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CN110439982B - 一种连杆齿啮式无级变速器 - Google Patents

一种连杆齿啮式无级变速器 Download PDF

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CN110439982B CN201910790114.3A CN201910790114A CN110439982B CN 110439982 B CN110439982 B CN 110439982B CN 201910790114 A CN201910790114 A CN 201910790114A CN 110439982 B CN110439982 B CN 110439982B
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张琼方
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Abstract

本发明涉及一种连杆齿啮式无级变速器，属于机械传动领域，包括输入传动机构、调速机构、偏心轮机构、棘轮棘爪机构、输出机构等部分。输入轴转动带动蜗轮蜗杆转动，中间轴转动带动两个偏心轮和斜铁块一起转动,偏心轮的旋转运动通过摇杆的往复摆动转化为滑块直线运动，滑块通过棘爪作用于棘轮轮齿进一步将其直线运动转化为棘轮的旋转运动，棘轮与输出轴通过平键连接，棘轮转动带动输出轴转动，L型架和螺纹轴通过螺纹啮合，L型架带动斜铁块在与凸轮转动的同时在凸轮内沿轴向连续移动，本发明克服了传统机械无级变速器系统脉动度大，惯性力及惯性力矩难以平衡的缺陷，实现了恒功率传动、传动比可调、承载能力大和掉电保护的设计目的。

