CN107606094B - 双摆杆摩擦棘轮变速装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双摆杆摩擦棘轮变速装置，属于变速器技术领域。它解决了现有的摆杆式无级变速器速度不稳定、无法实现反向动力输出的问题。它包括输入轴和与输入轴平行设置的输出轴，输入轴上通过传动结构连接有摆杆一和摆杆二，输入轴与输出轴之间设有支撑轴，支撑轴与输入轴平行且支撑轴的中轴线、输入轴的中轴线和输出轴的中轴线位于同一平面内，摆杆一与摆杆二分别铰接在支撑轴的两端处，在传动结构的作用下所述的摆杆一与摆杆二以支撑轴为中心作运动方向相反的摆动，摆杆一与输出轴之间设有单向传动组件一，摆杆二与输出轴之间设有单向传动组件二。本发明可实现无级变速，调节方便，输出速度稳定且能实现正反动力输出等优点。

Description

双摆杆摩擦棘轮变速装置

技术领域

本发明属于变速器技术领域，涉及一种变速装置，特别是一种双摆杆摩擦棘轮变速装置。

背景技术

车辆行驶过程中，为了满足汽车在不同行驶条件下对牵引力及行驶速度的要求，需在车辆中设置变速器。变速器的主要功能是通过变速来调节发动机最终输出到车轮处的扭力矩和转速，以满足汽车在不同使用状态时对牵引力矩和速度的要求。在现有的车用变速器中，使用最为普遍的是齿轮啮合式机械变速器，这种变速器是采用多个齿数不同的齿轮相互啮合，并通过齿条或皮带传动而成，其不足之处为：当汽车行驶过程中需要获得不同传动比值时，变速器已处于相互啮合的齿轮之间要重新分离和重新选择啮合，这样在齿轮高速运动状态下，相互啮合的齿轮重新分离和重新选择啮合就存在很多问题和不便；通过齿条或皮带传动效率低，容易出现脱齿或打滑现象。

为此，中国专利公开了一种摆杆式无级变速器[授权公告号为CN203067706U]，它由摆杆、与摆杆一端连接的第一传动机构、与摆杆另一端连接的第二传动机构、与第二传动机构平行连接有左右运动的双滑动杆以及安装在双滑动杆另一端的第三传动机构组成，双滑动杆分别与滑块里的八个滑轮中的四个滑轮接触，滑块的中心插设有固定杆与滑块中的另四个滑轮接触，第三传动机构的中心插设有输入摆动杆，第一传动机构摆杆上设有同轴心连接的锥型齿轮，锥型齿轮带两同轴行星锥型齿轮，两行星锥型齿轮内设有相对反向的棘爪棘轮使它俩的轴心只能单向转动。

但上述的摆杆式无级变速器存在着以下问题：1、锥型齿轮正转或反转时，两行星锥型齿轮只能朝着固定方向单向转动，使输出轴的转动方向只有一个，无法实现行进挡与倒挡的切换，适用范围小；2、摆杆是来回摆动的，当其摆动到需要更换摆动方向时摆杆的速度为0，此时锥形齿轮的转速为0，与之配合的行星锥型齿轮转速为0，导致输出轴停止转动，车速不均匀。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种可使输出轴转速保持匀速的双摆杆摩擦棘轮变速装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

本双摆杆摩擦棘轮变速装置，包括输入轴和与输入轴平行设置的输出轴，所述的输入轴上通过传动结构连接有摆杆一和摆杆二，其特征在于，所述的输入轴与输出轴之间设有支撑轴，所述的支撑轴与输入轴平行且支撑轴的中轴线、输入轴的中轴线和输出轴的中轴线位于同一平面内，所述的摆杆一与摆杆二分别铰接在支撑轴的两端处，在传动结构的作用下所述的摆杆一与摆杆二以支撑轴为中心作运动方向相反的摆动，摆杆一与输出轴之间设有单向传动组件一，摆杆二与输出轴之间设有单向传动组件二。

在上述的双摆杆摩擦棘轮变速装置中，所述的支撑轴与摆杆一垂直设置，所述的支撑轴与摆杆二垂直设置，所述的单向传动组件一包括套设于输出轴上的与输出轴周向固连的带离合器齿一的棘轮一和套设于输出轴上的与输出轴间隙配合的带离合器齿二的棘轮二，所述的离合器齿一与离合器齿二配合设置，所述的棘轮二上固定有与摆杆一铰接的摆臂一。

