CN201475275U - 无级调速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无级调速器，包括输入、输出轴，输入、输出轴之间的变速装置。变速装置由转轴和齿轮传动机构组成，转轴为由输入轴驱动、转动半径可以连续调节的曲轴；齿轮传动机构由传动齿轮、换向齿轮、齿条和定向齿轮组成，齿条的一端与曲轴铰接，传动齿轮与齿条啮合，两个定向齿轮分别与传动齿轮啮合，定向齿轮分别还与两个相同定换向齿轮同轴连接，且两个换向齿轮相互啮合，输出轴与其中一换向齿轮同轴连接；定向齿轮由同轴的外轮和内轮构成，内、外轮之间设置棘爪机构，且两个定向齿轮的棘爪机构反置。本实用新型将曲轴的曲率转化成齿条的直线往复运动，再由变速装置转化成转矩输出，实现了无级调速功能。

Description

无级调速器

(一)技术领域：

本实用新型涉及变速装置，具体地说是一种无级调速器。

(二)背景技术：

调速器是机械、汽车行业广泛使用的一种部件，分有级变速和无级变速两种，无级变速调速器中可以使用变频电机实现无级变速，或通过机械传动实现无级变速，而机械传动实现无级变速的调速器主要运用于汽车行业。

摩擦无级变速器是汽车无级变速器的代表。

汽车用无级变速传动装置的最大问题就是耗油、调速滞后且传动功率小，只限于在功率较小的轿车上使用，对于大功率的运输车辆，上述传动方式的变速器还无能为力。

(三)实用新型内容：

本实用新型的目的是公开一种省油、变速快且功率消耗小的无级调速器。

能够实现上述目的的无级调速器，包括输入轴、输出轴，及输入、输出轴之间的变速装置，所不同的是变速装置包括转轴、传动杆和齿轮传动机构，其中

1、转轴为与输入轴连接的曲轴，曲轴的曲率半径可以实现连续变化。

2、齿轮传动机构包括传动齿轮、换向齿轮、齿条和定向齿轮，齿条连接曲轴实现往复运动，传动齿轮与齿条啮合，两个尺寸相同的定向齿轮分别与传动齿轮啮合，定向齿轮还分别与两个相互啮合、传动比为1∶1的换向齿轮同轴连接，输出轴与其中一换向齿轮同轴连接。

3、定向齿轮包括同轴的外轮和内轮，外轮与传动齿轮啮合，内轮与换向齿轮同轴连接，外轮和内轮之间设置棘爪机构，使外轮朝一转动方向转动时内轮跟随同步转动，外轮反方向转动时，内轮与外轮之间打滑。

上述结构中，齿条在曲轴的带动下往复直线运动，由于曲轴的曲率半径可以连续调节，齿条的往复运动速度也是连续调节的，齿条带动传动齿轮往复正反转动，两个定向齿轮中的传动机构设置相反，即两个定向齿轮在传动齿轮的带动下，只有一个定向齿轮在交替工作，其中一个定向齿轮的内外轮同时转动，带动输出轴转动实现转矩输出，而另一个定向齿轮的内外轮之间打滑；传动齿轮反转时，上述两个定向齿轮的作用刚好相反，并通过换向齿轮的作用，继续实现输出轴的转矩输出。

由于曲轴的曲率半径连续调节，最终实现输出轴的无级调速。

齿条连接曲轴的方式之一是齿条的一端直接与曲轴铰接，并在齿条上设一与齿条平行的滑架，滑架与齿条相对的侧面与传动齿轮轴上的滑轮滑动配合，保持齿条始终与传动齿轮啮合。

为提高输出轴的转速，可以增加一个直径小于传动齿轮的增速齿轮，增速齿轮与传动齿轮同轴连接，齿条与增速齿轮啮合，滑架与与增速齿轮轴上的滑轮滑动配合。

所述曲轴的一种结构方式包括左、右移动轴和对称的左、右曲杆，左、右移动轴同步相向移动，左、右曲杆的一端相交铰接形成活节，左、右曲杆的另一端分别与对应端的左、右移动轴铰接形成活节，左、右曲杆之间的铰接点与齿条的一端铰接。左、右移动轴相对移动时，左、右曲杆之间的铰接点与左、右移动轴的偏距(曲轴的曲率)逐渐增加，左、右移动轴相反移动时，左、右曲杆之间的铰接点与左、右移动轴的偏距(曲轴的曲率)逐渐减小。

左、右移动轴的运动可以采用左右设置的油缸控制，即左、右油缸的活塞杆分别铰接左、右移动轴，铰接点形成活节。

本实用新型的优点：

本实用新型无级调速器主要运用于汽车行业，解决了换挡变速器传输比范围小，传输比不能与发动机功率匹配问题；解决了无级变速器传输功率小、功耗大、维护成本高的问题，由于省掉一个动力离合器，使结构更加简单。

