CN1070593C - 无级调速装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无级调速装置，它包括一输入轴和一输出轴，还包括：一装配在输入轴另一端上的一滑槽内的并且可在滑槽中滑动的滑块；一装配在滑槽内、使滑块沿输入轴之径向移动的推动件；一行星轮，其中心轴安装在滑块内；一分别连接于行星轮之中心轴和输出轴的传动机构；两个与输入轴同轴且带有锥面的套筒，该套筒的锥面部分与行星轮的两外周缘相接触；一使套筒的锥面沿轴向靠扰或远离的调节机构；以及一容纳套筒的壳体。

Description

无级调速装置

本发明涉及一种无级调速装置，更具体地说是涉及一种机械式无级调速装置。

传统的机械式无级调速装置是由传动件、加压机构和调速机构三大部分组成。加压机构对传动件加压，利用传动件之间的摩擦来传递旋转运动，而调速机构则可以调节传动件之间的长度(角度)比例关系，从而达到无级变速的目的。常见的有通过改变锥轮(传动件)的接触半径来实现无级变速。但是，现有的机械式无级调速装置的变速范围仍不够大，特别是不能使变速比达到无穷大，也就是说不能使输出的速度为零，因此在应用于车辆之类的场合时还需要附加离合器才能让输出速度为零。

为了克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种结构和操作简单、调速范围广、无需离合器的无级调速装置。

为了实现上述目的，本发明的无级调速装置包括一其一端连接于动力机械的输入轴和一与所述输入轴同轴的输出轴，其特点是，它还包括：一装配在输入轴另一端上的一滑槽内的并可在滑槽中滑动的滑块；一装配在所述滑槽内、使所述滑块沿输入轴之径向移动的推动件；一行星轮，其中心轴安装在滑块内；一分别连接于行星轮之中心轴和输出轴的传动装置；两个与输入轴同轴且带有锥面的套筒，所述套筒的锥面部分与行星轮的两外周缘相接触；一使套筒的锥面沿轴向靠拢或远离的调节机构；以及一容纳套筒的壳体。

前述无级调速装置的进一步特点如下：

所述推动件是一装配在所述滑块一侧和滑槽底部之间的碟形弹簧。

所述调节机构是一螺杆和与之螺旋相配的两螺母，所述螺母穿过壳体后配合在套筒的与锥面相对的两个表面上。

所述传动装置是一等角速度传动轴。

所述行星轮的半径和行星轮的偏心距之比是4∶1。

本发明的无级调速装置采用的是摩擦传动的原理，只需控制两套筒的锥面之间的相对距离就可以方便地控制无级调速的变速比，尤其适合于汽车、摩托车等行走机械。该无级调速装置的突出优点是无级调速的范围广，输入速度和输出速度之比可以从无穷大到2左右，因此在用于车辆时可以不再需要离合器。

通过下面结合附图对本发明较佳实施例的描述可以更清楚地了解本发明的结构特点和目的。

图1是根据本发明一较佳实施例的无级调速装置的剖面示意图；

图2是沿图1中的线A-A剖取的剖视图；

请参见图1，本发明一较佳实施例的无级调速装置包括：一其一端连接于动力机械的输入轴1和一与输入轴同轴的输出轴7；一装配在输入轴1另一端上的一滑槽11内并且可在滑槽中滑动的滑块3；一装配在滑块3的一侧和滑槽11底部之间的、使滑块3沿输入轴1之径向移动的弹簧4；一中心轴22安装在滑块3内的行星轮2；一连接于行星轮2之中心轴22和输出轴7的等角速度传动轴6；两个都与所述输入轴同轴线地相对设置且带有锥面的套筒5，该套筒的锥面部分分别与行星轮的两外周缘相接触；使套筒的锥面沿轴向靠拢或远离的两个螺母8和与该两螺母相配合的螺杆9；以及一容纳着套筒5的壳体10。