在上述的双摆杆摩擦棘轮变速装置中，所述的摆臂一通过摆臂销一铰接在摆杆一靠近输出轴的一端。

在上述的双摆杆摩擦棘轮变速装置中，所述的单向传动组件二包括套设于输出轴上的与输出轴周向固连的带离合器齿三的棘轮三和套设于输出轴上的与输出轴间隙配合的带离合器齿四的棘轮四，所述的离合器齿三与离合器齿四配合设置，所述的棘轮四上固定有与摆杆二铰接的摆臂二。

在上述的双摆杆摩擦棘轮变速装置中，所述的摆臂二通过摆臂销二铰接在摆杆二靠近输出轴的一端。

在上述的双摆杆摩擦棘轮变速装置中，所述的棘轮一与棘轮三设置在一换挡拨叉上，所述的换挡拨叉上还设有与棘轮一相对设置的带离合器齿五的棘轮五和与棘轮三相对设置的带离合器齿六的棘轮六，所述的棘轮二位于棘轮一与棘轮五之间且棘轮二上具有与离合器齿五配合设置的离合器齿七，所述的棘轮四位于棘轮三与棘轮六之间且棘轮四上具有与离合器齿六配合设置的离合器齿八。

离合器齿七与离合器齿二反向设置，离合器齿一至离合器齿五的距离大于离合器齿二至离合器齿七的距离，离合器齿四与离合器齿八反向设置，离合器齿三至离合器齿六之间的距离大于离合器齿四至离合器齿八的距离。离合器齿一与离合器齿二啮合时离合器齿七与离合器齿五分离，同时离合器齿三与离合器齿四啮合时离合器齿八与离合器齿六分离；离合器齿七与离合器齿五啮合时离合器齿一与离合器齿二分离，同时离合器齿六与离合器齿八啮合时离合器齿三与离合器齿四分离。

运动过程如下：

1、离合器齿一与离合器齿二啮合时，棘轮二的正向旋转会带动棘轮一正向旋转，从而带动输出轴正向旋转输出正向动力，当棘轮二反向旋转时不会带动棘轮一旋转；同时棘轮四的正向旋转会带动棘轮三的正向旋转，从而带动输出轴正向旋转输出正向动力，当棘轮四反向旋转时不会带动棘轮三旋转。

2、离合器齿七与离合器齿五啮合时，棘轮二的反向旋转会带动棘轮五的反向旋转，从而带动输出轴反向旋转输出反向动力，当棘轮二正向旋转时不会带动棘轮五旋转；同时棘轮四的反向旋转会带动棘轮六的反向旋转，从而带动输出轴反向旋转输出反向动力，当棘轮四正向旋转时不会带动棘轮六旋转。

在上述的双摆杆摩擦棘轮变速装置中，所述的传动结构包括设于摆杆一靠近输入轴一端的U形拨叉一、设于摆杆二靠近输入轴一端的U形拨叉二、固定在输入轴上且大小相等的偏心轮一和偏心轮二，所述U形拨叉一开口的朝向沿摆杆一的轴向延伸，所述U形拨叉二开口的朝向沿摆杆二的轴向延伸，所述的偏心轮一与偏心轮二呈180°角反向设置，所述U形拨叉一的开口宽度与偏心轮一的直径相等，所述U形拨叉二的开口宽度与偏心轮二的直径相等，所述的U形拨叉一卡在偏心轮一上，所述U形拨叉二卡在偏心轮二上。当输入轴旋转时，带动偏心轮一和偏心轮二一同旋转：偏心轮一距离输入轴的最远点位于最高点时偏心轮二距离输入轴的最远点位于最低点，实现了摆杆一向上摆动时摆杆二向下摆动，当摆杆一向下摆动时摆杆二向上摆动。

在上述的双摆杆摩擦棘轮变速装置中，所述的传动结构包括设于输入轴上的曲拐一、与曲拐一反向设置的曲拐二、套设于曲拐一上的连杆一和套设于曲拐二上的连杆二，所述摆杆一的一端同轴穿设在连杆一内，所述摆杆二的一端同轴穿设在连杆二内。在摆杆一与连杆一之间设有直线轴承，在摆杆二与连杆二之间设有直线轴承。

