CN100395468C - 自动无级变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及自动无级变速器，包括主动轴，由主动轴带动转动的驱动盘，以及由驱动盘带动转动的离合轮组件。主动轴设有相互平行的两个导向槽；主动轴套设有具有缺口的偏心板；在缺口与主动轴之间设有可压缩的弹性调节结构；驱动盘通过轴承安装在偏心板上，并且偏心板在弹性调节结构的调节下作相对于主动轴的轴线方向偏移的偏心运动，同时偏心板带动驱动盘作偏心运动。该自动无级变速器可以根据负载压缩或松开弹性调节结构，进而自动调节偏心板与主动轴的偏心量，并且由偏心板带动驱动盘运动，从而调节驱动盘的偏心量，无需人工来调节偏心量，具有能够自动调节变速比、结构简单、有效的降低成本、降低故障率、操作简便的优点。

Description

自动无级变速器
技术领域
本发明涉及一种变速机构，更具体地说，涉及一种自动无级变速器。
背景技术
现今的脚踏车、电力驱动车、汽车、卷布机、卷纸机等机械设备中广泛的应用了变速机构。这些变速机构通常是齿轮变速结构或者是离合偏心式的结构。齿轮变速结构是利用大小齿轮的啮合传动来实现变速的目的，这种传动方式由于齿轮的碰撞而产生较大的噪声及摩擦，不利于长期高效的使用。
离合偏心式的结构可以参考中国发明专利第92105836.5号《滑块离合偏心式无级变速器》，如图7、图8所示，其中，该专利中所公开的变速装置4包括固定管41，支承管42，轴柱425，掣爪431、432，撑开弹簧433，滑杆44，U形促动架45，系绳螺钉451，连动件452，滚珠453，操控件454、455及钢丝绳的两端头46、461等零部件构成。其作用过程是：由控制手柄拉动46或461的钢丝绳，拉动455，连动454、453、452、451、431、432；使掣爪431、432沿滑杆44滑动，使支承管42，连带径沟盘1，相对固定管41，也就是相对离合构件2、2a作调节偏心大小的动作，以达到操纵和控制变速的作用。这种变速装置的结构复杂，而且需要通过人工来调节。在一些需要输入的功率一定，并需要根据负荷来调节变速比的场合，例如卷布机的卷筒不断地卷入布料时，负荷不断的增加的场合，这种结构的变速装置无法适应。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述偏心式无级变速器的变速装置的缺陷，提供一种能够自动调节偏心量来调节变速比的、结构简单的自动无级变速器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种自动无级变速器，包括主动轴，由所述主动轴带动转动的驱动盘，以及由所述驱动盘带动转动的离合轮组件。所述主动轴的外表面上开设有相互平行的两个导向槽；所述主动轴在所述导向槽的位置处套设有具有缺口的偏心板，所述偏心板的缺口包括与所述导向槽贴合、限制所述偏心板在与所述导向槽平行的方向运动的平行段；在所述缺口的内侧与所述主动轴周缘之间设有可压缩的弹性调节结构；所述驱动盘通过轴承安装在所述偏心板上，并且所述偏心板在所述弹性调节结构的调节下作相对于所述主动轴轴线的垂直方向偏移的偏心运动，同时所述偏心板带动所述驱动盘作偏心运动。
在本发明所述的自动无级变速器中，所述偏心板的缺口还包括在所述平行段末端设置的、与所述主动轴周缘配合的圆弧段。
在本发明所述的自动无级变速器中，所述弹性调节结构为设置在所述偏心板的缺口内侧和所述主动轴周缘之间的弹簧或者橡胶。在所述偏心板的内侧设有第一凹槽，所述主动轴相对于所述第一凹槽的位置设有第二凹槽；所述弹簧或者橡胶设置在所述第一凹槽和第二凹槽内。
