CN108253099B - 主动式可变齿轮变速装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及变速装置领域，具体涉及了一种主动式可变齿轮变速装置，包括：第一齿轮，其端面上呈辐射状设有第一轮齿；位于第一齿轮的轮齿侧的变速杆，变速杆的两端分别记为第一端和第二端，变速杆的直径由第一端到第二端呈递减趋势，且变速杆的侧壁上设有多个沿其轴向方向布置的凹槽；以及不可相对转动地套接在变速杆上且能够沿其轴向方向滑动的第二齿轮，第二齿轮包括本体和多个环绕本体设置的齿部，齿部的固定端连接于本体，齿部的活动端搭接在变速杆的侧壁上；该装置能够让第一齿轮不同半径上的第一轮齿和第二齿轮的多个齿部啮合以实现无级变速。
Description
技术领域
本发明涉及变速装置领域，特别是涉及一种主动式可变齿轮变速装置。
背景技术
目前的变速器多为齿轮变速器，这类变速器一般都要搭配离合器或液力变矩器使用，结构相对复杂，换挡的连续性不佳，换挡时有顿挫感。新兴的带式无级变速器可连续变速、变矩，但其传动带作为带式无级变速器的核心机构，却是易损部件，钢制传动带往往容易与钢制的带轮发生较为严重的磨损，而橡胶材质的传动带又容易老化开裂。现亟待需要一种可无级变速且耐用的无级变速装置。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种主动式可变齿轮变速装置，使第一齿轮不同半径上的第一轮齿和第二齿轮的多个齿部啮合以实现无级变速。
基于此，本发明提供了一种主动式可变齿轮变速装置，包括：
第一齿轮，其端面上呈辐射状设有第一轮齿；
位于所述第一齿轮的轮齿侧的变速杆，所述变速杆的两端分别记为第一端和第二端，所述变速杆的直径由所述第一端到第二端呈递减趋势，且所述变速杆的侧壁上设有多个沿其轴向方向布置的凹槽；以及
不可相对转动地套接在所述变速杆上且能够沿其轴向方向滑动的第二齿轮，所述第二齿轮包括本体和多个环绕所述本体设置的齿部，所述齿部的固定端连接于所述本体，所述齿部的活动端搭接在所述变速杆的侧壁上；
所述变速杆的多个凹槽迫使多个所述齿部发生形变以形成第二轮齿，所述第一轮齿和第二轮齿相啮合。
作为优选的，所述第一轮齿的齿槽深度随所述第一齿轮的半径增大而增大。
作为优选的，所述凹槽的深度由所述第一端到第二端呈递减趋势。
作为优选的，所述齿部为片状结构，多个所述齿部均与所述本体的轴线共面。
作为优选的，所述变速杆为圆锥体。
作为优选的，所述变速杆的轴线垂直于所述第一齿轮的轴线。
作为优选的，所述凹槽的宽度由所述第一端到第二端呈递减趋势。
本发明的主动式可变齿轮变速装置，包括端面上设有第一轮齿的第一齿轮、位于第一齿轮一侧的变速杆以及套设在变速杆上的第二齿轮，第二齿轮上设有多个齿部，齿部的活动端搭接在变速杆的侧壁上，当第二齿轮沿变速杆的轴向方向滑动时，变速杆的形状以及变速杆侧壁上的凹槽能够迫使多个齿部发生形变以形成第二轮齿，第一轮齿即可与第二轮齿啮合；使第一齿轮不同半径上的第一轮齿和第二齿轮的多个齿部啮合以实现无级变速。
附图说明
图1是本发明实施例的主动式可变齿轮变速装置的整体结构示意图；
图2是本发明实施例的主动式可变齿轮变速装置的变速状态示意图之一；
图3是本发明实施例的主动式可变齿轮变速装置的变速状态示意图之二。
其中，1、第一齿轮；11、第一轮齿；2、变速杆；21、第一端；22、第二端；23、凹槽；3、第二齿轮；31、本体；32、齿部；32a、固定端；32b、活动端；33、第二轮齿。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
