CN101245834A - 非摩擦式无级变速器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及非摩擦式无级变速器，可广泛的应用于汽车摩托车制造领域中变速箱的无级变速，以及机电领域中动力设备的无级变速，驱动轮转矩和转速的变化范围，能较好的适应经常变化的行驶条件，以及动力设备的不同需求，实现空档不输出动力的无离合器设置，并且前级离合的精确性比后级的好，由于系统中到输出是减速运动，但到调控部分是增速运动，调控力矩大于输入和输出力矩，调控是省力的调控。
Description
所属技术领域
本发明涉及非摩擦式无级变速器，可广泛的应用于汽车摩托车制造领域中变速箱的无级变速，以及机电领域中动力设备的无级变速。
背景技术
目前已有的变速箱技术包括手动变速箱(MT)、传统的自动变速箱(AT)、带式或链条式驱动无级变速箱(CVT)、自动化手动变速箱(AMT)以及双离合器变速箱(DCT)，变速箱的多样化导致了不同技术，但它们各有明显的优势和缺点。
发明内容
本发明的目的，现有最先进无级变速的方法，常见的有电力式和液力式两种，依靠附加动力调节变速扭矩，但无一例外的靠摩擦来传递动力，所传带的扭矩和功率低，远不及齿轮可以传递的负荷，钢带钢链沿鼓面在动力的垂直方向滑动变速，限制了变速的范围，克服以上不足的非摩擦式无级变速器，利用变速传动上产生的相向运动，以线圈对磁极切割磁力线产生的感应电动势，串接可调电阻对发电闭环制动力调节，制动的反作用力经过力矩的变化提供输出的动力。
本发明的技术解决措施，轴输入轮式输出采用单撑双排行星齿轮机构，左右外齿圈合抱与输入转轴上的线圈转子固定连接，轴线旋转之行星齿轮支撑的行星架作为输出轮，可齿轮或多排链轮输出，内圈齿轮内侧镶带磁极作为相对的锭子，相当于发电机线圈的转子与输入轴方键或花键连接。轮输入轴输出同样采用单撑双排行星齿轮，整体外齿圈同时与两组行星齿轮啮合，外齿圈外侧可皮带槽或齿轮作为输入轮，一对带孔环形盖板对变速器进行封包，盖板中心是一个镂空线圈转子，内圈齿轮内侧镶带磁极作为相对的锭子，行星齿轮架中心的轴套与轴联结作为轴输出。变速器接口橡皮密封齿轮油脂润滑，发电负载的电流开路是变速器自由运动时的空档输出，电流短接时转子与锭子趋于静止，即外齿圈与内齿圈趋于同步，行星齿轮趋于没有自转，达到输出与输入趋于同步的转速，在可调电阻的范围内，输出转速由零到接近输入转速的范围内变化。
本发明的优点，比皮带轮略为宽一点的无级变速器，内部结构紧凑，构件排列紧密有至，行星齿轮啮合的分度园肩阶园，既固定了轴向串动位，又可作为内外齿圈转动中象滚动轴承上的滚柱支撑一样，结构空余的空挡小，转速的变化与行星机构两组齿轮副的齿数无关，这样变速器的设计重点是构件的强度和结构，以及发电机的电磁高效性，这样才有利于体积的设计及惯性的保持以及重心的平衡。
本发明的特点，驱动轮转矩和转速的变化范围，能较好的适应经常变化的行驶条件，以及动力设备的不同需求，实现空档不输出动力的无离合器设置，汽车的倒车可由蓄电池对调速发电机施加反向的电压来实现，并且前级离合的精确性比后级的好，由于系统中到输出是减速运动，但到调控部分是增速运动，调控力矩大于输入和输出力矩，调控是省力的调控，输出功率来自于感应电动势通过可调制动回路的反向电动势的反作用力，齿圈速度差越大调控制动的力量越大，即起动的力量是比较大的，并且在运动的过程中遇有例如坡度阻力的变化，阻力加大齿圈速度差的加大使制动力量也跟着加大，自动的反馈可平缓一部分动力速度，再制动力的不同即发电的变化是可以反馈给汽车发动机或设备电机的，可通过油路调节油量变化进一步调节动力性能，即在同样的踏板踩踏量下油量的进给是不一样的，可达到省油的目的，可调电阻也可以在蓄电池充电与照明上互相转换。
