CN102705352B - 一种曲柄半径的调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中心距可调的曲柄，用于脉动式无级变速器的输出速度调节，该曲柄包括曲柄凸轮和曲柄杆，所述曲柄杆通过曲柄凸轮上的弧形槽可滑动的安装于所述的曲柄凸轮上，所述弧形槽的各点与曲柄凸轮的旋转中心的距离不同，因而随着曲柄杆的滑动曲柄的半径将会不断变化从而实现输出速度调节，该调解装置对于大型机械而言调速简便易行，同时本发明还公开了一种用于调节上述曲柄半径的装置，采用该装置可实现曲柄半径的调节。

Description

一种曲柄半径的调节装置

技术领域

本发明涉及变速器设计技术领域，尤其涉及一种中心距可调的曲柄及其半径调节装置。

背景技术

在现代的机械上，一般都安装有变速器，单一的速度已经不能满足人们的多样化需求，变速器的作用是改变输入端与输出端的传动比，从而改变输出速度。

脉动式无级变速器的基本结构模型为曲柄摇杆机构，众所周知，摇杆输出速度的调节是通过改边各杆的长度比来实现的，在脉动式无级变速器生产完成之后，其可调部分仅剩机架长度和曲柄长度两个可调部分，其他连杆以及摇杆是不可调节的。

由于进行机架长度的调节在设计和生产过程中都比较简单，因此目前一般的小型机器采用调节机架长度的办法进行输出速度的调节，对于小型机械而言，由于其整体重量较小，进行机架长度的调节还是比较容易实现的。

但是，对于大型机械而言，机器的整体重量是非常大的，进行机架长度的调节是十分不容易实现的，并且机架长度的调节必须经过停机之后才可以进行调节，调节完成之后再去试验所调杆长是否符合输出速度的需求，不能进行实时的调节。

相比之下，调节曲柄的长度要容易实现，因为虽然大型机械的整体重量比较大，但是其曲柄重量和尺寸也处于较易调节的范围内。

有鉴于此，开发一种新的曲柄及其调节装置，使采用该曲柄及其调节装置的机械可以通过调节曲柄长度来实现输出速度的无级调节，从而使大型机械的调速变得简便易行，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种曲柄，以使得采用该种曲柄的脉动无级调速器可以通过曲柄长度的连续变化改变各杆长的长度比值，从而达到输出速度在某一范围内的无级调节。

为解决上述现有技术问题，本发明提供一种曲柄，所述曲柄包括：

曲柄凸轮，所述曲柄凸轮面上设置有弧形通槽，所述通槽的一端靠近旋转中心，另一端远离旋转中心；

第一曲柄杆，所述第一曲柄杆一端可滑动的安装于所述弧形通槽内，另一端与变速器输出端相连。

优选的，所述第一曲柄杆为Z型，且输出端可在调整过程中与所述旋转中心同轴。

一种曲柄半径的调节装置，包括：

安装轴，所述安装轴为无级变速器的输入端；

如上任意一项所公开的曲柄，所述曲柄的曲柄凸轮可转动的安装于所述安装轴上面；

第一圆盘，所述第一圆盘与所述曲柄凸轮相邻，且所述第一圆盘上开设有可使所述第一曲柄杆径向运动的径向通槽，所述第一曲柄杆一端穿过所述径向通槽并与所述的曲柄凸轮上的弧形通槽相卡配，所述第一圆盘固定连接于所述安装轴上。

优选的，所述安装轴上设置有螺纹槽，所述曲柄凸轮背离所述第一圆盘的一侧设置有传动销，所述传动销的另一端连接有套装于所述安装轴上的滑套，所述滑套上设置有销钉，且所述销钉的一端装入所述的螺纹槽内，所述滑套上安装有调速螺栓，所述调速螺栓可相对于所述滑套转动，所述调速螺栓与所述安装轴之间安装有防止所述调速螺母相对所述安装轴转动的防转销，所述调速螺栓与调速螺母螺纹连接，所述调速螺母上安装有防止调速螺母轴向移动的压板。

