星排1上的第一太阳轮101连接的第一输入轴5穿过第二太阳轮201和第二输入轴6与第一驱动件连接。

参见图1，第一太阳轮101的外齿上啮合第一行星轮，第一行星轮安装在第一行星架102上，第一行星轮啮合在第一齿圈103的内圈齿上；第二太阳轮201的外齿上啮合第二行星轮，第二行星轮安装在第二行星架202上，第二行星轮啮合在第二齿圈203的内圈齿上；第三太阳轮301的外齿上啮合第三行星轮，第三行星轮安装在第三行星架302上，第三行星轮啮合在第三齿圈303的内圈齿上。

参见图1，单向止动器4用于限制第一行星架102、第二齿圈203和第三齿圈303的转动方向，单向止动器4使第一行星架102、第二齿圈203和第三齿圈303的转动方向仅与第二驱动件的转向一致。

下面我们需要结合本发明实施例的具体结构说明一种基于单边输入、输出的三行星排无级变速机构的变速方法。

根据行星齿轮的基本原理，太阳轮、齿圈和行星架三个构件，任意两个构件的转速确定的话，另外一个构件的转速也是确定的，并且他们的转速关系根据太阳轮齿数和齿圈齿数成相应的比例关系。

根据行星齿轮的基本原理，太阳轮、齿圈和行星架三个构件，任意两个构件的转速相同，另外一个构件的转速也是相同的。

故第一驱动件的转速和第一太阳轮101的转速相同，设定为N₁；第二驱动件的转速和第二太阳轮201的转速相同，设定为N₂；第一齿圈103、第二行星架202和第三太阳轮301的转速相同，设定为N₃；第一行星架102、第二齿圈203和第三齿圈303的转速相同，设定为N₄；第三行星架302和输出部件8的转速相同，设定为N₅；设定第一太阳轮101的齿数为Z₁，第一齿圈103的齿数为Z₂，第二太阳轮201的齿数为Z₃，第二齿圈203的齿数为Z₄，第三太阳轮301的齿数为Z₅，第三齿圈303齿数为Z₆。

根据行星齿轮的转速矢量计算方法得到第一行星排1的转速矢量图，如图2所示。N₁是第一太阳轮101的转速，N₃是第一齿圈103的转速，N₄是第一行星架102的转速。N₁、N₃、N₄的长度代表转速大小，箭头方向代表转速方向，箭头向上代表转速为正向，箭头向下代表转速为反向。设定L₂/L₃＝Z₁/Z₂。

根据行星齿轮的转速矢量计算方法得到第二行星排2的转速矢量图，如图3所示。N₂是第二太阳轮201的转速，N₄是第二齿圈203的转速，N₃是第二行星架202的转速。N₂、N₃、N₄的长度代表转速大小，箭头方向代表转速方向，箭头向上代表转速为正向，箭头向下代表转速为反向。设定L₂/L₁＝Z₃/Z₄。

根据行星齿轮的转速矢量计算方法得到第三行星排3的转速矢量图，如图4所示。N₃是第三太阳轮301的转速，N₄是第三齿圈303的转速，N₅是第三行星架302的转速。N₃、N₄、N₅的长度代表转速大小，箭头方向代表转速方向，箭头向上代表转速为正向，箭头向下代表转速为反向。设定L₅/L₄＝Z₅/Z₆。

在图2、图3和图4中，L₁、L₂、L₃、L₄、L₅只需要满足相应的比例关系即可，L₁、L₂、L₃、L₄、L₅的实际长度不影响计算N₁、N₂、N₃、N₄、N₅的大小。可以将图2、图3、图4合并得到图5，令L₂＝L₄+L₅。

参见图5，N₁是第一太阳轮101的转速，即第一驱动件的转速；N₂是第二太阳轮201的转速，即第二驱动件的转速；N₃是第一齿圈103、第二行星架202和第三太阳轮301的转速；N₄是第一行星架102、第二齿圈203和第三齿圈303的转速；N₅是第三行星架302和输出部件8的转速。