结合图1至3所示，示意性地显示了本发明的主动式可变齿轮变速装置，包括：第一齿轮1，其端面上呈辐射状设有第一轮齿11；变速杆2，变速杆2位于第一齿轮1的轮齿侧，变速杆2的两端分别记为第一端21和第二端22，变速杆2的直径由第一端21到第二端22呈递减趋势，且变速杆2的侧壁上设有多个沿其轴向方向布置的凹槽23；以及第二齿轮3，第二齿轮3不可相对转动地套接在变速杆2上且能够沿变速杆2的轴向方向滑动，第二齿轮3包括本体31和多个环绕本体31设置的齿部32，齿部32的固定端32a连接于本体31，齿部32的活动端32b搭接在变速杆2的侧壁上。变速杆2的侧壁上设置的多个凹槽23迫使多个齿部32发生形变，位于凹槽23内的齿部32的形变程度比仅搭接在变速杆2的侧壁上的齿部32的形变程度更大，高低起伏的多个齿部32形成了第二轮齿33，第一轮齿11进而能够和第二轮齿33相啮合。由于第一齿轮1不同半径上的线速度不同，当第二齿轮3在变速杆2上滑动时，第二轮齿33就能够和第一齿轮1的不同半径上的第一轮齿11啮合，以此实现无级变速。
当第二齿轮3从变速杆2的第一端21滑向第二端22时，由于变速杆2的第一端21的直径大于其第二端22的直径，多个齿部32所组成的第二轮齿33的齿顶圆直径会逐渐降低，而为了让第一齿轮1和第二齿轮3能够紧密啮合，保持其传动的稳定性，变速杆2的凹槽23的深度由第一端21到第二端22呈递减趋势，相应的，第一轮齿11的齿槽深度随第一齿轮1的半径增大而增大，以此来抵消第二轮齿33的齿顶圆变化给该装置传动稳定性带来的消极影响。此外，因为第一轮齿11的齿距随第一齿轮1的半径降低而降低，所以变速杆2的凹槽23的宽度由第一端21到第二端22呈递减趋势，使得第二齿轮3从变速杆2的第一端21滑向第二端22时，第二齿轮3的齿距也逐渐降低，以配合第一齿轮1，增强该装置的齿轮传动稳定性。
在本实施例中，变速杆2的轴线优选地垂直于第一齿轮1的轴线；齿部32为片状结构，多个齿部32均与本体31的轴线共面，片状齿部32能够避免相邻的两个齿部32在形变时发生相互干扰；变速杆2优选为圆锥体，即变速杆2的母线为一条与变速杆2轴线倾斜设置的直线，当然，在其他实施例当中，变速杆2也可以为类圆锥体，即变速杆2的母线为一曲线。
综上所述，本发明的主动式可变齿轮变速装置，包括端面上设有第一轮齿11的第一齿轮1、位于第一齿轮1一侧的变速杆2以及套设在变速杆2上的第二齿轮3，第二齿轮3上设有多个齿部32，齿部32的活动端32b搭接在变速杆2的侧壁上，当第二齿轮3沿变速杆2的轴向方向滑动时，变速杆2的形状以及变速杆2侧壁上的凹槽23能够迫使多个齿部32发生形变以形成第二轮齿33，第一轮齿11即可与第二轮齿33啮合；使第一齿轮1不同半径上的第一轮齿11和第二齿轮3的多个齿部32啮合以实现无级变速。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种主动式可变齿轮变速装置，其特征在于，包括：
第一齿轮，其端面上呈辐射状设有第一轮齿；
位于所述第一齿轮的轮齿侧的变速杆，所述变速杆的两端分别记为第一端和第二端，所述变速杆的直径由所述第一端到第二端呈递减趋势，且所述变速杆的侧壁上设有多个沿其轴向方向布置的凹槽；以及
不可相对转动地套接在所述变速杆上且能够沿其轴向方向滑动的第二齿轮，所述第二齿轮包括本体和多个环绕所述本体设置的齿部，所述齿部的固定端连接于所述本体，所述齿部的活动端搭接在所述变速杆的侧壁上；
所述变速杆的多个凹槽迫使多个所述齿部发生形变以形成第二轮齿，所述第一轮齿和第二轮齿相啮合；
所述第一轮齿的齿槽深度随所述第一齿轮的半径增大而增大；所述凹槽的深度由所述第一端到第二端呈递减趋势；所述凹槽的宽度由所述第一端到第二端呈递减趋势；
所述齿部为片状结构，多个所述齿部均与所述本体的轴线共面。
2.根据权利要求1所述的主动式可变齿轮变速装置，其特征在于，所述变速杆为圆锥体。
3.根据权利要求1所述的主动式可变齿轮变速装置，其特征在于，所述变速杆的轴线垂直于所述第一齿轮的轴线。
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