工作时发动机或驱动电机带动输入轴(曲轴)旋转，曲拐一和曲拐二摆动，分别带动连杆一和连杆二摆动，进而带动摆杆一和摆杆二分别进行上下反向摆动，同时摆杆一和摆杆二再分别带动摆臂一与摆臂二摆动并使输出轴旋转。

在上述的双摆杆摩擦棘轮变速装置中，所述的传动结构包括设于输入轴与输出轴之间的中间轴、固定在中间轴上的曲柄一和与曲柄一反向设置的曲柄二，所述的曲柄一上铰接有连杆三，所述的曲柄二上铰接有连杆四，所述摆杆一的一端同轴穿设在连杆三内，所述摆杆二的一端同轴穿设在连杆四内，所述的中间轴与输入轴平行且两者通过齿轮传动连接。在摆杆一与连杆三之间设有直线轴承，在摆杆二与连杆四之间设有直线轴承。

在输入轴和中间轴上各安装个齿轮(两个为相同模数并组成1对齿轮)，当发动机或驱动电机带动输入轴旋转时，通过齿轮再带动中间轴旋转，带动曲柄一和曲柄二运动，再通过安装在曲柄一上的连杆三、安装在曲柄二上的连杆四带动摆杆一和摆杆二分别进行上下反向摆动，同时摆杆一和摆杆二再分别带动摆臂一与摆臂二摆动并使输出轴旋转。

在上述的双摆杆摩擦棘轮变速装置中，所述支撑轴的下方具有与支撑轴垂直设置的导轨，所述的导轨上滑动配合有支架，所述的支撑轴穿设在支架内，所述的支撑轴与输出轴之间设有用于调节输出轴转速的调速组件。

在上述的双摆杆摩擦棘轮变速装置中，所述的调速组件包括设于摆杆一朝向摆杆二一侧的导槽一和设于摆杆二朝向摆杆一一侧的导槽二，所述支撑轴的一端滑动配合在导槽一内，所述支撑轴的另一端滑动配合在导槽二内。

在上述的双摆杆摩擦棘轮变速装置中，所述的支撑轴包括滚动配合在导槽一内的导轮一和滚动配合在导槽二内的导轮二，所述导槽一与导槽二的宽度相等且等于导轮一或导轮二的外径。导轮一和导轮二同轴设置。

在上述的双摆杆摩擦棘轮变速装置中，所述的导槽一靠近输出轴的一端至摆臂一与摆杆一铰接点中轴线的距离等于导轮一的半径，所述的导槽二靠近输出轴的一端至摆臂二与摆杆二铰接点中轴线的距离等于导轮二的半径。

当导轮一运动到导槽一靠近输出轴的一端时，导轮一与摆臂销一同轴设置，同时导轮二也运动到了导槽二靠近输出轴的一端，此时导轮二与摆臂销二同轴设置。

本双摆杆摩擦棘轮变速装置的工作过程如下：

①、拨动换挡拨叉，换挡拨叉带动棘轮一靠近棘轮二运动，棘轮三靠近棘轮四运动，使离合器齿二与离合器齿一啮合，离合器齿三与离合器齿四啮合。当摆杆一下压摆臂一作功时带动棘轮二旋转一定角度，棘轮二带动棘轮一旋转，棘轮一带动输出轴旋转相同角度，此时摆臂二反向旋转向上摆动进行作功准备，由于离合器齿三与离合器齿四反向不受力，此时为反向空转。

同理，当摆杆二下压摆臂二作功时带动棘轮四旋转一定角度，棘轮四又带动棘轮三旋转相同角度，最终带动输出轴旋转相同角度，此时摆臂一反向旋转向上摆动进行作功准备，由于离合器齿一与离合器齿二反向不受力，此时为反向空转。日此循环，通过动力装置带动输入轴、偏心轮一、偏心轮二、摆杆一和摆杆二不断的运动使摆臂一和摆臂二分别呈反向上下摆动，同时使输出轴形成一个连续的正向旋转的圆周运动。

②、拨动换挡拨叉，换挡拨叉带动棘轮五靠近棘轮二运动，棘轮六靠近棘轮四运动，使离合器齿五与离合器齿七啮合，离合器齿六与离合器齿八啮合。当摆杆一上抬摆臂一作功时带动棘轮二旋转一定角度，棘轮二带动棘轮五旋转，棘轮一带动输出轴旋转相同角度(与①中旋转方向相反)，此时摆臂二反向旋转向下摆动进行作功准备，由于离合器齿六和离合器齿八反向不受力，此时为空转。

