技术领域 本发明涉及齿轮传动技术， 尤其涉及一种变速装置， 属于机械技术领域。 背景技术 变速装置主要应用在机床、 车辆或轮船等动力装置中， 用于改变的输出 转速和扭矩， 以调节动力装置的运动速度和驱动力。

以汽车为例， 汽车发动机的动力通过离合器、 变速装置、 万向节和传 动轴等装置传递到给车轮， 通过变速装置改变动力源的转速和扭矩， 保证 汽车在各种工况条件下的正常行驶。

现有的变速装置主要包括有极变速装置和无极 变速装置。 现有的无极 变速装置包括工作直径可变的主动轮、 从动轮和传动带， 传动带套设在主 动轮和从动轮上， 通过改变主动轮与从动轮上传动带的接触半径 进行变 速。

由于现有的无极变速装置釆用传动带或摩擦盘 传递动力， 传动带和摩擦 盘容易损坏、不能承受较大的载荷，因而现有 无极变速装置输出的扭矩较小， 应用范围较小； 且结构复杂、 传动效率低。 发明内容 本发明提供一种变速装置， 用于解决现有技术中无极变速装置输出的 扭矩较小， 且结构复杂、 传动效率低的技术缺陷。

本发明提供的变速装置， 包括行星轮系、 壳体、 多个填充体和液压控制 装置；

所述行星轮系具有齿轮腔， 所述行星轮系的齿轮设置在所述齿轮腔内且 与所述齿轮腔间隙配合；

多个填充体分别安装在所述齿轮的齿轮间隔内 ， 各个填充体的形状和大 小与相应的齿轮间隔匹配， 所述填充体的外轮廓与所述齿轮的齿顶轮廓间 隙 配合； 所述壳体内腔中充满液压油且行星轮系安装在 所述壳体内， 所述液压控 制装置用于控制所述行星轮系与所述填充体间 隙内油压， 控制所述行星轮系 各齿轮相对转动速度， 以调节所述行星轮系的传动比。

在本发明的具体实施方案中， 所述行星轮系上开设有与齿轮啮合端部连 通的出油孔以及与齿轮脱齿端部连通的进油孔 ， 所述进油孔与所述出油孔与 所述壳体内腔连通；

所述液压控制装置用于控制所述行星轮系与所 述填充体间隙内的油压。 在本发明的具体实施方案中， 所述行星轮系包括太阳轮、 行星轮和行星 架； 所述行星轮安装在行星架上且与所述太阳轮啮 合；

所述行星架包括圓环、 两个圓盘和行星轮轴； 所述两个圓盘同轴间隔布 置， 所述圓环套设在所述两个圓盘上， 以形成所述齿轮腔； 所述进油孔和出 油孔开设在所述两个圓盘上；

所述行星轮轴垂直安装在所述两个圓盘之间且 沿所述圓盘周向均匀分 布。

在本发明的具体实施方案中， 所述行星轮系还包括齿圈， 所述齿圈的内 齿与所述行星轮的外齿啮合。

在本发明的具体实施方案中， 所述填充体与所述圓盘固定连接； 所述填 充体外端面与所述圓环的内壁固定连接。

在本发明的具体实施方案中， 所述填充体与所述圓环为一体结构。

在本发明的具体实施方案中， 所述液压控制装置包括控制阀， 所述控制 阀安装在所述出油孔上， 用于控制所述出油孔的开口大小， 以调节所述行星 轮系的传动比。

在本发明的具体实施方案中，所述填充体上开 设有纵向油道和横向油道， 所述横向油道一端与所述纵向油道连通， 所述横向油道的另一端与所述齿轮 啮合端部连通； 所述出油孔为开设在所述圓盘上的总出油孔， 所述纵向油道 与所述总出油孔连通；

所述液压控制装置包括控制阀， 所述控制阀安装在所述纵向油道内， 用 于控制所述总出油孔的开口大小， 以调节所述行星轮系的传动比。

在本发明的具体实施方案中， 所述液压控制装置包括固定端盖、 活动压 板和驱动装置； 所述固定端盖设置在所述行星轮系一侧； 所述活动压板滑设在太阳轮轴 和行星轮轴上且位于所述行星轮系另一侧；

