CN102345713A

CN102345713A - 汽车套筒齿轮无级变速箱

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Publication number: CN102345713A
Application number: CN2010102419539A
Authority: CN
Inventors: 徐宇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-08-02
Filing date: 2010-08-02
Publication date: 2012-02-08

Abstract

汽车套筒齿轮无级变速箱。动力传动机构，参见说明书附图一和附图五，它主要通过输入轴带动轴上的圆锥齿轮转动，再带动和其啮合的滑杆调整主轴上的圆锥齿轮转动，从而带动滑杆调整主轴转动，然后再带动径向穿过滑杆调整主轴的滑杆进行转动，滑杆由销轴与滚柱式超越离合器的星轮连接，滑杆转动带动星轮旋转，星轮旋转通过滚柱带动套筒旋转，套筒与齿轮由花键连接，带动齿轮旋转，齿轮通过齿轮啮合带动另一个齿轮旋转，齿轮通过花键带动另一个套筒旋转，套筒通过滚柱带动其中间的星轮旋转，星轮旋转通过其上的销轴带动滑杆转动，滑杆转动带动滑杆调整从轴旋转，再通过其上的花键带动从轴圆锥齿轮转动，然后带动和其啮合的输出轴圆锥齿轮转动，最后通过花键带动和其连接的动力输出轴输出动力。变速机构，参见说明书附图七、图八和图十一，当调速动力带动转速调整蜗杆旋转时，蜗杆分别同时带动转速调整蜗轮转动，蜗轮再带动转速调整丝杠旋转，丝杠带动转速调整块在调整块导柱上向内或向外移动，转速调整块再通过滚锥轴承带动滑杆调整轴向内或向外移动，从而通过改变滑杆调整轴上滑杆的力臂长度，也就是改变了两个套筒齿轮之间的啮合中心距，使两个套筒上的线速度不同，由于输入轴的转速不变，最终达到改变转速的目的。当调整块和滑杆调整轴沿调整丝杠和导柱向外移动到说明书附图一、图三、图五、图七、图九的位置时，意即滑杆调整主轴在套筒的中心位置时，本变速箱输出最慢转速。当调整块和滑杆调整轴沿调整丝杠和导柱向内移动到说明书附图二、图四、图六、图八、图十的位置时，意即滑杆调整主轴在套筒内的最大偏心位置时，本变速箱输出最高转速。从而实现无级变速的要求。

Description

汽车套筒齿轮无级变速箱

所属技术领域

本技术方案涉及动力传递过程中的变速装置，尤其适用于汽车发动机输出动力后的变速部分。

背景技术

目前，汽车上所有的自动变速箱按变速类型可分为自动档位变速和自动无级变速两大类。自动档位变速箱具有输出扭矩大的特点，但却有结构复杂，维护成本高，油耗大，行驶过程中具有档位冲击，舒适感欠佳等缺点。而现在的自动无级变速箱主要以CVT无级变速箱为主，它通过一根钢带(或链条)和两个可以改变直径大小的摩擦锥轮来改变动力速度的输出。它具有动力输出平滑，无换档冲击，油耗低的优点。但是因为其原理是靠钢带(或链条)和锥轮之间的摩擦力来传递动力的输出，所以输出扭矩基本小于300N/M。特别是在200N/M以上的大扭矩输出区域，扭矩损耗巨大，所以在汽车启动及上坡时容易丢转及溜坡。这也是目前CVT无级变速箱不太流行的主要原因。所以CVT无级变速箱一般多用于微型车及小型车上。

发明内容

为了克服现有自动无级变速箱无法输出大扭矩的缺点，本技术方案提出一种全新结构的套筒齿轮无级变速箱。它不但具有普通常规齿轮变速箱传输扭矩大、能耗损失小的特点，又具有扭矩输出平滑、无冲击、结构简单的优点。最大输出变速比为6.25倍，最大传输扭矩为980NM(或100kgm)以上，扭矩还可以增加，能耗损失几乎不变，但体积略有增加。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：动力通过动力输入轴输入，通过花键带动一对啮合的圆锥齿轮，再带动滑杆调整主轴，带动径向穿过其上的滑杆进行转动，滑杆转动带动滚柱式超越离合器的星轮旋转，星轮旋转通过滚柱带动主套筒旋转，主套筒带动齿轮旋转，齿轮啮合后带动从套筒旋转，再通过超越离合器以及滑杆将动力传给下一级变速机构，再输出，达到需要的转速。转速的调节主要是利用滑杆调整主轴在星轮中偏心的位置和距离来调速，在输入轴转速固定时，当输入轴在星轮中某一偏心位置时，距输入轴轴心远的套筒的筒面得到大的线速度，相反距离轴心近的筒面得到小的线速度，我们只要调节输入轴在星轮中的位置和距离就可以得到需要的转速。输入轴在星轮中的位置和距离的调节：输入轴是固定在变速箱箱体上不动的，而是转动固定在变速箱箱体上的蜗杆，带动套在调整丝杆上的转速调整块作直线移动，从而带动滑杆调整主轴以及装在其中的滑杆作直线移动，从而达到改变滑杆调整主轴在星轮中偏心的位置和距离。