N₁、N₂、N₃、N₄和N₅中任意两个数值确定，另外三个数值就可以通过矢量图中线段的比例关系计算出来。即第一驱动件的转速N₁确定，第二驱动件的转速N₂确定，那么输出部件8的转速N₅也唯一确定。通过调节控制第一驱动件的转速N₁和第二驱动件的转速N₂就可以实现输出部件8的转速N₅的连续无级变化。

下面结合具体工况来说明本发明实施例单边输入、输出的三行星排无级变速机构的变速原理。

1、起步工况

参见图5和图6，起步时，第一驱动件的转速N₁的转向为反向，第二驱动件的转速N₂的转向为正向。两个驱动件同时启动加速，通过控制第二驱动件的转速N₂和第一驱动件的转速N₁的比值始终大于(如图5)或等于(如图6)[Z₁×(Z₃+Z₄)]/(Z₂×Z₃)，就可以实现控制输出部件8的转速N₅从0逐渐加速，转向为正向。该工况下传动比最大，第一驱动件和第二驱动件的动力耦合在一起，减速增扭输出，使车辆加速向前行驶。

2、加减速工况

加速和减速的过程可以按照第一驱动件的转速N₁的转向分为三种情况，具体包括：

1)情况一

参见图5和图6，第一驱动件的转速N₁的转向为反向，第二驱动件的转速N₂的转向为正向。第二驱动件的转速N₂和第一驱动件的转速N₁的比值始终大于或等于[Z₁×(Z₃+Z₄)]/(Z₂×Z₃)。通过控制第一驱动件的转速N₁和第二驱动件的转速N₂的增减快慢程度，就能够实现控制输出部件8的转速N₅的逐渐增加或减小，转向为正向，使车辆加速或减速向前行驶。

2)情况二

参见图8，第一驱动件的转速N₁的大小逐渐减小为0，第二驱动件的转速N₂转向为正向，通过控制第一驱动件的转速N₁为0和第二驱动件的转速N₂的增减速快慢程度，就能够实现输出转速N₅的逐渐增加或减小，转向为正向，使车辆加速或减速向前行驶。

3)情况三

参见图10，第一驱动件的转速N₁的转向为正向，第二驱动件的转速N₂的转向为正向。通过控制第一驱动件的转速N₁和第二驱动件的转速N₂的增减速快慢程度，就能够实现输出转速N₅的逐渐增加或减小，转向为正向，使车辆加速或减速向前行驶。

另外，加速和减速的调速方法还可以是通过维持第一驱动件的转速N₁不变，通过调节第二驱动件的转速N₂的大小来调节输出部件8转速N₅的大小；也可以维持第二驱动件的转速N₂不变，通过调节第一驱动件的转速N₁的大小来调节输出部件8转速N₅的大小。在实现输出部件8转速N₅加速或者减速的过程中，第一驱动件和第二驱动件可以根据各自的高效工作区不同，控制系统根据当下工况控制第一驱动件和第二驱动件的加速、减速和维持转速。这样就可以使第一驱动件和第二驱动件都能够长时间工作在各自的高效工作区域，从而实现节能的效果。

3、最高车速工况

参见图9和图10，第一驱动件的转速N₁的转向为正向，第二驱动件的转速N₂的转向为正向。当第一驱动件的转速N₁和第二驱动件的转速N₂都达到最大转速时，输出部件8的转速N₅也达到最大转速，此时车速达到最大车速。若第一驱动件的转速N₁和第二驱动件的转速N₂的最大转速相同，那么输出部件8的转速N₅所能达到的最大转速与第一驱动件和第二驱动件的最大转速N₁、N₂也相同，此时传动比为1。