所述驱动装置能够驱动所述活动压板在所述太 阳轮轴上滑动， 以调节所 述行星轮系与所述填充体的间隙内的油压。

在本发明的具体实施方案中， 所述驱动装置包括滑块、 滑块底座、 挡块、 连杆、 压紧轴承套和操纵杆；

所述滑块底座固设在所述活动压板的外侧面上 ， 所述滑块底座上具有倾 斜滑槽， 所述滑块具有与所述倾斜滑槽相适应的倾斜面 ， 所述滑块滑设在所 述倾斜滑槽内， 所述滑块的外端面与所述挡块 4氏接， 所述挡块固定在所述壳 体内壁上；

所述滑块下端与所述连杆上端铰接， 所述连杆下端与所述压紧轴承套前 端铰接， 所述压紧轴承套滑设在所述太阳轮轴上， 所述操纵杆下端与所述壳 体下部铰接， 所述操纵杆中部套设在所述太阳轮轴上且抵接 在所述压紧轴承 套后端， 所述操纵杆上部从所述壳体上部伸出；

扳动所述操纵杆， 所述操纵杆中部推动所述压紧轴承套在所述太 阳轮轴 上滑动， 通过所述连杆带动所述滑块在所述倾斜滑槽内 滑动， 以调节所述活 动压板与所述行星轮系侧端的压力和间隙。

在本发明的具体实施方案中， 所述行星轮为两排行星轮或多排行星轮。 在本发明的具体实施方案中， 所述行星轮系的动力输入轴安装在所述太 阳轮上， 所述行星轮系的动力输出轴安装在所述行星架 上。

在本发明的具体实施方案中， 所述行星轮系的动力输入轴安装在所述太 阳轮上， 所述行星轮系的动力输出轴安装在所述行星架 和 /或齿圈上。

本发明提供的变速装置， 将行星轮系的齿轮安装在齿轮腔内， 通过填充 体将行星轮系封闭， 形成齿轮的啮合液压腔和脱齿液压腔， 通过液压控制装 置控制所述行星轮系与所述填充体间隙内的油 压，改变啮合液压腔内的油压， 进而调节行星轮系的传动比， 与现有技术相比， 由于釆用的齿轮传动， 因而 该变速装置强度高且输出扭矩大， 适用大功率无极变速， 并且结构简单紧凑、 传动效率高。 附图说明 图 1为本发明第一实施例提供的变速装置的主视� �；

图 2为沿图 1中 A-A方向的剖视图；

图 3为图 2所示的填充体的结构示意图；

图 4为本发明第二实施例提供的变速装置的剖视� �；

图 5为沿图 4中 B-B线的剖视图；

图 6为图 4所示的填充体的结构示意图；

图 7为本发明第三实施例提供的变速装置的结构� �意图；

图 8为本发明第四实施例提供的滑块底座的主视� �；

图 9为图 8所述滑块底座的俯视图。 具体实施方式

参考图 1和图 2, 图 1为本发明第一实施例提供的变速装置的主视� �； 图 2为沿图 1中 A-A方向的剖视图；图 3为图 2所示的填充体的结构示意图。

如图 1-3所示， 本实施例提供的变速装置包括行星轮系、 壳体 1、 多个填 充体 2和液压控制装置。

行星轮系具有齿轮腔， 行星轮系的齿轮安装在齿轮腔内且与齿轮腔间 隙 配合； 多个填充体 2分别安装在行星轮系的齿轮间隔内， 各个填充体 2的形 状和大小与相应的齿轮间隔匹配， 填充体 2的外轮廓与齿顶轮廓间隙配合； 壳体 1的内腔 11中充满液压油且行星轮系安装在壳体 1内，行星轮系上开设 有与齿轮啮合端部连通的出油孔以及与齿轮脱 齿端部连通的进油孔 , 进油孔 与出油孔与壳体 1的内腔 11连通。