在输入滑杆调整主轴和输出滑杆调整从轴两个套筒内，分别并列设置有八组滑杆和星轮，每个套筒内的八根滑杆呈45度的角度依次径向穿过输入滑杆调整主轴和输出滑杆调整从轴，在每个套筒内当一根滑杆带动星轮作快速旋转时，其余七根滑杆带动星轮旋转的速度较慢，就产生分离，八根滑杆轮流以快速带动星轮旋转，达到我们需要设定的输出转速。

本发明的有益效果是：在保留了普通常规齿轮变速箱能够传递大扭矩的同时，又具有扭矩输出平滑、无冲击的优点，而且结构简单。

附图说明

下面结合附图和实例对本实用新型进一步说明：

图一A-A是本发明低速运转时的主视剖视图，也是本发明最慢转速时的轴向变速传动图。

图二B-B是本发明高速运转时的剖视图，也是本发明最快转速时的轴向变速传动图。

图三C-C是本发明低速运转时的剖视图，也是本发明最慢转速时的轴向变速调节图。

图四D-D是本发明高速运转时的剖视图，也是本发明最快转速时的轴向变速调节图。

图五E-E是本发明低速运转时的径向剖视图，也是本发明最慢转速时的径向变速传动图。

图六F-F是本发明高速运转时的径向剖视图，也是本发明最快转速时的径向变速传动图。

图七G-G是本发明低速运转时的径向剖视图，也是本发明最慢转速时的径向变速调节图。

图八H-H是本发明高速运转时的径向剖视图，也是本发明最快转速时的径向变速调节图。

图九I-I是本发明低速运转时的输入轴和输出轴的径向剖视图。

图十J-J是本发明高速运转时的输入轴和输出轴的径向剖视图。

图十一K-K是本发明左视剖视图，也是本发明轴向变速调节图。

图一中：(1)动力输入轴。(2)输入轴圆锥齿轮。(3)滑杆调整主轴圆锥齿轮。(4)滑杆调整主轴。(5)主滑杆。(6)主销轴。(7)超越离合器主星轮。(9)主套筒。(10)主套筒齿轮。(11)从套筒齿轮。(12)从套筒。(14)超越离合器从星轮。(15)从销轴。(16)从滑杆。(17)滑杆调整从轴。(18)滑杆调整从轴圆锥齿轮。(19)输出轴圆锥齿轮。(20)动力输出轴。

图五中：(8)主星轮滚柱。(13)从星轮滚柱。

图七中：(21)调整块导柱Ⅰ。(22)转速主调整块Ⅰ。(23)主轴滚锥轴承Ⅰ。(24)转速调整蜗杆。(25)转速调整蜗轮Ⅰ。(26)转速调整丝杠Ⅰ。(27)转速从调整块Ⅰ。(28)从轴滚锥轴承Ⅰ。

图八中：(29)调整块导柱Ⅱ。(30)转速从调整块Ⅱ。(31)滑杆调整从轴滚锥轴承Ⅱ。(32)转速调整蜗轮Ⅱ。(33)转速调整丝杠Ⅱ。(34)转速主调整块Ⅱ。(35)滑杆调整主轴滚锥轴承Ⅱ。

图十一中：(36)变速箱箱体。

图三中：(37)丝杠端盖密封橡胶垫Ⅰ。(38)丝杠端盖Ⅰ。(39)丝杠端盖滚锥轴承Ⅰ。(40)丝杠端盖螺丝Ⅰ。(41)丝杠端盖螺丝Ⅱ。(42)丝杠端盖密封橡胶垫Ⅱ。(43)丝杠端盖Ⅱ。(44)丝杠端盖滚锥轴承Ⅱ。(45)蜗杆端盖螺丝Ⅰ。(46)蜗杆端盖滚锥轴承Ⅰ。(47)蜗杆端盖Ⅰ。(48)蜗杆端盖密封橡胶垫Ⅰ。(49)丝杠端盖滚锥轴承Ⅲ。(50)丝杠端盖Ⅲ。(51)丝杠端盖密封橡胶垫Ⅲ。(52)丝杠端盖螺丝Ⅲ。(53)丝杠端盖螺丝Ⅳ。(54)丝杠端盖滚锥轴承Ⅳ。(55)丝杠端盖Ⅳ。(56)丝杠端盖密封橡胶垫Ⅳ。(57)蜗杆轴轴套。(58)蜗杆端盖滚锥轴承Ⅱ。(59)蜗杆端盖螺丝Ⅱ。(60)蜗杆骨架密封。(61)蜗杆骨架密封紧固挡圈。(62)蜗杆端盖密封橡胶垫Ⅱ。