针对上述的起步工况和加减速工况，有一种危险工况的发生需要考虑如何避免。

例：参见图7，当第一驱动件的转速N₁的转向为反向，第二驱动件的转速N₂的转向为正向，车辆行驶在起步阶段或中低速阶段时，若第一驱动件和第二驱动件转速控制不准确或者控制失效，出现第二驱动件的转速N₂和第一驱动件的转速N₁的比值小于[Z₁×(Z₃+Z₄)]/(Z₂×Z₃)时，如图7所示，输出部件8的转速N₅的转向可能出现反向的情况，这时车辆突然出现倒退行驶，极易发生严重事故。为了防止这种情况发生，通过在第一行星架102、第二齿圈203和第三齿圈303的连接体上面设置单向止动器4，达到限制第一行星架102、第二齿圈203和第三齿圈303的转速N₄的转向只能为正向，不能为反向。这样就保证了输出部件8的转速N₅的转向始终为正向。故当该危险工况发生时，由于单向止动器4限制了第一行星架102、第二齿圈203和第三齿圈303的转速N₄的转向只能为正向，不能为反向，此时两个驱动件会相互拖拽，第二驱动件的转速N₂和第一驱动件的转速N₁的比值会始终等于[Z₁×(Z₃+Z₄)]/(Z₂×Z₃)，第一行星架102、第二齿圈203和第三齿圈303的转速N₄等于0，输出部件8的转速N₅的转向只能为正向，故不会突然发生倒退行驶的情况。

4、倒车工况

参见图11和图12，倒车时，第一驱动件的转速N₁的转向为正向，第二驱动件的转速N₂的转向为反向。两个驱动件同时启动加速，通过控制第二驱动件的转速N₂和第一驱动件的转速N₁的比值始终大于(如图12)或等于(如图11)[Z₁×(Z₃+Z₄)]/(Z₂×Z₃)，就可以实现控制输出部件8的转速N₅从0逐渐加速，转向为反向。若第一驱动件和第二驱动件转速控制不准确或者控制失效，出现第二驱动件的转速N₂和第一驱动件的转速N₁的比值小于[Z₁×(Z₃+Z₄)]/(Z₂×Z₃)时，输出部件8的转速N₅的转向可能出现为正向的情况，这时车辆突然出现前进行驶，极易发生严重事故。为了防止这种情况发生，通过在第一行星架102、第二齿圈203和第三齿圈303的连接体上面设置单向止动器4，达到限制第一行星架102、第二齿圈203和第三齿圈303的转速N₄的转向只能为反向，不能为正向，这样就保证了输出部件8的转速N₅的转向始终为反向。

除了上述的正常工况和危险工况，还有一些应急工况需要应对，本发明实施例都有将其考虑进去并解决。

例：参见图13，当第一驱动件失效时，第二驱动件的转速为N₂，转向为正向，第一行星架102、第二齿圈203和第三齿圈303的转速N₄有反转趋势，此时单向止动器4限制其反转，使第一行星架102、第二齿圈203和第三齿圈303的转速N₄为0，输出部件8的转速N₅正向转动，第二驱动件的动力通过第二行星排2和第三行星排3减速增扭输出，传动比为[(Z₃+Z₄)×(Z₅+Z₆)]/(Z₃×Z₅)，使车辆可以继续加速或减速向前行驶。

参见图14，当第二驱动件失效时，第一驱动件的转速为N₁，转向为反向，第一行星架102、第二齿圈203和第三齿圈303的转速N₄有反转的趋势，此时单向止动器4限制其反转，使第一行星架102、第二齿圈203和第三齿圈303的转速N₄为0，输出部件8的转速N₅正向转动，第一驱动件的动力通过第一行星排1和第三行星排3减速增扭输出，传动比为[Z₂×(Z₅+Z₆)]/(Z₁×Z₅)，使车辆可以继续加速或减速向前行驶。

由此可见，当一个驱动件发生失效时，另外一个驱动件仍然可以驱动车辆行驶，虽然动力性下降，但是可以依靠一个驱动件将车辆行驶到维修地点或者安全地点，可以大大提高车辆的可靠性。

本发明实施例提供的单边输入、输出的三行星排无级变速机构及其变速方法，具有如下优点：

1、本发明实施例的单边输入、输出的三行星排无级变速机构，调速过程中无动力中断，并且运行安静平稳，用户在用车时，会有更好的用车体验感，在感官上可以极大地满足客户需求，为本产品的推广和使用奠定了非常好的基础。