优选的，还包括通过螺纹与所述调速螺母连接的第一锥齿轮，以及与所述第一锥齿轮相啮合的第二锥齿轮，所述第二锥齿轮上安装有调节手柄。

优选的，还包括第二圆盘且所述第一曲柄杆为U型，所述第一柄杆的两端设置有同轴布置的第一安装端和第二安装端，所述第一安装端穿过安装于所述安装轴上的第一圆盘上的径向通槽安装于所述的曲柄凸轮上的弧形通槽上，所述第二圆盘通过其上的径向通槽与所述的第一曲柄杆的第二安装端连接，并且固定安装于与所述安装轴在同一轴线上的可转的第一支撑轴上，所述第一曲柄杆的底端为输出端。

优选的，所述第二圆盘的后面还包括：

可转动的安装于所述第一支撑轴上的双槽曲柄凸轮，所述双槽曲柄凸轮上设置有两个相同的弧形通槽，所述弧形通槽的一端靠近所述曲柄凸轮的旋转中心，另一端远离所述曲柄凸轮的旋转中心,且所述的两个弧形通槽相位差为90°，所述第一曲柄杆的一端穿过所述第二圆盘上的径向通槽安装于所述的双槽曲柄凸轮上的其中一个弧形槽内；

第三圆盘，所述第三圆盘固定连接于所述第一支撑轴上，所述双槽曲柄凸轮位于所述第二圆盘和所述第三圆盘之间；

第二支撑轴，所述第二支撑轴与所述第一支撑轴同轴布置；

第四圆盘，所述第四圆盘固定安装于所述第二支承轴上。

第二曲柄杆，所述第二曲柄杆包括第一安装端和第二安装端，所述第一安装端穿过所述的第三圆盘上的径向通槽安装于所述的双槽曲柄凸轮的另一个弧形槽内，所述第二安装端安装于固定装配在所述第二支撑轴上的第四圆盘上。

优选的，所述曲柄凸轮和双槽曲柄凸轮通过凸轮轴承安装于所述的安装轴和所述的第一支承轴上。

优选的，所述调速螺栓通过调速螺栓轴承安装于所述滑套上。

由以上技术方案可以看出，本发明所提供的曲柄，包括曲柄凸轮和第一曲柄杆，由于曲柄凸轮上面开有弧形通槽，弧形通槽的一端靠近旋转中心，另一端远离旋转中心，第一曲柄杆可滑动的安装于弧形槽中，通过曲柄凸轮相对于曲柄杆的转动即可实现曲柄半径的变化，本发明所提供的曲柄半径的调节装置，通过所述的曲柄凸轮与所述的圆盘的相对转动，即可实现曲柄半 径的调节，该曲柄及其调节装置可以通过改变曲柄的长度来实现输出速度的无级调节，从而使大型机械的调速变得简便易行。

附图说明

图1为本发明所提供的曲柄的曲柄凸轮结构示意图；

图2为本发明所提供的曲柄半径调节装置的双槽曲柄凸轮结构示意图；

图3为本发明所提供的曲柄半径调节装置的结构示意图；

图4为本发明所提供的双输出曲柄半径调节装置的结构示意图。

其中，1为调节手柄，2为防转销，3为传动销，4为销钉，5为第一圆盘，6为曲柄凸轮，7为滑套，8为调速螺栓轴承，9为调速螺栓，10为第二锥齿轮，11为安装轴，12为压板，13为第一锥齿轮，14为第一曲柄杆，15为调速螺母，16为第二圆盘，17为双槽曲柄凸轮，18为第三圆盘，19为第四圆盘，20为第二曲柄杆，21为第二支撑轴，22为第一支撑轴。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种曲柄及其调节装置，该曲柄用于脉动式无级变速器中，由于该曲柄包括曲柄凸轮以及安装于曲柄凸轮上的第一曲柄杆组成，第一曲柄杆可通过曲柄凸轮上的弧形槽进行曲柄半径的调节，从而改变输出速度，同时，本发明还公开了一种用于调节上述曲柄半径的调节装置。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请同时参考附图1和附图3，附图1为本发明所提供的曲柄的曲柄凸轮结构示意图，附图3为本发明所提供的曲柄半径调节装置的结构示意图。

