CN102734423A - 空间摆动凸轮无级变速传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了空间摆动式无级脉动变速装置，其主体结构为：输入轴和输出轴同轴安装在机架上，空间凸轮固定在输入轴上，空间凸轮在轴向具有相同的基圆，空间凸轮的摆动行程从零沿轴向向机架的一侧单调增加，空间凸轮的截面轮廓是按照推程运动为等速运动的规律设计的；空间凸轮的外缘上套装有一个滑板，滑板的外周缘均布装有若干摆杆，摆杆的一端顶压在空间凸轮上，摆杆的另一端分别与一转轴连接，其中转轴的右侧连接超越离合器的内环，超越离合器的外环分别与一个齿轮连接，而各齿轮均与输出轴上的一个从动齿轮相啮合；调速机构与滑板构成传动连接。本发明能实现零脉动度的无级变速传动；并且结构简单、紧凑，变速范围广。

Description

空间摆动凸轮无级变速传动装置

技术领域

本发明涉及一种空间摆动凸轮无级变速传动装置，采用高副接触的凸轮机构，可用于较多中、低载荷要求无级变速传动的场合，如印刷机械、轻工机械等。

背景技术

现有的脉动式无级变速传动装置具有很多方案，其中与本发明最接近的现有技术是专利号为ZL 200510132747.3的中国专利，其公开了一种偏心凸轮式脉动无级变速器，其借助于偏心凸轮、摆杆和超越离合器实现脉动式无级变速传动。该变速器根据偏心凸轮的偏心度的大小来实现无级变速传动，偏心度越大，变速比越大，并且可以实现零变速比的传动，采用多组交替将动力输出，存在一定的脉动度，而且偏心度越大，组数越少，脉动度越大。此外，其结构复杂、庞大，制造成本高。

发明内容

本发明提出了空间摆动凸轮无级变速传动装置，利用空间摆动凸轮机构，也采用多组接替传动的方式，将动力输出，转速比范围可以为零到设计的最大转速比，而且可以实现脉动度为零的无级变速传动，在整个传动过程中，变速传动平稳，震动减小，噪音减小，结构简单紧凑。

为此，本发明的技术方案为：空间摆动凸轮无级变速传动装置，包括机架、输入轴、输出轴、齿轮系、超越离合器、空间凸轮以及一套调速机构，所述输入轴和输出轴可旋转地安装在机架上，两轴处于同一轴线上，空间凸轮固定在输入轴上，其特征在于：空间凸轮在轴向具有相同的基圆，空间凸轮的摆动行程从零沿轴向向机架的一侧单调增加，空间凸轮的截面轮廓是按照推程运动为等速运动的规律设计的，空间凸轮的外缘上套装有一个滑板，滑板上的圆孔内径大于空间凸轮最大的径向尺寸；若干摆杆均布铰接在滑板外周缘，并且使得摆杆与滑板二者在轴线方向上彼此固定，但摆杆在滑板周边的切向上可相对运动，而且在相对运动的过程中彼此不分离；摆杆的一端通过滚轮顶压在空间凸轮上，各摆杆的另一端分别与一转轴周向固定连接，转轴安装在机架上，其中转轴的右侧周向固定连接超越离合器的内环，各超越离合器的外环分别与一个齿轮周向固定连接，而各齿轮均与一个从动齿轮相啮合，从动齿轮与输出轴固定连接；调速机构与滑板构成传动连接；当以一定的转速输入到输入轴时，通过空间凸轮推动均部在滑板上的若干摆杆作往复摆动，并将这种摆动分别传递到与之相连接的转轴上，通过超越离合器变成间歇单向转动，并将这若干间歇单向转动传递到输出周上的齿轮，组成连续转动，通过输出轴输出；通过空间凸轮与滑板沿轴线方向的相对位置通过调速机构调节，达到无级变速的目的；其中摆杆的数量越多，同时工作的摆杆就越多，承载能力也就越大，反之，承载能力也就越小；变速比与摆杆的行程大小有关，行程越大，变速比越大，反之越小。

所述调速机构的一种结构为：在机架上支撑有一根丝杠，丝杠与滑板相啮合，而滑板上有一与输入轴和输出轴同轴的圆孔，该圆孔的内径大于空间凸轮最大的径向尺寸，若干摆杆均布铰接在滑板的圆孔外周缘；当丝杠做旋转运动时，就会带动滑板与摆杆作轴向移动，从而改变滑板上的摆杆与空间凸轮在轴向截面轮廓的接触，以改变输出轴的输出，达到调速的目的。

有益效果：本发明的空间凸轮在轴向具有相同的基圆，空间凸轮的摆动行程从零沿轴向向机架的一侧单调增加，空间凸轮的截面轮廓的推程运动为等速运动规律，则摆杆在工作阶段就会得到一稳定的转速，通过超越离合器传到输出轴上就会是一稳定的转速输出，实现零脉动度的无级变速传动。本发明的结构简单、紧凑，变速范围广，而且变速方式可以是手动控制，也可以机动控制。