2、本发明实施例的单边输入、输出的三行星排无级变速机构可以实现输出端从低速到高速均具有大扭矩，通过输出大的扭矩实现车辆在驾驶时，拥有快速加速起步的能力，且大的扭矩在车辆爬坡时可以攀爬更大的坡度，大扭矩也可以满足更多人的用车需求，使本产品的受众面更大。

3、本发明实施例的单边输入、输出的三行星排无级变速机构可以实现输出转速的无级连续变化，输入端驱动件可以长时间工作在高效区间内，提高了工作效率，在能源的使用方面可以做到更加节省的效果，在节能方面可以做出更多的贡献。

4、本发明实施例的单边输入、输出的三行星排无级变速机构，具有调速简单方便，只需要控制第一驱动件和第二驱动件的转速，就能够实现输出转速的无级连续变化，从而降低了车辆对控制系统的要求，使本产品的推广使用范围更加的宽泛，在一定程度上保证了本产品的推广和普及度。

5、本发明实施例第一驱动件和第二驱动件的动力耦合在一起驱动车辆行驶，当其中一个驱动件发生故障时，另一个驱动件仍然可以继续带动车辆行驶，保证了车主在使用汽车时，即使一个驱动件发生故障，车主还可以依靠另一个驱动件驱动汽车，并及时将汽车开往维修地点，避免了需要叫拖车事件的发生，更好的照顾了车主的用车体验。

6、相对于传统单个驱动件的驱动方式，使用本发明实施例的产品不仅可以采用双驱动件进行驱动，而且还可以选取体积更小、转速更低的驱动件相适配，小体积的驱动件更利于驱动件在车体内的排布设计，更方便了后期车体外形的美观设计，并且使用更小的驱动件可以节约成本。

7、本发明实施例的单边输入、输出的三行星排无级变速机构具有高效的传动率，在相同的工况下，可以挑选功率更低和转速更低的电机作为驱动件，相对于大功率的电池，小功率的电池可以更好的预防电池过热情况的发生，通过本发明实施例间接提升了电池的使用安全性。

8、本发明实施例的单边输入、输出的三行星排无级变速机构采用的是三行星排传动，加大了传动比，使扭矩得到了进一步的增大，可以应用在载重更大的货车、渣土车、客车等重型大车上，进一步拓宽了本发明实施例的适用范围。

9、本发明实施例的单边输入、输出的三行星排无级变速机构将第一驱动件、第二驱动件和输出部件8的连接端均设置该无级变速器的一端，使动力的输入和输出都在无级变速机构的一端，且第一输入轴5是穿过第二输入轴6和第二驱动件与第一驱动件连接的，这样的设计可以极大的提升空间的利用率，使整个动力设备在排布和空间利用率上更加合理。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种单边输入、输出的三行星排无级变速机构，其特征在于，包括第一行星排(1)、第二行星排(2)和第三行星排(3)，所述第一行星排(1)上的第一齿圈(103)与所述第二行星排(2)上的第二行星架(202)连接，所述第二行星排(2)上的所述第二行星架(202)通过连接轴(7)与所述第三行星排(3)上的第三太阳轮(301)连接，所述第一行星排(1)上的第一行星架(102)与所述第二行星排(2)上的第二齿圈(203)和所述第三行星排(3)上的第三齿圈(303)连接，所述第一行星架(102)、所述第二齿圈(203)和所述第三齿圈(303)的连接体上设置单向止动器(4)，所述第三行星排(3)上的第三行星架(302)连接有输出部件(8)，所述第二行星排(2)上的第二太阳轮(201)连接的第二输入轴(6)穿过所述第二行星架(202)、所述连接轴(7)、所述第三太阳轮(301)、所述第三行星架(302)和所述输出部件(8)与第二驱动件连接，所述第一行星排(1)上的第一太阳轮(101)连接的第一输入轴(5)穿过第二太阳轮(201)、第二输入轴(6)和第二驱动件与第一驱动件连接。