Description

一种连杆齿啮式无级变速器
技术领域
本发明涉及机械传动领域，特别是涉及一种连杆齿啮式无级变速器。
背景技术
传统的变速器一般都是由几对齿轮组成的有级变速器，通过将不同传动比的齿轮进行啮合，实现输出转速和转矩的改变，存在运行效率低、结构复杂，变速过程不平稳等问题，无法满足人们对机械无级变速的需求。
传统的脉动式无级变速器存在输出运动的脉动度大、连杆运动时产生的惯性力以及超越离合器自身结构引起的过低的承载性能等不足，而且传统的机械式无级变速器速度虽然能准确控制，但都存在体积大、承载能力低和寿命短的缺点。
发明内容
本发明提出了一种连杆齿啮式无级变速器，解决了现有的机械式无级变速器存在的脉动度大、承载能力低、寿命短、体积大的问题。
本发明的技术方案是：：一种连杆齿啮式无级变速器，包括输入传动机构、调速机构、偏心轮机构、棘轮棘爪机构、输出机构等部分。
所述的输入传动机构包括一对小轴承、输入轴蜗杆、蜗轮、中间轴、轴套、两个轴承、平键、两个斜铁块、两个偏心轮，所述一对小轴承安装在输入轴蜗杆两侧，所述输入轴蜗杆和蜗轮相啮合，所述蜗轮与中间轴通过平键键接，所述中间轴的两侧装有轴承套，所述两个斜铁块和两个偏心轮相配合，两个偏心轮和两个斜铁块在中间轴带动下转动，并以180度相位角分布，实现运动输入。
所述的调速机构包括一对锥齿轮、螺纹轴、轴套、轴承、卡环、左L型架、右L型架，所述的一对锥齿轮相互啮合，所述的一对锥齿轮中大锥齿轮与螺纹轴键连，所述的螺纹轴通过键与大锥齿轮相连接，所述的左L型架和右L型架通过螺纹配合与螺纹轴相连接，所述的卡环顶在轴承外端面。
所述的偏心轮机构包括斜铁块、凸轮，所述的斜铁块与凸轮相配合，斜铁块带动凸轮转动的同时，也在凸轮内做连续直线运动。
所述的棘轮棘爪机构包括两个棘爪、棘轮、滑块、滑道、连杆、凸轮、斜铁块，所述的斜铁块与凸轮相配合，所述的凸轮与连杆相连接，所述的连杆连接滑块，所述的滑块在滑道中滑动，所述的滑块同时也与两个棘爪相连接，所述的两个棘爪与棘轮相啮合。
所述的输出机构包括输出轴、棘轮、轴承，所述的棘轮与轴承相配合，所述的输出轴与配合好的棘轮轴承连接在一起。
所述的输入轴、输出轴、中间轴和螺纹轴并列布置。
所述的两个偏心轮和两个斜铁块以180度相位分布。
所述的斜铁块通过螺纹结构和凸轮一起做旋转运动时，通过改变在斜铁块在凸轮中的位置进而改变凸轮偏心距。
所述的两个棘轮分别装配两个主动棘爪，两个棘爪交替作用在棘轮轮齿，进一步降低脉动。
所述的螺纹轴与带螺纹的L型架配合，利用螺纹旋转讲旋转运动转化为连续的直线运动。
所述的偏心轮作为曲柄，采用调节偏心轮的偏心距以实现调节曲柄的长度，最终实现无级调速功能。
所述的棘轮机构通过滑块和凸轮摇杆机构相连，滑块的滑道固定不动。
所述的棘爪棘轮与偏心轮调速机构配合，通过改变调节棘轮棘爪传动比的方式实现无级调速。
本发明的有益效果是：
本发明以凸轮连杆组合机构作为脉动的发生机构，采用双凸轮机构和双棘轮棘爪机构相结合的设计，有效克服了动力性能较差的缺点。通过斜滑块在凸轮内位置的连续变化来改变凸轮偏心距，实现无级调速。
本发明设通过螺纹结构、双偏心轮机构与双向棘爪的配合，克服了传统无级变速器系统脉动度大，惯性力及惯性力矩难以平衡的缺陷,能够达到恒功率传动、传动比可调、承载能力大和掉电保护的设计目的。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图；
图2为输入传动机构示意图；
图3为调速机构示意图；
图4为偏心轮机构示意图；
图5为棘轮棘爪结构示意图；
图6为输出结构示意图；
图中：1.输入轴、2.蜗杆、3.蜗轮、4.中间轴、5.斜铁块、6.凸轮、7.棘轮、8.棘爪、9.摇杆、10.输出轴、11.大锥齿轮、12.小锥齿轮、13.螺纹轴、14.L型架、15.滑道、16.滑块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施作进一步详细描述：
一种连杆齿啮式无级变速器，由输入传动机构、调速机构、偏心轮机构、棘轮棘爪机构、输出机构等部分组成，如图1所示。输入轴1转动带动蜗杆2蜗轮3转动，蜗轮3键连中间轴4，中间轴4转动带动两个偏心轮6和斜铁块5一起转动,偏心轮6通过摇杆9和滑块16连接棘轮7棘爪8，偏心轮6的旋转运动通过摇杆9的往复摆动转化为滑块16在滑道15中做直线运动后通过棘爪8作用棘轮7轮齿进一步转化为棘轮7的旋转运动，棘轮7与输出轴10通过平键连接，棘轮7转动带动输出轴10转动，实现运动的二级减速输出,若需要无级调速，则利用大小锥齿轮11(12)啮合带动螺纹轴13转动，L型架14和螺纹轴13通过螺纹啮合，螺纹轴13转动最终使L型架14做沿中间轴测方向的直线运动，L型架14带动斜铁块5在与凸轮6转动的同时在凸轮6内沿着轴向连续移动。斜铁块5和偏心轮6的配合，使得斜铁块5的轴向运动改变偏心轮的偏心距，通过偏心距的改变，完成无级调速。