附图说明

图1为空间摆动凸轮无级变速传动装置的主视图。

图2为空间摆动凸轮无级变速传动装置的侧视图。

图3为空间摆动凸轮与摆杆的某一位置运动规律。

图4为空间摆动凸轮的截面图。

图5为空间摆动凸轮的剖面图。

具体实施方式

附图1、2所示，是本发明的一个优选实施例。在该实施例中，本发明的空间摆动凸轮级变速传动装置包括机架11、一输入轴4、一输出轴9、齿轮7和8组成的齿轮系、超越离合器10、空间凸轮5、调速机构和滑板3，输入轴4和输出轴9分别可旋转的安装在机架上，两轴处于同一轴线上。输入轴4上固定有所述空间凸轮，空间凸轮在轴向具有相同的基圆，空间凸轮的摆动行程从零沿轴向向机架的一侧单调增加（如图4所示），空间凸轮的截面轮廓是按照推程运动为等速运动的规律设计的（如图5所示），空间凸轮的外缘上套装有一滑板3，滑板3上等角间距地设有2~6个摆杆6。如图2所示，在本实施例中设有三个摆杆6，它们之间呈120度角均匀分布，摆杆6的一端通过滚轮顶压在空间凸轮上，摆杆6的另一端分别固定连接在一根转轴2上，而转轴2在右侧与超越离合器10的内环固定连接，超越离合器10的外环固定连接在齿轮7，各个与转轴2连接的齿轮7同从动齿轮8相啮合，从动齿轮8通过与输出轴9固定连接；调速机构与滑板构成传动连接。

在该实施例中，调速机构是滑板3、丝杠1，具体机构为：在机架上支撑有一根丝杠1，丝杠1与滑板3相啮合，而滑板3上有一与输入轴和输出轴同轴的圆孔，该圆孔的内径大于空间凸轮5最大的径向尺寸，三个摆杆6均布铰接在滑板的圆孔外周缘；当丝杠1做旋转运动时，就会带动滑板3与摆杆6作轴向移动，从而改变滑板上的摆杆与空间凸轮在轴向截面轮廓的接触，以改变输出轴的输出，达到调速的目的。

在该实施例中，空间凸轮从右到左其行程从零到设计所需要的最大值，滑板3向左移动时，其变速比从零逐渐增加到所设计的最大值。

所述摆杆6的数量不局限于3个。摆杆的数量越多，承载能力也就越大，反之，承载能力也就越小；变速比与摆杆的行程大小有关，行程越大，变速比越大，反之越小。

如图3所示，是空间摆动凸轮与摆杆的某一位置运动的曲线图示意。

本发明的空间摆动凸轮无级变速传动装置结构简单、紧凑，变速范围广，而且变速方式可以手动控制，也可以机动控制。

Claims (3)

1.空间摆动凸轮无级变速传动装置，包括机架、输入轴、输出轴、齿轮系、超越离合器、空间凸轮以及一套调速机构，所述输入轴和输出轴可分别旋转地安装在机架上，并且两轴处于同一轴线上，空间凸轮固定安装在输入轴上，其特征在于：空间凸轮的摆动行程从零沿轴向向机架的一侧单调增加，空间凸轮的截面轮廓是按照推程运动为等速运动的规律设计的，空间凸轮的外缘上套装有一个滑板，滑板上有一与输入轴和输出轴同轴的圆孔，该圆孔的内径大于空间凸轮最大的径向尺寸；滑板的圆孔外周缘均部装有若干摆杆，并且使得摆杆与滑板二者在轴线方向上彼此固定，但摆杆在滑板周边的切向上可相对运动，而且在相对运动的过程中彼此不分离；摆杆的一端通过滚轮顶压在空间凸轮上，各摆杆的另一端分别与一转轴周向固定连接，转轴安装在机架上，其中转轴的右侧周向固定连接超越离合器的内环，从而将摆杆的双向摆动变成超越离合器外环的间歇式单向运动，各超越离合器的外环分别与一个齿轮周向固定连接，而各齿轮均与一个从动齿轮相啮合，该从动齿轮与输出轴同轴固定连接；当以一定的转速输入到输入轴时，通过空间凸轮推动均部在滑板上的若干摆杆作往复摆动，并将这种摆动分别传递到与之相连接的转轴上，通过超越离合器变成间歇单向转动，并将这若干间歇单向转动传递到输出周上的齿轮，组成连续转动，通过输出轴输出；通过空间凸轮与滑板沿轴线方向的相对位置通过调速机构调节，达到无级变速的目的；其中摆杆的数量越多，同时工作的摆杆就越多，承载能力也就越大，反之，承载能力也就越小；变速比与摆杆的行程大小有关，行程越大，变速比越大，反之越小。

2.根据权利要求1所述的空间摆动凸轮无级变速传动装置，其特征在于：摆杆的数量为2个~6个。

3.根据权利要求1所述的空间摆动凸轮无级变速传动装置，其特征在于：调速机构的一种结构为：在机架上支撑有一根丝杠，丝杠与滑板相啮合，而滑板上有一与输入轴和输出轴同轴的圆孔，该圆孔的内径大于空间凸轮最大的径向尺寸，滑板的圆孔外周缘均部铰接若干摆杆；丝杠做旋转运动时，就会带动滑板与摆杆作轴向移动，从而改变滑板上的摆杆与空间凸轮在轴向截面轮廓的接触，以改变输出轴的输出，达到调速的目的。

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