液压控制装置用于控制出油孔的开口大小， 控制行星轮系各齿轮相对转 动速度， 以调节所述行星轮系的传动比。

在本实施例中， 行星轮系可以包括太阳轮 3、 行星轮 4和行星架 5; 行星 轮 4安装在行星架 5上且与太阳轮 3啮合。 行星架 5包括圓环 52、 两个圓盘 51和行星轮轴 53; 两个圓盘 51 同轴间隔布置， 圓环 52套设在两个圓盘 51 上， 以形成齿轮腔， 太阳轮 3和行星轮 4安装在齿轮腔内且与齿轮腔间隙配 合。

进油孔 56和出油孔 55开设在两个圓盘 51上。太阳轮 3和行星轮 4的啮 合端部形成啮合液压腔， 太阳轮 3与行星轮 4的脱齿端部形成脱齿液压腔， 进油孔 56与脱齿液压腔连通 , 出油孔 55与啮合液压腔连通。

行星轮轴 53垂直安装在两个圓盘 51之间且沿圓盘 51周向均勾分布。行 星轮 4能够绕行星轮轴 53的轴线转动， 太阳轮 3能够绕太阳轮轴 31的轴线 转动， 太阳轮 3与行星轮 4的厚度相等， 可以根据实际需要确定太阳轮 3与 行星轮 4的厚度和齿数。 具体地， 太阳轮 3和行星轮 4的两侧端面均与圓盘 51的内壁间隙配合， 行星轮 4的外齿轮廓与圓环 52内壁间隙配合， 填充体 2 与太阳轮 3、 行星轮 4的外齿轮廓间隙配合， 填充体 2的厚度与太阳轮 3、 行 星轮 4的厚度相同， 圓环 52、 两个圓盘 51、 和填充体 2将太阳轮 3、 行星轮 4封闭在齿轮腔内。

行星轮 4的外齿轮廓与圓环 52内壁的配合精度以及两个圓盘 51的内壁 与太阳轮 3和行星轮 4侧端面的配合精度， 应满足在行星轮 4转动时， 圓环 52和两个圓盘 51的内壁对行星轮 4没有摩擦力或具有很小的摩擦力， 同时 配合间隙的大小尽量不使液压油通过， 也就是能够满足太阳轮 3和行星轮 4 的正常转动， 同时上述间隙也不漏油。

同样， 填充体 2与太阳轮 3、 行星轮 4配合间隙的大小， 也应满足太阳 轮 3和行星轮 4的正常转动， 并且填充体 2与太阳轮 3、 行星轮 4之间的间 隙尽量不使液压油通过。

本实施例提供的变速装置， 在实际应用中， 源动力可以从太阳轮 3输入， 将太阳轮轴 31作为动力输入轴， 驱动力从行星架 5输出， 行星架 5上具有动 力输出轴 54, 可以将动力输出轴 54与行星架 5制成一体结构， 为了降低制 造难度， 动力输出轴 54与行星架 5也可以为分体结构， 分别加工出动力输出 轴 54和行星架 5后， 再组装在一起。

下面具体说明本变速装置工作原理和过程：

若源动力（电机、发动机或其他动力 )通过太阳轮轴 31输入给太阳轮 3 , 假设太阳轮轴 31驱动太阳轮 3顺时针旋转，则太阳轮 3驱动行星轮 4逆时针 旋转， 同时太阳轮 3与行星轮 4的啮合力驱动行星架 5顺时针旋转； 在这种 工况下， 行星架 5的转速小于太阳轮 3的转速， 该变速装置为减速装置。

当需要变速时， 通过液压控制装置控制出控制行星轮系与填充 体 2间隙 内的油压， 当太阳轮 3与行星轮 4的啮合液压腔内的油压逐渐增大时， 使得 太阳轮 3与行星轮 4的啮合力也逐渐增大， 太阳轮 3与行星轮 4的相对转速 减小， 使得行星架 5的转速逐渐增大， 当油压增大到一定值时， 太阳轮 3与 行星轮 4无相对运动， 行星架 5与太阳轮 3同步转动、 转速相同。 上述变速 过程中， 太阳轮 3与行星架 5的传动比从较小值逐渐增大至一比一， 该变速 装置实现无极增速。