所述的输入传动机构包括一对小轴承、输入轴蜗杆、蜗轮、中间轴、轴套、两个轴承、平键、两个斜铁块、两个偏心轮，如图2所示。所述一对小轴承装在输入轴蜗杆两侧，所述输入轴蜗杆和蜗轮相啮合，所述蜗轮与中间轴通过平键键接，所述中间轴的两侧装有轴承套，所述两个斜铁块和两个偏心轮相配合，两个偏心轮和两个斜铁块在中间轴带动下转动，并以180度相位角分布，实现运动输入。
所述的调速机构包括一对锥齿轮、螺纹轴、轴套、轴承、卡环、左L型架、右L型架，如图3所示。所述的一对锥齿轮相互啮合，所述的一对锥齿轮中大锥齿轮与螺纹轴键连，所述的螺纹轴通过键与大锥齿轮相连接，所述的左L型架和右L型架通过螺纹配合与螺纹轴相连接，所述的卡环顶在轴承外端面。
所述的偏心轮机构包括斜铁块、凸轮等，如图4所示。所述的斜铁块与凸轮相配合，斜铁块带动凸轮转动的同时，也在凸轮内做连续直线运动。
所述的棘轮棘爪机构包括两个棘爪、棘轮、滑块、滑道、连杆、凸轮、斜铁块，如图5所示。
所述的斜铁块与凸轮相配合，所述的凸轮与连杆相连接，所述的连杆连接滑块，所述的滑块在滑道中滑动，所述的滑块同时也与两个棘爪相连接，所述的两个棘爪与棘轮相啮合。
所述的输出机构包括输出轴、棘轮、轴承等，如图6所示，所述的棘轮与轴承相配合，所述的输出轴与配合好的棘轮轴承连接在一起。
所述的输入轴、输出轴、中间轴和螺纹轴并列布置。
所述的两个偏心轮和两个斜铁块以180度相位分布。
所述的斜铁块通过螺纹结构和凸轮一起做旋转运动时，通过改变在斜铁块在凸轮中的位置进而改变凸轮偏心距。
所述的两个棘轮分别装配两个主动棘爪，两个棘爪交替作用在棘轮轮齿，进一步降低脉动。
所述的螺纹轴与带螺纹的L型架配合，利用螺纹旋转讲旋转运动转化为连续的直线运动。
所述的偏心轮作为曲柄，采用调节偏心轮的偏心距以实现调节曲柄的长度，最终实现在运动过程中的调速。
所述的棘轮机构通过滑块和凸轮摇杆机构相连，滑块的滑道固定不动。
所述的棘爪棘轮与偏心轮调速机构配合，通过改变调节棘轮棘爪传动比的方式实现无级调速。
上述为本发明比较好的实施方式，并不以此限制本发明。因此，基于本发明的创新装置，对本文所述实施方式进行修改和变化，均包括在本发明的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种连杆齿啮式无级变速器，其特征在于：由输入传动机构、调速机构、偏心轮机构、棘轮棘爪机构、输出机构组成；
所述的输入传动机构包括一对小轴承、输入轴蜗杆、蜗轮、中间轴、轴套、两个轴承、平键、两个斜铁块、两个偏心轮，所述一对小轴承装在输入轴蜗杆两侧，所述输入轴蜗杆和蜗轮相啮合，所述蜗轮与中间轴通过平键键接，所述中间轴的两侧装有轴承套，所述两个斜铁块和两个偏心轮相配合，两个偏心轮和两个斜铁块在中间轴带动下转动，并以180度相位角分布，实现运动输入；
所述的调速机构包括一对锥齿轮、螺纹轴、轴套、轴承、卡环、左L型架、右L型架，所述的一对锥齿轮相互啮合，所述的一对锥齿轮中的大锥齿轮与螺纹轴通过花键连接，所述的左L型架和右L型架通过螺纹结合与螺纹轴相连接，所述的卡环顶在轴承外端面；
所述的偏心轮机构包括斜铁块、凸轮，所述的斜铁块与凸轮相配合，斜铁块带动凸轮转动的同时，也在凸轮内做连续直线运动；
所述的棘轮棘爪机构包括两个棘爪、两个棘轮、两个滑块、两个滑道、两个连杆、两个凸轮、两个斜铁块，所述的斜铁块与凸轮相配合，所述的凸轮与连杆相连接，所述的连杆连接滑块，所述的滑块在滑道中滑动，所述的滑块同时也与两个棘爪相连接，所述的两个棘爪与棘轮相啮合；
所述的输出机构包括输出轴、轴承，所述的棘轮通过轴承与输出轴相连接。
2.根据权利要求1所述的一种连杆齿啮式无级变速器，其特征在于，所述的输入轴、输出轴、中间轴和螺纹轴并列布置。
3.根据权利要求1所述的一种连杆齿啮式无级变速器，其特征在于，所述的斜铁块通过螺纹连接和凸轮一起做旋转运动时，通过改变在斜铁块在凸轮中的位置进而改变凸轮偏心距。
4.根据权利要求1所述的一种连杆齿啮式无级变速器，其特征在于，所述的两个棘轮分别装配两个主动棘爪，两个棘爪交替作用在棘轮轮齿来进一步降低脉动。
5.根据权利要求1所述的一种连杆齿啮式无级变速器，其特征在于，所述的螺纹轴与带螺纹的L型架配合，利用螺纹旋转将旋转运动转化为连续的直线运动。
6.根据权利要求1所述的一种连杆齿啮式无级变速器，其特征在于，所述的偏心轮作为曲柄，采用调节偏心轮的偏心距以实现调节曲柄的长度，最终实现调速功能。
7.根据权利要求1所述的一种连杆齿啮式无级变速器，其特征在于，所述的棘轮机构通过滑块和凸轮摇杆机构相连接，滑块的滑道固定不动。
8.根据权利要求1所述的一种连杆齿啮式无级变速器，其特征在于，所述的棘爪棘轮与偏心轮调速机构配合，通过改变调节棘轮棘爪的传动比实现无级调速。
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