本发明所公开的曲柄包括：

曲柄凸轮6，所述曲柄凸轮面上设置有弧形通槽，所述通槽的一端靠近旋转中心，另一端远离旋转中心；

第一曲柄杆14，所述第一曲柄杆14一端可滑动的安装于所述弧形通槽内，另一端与变速器输出端相连。

由于第一曲柄杆14的一端与所述的弧形通槽滑动连接，另一端与输出端连接，所以当所述的第一曲柄杆14在所述的曲柄凸轮6中的弧形通槽滑动时，其曲柄半径即发生连续变化，由于曲柄半径的变化，各杆的相对比值也会随之发生变化，因而输出速度也就随之发生了无级变化。

由上述实施例可以看出本发明所提供的曲柄可以实现无级调速器速度的变化，并且上述实施例中的输出速度的调节是通过改变曲柄半径来实现的输出速度的调节，对于大型机械而言，该种调节装置简便易行。

为了使得本发明所提供的曲柄可以实现输出速度的调零，本实施例中的第一曲柄杆14的形状优选的采用Z型，在调节的过程中，可以实现第一曲柄杆14的输出端与无级变速器的输入端达到同轴，从而实现输出速度为零。

为了调节的方便，发明还公开了一种调节上述曲柄半径的装置，如附图3所示，该装置包括：

安装轴11，所述安装轴11为无级变速器的输入端；

如上所述的曲柄，所述曲柄的曲柄凸轮6可转动的安装于所述安装轴11上面；

第一圆盘5，所述第一圆盘5与所述曲柄凸轮6相邻，且所述第一圆盘5上开设有可使所述第一曲柄杆14径向运动的径向通槽，所述第一曲柄杆14一端穿过所述径向通槽并与所述的曲柄凸轮6上的弧形通槽相卡配，所述第一圆盘5固定连接于所述安装轴11上。

这样当所述的曲柄凸轮6相对于所述的第一圆盘5转动时，第一曲柄杆14将沿着曲柄凸轮上的弧形槽进行运动，由于圆盘5上所开的槽为径向槽，因此第一曲柄杆14在曲柄凸轮6和第一圆盘5的共同作用下沿变速器输入轴的径向进行运动，从而实现曲柄半径的变大或者减小，进而实现输出速度的调节。

为了进一步优化本发明的实施方案，本实施例中的曲柄调节装置的安装轴11上设置有螺纹槽，所述曲柄凸轮6背离所述第一圆盘5的一侧设置有传动销3，所述传动销3的另一端连接有套装于所述安装轴11上的滑套7，所述滑套7上设置有销钉4，且所述销钉4的一端装入所述的螺纹槽内，所述滑 套7上安装有调速螺栓9，所述调速螺栓9可相对于所述滑套7转动，所述调速螺栓9与所述安装轴11之间安装有防止所述调速螺栓9相对所述安装轴11转动的防转销2，所述调速螺栓9与调速螺母15螺纹连接，所述调速螺母15上安装有防止调速螺母15轴向移动的压板12。

本实施例中调节曲柄半径仅需转动所述的调速螺母15，由于调速螺母15与所述的调速螺栓9通过螺纹连接，且所述调速螺母15在所述压板12的作用下不能轴向移动，因而随着调速螺母15的转动调速螺栓9将会轴向移动，所述调速螺栓9与所述安装轴11之间安装有防转销2，因而调速螺栓9不会相对于所述的安装轴11转动，调速螺栓11的轴向移动将带动滑套7的轴向移动，由于滑套7与所述的安装轴11之间安装有一端置于螺纹槽中的销钉4，因而滑套7将在轴向移动的同时进行旋转，滑套7将通过传动销3带动所述的曲柄凸轮6相对于所述安装轴11进行旋转，由于所述的第一圆盘5固定连接于所述的安装轴11上，所一其相对于所述的安装轴11是不可旋转的，这样，所述的曲柄凸轮6与所述的第一圆盘5实现了相对转动，曲柄的半径也随之发生了变化,并且本实施例中所公开的曲柄半径调节装置实现了在不停机的状态下进行输出速度的调节。