若源动力从行星架 5输入， 驱动力从太阳轮 3输出， 在这种工况下， 太 阳轮 3的转速大于行星架 5的转速， 该变速装置为增速装置。

当需要变速时， 液压控制装置控制控制行星轮系与填充体 2间隙内的油 压， 当太阳轮 3与行星轮 4的啮合液压腔的油压逐渐增大时， 太阳轮 3与行 星轮 4的相对转度减小， 使得太阳轮 3的转速逐渐减小， 当油压增大到一定 值时， 太阳轮 3与行星轮 4无相对运动， 行星架 5与太阳轮 3同步转动、 转 速相同。 上述变速过程中， 行星架 5与太阳轮 3的传动比从较大值逐渐减小 至一比一， 该变速装置实现无极减速并可以增加输出扭矩 。

本实施例提供的变速装置， 将行星轮系的太阳轮 3和行星轮 4安装在行 星架 5形成的齿轮腔内， 通过填充体 2将行星轮系封闭， 形成齿轮的啮合液 压腔和脱齿液压腔，通过液压控制装置控制与 啮合液压腔连通的出油孔 55的 的开口大小， 改变啮合液压腔内的油压， 进而调节行星轮系的传动比， 与现 有技术相比， 由于釆用的齿轮传动， 因而该变速装置强度高且输出扭矩大， 适用大功率无极变速， 并且结构简单紧凑、 传动效率高。

在上述实施例的基础上， 进一步地， 为了避免填充体 2在齿轮空间内的 位置发生错动， 可以将填充体 2与圓盘 51固定连接， 同时将填充体 2外端面 与圓环 52的内壁固定连接， 可以提高填充体 2与太阳轮 3、 行星轮 4的齿顶 轮廓的配合精度。 另外， 填充体 2与圓环 52也可做成一体结构。

在上述实施例的基础上， 进一步地， 液压控制装置包括控制阀， 控制阀 安装在出油孔 55上， 用于控制出油孔 55的开口大小， 以调节行星轮系的传 动比。

具体地， 以源动力从太阳轮 3输入为例， 当太阳轮 3和行星轮 4旋转时， 壳体 1的内腔 1 1中的液压油通过进油孔 56流入脱齿液压腔， 同时啮合液压 腔的液压油通过出油孔 55流入壳体 1的内腔 1 1中， 实现液压油的循环。 当 需要变速时， 控制阀控制出油孔 55的开口大小， 当出油孔 55的开口逐渐减 小时， 啮合液压腔的油压就会逐渐增大， 使得太阳轮 3与行星轮 4的啮合力 逐渐增大， 驱动行星架 5的转速逐渐增大， 当油压增大到一定值时， 行星架 5与太阳轮 3同步转动、 转速相同。

参考图 4, 图 4为本发明第二实施例提供的变速装置的剖视� �； 图 5为 沿图 4中 B-B线的剖视图； 图 6为图 4所示的填充体的结构示意图。

如图 4-6所示， 本实施例提供的变速装置在上述实施例提供的 变速装置 的基础上作进一步改进， 在本实施例中， 行星轮系还包括齿圈 6, 齿圈 6的 内齿与行星轮 4的外齿啮合，齿圈 6的外轮廓与圓环 52内壁间隙配合。同样， 配合精度满足太阳轮 3、 行星轮 4和齿圈 6正常转动， 并且所有间隙不漏油 该变速装置的功率输出方式有多有形式， 例如， 源动力可以从太阳轮 3 输入， 驱动力分别从行星架 5和齿圈 6输出， 或者源动力从行星架 5和齿 圈 6输入，合成后的驱动力从太阳轮 3输出，或者源动力从太阳轮 3输入， 驱动力只从行星架 5输出， 或者源动力从行星架 5输入， 驱动力只从太阳 轮 3输出。

下面以源动力从太阳轮 3输入、 驱动力从行星架 5输出为例， 具体说 明本实施例提供的变速装置的工作原理和过程 。

源动力通过太阳轮轴 31输入给太阳轮 3 , 假设太阳轮 3顺时针旋转， 则 太阳轮 3驱动行星轮 4逆时针旋转， 同时太阳轮 3与行星轮 4的啮合力驱动 行星架 5顺时针旋转， 行星轮 4与齿圈 6的啮合力驱动齿圈 6逆时针旋转。 在这种工况下， 行星架 5和齿圈 6的转速小于太阳轮 3的转速， 该变速装置 为减速装置。