同理，当摆杆二上抬摆臂二作功时带动棘轮四旋转一定角度，棘轮四又带动棘轮六旋转相同角度，最终带动输出轴旋转相同角度(与①中旋转方向相反)，此时摆臂一反向旋转向下摆动进行作功准备，由于离合器齿五与离合器齿七反向不受力，此时为反向空转。日此循环，通过动力装置带动输入轴、偏心轮一、偏心轮二、摆杆一和摆杆二不断的运动使摆臂一和摆臂二分别呈反向上下摆动，同时使输出轴形成一个连续的反向旋转的圆周运动。

本双摆杆摩擦棘轮变速装置的变速原理：通过换挡杆移动支架在导轨上前后滑动，同时导轮一在导槽一内滚动，导轮二在导槽二内滚动，可改变摆杆一与摆杆二的摆动中心，即达到了调节摆杆一与摆杆二的摆动角度，同时改变了摆臂一与摆臂二的摆动角度，使输出轴的速度产生变化达到变速的目的。

空挡位置：由于当导轮一运动到导槽一靠近输出轴的一端时，导轮一与摆臂销一同轴设置，同时导轮二也运动到了导槽二靠近输出轴的一端，此时导轮二与摆臂销二同轴设置，可知摆臂一与摆臂二处于水平位置，摆臂一与摆臂二的摆角为0°，输出轴不旋转也不输出扭矩处于空挡位置。

设摆臂一或摆臂二的上下摆动角度为β，传动比为i，本双摆杆摩擦棘轮变速装置传动比的计算公式为：i＝360°/β。理论上传动比i可达3～∞，但根据目前机械零部件(主要指棘轮)的加工精度等情况，实际的传动比i至少可达到3～180(摆角β在120°～2°之间)。

与现有技术相比，本双摆杆摩擦棘轮变速装置具有以下优点：

其结构简单、制造成本低，可在不增加任何零部件的情况下仅仅通过改变摆杆一与摆杆二的摆动角度即可改变输出轴的转速，操作方便；可实现无级变速且传动比调整范围大，输出轴的传动扭矩也相应增大；输出轴可实现速度与扭力矩的正向输出和反向输出，适用范围广；通过摆杆一和摆杆二不间断动作，保证了输出轴动力的持续输出，不会出现卡顿、迟滞。

附图说明

图1是本发明提供的实施例一的结构示意图。

图2是本发明提供的输出轴正向旋转时的俯视图。

图3是本发明提供的输出轴反向旋转时的俯视图。

图4是本发明提供的传动比较大时的结构示意图。

图5是本发明提供的空挡位置的结构示意图。

图6是本发明提供的实施例二的结构示意图。

图7是本发明提供的实施例三的结构示意图。

图中，1、输入轴；2、输出轴；3、摆杆一；4、摆杆二；5、棘轮一；6、棘轮二；7、摆臂一；8、棘轮三；9、棘轮四；10、摆臂二；11、离合器齿一；12、离合器齿二；13、离合器齿三；14、离合器齿四；15、离合器齿五；16、离合器齿六；17、离合器齿七；18、离合器齿八；19、换挡拨叉；20、棘轮五；21、棘轮六；22、U形拨叉一；23、U形拨叉二；24、偏心轮一；25、偏心轮二；26、导轨；27、支架；28、导槽一；29、导槽二；30、导轮一；31、导轮二；32、摆臂销一；33、摆臂销二；34、曲拐一；35、曲拐二；36、连杆一；37、连杆二；38、中间轴；39、曲柄一；40、曲柄二；41、连杆三；42、连杆四；43、齿轮；44、直线轴承。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一：以偏心轮作为传动结构的双摆杆摩擦棘轮变速装置

如图1所示，它包括输入轴1和与输入轴1平行设置的输出轴2，输入轴1上通过传动结构连接有摆杆一3和摆杆二4，输入轴1与输出轴2之间设有支撑轴，所述的支撑轴与输入轴1平行且支撑轴的中轴线、输入轴1的中轴线和输出轴2的中轴线位于同一平面内，如图2所示，摆杆一3与摆杆二4分别铰接在支撑轴的两端处，在传动结构的作用下摆杆一3与摆杆二4以支撑轴为中心作运动方向相反的摆动，摆杆一3与输出轴2之间设有单向传动组件一，摆杆二4与输出轴2之间设有单向传动组件二。