2.根据权利要求1所述的单边输入、输出的三行星排无级变速机构，其特征在于，所述第一太阳轮(101)的外齿上啮合第一行星轮，所述第一行星轮安装在所述第一行星架(102)上，所述第一行星轮啮合在所述第一齿圈(103)的内圈齿上；

所述第二太阳轮(201)的外齿上啮合第二行星轮，所述第二行星轮安装在所述第二行星架(202)上，所述第二行星轮啮合在所述第二齿圈(203)的内圈齿上；

所述第三太阳轮(301)的外齿上啮合第三行星轮，所述第三行星轮安装在所述第三行星架(302)上，所述第三行星轮啮合在所述第三齿圈(303)的内圈齿上。

3.根据权利要求1所述的单边输入、输出的三行星排无级变速机构，其特征在于，所述单向止动器(4)用于限制所述第一行星架(102)、所述第二齿圈(203)和所述第三齿圈(303)的转动方向，所述单向止动器(4)使所述第一行星架(102)、所述第二齿圈(203)和所述第三齿圈(303)的转动方向仅与所述第二驱动件的转向一致。

4.一种基于单边输入、输出的三行星排无级变速机构的变速方法，其特征在于，第一驱动件和第一太阳轮(101)通过第一输入轴(5)进行连接，使所述第一驱动件的转速和所述第一太阳轮(101)的转速相同；第二驱动件和第二太阳轮(201)通过第二输入轴(6)进行连接，使所述第二驱动件的转速和所述第二太阳轮(201)的转速相同；第一行星架(102)、第二齿圈(203)和第三齿圈(303)相连接，使所述第一行星架(102)、所述第二齿圈(203)和所述第三齿圈(303)的转速相同；第一齿圈(103)、第二行星架(202)和第三太阳轮(301)相连接，使所述第一齿圈(103)、所述第二行星架(202)和所述第三太阳轮(301)的转速相同；输出部件(8)与第三行星架(302)连接，使所述第三行星架(302)和输出部件(8)的转速相同；通过调节控制所述第一驱动件的转速和所述第二驱动件的转速，实现所述输出部件(8)的转速的无级连续变化，在此过程，速比也会相应发生变化。

5.根据权利要求4所述的基于单边输入、输出的三行星排无级变速机构的变速方法，其特征在于，设定：所述第一驱动件的转速和所述第一太阳轮(101)的转速为N₁，所述第二驱动件的转速和所述第二太阳轮(201)的转速为N₂，所述第一齿圈(103)、所述第二行星架(202)和所述第三太阳轮(301)的转速为N₃，所述第一行星架(102)、所述第二齿圈(203)和所述第三齿圈(303)的转速为N₄，所述第三行星架(302)和所述输出部件(8)的转速为N₅，所述第一太阳轮(101)的齿数为Z₁，所述第一齿圈(103)的齿数为Z₂，所述第二太阳轮(201)的齿数为Z₃，所述第二齿圈(203)的齿数为Z₄，所述第三太阳轮(301)的齿数为Z₅，所述第三齿圈(303)的齿数为Z₆，当所述N₁、N₂、N₃、N₄和N₅中的任意两个值确定时，另外三个值可以通过矢量图中线段的比例关系计算得出；通过调节控制第一驱动件的转速N₁和第二驱动件的转速N₂就可以实现输出部件(8)的转速N₅的连续无级变化；通过调节控制第一驱动件的转速N₁和第二驱动件的转速N₂，使输出部件(8)的输出状态包括状态A、状态B、状态C、状态D和状态E。

6.根据权利要求5所述的基于单边输入、输出的三行星排无级变速机构的变速方法，其特征在于，在所述状态A中，所述第一驱动件的转速N₁的转向为反向，所述第二驱动件的转速N₂的转向为正向，所述第二驱动件的转速N₂和所述第一驱动件的转速N₁的比值等于[Z₁×(Z₃+Z₄)]/(Z₂×Z₃)，所述第一行星架(102)、所述第二齿圈(203)和所述第三齿圈(303)的转速N₄为0，所述输出部件(8)的转速N₅的转向为正向。