(四)附图说明：

图1为本实用新型一种实施方式的结构示意图。

图2为图1实施方式中定向齿轮的结构示意图。

图3为图1实施方式中齿条与增速齿轮啮合的结构示意图。

图号标识：1、输入轴；2、输出轴；3、滑架；4、传动齿轮；5、换向齿轮；6、齿条；7、定向齿轮；8、外轮；9、内轮；10、增速齿轮；11、左移动轴；12、右移动轴；13、左曲杆；14、右曲杆；15、左油缸；16、右油缸；17、滑轮。

(五)具体实施方式：

本实用新型无级调速器由输入轴1、输出轴2、转轴和变速装置组成，转轴为由输入轴1通过齿轮驱动的曲轴，曲轴由左、右移动轴11、12和左、右曲杆13、14构成。如图1所示，水平布置在滑槽中的左、右移动轴11、12和左、右曲杆13、14对称而置，左、右曲杆13、14斜向相交铰接形成活节，左、右曲杆13、14的另一端与对应的左、右移动轴11、12端部铰接形成活节，左、右移动轴11、12的另一端分别铰接(形成活节)在左、右油缸15、16的活塞杆上。左、右油缸15、16的液压控制系统可以实现左、右油缸15、16的活塞杆相向(相对或相离)同步移动，带动左、右移动轴11、12相向(相对或相离)同步移动，在0°～90之间改变左、右曲杆13、14的摆角，使左、右曲杆13、14相交铰接点的旋转半径连续增大或减小。

上述变速装置由增速齿轮10、传动齿轮4、换向齿轮5、齿条6和定向齿轮7构成，如图1所示。增速齿轮10和传动齿轮4同轴连接，垂直方向的齿条6与增速齿轮10啮合，传动齿轮4的上下位置分别设置两个与传动齿轮4啮合的定向齿轮7，每个定向齿轮7还分别同轴连接一换向齿轮5，两换向齿轮5相互啮合且传动比为1∶1，其中一个换向齿轮5同轴连接输出轴2。

如图2所示，定向齿轮7分为同轴的内轮9和外轮8，外轮8与传动齿轮4啮合，内轮9与换向齿轮5同轴连接，内轮9和外轮8之间设有棘爪机构，两定向齿轮7中的棘爪机构反置，传动齿轮4正转或反转，两个定向齿轮7交替工作，即一个定向齿轮7的外轮8带动内轮9转动，另一个定向齿轮7的外轮8在内轮9空转滑动。经换向齿轮5变换转动方向后，使输出轴2上始终有相同转向的转矩输出。

变速装置与曲轴之间的连接方式是垂直方向的齿条6端部铰连左、右曲杆13、14的相交铰接点，如图1所示。齿条6上固设与齿条6平行的滑架3，滑架3与齿条6相对的内侧滑动配合在增速齿轮轴的滑轮17上，如图3所示。

Claims (5)

1.无级调速器，包括输入、输出轴(1、2)，输入、输出轴(1、2)之间的变速装置，其特征在于：变速装置包括转轴和齿轮传动机构，其中

①、转轴为连接输入轴(1)且曲率半径连续可调的曲轴；

②、齿轮传动机构包括齿条(6)、传动齿轮(4)、换向齿轮(5)和定向齿轮(7)，齿条(6)连接曲轴，传动齿轮(4)与齿条(6)啮合，两个定向齿轮(7)分别与传动齿轮(4)啮合，定向齿轮(7)还分别与两个相互啮合且传动比为1∶1的换向齿轮(5)同轴连接，输出轴(2)与其中一个换向齿轮(5)同轴连接；

③、定向齿轮(7)包括同轴的外轮(8)和内轮(9)，外轮(8)与传动齿轮(4)啮合，内轮(9)与换向齿轮(5)同轴连接，内、外轮(9、8)之间设置棘爪机构，且两个定向齿轮(7)的棘爪机构反置。

2.根据权利要求1所述的无级调速器，其特征在于：齿条(6)连接曲轴的方式是齿条(6)的一端直接铰接曲轴，齿条(6)上设置与之平行的滑架(3)，滑架(3)内侧与传动齿轮轴上的滑轮(17)滑动配合。

3.根据权利要求2所述的无级调速器，其特征在于：传动齿轮(4)同轴连接直径小于传动齿轮(4)的增速齿轮(10)，增速齿轮(10)与齿条(6)啮合，滑架(3)内侧与增速齿轮轴上的滑轮(17)滑动配合。

4.根据权利要求1～3中任何一种所述的无级调速器，其特征在于：所述曲轴包括同步相向移动的左、右移动轴(11、12)和对称的左、右曲杆(13、14)，左、右曲杆(13、14)的相对端铰接形成活节，左、右曲杆(13、14)的另一端分别与对应端的左、右移动轴(11、12)铰接形成活节，左、右曲杆(13、14)相对端的铰接点与齿条(6)铰接。

5.根据权利要求4所述的无级调速器，其特征在于：左、右移动轴(11、12)的另一端铰接左、右油缸(15、16)的活塞杆，铰接点形成活节。

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