附图说明
如图1所示：为应用本发明轴输入轮输出无级变速器装配原理图主视图。
如图2所示：为应用本发明轴输入轮输出无级变速器装配原理图俯视图。
如图3所示：为应用本发明轮输入轴输出无级变速器装配原理图主视图。
如图4所示：为应用本发明轮输入轴输出无级变速器装配原理图俯视图。
具体实施方式
下面根据附图和实施例对本专利进一步说明，如图1所示为应用本发明轴输入轮输出无级变速器装配原理图主视图，图中1为输出轮，既可为齿轮也可为链轮，其结构为一空心大园环，环上等分对称分布若干轴孔，轴孔与行星齿轮轴紧密公差配合，全钢表面淬火处理。2为外齿圈，高碳钢表面淬火，以减少变形，园底型左右两半夹包行星齿轮，中缝为行星齿轮架输出轮。3为行星齿轮，内孔配轴承，行星齿轮的分度园直径应与其分布数量在齿圈内满度均衡一致，以利于受力防震。4为行星齿轮轴，中间台阶两边轴承位，轴承位外侧是开口弹簧卡槽，小轴的中间台阶两侧各铆几个点固定在行星齿轮架上。5为内齿圈，悬空在行星齿轮内侧，轴向径向都由行星齿轮左右两端外侧分度园肩阶定位，内齿圈内侧压接磁极，并作为变速发电机相对的锭子，内齿圈的转向与外齿圈即发动机主轴的转向相反。6为发动机或电机主轴，变速器由齿轮输出时，主轴外侧可加装挂脚支撑，以减少输出动力对主轴轴承的磨损，由链轮输出时或可以悬挂。7为发电机转子，装配时与外齿圈盖螺接，并打上定位销，与发动机主轴则为键连接，此处转子开线圈槽，以利于引出线，引出线铜环在转子外侧绝缘安装，由电刷接可调电阻，整环为交流，整流子环为直流。8为线圈，以环氧树脂封装以防油浸，由于整个变速器都是运动部件，只有线圈在转子上才有利于线头的引出，线圈的大小受到了一定的影响，可以增加磁极的强度来弥补。9为磁极，交直流电可发电变速以及作为反向倒车电机，但变速器需加单向棘轮结构，以及发动机主轴在发动机内要加装单向棘轮结构，以防倒车时发动机连杆反向受力。
如图2所示为应用本发明轴输入轮输出无级变速器装配原理图俯视图，图中1为输出轮。2为外齿圈。3为行星齿轮。4为行星齿轮轴。5为内齿圈。6为发动机或电机主轴。7为发电机转子。8为线圈。9为磁极，以上标示1---9与图1主视图标示1---9对应一致。10为电刷座，固定在发动机或电机上。11为电刷，刷头与滑动调节部分折弯90度，两电刷引出线接可调电阻或控制电路。12为电刷铜环，绝缘片垫底由线圈端子固定在线圈转子上，两个同心圆铜环连线转子线圈。13为变速器主轴开口弹簧卡，止退变速器在主轴上定位。14为发动机或电机。 15为行星齿轮轴承，由于输出功率由行星齿轮共同分担，单个轴承可从高速轻载系列选择。16为外齿圈盖板，沉底螺丝固定在外齿圈和变速器转子上，止口连接部分打定位销或在接缝处以闷头螺丝作为定位销。
如图3所示为应用本发明轮输入轴输出无级变速器装配原理图主视图，图中1为行星齿轮架，中心轴套为联轴输出，其结构为行星齿轮架上等分对称分布若干轴孔，轴孔与行星齿轮轴紧密公差配合，全钢表面淬火处理。2为外齿圈，高碳钢表面淬火，以减少变形，空心两盖板封包行星齿轮，中空为行星齿轮架联轴输出。3为行星齿轮，内孔配轴承，行星齿轮的分度园直径应与其分布数量在齿圈内满度均衡一致，以利于受力防震。4为行星齿轮轴，中间台阶两边轴承位，轴承位外侧是开口弹簧卡槽，小轴的中间台阶两侧各铆几个点固定在行星齿轮架上。5为内齿圈，悬空在行星齿轮内侧，轴向径向都由行星齿轮左右两端外侧分度园肩阶定位，内齿圈内侧压接磁极，并作为变速发电机相对的锭子，内齿圈的转向与外齿圈的转向相反。6为输出轴。7为发电机转子，装配时与外齿圈盖螺接，并打上定位销，中心孔与联轴套为间隙配合，此处转子开线圈槽，以利于引出线，引出线铜环在转子外侧绝缘安装，由电刷接可调电阻，整环为交流，整流子环为直流。8为线圈，以环氧树脂封装以防油浸，由于整个变速器都是运动部件，只有线圈在转子上才有利于线头的引出，线圈的大小受到了一定的影响，可以增加磁极的强度来弥补。9为磁极，交直流电可发电变速以及作为反向倒车电机，但变速器需加单向棘轮结构，以及发动机主轴在发动机内要加装单向棘轮结构，以防倒车时发动机连杆反向受力。