7.根据权利要求5所述的基于单边输入、输出的三行星排无级变速机构的变速方法，其特征在于，在所述状态B中，所述第一驱动件的转速N₁的转向为反向，所述第二驱动件的转速N₂的转向为正向，所述第二驱动件的转速N₂和所述第一驱动件的转速N₁的比值大于[Z₁×(Z₃+Z₄)]/(Z₂×Z₃)，所述第一行星架(102)、所述第二齿圈(203)和所述第三齿圈(303)的转速N₄的转向为正向，所述输出部件(8)的转速N₅的转向为正向。

8.根据权利要求5所述的基于单边输入、输出的三行星排无级变速机构的变速方法，其特征在于，在所述状态C中，所述第一驱动件的转速N₁的转向为反向，所述第二驱动件的转速N₂的转向为正向，所述第二驱动件的转速N₂和所述第一驱动件的转速N1的比值小于[Z₁×(Z₃+Z₄)]/(Z₂×Z₃)，所述第一行星架(102)、所述第二齿圈(203)和所述第三齿圈(303)的转速N₄的转向为反向，所述输出部件(8)的转速N₅的转向为正向或为反向，为了防止这种情况发生，在第一行星架(102)、第二齿圈(203)和第三齿圈(303)的连接体上面设置单向止动器(4)，限制第一行星架(102)、第二齿圈(203)和第三齿圈(303)的转速N₄的转向只能为正向，不能为反向，这样就保证了输出部件(8)的转速N₅的转向始终为正向。

9.根据权利要求5所述的基于单边输入、输出的三行星排无级变速机构的变速方法，其特征在于，在所述状态D中，所述第一驱动件的转速N₁为0，所述第二驱动件的转速N₂的转向为正向，所述第一行星架(102)、所述第二齿圈(203)和所述第三齿圈(303)的转速N₄的转向为正向，所述输出部件(8)的转速N₅的转向为正向。

10.根据权利要求5所述的基于单边输入、输出的三行星排无级变速机构的变速方法，其特征在于，在所述状态E中，所述第一驱动件的转速N₁和所述第二驱动件的转速N₂的大小相同，转向均为正向，所述第一行星架(102)、所述第二齿圈(203)和所述第三齿圈(303)的转速N₄与所述N₁和所述N₂大小相同，转向均为正向，所述输出部件(8)的转速N₅与所述N₁、N₂和N₄的大小相同，转向均为正向，所述状态E的传动比为1。

11.根据权利要求5所述的基于单边输入、输出的三行星排无级变速机构的变速方法，其特征在于，当所述第一驱动件失效时，所述第二驱动件的转速为N₂，转向为正向，所述第一行星架(102)、所述第二齿圈(203)和所述第三齿圈(303)的转速N₄有反转趋势，此时单向止动器(4)限制其反转，使所述第一行星架(102)、所述第二齿圈(203)和所述第三齿圈(303)的转速N₄为0，所述输出部件(8)的转速N₅正向转动，所述第二驱动件的动力通过第二行星排(2)和第三行星排(3)减速增扭输出，传动比为[(Z₃+Z₄)×(Z₅+Z₆)]/(Z₃×Z₅)。

12.根据权利要求5所述的基于单边输入、输出的三行星排无级变速机构的变速方法，其特征在于，当所述第二驱动件失效时，所述第一驱动件的转速为N₁，方向为反向，所述第一行星架(102)、所述第二齿圈(203)和所述第三齿圈(303)的转速N₄有反转趋势，此时单向止动器(4)限制其反转，使所述第一行星架(102)、所述第二齿圈(203)和所述第三齿圈(303)的转速N₄为0，所述输出部件(8)的转速N₅正向转动，所述第一驱动件的动力通过第一行星排(1)和第三行星排(3)减速增扭输出，传动比为[Z₂×(Z₅+Z₆)]/(Z₁×Z₅)。