如图2所示，支撑轴与摆杆一3垂直设置，支撑轴与摆杆二4垂直设置，如图2和图3所示，单向传动组件一包括套设于输出轴2上的与输出轴2周向固连的带离合器齿一11的棘轮一5和套设于输出轴2上的与输出轴2间隙配合的带离合器齿二12的棘轮二6，离合器齿一11与离合器齿二12配合设置，棘轮二6上固定有与摆杆一3铰接的摆臂一7。

为了实现棘轮一5与输出轴2周向固连，可采用连接键的方式，其中连接键可以是平键或者花键。

如图2和图3所示，单向传动组件二包括套设于输出轴2上的与输出轴2周向固连的带离合器齿三13的棘轮三8和套设于输出轴2上的与输出轴2间隙配合的带离合器齿四14的棘轮四9，离合器齿三13与离合器齿四14配合设置，棘轮四9上固定有与摆杆二4铰接的摆臂二10。

如图2和图3所示，摆臂一7通过摆臂销一32铰接在摆杆一3靠近输出轴2的一端，摆臂二10通过摆臂销二33铰接在摆杆二4靠近输出轴2的一端。

如图2和图3所示，棘轮一5与棘轮三8设置在一换挡拨叉19上，换挡拨叉19上还设有与棘轮一5相对设置的带离合器齿五15的棘轮五20和与棘轮三8相对设置的带离合器齿六16的棘轮六21，棘轮二6位于棘轮一5与棘轮五20之间且棘轮二6上具有与离合器齿五15配合设置的离合器齿七17，棘轮四9位于棘轮三8与棘轮六21之间且棘轮四9上具有与离合器齿六16配合设置的离合器齿八18。

离合器齿七17与离合器齿二12反向设置，离合器齿一11至离合器齿五15的距离大于离合器齿二12至离合器齿七17的距离，离合器齿四14与离合器齿八18反向设置，离合器齿三13至离合器齿六16之间的距离大于离合器齿四14至离合器齿八18的距离。离合器齿一11与离合器齿二12啮合时离合器齿七17与离合器齿五15分离，同时离合器齿三13与离合器齿四14啮合时离合器齿八18与离合器齿六16分离；离合器齿七17与离合器齿五15啮合时离合器齿一11与离合器齿二12分离，同时离合器齿六16与离合器齿八18啮合时离合器齿三13与离合器齿四14分离。

运动过程如下：

1、离合器齿一11与离合器齿二12啮合时，棘轮二6的正向旋转会带动棘轮一5正向旋转，从而带动输出轴2正向旋转输出正向动力，当棘轮二6反向旋转时不会带动棘轮一5旋转；同时棘轮四9的正向旋转会带动棘轮三8的正向旋转，从而带动输出轴2正向旋转输出正向动力，当棘轮四9反向旋转时不会带动棘轮三8旋转。

2、离合器齿七17与离合器齿五15啮合时，棘轮二6的反向旋转会带动棘轮五20的反向旋转，从而带动输出轴2反向旋转输出反向动力，当棘轮二6正向旋转时不会带动棘轮五20旋转；同时棘轮四9的反向旋转会带动棘轮六21的反向旋转，从而带动输出轴2反向旋转输出反向动力，当棘轮四9正向旋转时不会带动棘轮六21旋转。

如图1所示，传动结构包括设于摆杆一3靠近输入轴1一端的U形拨叉一22、设于摆杆二4靠近输入轴1一端的U形拨叉二23、固定在输入轴1上且大小相等的偏心轮一24和偏心轮二25，U形拨叉一22开口的朝向沿摆杆一3的轴向延伸，U形拨叉二23开口的朝向沿摆杆二4的轴向延伸，偏心轮一24与偏心轮二25呈180°角反向设置，U形拨叉一22的开口宽度与偏心轮一24的直径相等，U形拨叉二23的开口宽度与偏心轮二25的直径相等，U形拨叉一22卡在偏心轮一24上，U形拨叉二23卡在偏心轮二25上。当输入轴1旋转时，带动偏心轮一24和偏心轮二25一同旋转：偏心轮一24距离输入轴1的最远点位于最高点时偏心轮二25距离输入轴1的最远点位于最低点，实现了摆杆一3向上摆动时摆杆二4向下摆动，当摆杆一3向下摆动时摆杆二4向上摆动。