当需要变速时， 液压控制装置控制出油孔 55的开口逐渐减小， 使得太阳 轮 3与行星轮 4的啮合液压腔的油压逐渐增大， 因而太阳轮 3与行星轮 4的 啮合力也逐渐增大， 驱动行星架 5的转速逐渐增大， 当油压增大到一定值时， 行星架 5与太阳轮 3同步转动、 转速相同。 同时行星轮 4与齿圈 6的啮合力 逐渐增大， 行星轮 4与齿圈 6的相对转速逐渐减小， 当油压增大到一定值时， 行星轮 4与齿圈 6无相对转动， 此时， 齿圈 6、 行星架 5与太阳轮 3同步顺 时针转动， 且转速与太阳轮 3转速相同， 齿圈 6、 行星架 5和太阳轮 3可以 视为一个整体， 通过行星架 5向外输出驱动力。

上述变速过程中， 太阳轮 3与行星架 5的传动比从较小值逐渐增大至一 比一， 该变速装置实现无极增速。 本实施例提供的变速装置， 将行星轮系的太阳轮 3、 行星轮 4和齿圈 6 安装在行星架 5形成的齿轮腔内， 通过填充体 2将行星轮系封闭， 形成齿轮 的啮合液压腔和脱齿液压腔， 通过液压控制装置控制与啮合液压腔连通的出 油孔 55的开口大小，改变啮合液压腔内的油压，进� ��调节行星轮系的传动比， 与现有技术相比， 由于釆用的齿轮传动， 因而该变速装置强度高且输出扭矩 大， 适用大功率无极变速， 并且结构简单紧凑、 传动效率高。

在上述实施例中， 进一步地， 填充体 2上开设具有纵向油道 21和横向 油道 22, 纵向油道 21垂直于凑充体 2, 横向油道 22所在平面与凑充体 2平 行。横向油道 22—端与纵向油道 21连通，横向油道 22的另一端与行星轮系 的啮合液压腔连通， 出油孔 55为开设在圓盘 51上的总出油孔， 该总出油孔 的一端与纵向油道 21连通， 另一端与壳体 1的内腔 11连通。

液压控制装置包括控制阀 7, 控制阀 7安装在纵向油道 21内， 用于控制 总出油孔的开口大小， 以调节行星轮系的传动比。 具体地， 通过调节控制阀 7的阀门开启大小调节啮合液压腔的油压， 以控制行星架 5和齿圈 6的转速， 当油压达到一定值时， 行星架 5、 齿圈 6与太阳轮 3 同步转动且与太阳轮 3 转速相同， 该变速装置实现无极变速。

参考图 7, 图 7为本发明第三实施例提供的变速装置的结构� �意图。 如图 7, 液压控制装置包括固定端盖 71、 活动压板 72和驱动装置。 固定 端盖 71压设在行星轮系一侧；活动压板 72滑设在太阳轮轴 31上且位于行星 轮系另一侧。 驱动装置能够驱动活动压板 72在太阳轮轴 31上滑动， 以调节 行星轮系与填充体 2的间隙内油压。

当活动压板 72压向行星轮系时， 活动压板 72将行星轮系内各齿轮端面 密封， 因而行星轮系各齿轮与填充体 2的间隙内油压增大。 当活动压板 72与 行星轮系保留有间隙时， 行星轮系各齿轮与填充体 2的间隙内的液体介质会 流入壳体 1内， 因而行星轮系各齿轮与填充体 2的间隙内油压减小。