为了更加优化上述方案，本实施例中还包括通过螺纹与所述调速螺母15连接的第一锥齿轮13，以及与所述第一锥齿轮13相啮合的第二锥齿轮10，所述第二锥齿轮10上安装有调节手柄1，这样通过调节所述的调节手柄1即可通过齿轮传动带动所述的调速螺母15转动，进而达到曲柄半径调节的目的。

为了安装的方便，本发明中还包括第二圆盘16且所述第一曲柄杆14为U型，所述第一柄杆14的两端设置有同轴布置的第一安装端和第二安装端，所述第一安装端穿过安装于所述安装轴11上的第一圆盘5上的径向通槽安装于所述的曲柄凸轮6上的弧形通槽上，所述第二圆盘16通过其上的径向通槽与所述的第一曲柄杆14的第二安装端连接，并且固定安装于与所述安装轴11在同一轴线上的可转的第一支撑轴22上，所述第一曲柄杆14的底端为输出端，如附图4中所示。

请同时参考附图2和附图4，附图2为本发明所提供的曲柄半径调节装置的双槽曲柄凸轮结构示意图，附图4为本发明所提供的双输出曲柄半径调节装置的结构示意图。

为了降低脉动变速器输出速度的脉动性，本发明中优选的采用双输出的无级变速器，因此我们就需要对双输出的无级变速器的曲柄半径进行调节，为此本发明所提供的调节装置中所述的第二圆盘16的后面还包括：

可转动的安装于所述第一支撑轴22上的双槽曲柄凸轮17，所述双槽曲柄凸轮17上设置有两个相同的弧形通槽，所述弧形通槽的一端靠近所述曲柄凸轮的旋转中心，另一端远离所述曲柄凸轮的旋转中心,且所述的两个弧形通槽相位差为90°，所述第一曲柄杆14的一端穿过所述第二圆盘16上的径向通槽安装于所述的双槽曲柄凸轮17上的其中一个弧形槽内；

第三圆盘18，所述第三圆盘18固定连接于所述第一支撑轴22上，所述双槽曲柄凸轮17位于所述第二圆盘16和所述第三圆盘18之间；

第二支撑轴21，所述第二支撑轴21与所述第一支撑轴22同轴布置； 

第四圆盘19，所述第四圆盘19固定安装于所述第二支承轴21上。

第二曲柄杆20，所述第二曲柄杆20包括第一安装端和第二安装端，所述第一安装端穿过所述的第三圆盘18上的径向通槽安装于所述的双槽曲柄凸轮17的另一个弧形槽内，所述第二安装端安装于固定装配在所述第二支撑轴21上的第四圆盘19上。

该实施例中的第一曲柄杆14通过所述的双槽曲柄凸轮17即可带动所述的第二曲柄杆20转动，且所述的一曲柄杆14和所述的第二曲柄杆20由于安装于所述的双槽曲柄凸轮17的弧形槽内，所述的弧形槽相位差为90°，所以在调节的过程当中，双槽曲柄凸轮17在第一曲柄杆14的带动下旋转时，所述的第一曲柄杆14和所述的第二曲柄杆20会同时进行调节，并且保持相位差为90°，这样就对双输出的相位差为90°的变速器的输出速度进行了调节。

为了生产和安装的方便，本发明中的曲柄凸轮6和所述的双槽曲柄凸轮17通过凸轮轴承安装在所述的安装轴11和所述的第一支撑轴22上，同时，本实施例中的调速螺栓9也是通过调速螺栓轴承8安装于所述滑套7上的。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种曲柄半径的调节装置，其特征在于，包括：

安装轴(11)，所述安装轴(11)为无级变速器的输入端；

曲柄，所述曲柄包括：

曲柄凸轮(6)，所述曲柄凸轮上面设置有弧形通槽，所述通槽的一端靠近旋转中心，另一端远离旋转中心；

第一曲柄杆(14)，所述第一曲柄杆(14)一端可滑动的安装于所述弧形通槽内，另一端与变速器输出端相连，所述曲柄的曲柄凸轮(6)可转动的安装于所述安装轴(11)上面；