或者，在本发明所述的自动无级变速器中，所述弹性调节结构包括设置在所述主动轴上的腔室、与所述偏心板固定连接的活塞；在所述腔室内充入一定压力的气体或液体。或者，所述弹性调节结构包括设置在所述偏心板上的腔室、与所述主动轴固定连接的活塞；在所述腔室内充入一定压力的气体或液体。
在本发明所述的自动无级变速器中，所述轴承的内径与所述主动轴的外径的差值的一半为所述驱动盘的最大偏心量。所述偏心板在与所述导向槽平行的中心线上的厚度为所述驱动盘的最小偏心量。
实施本发明的自动无级变速器，具有以下有益效果：本发明的自动无级变速器可以根据负载压缩或松开弹性调节结构，进而自动调节偏心板与主动轴的偏心量，并且由偏心板带动驱动盘运动，从而调节驱动盘的偏心量，无需人工来调节偏心量，具有能够自动调节变速比、结构简单、有效的降低成本、降低故障率、操作简便的优点。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明自动无级变速器的主动轴的正面示意图；
图2是图1的主动轴的A向示意图；
图3是本发明自动无级变速器的偏心盘的正面示意图；
图4是本发明自动无级变速器第一实施例处于最大偏心量时的轴承、偏心板、主动轴的配合示意图；
图5是本发明自动无级变速器第一实施例处于最小偏心量时的轴承、偏心板、主动轴的配合示意图；
图6是本发明自动无级变速器第二实施例处于最大偏心量时的轴承、偏心板、主动轴的配合示意图；
图7是现有偏心式无级变速器的剖视示意图；
图8是图7的变速器的变速装置的示意图。
具体实施方式
如图1至图6所示，本发明的自动无级变速器包括主动轴10、套设在所述主动轴10上的偏心板20、设置在所述偏心板20与所述主动轴10之间的弹性调节结构30、通过轴承50安装在所述偏心板20上的驱动盘、以及由所属驱动盘带动转动的离合轮组件。其中，所述驱动盘以及离合轮组件不限于背景中的结构形式，也可以为其他离合式的结构。
如图1、图2所示，所述主动轴10的外表面上开设有相互平行的两个导向槽11。如图3所示，所述偏心板20大概为“C”形，具有与所述主动轴10配合的缺口21。所述缺口21包括与所述导向槽11平行贴合的平行段22，以及在所述平行段22末端设置的圆弧段23。当所述偏心板20套设在所述主动轴10上时，偏心板20的平行段22与主动轴10的导向槽11贴合，使得所述偏心板20仅能在与所述导向槽11平行的方向上运动，而无法作相对于主动轴10的转动。
如图4、图5所示，所述弹性调节结构30设置在所述偏心板20与所述主动轴10之间，在本实施例中，所述弹性调节结构30为弹簧31，当然也可以是其他的弹性物(例如橡胶、弹片等)。为了使得所述弹簧31能够更好的设置在所述偏心板20和所述主动轴10之间，在所述偏心板20的内侧设有第一凹槽24，所述主动轴10相对于所述第一凹槽24的位置设有第二凹槽12；所述弹簧31设置在所述第一凹槽24和第二凹槽12内，从而防止弹簧31的移位。
如图4所示，驱动盘的轴承50的内环套在所述偏心板20上，并且在所述弹簧31的作用下，所述偏心板20位于最大的偏心位置，也就是所述驱动盘位于最大偏心量的位置。在所述主动轴10转动时，所述驱动盘随主动轴10转动。所述驱动盘的最大偏心量是所述轴承50的内径与所述主动轴10的直径之差的一半，也就是本发明的自动无级变速器的最大偏心量，决定了本自动无级变速器的最小减速比、最大转速和最小转矩。