驱动装置可以有多种实现形式， 例如可以釆用液压、 电动或机械手动等 方式驱动活动压板 72沿太阳轮轴 31上滑动。

在实际应用中， 以源动力从太阳轮 3输入为例， 当太阳轮 3和行星轮 4 旋转时， 壳体 1的内腔 11中的液压油通过活动压板 72与行星轮系一侧的间 隙流入脱齿液压腔， 同时啮合液压腔的液压油通过该间隙流入壳体 1 的内腔 1 1 中， 实现液压油的循环。 当需要变速时， 通过驱动装置控制活动压板 72 与行星轮系的间隙大小以控制其内油压， 当油压正大时， 啮合液压腔的油压 就会逐渐增大， 使得太阳轮 3与行星轮 4的啮合力逐渐增大， 驱动行星架 5 的转速逐渐增大， 当油压增大到一定值时， 行星架 5与太阳轮 3同步转动、 转速相同。

参考图 8和 9, 图 8为本发明第四实施例提供的滑块底座的主视� �； 图 9 为图 8所述滑块底座的俯视图。

如图 7〜9所示， 在上述实施例的基础上， 具体地， 驱动装置 73包括滑块 731、 滑块底座 732、 挡块 733、 连杆 734、 压紧轴承套 735和操纵杆 736。

滑块底座 732固设在活动压板 72的外侧面上，滑块底座 732上具有倾斜 滑槽 7321 , 滑块 71具有与倾斜滑槽 7321相适应的倾斜面， 滑块 71滑设在 倾斜滑槽 7321内， 滑块 731的外端面与挡块 733 4氏接， 挡块 733固定在壳体 1内壁上。

滑块 731下端与连杆 734上端铰接， 连杆 734下端与压紧轴承套前端铰 接， 压紧轴承套 735滑设在太阳轮轴 31上， 操纵杆 736下端与壳体 1下部铰 接， 操纵杆 736中部套设在太阳轮轴 31上且抵接在压紧轴承套 735后端， 操 纵杆 736上部从壳体 1上部伸出。

具体地， 滑块底座 732可以通过螺钉固定在活动压板 72外端面上， 滑块 731可以为三角块， 滑块 732的竖直面 4氏接在挡块 733上， 滑块 732的倾斜 面与倾斜滑槽 7321的倾斜底面贴合。可以在壳体 1内部靠近下方的位置设置 一个支撑块， 操纵杆 736的下部与支撑块铰接， 另外可以在操纵杆 736上部 铰接一个操纵杆连杆，通过操纵杆连接控制操 纵杆 736,便于控制操纵杆 736。

需要变速时， 扳动操纵杆 736, 操纵杆 736中部推动压紧轴承套 735在 太阳轮轴 31上滑动， 通过连杆 734带动滑块 731在倾斜滑槽 7321内滑动， 以调节活动压板 72与行星轮系侧端的压力。 本实施例提供的驱动装置， 通过 机械方式实现驱动装置， 结构简单， 控制方便。

需要说明的是， 本发明提供的变速装置不仅适用于单排行星轮 系， 同样 也适用于两排行星轮系或多排行星轮系， 此外， 还适用于两级行星轮系或多 级行星轮系， 且每种行星轮系中行星轮的数量可以有多种选 择， 其中两级或 多级行星轮系指的是， 一级行星轮系的输出为另一极行星轮系的输入 。 当然， 行星轮系中的齿轮数量越多， 则液压控制装置需要调节压力越低， 可以增大 液压控制装置的调节精度。 此外， 填充体 2的数量和形状也取决于行星轮系 中齿轮的数量和尺寸， 可以根据实际情况设计填充体 2的外形结构。

另外， 上述实施例中的变速装置可以有多种功率输出 方式， 也就是动力 输出轴和动力输出轴安装方式有多种选择，如 动力输入轴安装在太阳轮 3上， 动力输出轴安装在行星架 5上。 或输入轴安装在行星架 5上， 输出轴安装在 太阳轮 3上； 或者动力输入轴安装在太阳轮 3上， 动力输出轴安装在所述行 星架 5和 /或齿圈 6上， 其他具体安装方式不再赘述。

最后需要说明的是， 壳体 1与动力输入轴和动力输出轴的配合处安装有 油封， 防止壳体 1漏油， 壳体 1上部开设有气孔 12, 使得壳体 1内的气压与 外部气压相同， 有利于液压油循环流动。

最后应说明的是： 以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对 其限制； 尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的 说明， 本领域的普通 技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施 例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替 换； 而这些修改或者替换， 并 不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例 技术方案的范围。