如图4所示为应用本发明轮输入轴输出无级变速器装配原理图俯视图，图中1为行星齿轮架。2为外齿圈。3为行星齿轮。4为行星齿轮轴。5为内齿圈。6为输出轴。7为发电机转子。8为线圈。9为磁极，以上标示1---9与图3主视图标示1---9对应一致。10为电刷座。11为电刷，两电刷引出线接可调电阻或控制电路。12为电刷铜环，绝缘片垫底由线圈端子固定在线圈转子上，两边圆铜环连线转子线圈。13为变速器输出轴开口弹簧卡，止退变速器在输出轴上定位。14为线圈引出线，一端接铜环一端接在转子上，两组线圈先并再串。15为行星齿轮轴承，由于输出功率由行星齿轮共同分担，单个轴承可从高速轻载系列选择。16为外齿圈盖板，沉底螺丝固定在外齿圈和变速器转子上，止口连接部分打定位销或在接缝处以闷头螺丝作为定位销。
通过对转子线圈感应电动势的调节，线性改变内齿圈的制动力，线圈开环时是没有任何其他施加力矩的自由转子，内外齿圈空转行星齿轮架输出为0，线圈闭环时完全等于作用力的最大制动力，输出最大速度，在这之间可调的任何范围内，达到行星齿轮无级变速输出，调节量相当于动量，是速度与质量的乘积，这里与质量对应的关系是排量，与能量的关系差一个速度的一次幂，磁聚力有利于速度重于排量，在发动机上以小排量获得速度的补充就可以了。以机电一体式变速器，实现了无离合器无级变速时轻载启动，柔性传动能减轻发动机的冲击，通透的动力以揉克刚，能有效改善驾乘的舒适性，提高发动机的使用寿命。
Claims (1)
- 本发明涉及非摩擦式无级变速器，轴输入轮式输出采用单撑双排行星齿轮机构，左右外齿圈合抱与输入转轴上的线圈转子固定连接，轴线旋转之行星齿轮支撑的行星架作为输出轮，可齿轮或多排链轮输出，内圈齿轮内侧镶带磁极作为相对的锭子，相当于发电机线圈的转子与输入轴方键或花键连接，轮输入轴输出同样采用单撑双排行星齿轮，整体外齿圈同时与两组行星齿轮啮合，外齿圈外侧可皮带槽或齿轮作为输入轮，一对带孔环形盖板对变速器进行封包，盖板中心是一个镂空线圈转子，内圈齿轮内侧镶带磁极作为相对的锭子，行星齿轮架中心的轴套与轴联结作为轴输出，通过对内齿圈线圈感应电动势的调节，线性改变内齿圈的制动力，线圈开环时是没有任何其他施加力矩的自由转子，内外齿圈空转行星齿轮架输出为0，线圈闭环时作用力等于反作用力的最大制动力，输出最大的速度，在这之间可调的任何范围内，达到行星齿轮无级变速输出，输出转速由零到接近输入转速的范围内变化，调节量相当于动量，是速度与质量的乘积。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN105422779A (zh) * | 2015-12-04 | 2016-03-23 | 湘潭大学 | 非摩擦式机械无级变速机构 |
| CN112772587A (zh) * | 2019-11-07 | 2021-05-11 | 广东赛肯科技创新股份有限公司 | 一种电动渔轮及其调速器 |
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2007
- 2007-12-21 CN CNA2007101689609A patent/CN101245834A/zh active Pending
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