如图1所示，在支撑轴的下方具有与支撑轴垂直设置的导轨26，导轨26上滑动配合有支架27，支撑轴穿设在支架27内，支撑轴与输出轴2之间设有用于调节输出轴2转速的调速组件。

如图2和图3所示，调速组件包括设于摆杆一3朝向摆杆二4一侧的导槽一28和设于摆杆二4朝向摆杆一3一侧的导槽二29，支撑轴的一端滑动配合在导槽一28内，支撑轴的另一端滑动配合在导槽二29内。

如图2和图3所示，支撑轴包括滚动配合在导槽一28内的导轮一30和滚动配合在导槽二29内的导轮二31，导槽一28与导槽二29的宽度相等且等于导轮一30或导轮二31的外径，导轮一30和导轮二31同轴设置。

如图5所示，导槽一28靠近输出轴2的一端至摆臂一7与摆杆一3铰接点中轴线的距离等于导轮一30的半径，导槽二29靠近输出轴2的一端至摆臂二10与摆杆二4铰接点中轴线的距离等于导轮二31的半径。

当导轮一30运动到导槽一28靠近输出轴2的一端时，导轮一30与摆臂销一32同轴设置，同时导轮二31也运动到了导槽二29靠近输出轴2的一端，此时导轮二31与摆臂销二33同轴设置。

本双摆杆摩擦棘轮变速装置的工作过程如下：

①如图2所示，拨动换挡拨叉19，换挡拨叉19带动棘轮一5靠近棘轮二6运动，棘轮三8靠近棘轮四9运动，使离合器齿二12与离合器齿一11啮合，离合器齿三13与离合器齿四14啮合。当摆杆一3下压摆臂一7作功时带动棘轮二6旋转一定角度，棘轮二6带动棘轮一5旋转，棘轮一5带动输出轴2旋转相同角度，此时摆臂二10反向旋转向上摆动进行作功准备，由于离合器齿三13与离合器齿四14反向不受力，此时为反向空转。

同理，当摆杆二4下压摆臂二10作功时带动棘轮四9旋转一定角度，棘轮四9又带动棘轮三8旋转相同角度，最终带动输出轴2旋转相同角度，此时摆臂一7反向旋转向上摆动进行作功准备，由于离合器齿一11与离合器齿二12反向不受力，此时为反向空转。日此循环，通过动力装置带动输入轴1、偏心轮一24、偏心轮二25、摆杆一3和摆杆二4不断的运动使摆臂一7和摆臂二10分别呈反向上下摆动，同时使输出轴2形成一个连续的正向旋转的圆周运动。

②如图3所示，拨动换挡拨叉19，换挡拨叉19带动棘轮五20靠近棘轮二6运动，棘轮六21靠近棘轮四9运动，使离合器齿五15与离合器齿七17啮合，离合器齿六16与离合器齿八18啮合。当摆杆一3上抬摆臂一7作功时带动棘轮二6旋转一定角度，棘轮二6带动棘轮五20旋转，棘轮一5带动输出轴2旋转相同角度(与①中旋转方向相反)，此时摆臂二10反向旋转向下摆动进行作功准备，由于离合器齿六16和离合器齿八18反向不受力，此时为空转。

同理，当摆杆二4上抬摆臂二10作功时带动棘轮四9旋转一定角度，棘轮四9又带动棘轮六21旋转相同角度，最终带动输出轴2旋转相同角度(与①中旋转方向相反)，此时摆臂一7反向旋转向下摆动进行作功准备，由于离合器齿五15与离合器齿七17反向不受力，此时为反向空转。日此循环，通过动力装置带动输入轴1、偏心轮一24、偏心轮二25、摆杆一3和摆杆二4不断的运动使摆臂一7和摆臂二10分别呈反向上下摆动，同时使输出轴2形成一个连续的反向旋转的圆周运动。

本双摆杆摩擦棘轮变速装置的变速原理：如图1和图4所示，通过换挡杆移动支架27在导轨26上前后滑动，同时导轮一30在导槽一28内滚动，导轮二31在导槽二29内滚动，可改变摆杆一3与摆杆二4的摆动中心，即达到了调节摆杆一3与摆杆二4的摆动角度，同时改变了摆臂一7与摆臂二10的摆动角度，使输出轴2的速度产生变化达到变速的目的。