下面将结合图1和图2来进一步地描述本发明的无级调速装置的结构和工作原理。

输出轴1的一端连接于一动力机械(图中未示)，其另一端上开有滑槽11，该滑槽内滑配了一具有内孔的滑块3。滑块3的一侧与滑槽底部之间装有弹簧4，在本实施例中，弹簧4采用的是碟形弹簧的型式。行星轮2的中心轴22通过与轴线方向垂直的凸缘23而固定连接于行星轮，该中心轴安装在滑块3的内孔中。由于滑块3在弹簧4的作用下总是有沿输入轴1的径向移动的趋势，所以行星轮2的中心轴22在滑块3的带动下一般是和输入轴1不同心的，行星轮2的轴线和输入轴1的轴线之间存在着一个偏心距e。在壳体10内安装着两个套筒5，该两套筒的两个相对的侧面是呈对称排列的锥面。在弹簧4的作用下，行星轮2的两外周缘总是与套筒5的两锥面相接触，因此，行星轮转动时总是既围绕其中心轴作“自转”还沿着与套筒5的锥面接触的圆周作“公转”。两套筒5可以沿轴向滑动而产生相互靠近或远离的运动，于是两套筒5的锥面之间的距离便可发生变化，靠锥面的作用可以使行星轮2克服弹簧4的作用而改变行星轮的偏心距e。如图1所示，可以采用螺杆9和与之螺旋相配的两螺母8来作为调节套筒5轴向移动的调节机构，螺母8穿过壳体10上的相应开口后配合在套筒5的与锥面相对的表面上，通过转动螺杆9可以使两螺母8沿轴向相对靠近或远离，从而调节两套筒5沿轴向相对地靠近或远离，进而改变行星轮2的偏心距e以达到无级调速的目的。

当动力机械带动输入轴1转动时，由于行星轮2和输入轴1之间存在着偏心距e，加上行星轮2和套筒5的锥面之间有摩擦力，于是便形成了一个带动行星轮2旋转的力臂，由于行星轮2通过等角速度传动轴6与输出轴7相连，所以可以把行星轮2的输出速度看作是整个无级调速装置的输出速度。假设输入轴1的输入角速度是ω1，行星轮的角速度是ω2，行星轮2的线速度是V，行星轮的半径为r，偏心距为e，那么就可以用以下公式来表示它们之间的关系：

ω1×e=ω2×r=V    ……(1)

ω1/ω2=r/e        ……(2)

从公式(1)和(2)中可以看出，该无级调速装置的速比ω1/ω2是随着行星轮的半径r与偏心距e的比值而变化的。当两个套筒5靠得足够近，行星轮2被套筒5的锥面顶向中心时，行星轮2和输入轴1的中心相重合，偏心距e为零，输入和输出的速度之比为无穷大，即意味着输出转速为零。逐渐转动螺杆9，推动两螺母8，使两个套筒5之间的距离拉大，这样行星轮2的偏心距e也逐渐加大，于是行星轮2的转速也逐渐增大。继续转动螺杆9，使两套筒5之间的距离最大，这时行星轮2的偏心距e最大，因此变速比最小，输出速度最大。在该较佳实施例中r/e，也就是变速比的大小取4∶l。

尽管上面已经对本发明的一较佳实施例作了描述，但应该理解的是，本技术领域的熟练人员在不偏离本发明的范围和实质的前提下还可以做出种种等价的改动和变换。例如，可以用液压机构来替换上述实施例中的弹簧4以及由调节螺母8和调节螺杆9构成的调节机构；可以用齿轮传动、带传动等常见的传动方式来替换所述的等角速度传动轴6；另外，行星轮的半径r和偏心距e之比(变速比)的大小也可以根据需要作不同的设计，例如选取到2左右。但是，所有的这些变化均应落入由所附权利要求限定的本发明的保护范围之中。

Claims (5)

1．一种无级调速装置，它包括一其一端连接于动力机械的输入轴和一与所述输入轴同轴的输出轴，其特征在于，它还包括：一装配在所述输入轴另一端上的一滑槽内的并且可在滑槽中滑动的滑块；一装配在所述滑槽内、使所述滑块沿输入轴之径向移动的推动件；一行星轮，其中心轴安装在所述滑块内；一分别连接于所述行星轮之中心轴和所述输出轴的传动装置；两个与所述输入轴同轴且带有锥面的套筒，所述套筒的锥面部分与所述行星轮的两外周缘相接触；一使所述套筒的锥面沿轴向靠拢或远离的调节机构；以及一容纳所述套筒的壳体。

2．如权利要求1所述的无级调速装置，其特征在于，所述推动件可以是一装配在所述滑块一侧和滑槽底部之间的碟形弹簧。

3．如权利要求1所述的无级调速装置，其特征在于，所述调节机构是一螺杆和与之螺旋相配的两螺母，所述螺母穿过所述壳体后配合在所述套筒的与所述锥面相对的两个表面上。

4．如权利要求1所述的无级调速装置，其特征在于，所述传动装置可以是一等角速度传动轴。

5．如权利要求1所述的无级调速装置，其特征在于，所述行星轮的半径和行星轮的偏心距之比是4∶1。