图二中：(63)输入轴端盖螺丝。(64)输入轴端盖密封橡胶垫。(65)输入轴骨架密封。(66)输入轴骨架密封紧固挡圈。(67)输入轴端盖。(68)导柱端盖螺丝Ⅰ。(69)导柱端盖密封橡胶垫Ⅰ。(70)导柱端盖Ⅰ。(71)主套筒推力轴承定位板Ⅰ。(72)主套筒推力轴承Ⅰ。(73)主套筒轴承隔板Ⅰ。(74)主套筒滚柱轴承定位板Ⅰ。(75)主套筒滚柱轴承Ⅰ。(76)主星轮隔板。(77)主齿轮定位套筒Ⅰ。(78)主齿轮定位套筒Ⅱ。(79)主套筒滚柱轴承定位板Ⅱ。(80)主套筒滚柱轴承Ⅱ。(81)主套筒轴承隔板Ⅱ。(82)主套筒推力轴承Ⅱ。(83)主套筒推力轴承定位板Ⅱ。(84)导柱端盖Ⅱ。(85)导柱端盖螺丝Ⅱ。(86)导柱端盖密封橡胶垫Ⅱ。(87)导柱端盖密封橡胶垫Ⅲ。(88)导柱端盖螺丝Ⅲ。(89)导柱端盖Ⅲ。(90)从套筒推力轴承Ⅰ。(91)从套筒轴承隔板Ⅰ。(92)从套筒滚柱轴承Ⅰ。(93)从齿轮定位套筒Ⅰ。(94)从齿轮定位套筒Ⅱ。(95)从星轮隔板。(96)从套筒滚柱轴承Ⅱ。(97)从套筒轴承隔板Ⅱ。(98)从套筒推力轴承Ⅱ。(99)导柱端盖螺丝Ⅳ。(100)导柱端盖Ⅳ。(101)导柱端盖密封橡胶垫Ⅳ。(102)输出轴端盖螺丝。(103)输出轴骨架密封紧固挡圈。(104)输出轴骨架密封。(105)输出轴端盖密封橡胶垫。(106)输出轴端盖滚锥轴承。(107)输入轴输出轴连接滚锥轴承。(108)输入轴端盖滚锥轴承。

一、变速箱动力输入输出依次传递过程：

在图一和图五中：动力输入轴(1)→输入轴圆锥齿轮(2)→滑杆调整主轴圆锥齿轮(3)→滑杆调整主轴(4)→主滑杆(5)→主销轴(6)→超越离合器主星轮(7)→主星轮滚柱(8)→主套筒(9)→主齿轮(10)→从齿轮(11)→从套筒(12)→从星轮滚柱(13)→超越离合器从星轮(14)→从销轴(15)→从滑杆(16)→滑杆调整从轴(17)→滑杆调整从轴圆锥齿轮(18)→输出轴圆锥齿轮(19)→动力输出轴(20)。

在动力传递过程中，动力带动输入轴(1)旋转时，通过花键带动输入轴圆锥齿轮(2)转动，再带动和其啮合的滑杆调整主轴上的圆锥齿轮(3)转动，从而通过花键带动滑杆调整主轴(4)转动，然后带动径向穿过调整主轴的主滑杆(5)进行转动，主滑杆由主销轴(6)与超越离合器的主星轮(7)连接，主滑杆转动时带动主星轮(7)旋转，主星轮旋转时通过主星轮滚柱(8)锁紧并带动主套筒(9)旋转，主套筒通过花键带动主齿轮(10)旋转，主齿轮通过啮合带动从齿轮(11)旋转，再通过花键带动从套筒(12)旋转，然后通过其间的超越离合器带动从星轮滚柱(13)旋转，再带动超越离合器从星轮(14)旋转，从星轮通过其上的从销轴(15)带动从滑杆(16)转动，再带动滑杆调整从轴(17)旋转，滑杆调整从轴通过花键带动从轴圆锥齿轮(18)转动，再带动和其啮合的输出轴圆锥齿轮(19)转动，最后带动通过花键连接的动力输出轴(20)输出动力。