如图5所示为空挡位置：由于当导轮一30运动到导槽一28靠近输出轴2的一端时，导轮一30与摆臂销一32同轴设置，同时导轮二31也运动到了导槽二29靠近输出轴2的一端，此时导轮二31与摆臂销二33同轴设置，可知摆臂一7与摆臂二10处于水平位置，摆臂一7与摆臂二10的摆角为0°，输出轴2不旋转也不输出扭矩处于空挡位置。

设摆臂一7或摆臂二10的上下摆动角度为β，传动比为i，本双摆杆摩擦棘轮变速装置传动比的计算公式为：i＝360°/β。理论上传动比i可达3～∞，但根据目前机械零部件(主要指棘轮)的加工精度等情况，实际的传动比i至少可达到3～180(摆角β在120°～2°之间)。

实施例二：以双曲捌曲轴作为传动结构的双摆杆摩擦棘轮变速装置

本实施例的结构原理同实施例一的结构原理基本相同，不同的地方在于：如图6所示，传动结构包括设于输入轴1上的曲拐一34、与曲拐一34反向设置的曲拐二35、套设于曲拐一34上的连杆一36和套设于曲拐二35上的连杆二37，摆杆一3的一端同轴穿设在连杆一36内，摆杆二4的一端同轴穿设在连杆二37内。在摆杆一3与连杆一36之间设有直线轴承44，在摆杆二4与连杆二37之间也设有直线轴承44。

工作时发动机或驱动电机带动输入轴1旋转，曲拐一34和曲拐二35摆动，分别带动连杆一36和连杆二37摆动，进而带动摆杆一3和摆杆二4分别进行上下反向摆动，同时摆杆一3和摆杆二4再分别带动摆臂一7与摆臂二10摆动并使输出轴2旋转。

实施例三：以曲柄作为传动结构的双摆杆摩擦棘轮变速装置

本实施例的结构原理同实施例一的结构原理基本相同，不同的地方在于：如图7所示，传动结构包括设于输入轴1与输出轴2之间的中间轴38、固定在中间轴38上的曲柄一39和与曲柄一39反向设置的曲柄二40，曲柄一39上铰接有连杆三41，曲柄二40上铰接有连杆四42，摆杆一3的一端同轴穿设在连杆三41内，摆杆二4的一端同轴穿设在连杆四42内，中间轴38与输入轴1平行且两者通过齿轮43传动连接。在摆杆一3与连杆三41之间设有直线轴承44，在摆杆二4与连杆四42之间设有直线轴承44。

在输入轴1和中间轴38上各安装个齿轮43(两个为相同模数并组成1对齿轮)，当发动机或驱动电机带动输入轴1旋转时，通过齿轮43再带动中间轴38旋转，带动曲柄一39和曲柄二40运动，再通过安装在曲柄一39上的连杆三41、安装在曲柄二40上的连杆四42带动摆杆一3和摆杆二4分别进行上下反向摆动，同时摆杆一3和摆杆二4再分别带动摆臂一7与摆臂二10摆动并使输出轴2旋转。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种双摆杆摩擦棘轮变速装置，包括输入轴(1)和与输入轴(1)平行设置的输出轴(2)，所述的输入轴(1)上通过传动结构连接有摆杆一(3)和摆杆二(4)，其特征在于，所述的输入轴(1)与输出轴(2)之间设有支撑轴，所述的支撑轴与输入轴(1)平行且支撑轴的中轴线、输入轴(1)的中轴线和输出轴(2)的中轴线位于同一平面内，所述的摆杆一(3)与摆杆二(4)分别铰接在支撑轴的两端处，在传动结构的作用下所述的摆杆一(3)与摆杆二(4)以支撑轴为中心作运动方向相反的摆动，所述的摆杆一(3)与输出轴(2)之间设有单向传动组件一，所述的摆杆二(4)与输出轴(2)之间设有单向传动组件二。

2.根据权利要求1所述的双摆杆摩擦棘轮变速装置，其特征在于，所述的支撑轴与摆杆一(3)垂直设置，所述的支撑轴与摆杆二(4)垂直设置，所述的单向传动组件一包括套设于输出轴(2)上的与输出轴(2)周向固连的带离合器齿一(11)的棘轮一(5)和套设于输出轴(2)上的与输出轴(2)间隙配合的带离合器齿二(12)的棘轮二(6)，所述的离合器齿一(11)与离合器齿二(12)配合设置，所述的棘轮二(6)上固定有与摆杆一(3)铰接的摆臂一(7)。