第一圆盘(5)，所述第一圆盘(5)与所述曲柄凸轮(6)相邻，且所述第一圆盘(5)上开设有可使所述第一曲柄杆(14)径向运动的径向通槽，所述第一曲柄杆(14)一端穿过所述径向通槽并与所述的曲柄凸轮(6)上的弧形通槽相卡配，所述第一圆盘(5)固定连接于所述安装轴(11)上，所述安装轴(11)上设置有螺纹槽，所述曲柄凸轮(6)背离所述第一圆盘(5)的一侧设置有传动销(3)，所述传动销(3)的另一端连接有套装于所述安装轴(11)上的滑套(7)，所述滑套(7)上设置有销钉(4)，且所述销钉(4)的一端装入所述的螺纹槽内，所述滑套(7)上安装有调速螺栓(9)，所述调速螺栓(9)可相对于所述滑套(7)转动，所述调速螺栓(9)与所述安装轴(11)之间安装有防止所述调速螺栓(9)相对所述安装轴(11)转动的防转销(2)，所述调速螺栓(9)与调速螺母(15)螺纹连接，所述调速螺母(15)上安装有防止调速螺母(15)轴向移动的压板(12)。

2.根据权利要求1所述的曲柄半径的调节装置，其特征在于，还包括通过螺纹与所述调速螺母(15)连接的第一锥齿轮(13)，以及与所述第一锥齿轮(13)相啮合的第二锥齿轮(10)，所述第二锥齿轮(10)上安装有调节手柄(1)。

3.根据权利要求1所述的曲柄半径的调节装置，其特征在于，还包括第二圆盘(16)且所述第一曲柄杆(14)为U型，所述第一曲柄杆(14)的两端设置有同轴布置的第一安装端和第二安装端，所述第一安装端穿过安装于所述安装轴(11)上的第一圆盘(5)上的径向通槽安装于所述的曲柄凸轮(6)上的弧形通槽上，所述第二圆盘(16)通过其上的径向通槽与所述的第一曲柄杆(14)的第二安装端连接，并且固定安装于与所述安装轴(11)在同一轴线上的可转的第一支撑轴(22)上，所述第一曲柄杆(14)的底端为输出端。

4.根据权利要求3所述的曲柄半径的调节装置，其特征在于，所述第二圆盘(16)的后面还包括：

可转动的安装于所述第一支撑轴(22)上的双槽曲柄凸轮(17)，所述双槽曲柄凸轮(17)上设置有两个相同的弧形通槽，所述双槽曲柄凸轮(17)上的弧形通槽的一端靠近所述双槽曲柄凸轮的旋转中心，另一端远离所述双槽曲柄凸轮的旋转中心，且所述的两个双槽曲柄凸轮(17)上的弧形通槽相位差为90°，所述第一曲柄杆(14)的一端穿过所述第二圆盘(16)上的径向通槽安装于所述的双槽曲柄凸轮(17)上的其中一个弧形通槽内；

第三圆盘(18)，所述第三圆盘(18)固定连接于所述第一支撑轴(22)上，所述双槽曲柄凸轮(17)位于所述第二圆盘(16)和所述第三圆盘(18)之间；

第二支撑轴(21)，所述第二支撑轴(21)与所述第一支撑轴(22)同轴布置；

第四圆盘(19)，所述第四圆盘(19)固定安装于所述第二支承轴(21)上；

第二曲柄杆(20)，所述第二曲柄杆(20)包括第一安装端和第二安装端，所述第二曲柄杆(20)的第一安装端穿过所述的第三圆盘(18)上的径向通槽安装于所述的双槽曲柄凸轮(17)的另一个弧形通槽内，所述第二曲柄杆(20)的第二安装端安装于固定装配在所述第二支撑轴(21)上的第四圆盘(19)上。

5.根据权利要求1所述的曲柄半径的调节装置，其特征在于，所述调速螺栓(9)通过调速螺栓轴承(8)安装于所述滑套(7)上。