二、核心动力传递过程：

当主套筒内的滑杆调整主轴旋转时，带动径向穿过其中的8根主滑杆进行转动，主套筒内有8个超越离合器主星轮，每个超越离合器主星轮通过主销轴由一根主滑杆来带动旋转，再通过主星轮上的8个主星轮滚柱锁紧主套筒并且带动其旋转，转过某一设定角度后再由下一个超越离合器主星轮通过其上的8个主星轮滚柱锁紧主套筒并且依次顺序带动主套筒旋转，然后通过主套筒上的花键来带动主套筒齿轮旋转。从套筒齿轮通过和主套筒齿轮啮合后将动力传递给和其通过花键连接的从套筒，从套筒内有8个超越离合器从星轮，从套筒旋转时通过其中一个超越离合器从星轮上的8个从星轮滚柱锁紧超越离合器从星轮带动其旋转，转过某一设定角度后再通过下一个超越离合器从星轮上的8个从星轮滚柱来锁紧下一个从星轮并且依次顺序带动这8个从星轮旋转，每个超越离合器从星轮通过从销轴来带动一根从滑杆旋转，从滑杆径向穿过从套筒内的滑杆调整从轴并带动其旋转。

三、变速箱调速元器件传递过程：

在图七、图八、图十一中：转速调整蜗杆(24)→转速调整蜗轮Ⅰ(25)和Ⅱ(32)→转速调整丝杠Ⅰ(26)和Ⅱ(33)、调整块导柱Ⅰ(21)和Ⅱ(29)→转速主调整块Ⅰ(22)和Ⅱ(34)、转速从调整块Ⅰ(27)和Ⅱ(30)→主轴滚锥轴承Ⅰ(23)和Ⅱ(35)、从轴滚锥轴承Ⅰ(28)和Ⅱ(31)→滑杆调整主轴(4)和滑杆调整从轴(17)。

当调速动力带动转速调整蜗杆(24)旋转时，蜗杆分别同时带动转速调整蜗轮Ⅰ(25)和Ⅱ(32)转动，蜗轮Ⅰ(25)再带动转速调整丝杠Ⅰ(26)旋转，蜗轮Ⅱ(32)再带动转速调整丝杠Ⅱ(33)旋转，丝杠Ⅰ(26)同时带动转速主调整块Ⅰ(22)和转速从调整块Ⅰ(27)在调整块导柱Ⅰ(21)上向内或向外移动，丝杠Ⅱ(33)同时带动转速主调整块Ⅱ(34)和转速从调整块Ⅱ(30)在调整块导柱Ⅱ(29)上向内或向外移动，转速主调整块Ⅰ(22)和Ⅱ(34)通过主轴滚锥轴承Ⅰ(23)和Ⅱ(35)来带动滑杆调整主轴(4)向内或向外移动、转速从调整块Ⅰ(27)和Ⅱ(30)通过从轴滚锥轴承Ⅰ(28)和Ⅱ(31)来带动滑杆调整从轴(17)向内或向外移动，从而通过改变滑杆调整主轴(4)和滑杆调整从轴(17)上滑杆的力臂长度，也就是改变了主套筒齿轮(10)和从套筒齿轮(11)的啮合中心距，最终达到改变转速的目的。当调整块和滑杆调整轴沿调整丝杠和导柱向外移动到图一、三、五、七、九的位置时，本变速箱输出最慢转速。当调整块和滑杆调整轴沿调整丝杠和导柱向内移动到图二、四、六、八、十的位置时，本变速箱输出最高转速。

四、正转、空转和反转的实现，在输出轴输出动力后采用常规的装置来实现，在这里不作为发明的内容。

Claims

1.汽车套筒齿轮无级变速箱，其结构由动力输入轴→输入轴圆锥齿轮→滑杆调整主轴圆锥齿轮→滑杆调整主轴→主滑杆→主销轴→超越离合器主星轮→主星轮滚柱→主套筒→主齿轮→从齿轮→从套筒→从星轮滚柱→超越离合器从星轮→从销轴→从滑杆→滑杆调整从轴→滑杆调整从轴圆锥齿轮→输出轴圆锥齿轮→动力输出轴顺序传动连接。其特征是：动力输入轴通过花键带动输入轴圆锥齿轮旋转时，带动和其啮合的滑杆调整主轴上的圆锥齿轮转动，从而通过花键带动滑杆调整主轴转动，然后带动径向穿过调整主轴的主滑杆进行转动，主滑杆由主销轴与超越离合器的主星轮连接，主滑杆转动时带动主星轮旋转，主星轮旋转时通过主星轮滚柱锁紧并带动主套筒旋转，主套筒通过花键带动主齿轮旋转，主齿轮通过啮合带动从齿轮旋转，再通过花键带动从套筒旋转，然后通过其间的超越离合器带动从星轮滚柱旋转，再带动超越离合器从星轮旋转，从星轮通过其上的从销轴带动从滑杆转动，再带动滑杆调整从轴旋转，滑杆调整从轴通过花键带动从轴圆锥齿轮转动，再带动和其啮合的输出轴圆锥齿轮转动，最后带动通过花键连接的动力输出轴输出动力。