3.根据权利要求2所述的双摆杆摩擦棘轮变速装置，其特征在于，所述的单向传动组件二包括套设于输出轴(2)上的与输出轴(2)周向固连的带离合器齿三(13)的棘轮三(8)和套设于输出轴(2)上的与输出轴(2)间隙配合的带离合器齿四(14)的棘轮四(9)，所述的离合器齿三(13)与离合器齿四(14)配合设置，所述的棘轮四(9)上固定有与摆杆二(4)铰接的摆臂二(10)。

4.根据权利要求3所述的双摆杆摩擦棘轮变速装置，其特征在于，所述的棘轮一(5)与棘轮三(8)设置在一换挡拨叉(19)上，所述的换挡拨叉(19)上还设有与棘轮一(5)相对设置的带离合器齿五(15)的棘轮五(20)和与棘轮三(8)相对设置的带离合器齿六(16)的棘轮六(21)，所述的棘轮二(6)位于棘轮一(5)与棘轮五(20)之间且棘轮二(6)上具有与离合器齿五(15)配合设置的离合器齿七(17)，所述的棘轮四(9)位于棘轮三(8)与棘轮六(21)之间且棘轮四(9)上具有与离合器齿六(16)配合设置的离合器齿八(18)。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的双摆杆摩擦棘轮变速装置，其特征在于，所述的传动结构包括设于摆杆一(3)靠近输入轴(1)一端的U形拨叉一(22)、设于摆杆二(4)靠近输入轴(1)一端的U形拨叉二(23)、固定在输入轴(1)上且大小相等的偏心轮一(24)和偏心轮二(25)，所述U形拨叉一(22)开口的朝向沿摆杆一(3)的轴向延伸，所述U形拨叉二(23)开口的朝向沿摆杆二(4)的轴向延伸，所述的偏心轮一(24)与偏心轮二(25)呈180°角反向设置，所述U形拨叉一(22)的开口宽度与偏心轮一(24)的直径相等，所述U形拨叉二(23)的开口宽度与偏心轮二(25)的直径相等，所述的U形拨叉一(22)卡在偏心轮一(24)上，所述U形拨叉二(23)卡在偏心轮二(25)上。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的双摆杆摩擦棘轮变速装置，其特征在于，所述的传动结构包括设于输入轴(1)上的曲拐一(34)、与曲拐一(34)反向设置的曲拐二(35)、套设于曲拐一(34)上的连杆一(36)和套设于曲拐二(35)上的连杆二(37)，所述摆杆一(3)的一端同轴穿设在连杆一(36)内，所述摆杆二(4)的一端同轴穿设在连杆二(37)内。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的双摆杆摩擦棘轮变速装置，其特征在于，所述的传动结构包括设于输入轴(1)与输出轴(2)之间的中间轴(38)、固定在中间轴(38)上的曲柄一(39)和与曲柄一(39)反向设置的曲柄二(40)，所述的曲柄一(39)上铰接有连杆三(41)，所述的曲柄二(40)上铰接有连杆四(42)，所述摆杆一(3)的一端同轴穿设在连杆三(41)内，所述摆杆二(4)的一端同轴穿设在连杆四(42)内，所述的中间轴(38)与输入轴(1)平行且两者通过齿轮(43)传动连接。

8.根据权利要求1所述的双摆杆摩擦棘轮变速装置，其特征在于，所述支撑轴的下方具有与支撑轴垂直设置的导轨(26)，所述的导轨(26)上滑动配合有支架(27)，所述的支撑轴穿设在支架(27)内，所述的支撑轴与输出轴(2)之间设有用于调节输出轴(2)转速的调速组件。

9.根据权利要求8所述的双摆杆摩擦棘轮变速装置，其特征在于，所述的调速组件包括设于摆杆一(3)朝向摆杆二(4)一侧的导槽一(28)和设于摆杆二(4)朝向摆杆一(3)一侧的导槽二(29)，所述支撑轴的一端滑动配合在导槽一(28)内，所述支撑轴的另一端滑动配合在导槽二(29)内。

10.根据权利要求7所述的双摆杆摩擦棘轮变速装置，其特征在于，所述的支撑轴包括滚动配合在导槽一(28)内的导轮一(30)和滚动配合在导槽二(29)内的导轮二(31)，所述导槽一(28)与导槽二(29)的宽度相等且等于导轮一(30)或导轮二(31)的外径。