本发明的自动无级变速器主要用于负载变化的工作条件下，例如电动车、卷布机等。在负载小于一定值时，在本实施例中该一定值为弹簧31的刚度，即负载无法压缩弹簧31，使得驱动盘保持在最大的偏心量。当负载大于该一定值时，弹簧31受到压缩，从而偏心板20向主动轴10的轴心方向滑动，使得驱动盘的偏心量减少。随着驱动盘偏心量的减少，本自动无级变速器的转速比加大、转速降低、转矩加大。在输入功率不变时，在弹簧31的线性变化范围内，随着负载的变化，自动无级变速器的输出转速和转矩得到自动调整。
如图5所示，当偏心板20的圆弧段23的内缘压紧弹簧31后，碰到所述主动轴10的外周缘时，是驱动盘的最小偏心量的位置，也就是本发明自动无级变速器的最低转速、最大转速比和最大转矩的状态。因此，所述偏心板20在与所述导向槽11平行的中心线上的厚度决定了所述驱动盘的最小偏心量。
如图6所示，是本发明的自动无级变速器的弹性调节结构30的第二实施例，其包括设置在所述主动轴10上的腔室13、与所述偏心板20固定连接的活塞24；在所述腔室13内充入一定压力的气体或液体。当然所述腔室13可以设置在所述偏心板20上、而所述活塞24对应的固定在所述主动轴10上。在负载小于腔室13内的气体或液体的压力时，所述活塞24处于最远端，即所述偏心板20处于最大的偏心量的位置，也就是说驱动盘处于最大的偏心位置。而当负载增加，超过所述气体或液体的压力时，推动所述活塞24压缩所述气体或液体，减少偏心板20的偏心量，也就是减少驱动盘的偏心量，使得转速比加大、转矩加大、转速降低，达到自动调节输出转速和转矩的效果。

Claims (8)

1.一种自动无级变速器，包括主动轴，由所述主动轴带动转动的驱动盘，以及由所述驱动盘带动转动的离合轮组件；其特征在于，所述主动轴的外表面上开设有相互平行的两个导向槽；所述主动轴在所述导向槽的位置处套设有具有缺口的偏心板，所述偏心板的缺口包括与所述导向槽贴合、限制所述偏心板在与所述导向槽平行的方向运动的平行段；在所述缺口的内侧与所述主动轴周缘之间设有可压缩的弹性调节结构；所述驱动盘通过轴承安装在所述偏心板上，并且所述偏心板在所述弹性调节结构的调节下作相对于所述主动轴轴线的垂直方向偏移的偏心运动，同时所述偏心板带动所述驱动盘作偏心运动。
2.根据权利要求1所述的自动无级变速器，其特征在于，所述偏心板的缺口还包括在所述平行段末端设置的、与所述主动轴周缘配合的圆弧段。
3.根据权利要求1或2所述的自动无级变速器，其特征在于，所述弹性调节结构为设置在所述偏心板的缺口内侧和所述主动轴周缘之间的弹簧或者橡胶。
4.根据权利要求3所述的自动无级变速器，其特征在于，在所述偏心板的内侧设有第一凹槽，所述主动轴相对于所述第一凹槽的位置设有第二凹槽；所述弹簧或者橡胶设置在所述第一凹槽和第二凹槽内。
5.根据权利要求1或2所述的自动无级变速器，其特征在于，所述弹性调节结构包括设置在所述主动轴上的腔室、与所述偏心板固定连接的活塞；在所述腔室内充入一定压力的气体或液体。
6.根据权利要求1或2所述的自动无级变速器，其特征在于，所述弹性调节结构包括设置在所述偏心板上的腔室、与所述主动轴固定连接的活塞；在所述腔室内充入一定压力的气体或液体。
7.根据权利要求1所述的自动无级变速器，其特征在于，所述轴承的内径与所述主动轴的外径的差值的一半为所述驱动盘的最大偏心量。
8.根据权利要求7所述的自动无级变速器，其特征在于，所述偏心板在与所述导向槽平行的中心线上的厚度为所述驱动盘的最小偏心量。
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