2.根据权利要求1所述的汽车套筒齿轮无级变速箱，其特征是：当转速调整蜗杆旋转时，蜗杆分别同时带动两只转速调整蜗轮转动，两只蜗轮再分别同时带动两根转速调整丝杠旋转，两根丝杠再分别同时带动两只转速主调整块和两只转速从调整块在两根调整块导柱上向内或向外移动，两只转速主调整块通过四只主轴滚锥轴承来带动滑杆调整主轴向内或向外移动、两只转速从调整块通过四只从轴滚锥轴承来带动滑杆调整从轴向内或向外移动，从而通过改变滑杆调整主轴和滑杆调整从轴上滑杆的力臂长度，也就是改变了主套筒齿轮和从套筒齿轮的啮合中心距，最终达到改变转速的目的。

3.根据权利要求1所述的汽车套筒齿轮无级变速箱，其特征是：滑杆调整主轴和从轴通过调整块上的滚锥轴承固定在4个调整块上，移动4个调整块就改变了滑杆调整主轴和从轴在超越离合器星轮内的偏心距离和位置，因为距套筒旋转中心不等距离的偏心位置有不同的线速度，因此调节套筒旋转中心在超越离合器星轮中的偏心距离和位置，就可以得到一定速比范围内的无级变速。

4.根据权利要求1所述的汽车套筒齿轮无级变速箱，其特征是：两根丝杠和两根导杆固定在外箱座上，与丝杠相啮合的4只转速调整块安装在可作直线移动的2根转速调整丝杠和2根调整块导杆上，转速调整丝杠可使调整块在导杆上向内或向外移动。

5.根据权利要求1所述的汽车套筒齿轮无级变速箱，其特征是：转速调整蜗杆固定在外箱座上，通过和其啮合的两根丝杠上的蜗轮来带动两根丝杠旋转。

6.根据权利要求1所述的汽车套筒齿轮无级变速箱，其特征是：转速主调整块和转速从调整块可以使输入轴圆锥齿轮副和输出轴圆锥齿轮副在啮合转动时分别在动力输入轴花键和动力输出轴花键上移动。

7.根据权利要求1所述的汽车套筒齿轮无级变速箱，其特征是：主套筒通过滚柱轴承固定在变速箱箱体上，主套筒内有8个超越离合器主星轮，每个超越离合器主星轮通过主销轴由一根主滑杆来带动旋转，再通过主星轮上的8个主星轮滚柱锁紧主套筒并且带动其旋转，转过某一设定角度后再由下一个超越离合器主星轮通过其上的8个主星轮滚柱锁紧主套筒并且依次顺序带动主套筒旋转，然后通过主套筒上的花键来带动主齿轮旋转。

8.根据权利要求1所述的汽车套筒齿轮无级变速箱，其特征是：从套筒通过滚柱轴承固定在变速箱箱体上，从套筒内有8个超越离合器从星轮，从套筒旋转时通过其中一个超越离合器从星轮上的8个从星轮滚柱锁紧超越离合器从星轮并带动其旋转，转过某一设定角度后再通过下一个超越离合器从星轮上的8个从星轮滚柱来锁紧从星轮并且依次顺序带动这8个从星轮旋转，每个超越离合器从星轮通过从销轴来带动一根从滑杆旋转，从滑杆径向穿过从套筒内的滑杆调整从轴并带动其旋转。

9.根据权利要求1所述的汽车套筒齿轮无级变速箱，其特征是：滑杆调整主轴旋转时带动径向穿过其中的主滑杆进行转动，主套筒由超越离合器主星轮上的8个主星轮滚柱锁紧并且带动其旋转，相反，从套筒旋转时通过超越离合器从星轮上的8个从星轮滚柱锁紧超越离合器从星轮并带动其旋转，滑杆调整从轴却由径向穿过其中的从滑杆来带动旋转。

10.根据权利要求1所述的汽车套筒齿轮无级变速箱，其特征是：动力输入轴和输出轴通过圆锥齿轮副传动并且和滑杆调整主轴和从轴成交错直角型分布传动，并且两轴尾端通过滚锥轴承互相支撑连接。