CN102878268A - 一种变径曲轴式齿轮无级变速方法及变速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种变径曲轴式齿轮无级变速方法及变速器，在动力输入轴的端面设一个变径滑块构成端面摩擦副，变径滑块与行星轮系的行星齿轮同轴，通过控制变径滑块轴心线与动力输入轴心线的位移，形成曲轴半径，通过动力输入轴输入动力，带动变径滑块转动，使变径滑块的轴心线绕动力输入轴的轴中心线转动构成曲轴运动；通过变径滑块的轴心线的曲轴运动驱动行星轮系的行星齿轮转动，在行星轮系的齿圈的限位作用下，使行星齿轮将变径滑块的动力传递给输出轴，实现连续无级变速功能。采用齿轮常啮合轴传动，是连续可变变速，变速范围大，速比可以从零开始到一定值，可以不用离合器起步，能用大扭矩不会“打滑”变速响应快，传动效率无波动。

Description

一种变径曲轴式齿轮无级变速方法及变速器

技术领域

本发明公开一种变径曲轴式齿轮无级变速方法，是对现有的齿轮常啮合无级变速方法的改进，可以连续不间断的变速，同时，还提供了实现上述变速方法的变速器，为机械式非摩擦传动无级变速器，属于机械变速机构技术领域。

背景技术

目前，机械式齿轮常啮变速器，全是有级变速器。机械式无级变速器英文简称CVT， CVT主要指带传动式和牵引传动式，都是属于摩擦传动。

CVT早在1896年即被荷兰人HGSPouiding发明，最先应用到摩托车上，后来，1958年荷兰DAF汽车公司开始把带式无级变速器应用到汽车上，当时带式无级变速器的带是橡胶带，由于摩擦传动，功率过大时易“打滑”损失动力，且传递动力小，后来发展成金属带式和链带式，被动控制变成主动控制，应用到一般乘用汽车上。但由于CVT因为是摩擦传递动力，有摩擦传动的根本局限“打滑”现象，变速带响应慢，最大扭矩、传递功率有限，传动效率在变速过程中有波动。

发明内容

本发明公开了一种变径曲轴式齿轮无级变速方法，解决了常规机械式无级变速器变速时变速带响应慢，出现“打滑”现象，最大扭矩、传递功率具有局限性，传动效率在变速过程中有波动的缺欠。

本发明还提供了变径曲轴式齿轮无级变速器，为连续不间断的变速，变速响应快，传动效率无波动。

本发明一种变径曲轴式齿轮无级变速方法，其技术解决方案如下：

在动力输入轴的端面设一个变径滑块构成端面摩擦副，变径滑块与行星轮系的行星齿轮同轴，通过控制变径滑块轴心线与动力输入轴心线的位移，形成曲轴半径，通过动力输入轴输入动力，带动变径滑块转动，使变径滑块的轴心线绕动力输入轴的轴中心线转动构成曲轴运动；通过变径滑块的轴心线的曲轴运动驱动行星轮系的行星齿轮转动，在行星轮系的齿圈的限位作用下，使行星齿轮将变径滑块的动力传递给输出轴，实现连续无级变速功能。

本发明公开的变径曲轴式齿轮无级变速器，结构如下：

主要由箱体、动力输入轴、动力输出轴、行星齿轮系构成，其特征在于：

动力输入轴的端面与变径滑块的端面通过弹簧顶板及油泵顶板固定连接构成端面摩擦副，在弹簧顶板及油泵顶板之间设置有柱塞泵，变径滑块套在柱塞泵的柱塞上可径向移动，变径滑块的顶部与回位弹簧连接，柱塞泵的油道与外载油泵连接；行星齿轮与随动齿圈构成行星轮系，行星齿轮与变径滑块同轴，第一万向节与行星齿轮连接为一体，第一万向节通过转动轴及第二万向节、动力输出轴构成动力输出机构；行星齿轮随动板套装在变径滑块轴上；随动齿圈的两侧分别设有对称的导套，导轨与导套构成滑动副，导轨的的两端设有滑槽，滑槽与箱体上的滑轨构成滑动副。

本发明的积极效果在于：

本发明采用齿轮常啮合轴传动，是连续可变变速，变速范围大，速比可以从零开始到一定值，可以不用离合器起步，能用大扭矩不会“打滑”变速响应快，传动效率无波动。

附图说明

图1、本发明变径曲轴式齿轮无级变速器结构原理图；

图2、本发明变径曲轴式齿轮无级变速器A—A径向剖视图；

图中，1、动力输入轴；2、回位弹簧；3、行星齿轮随动板；4、行星齿轮；5、第一万向节；6、转动轴；7、第二万向节；8、动力输出轴；9、变径滑块；10、随动齿圈；11、行星轮挡圈螺母；12、箱体；13、柱塞；14、油道；15、导轨；16、滑槽；17、油泵顶板；18、弹簧顶板；19、柱塞泵；20、导套；21、滑轨。

具体实施方式

通过以下实施例进一步举例描述本发明，并不以任何方式限制本发明，在不背离本发明的技术解决方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。

实施例1

在动力输入轴的端面设一个变径滑块构成端面摩擦副，变径滑块与行星轮系的行星齿轮同轴，通过控制变径滑块轴心线与动力输入轴心线的位移，形成曲轴半径，通过动力输入轴输入动力，带动变径滑块转动，使变径滑块的轴心线绕动力输入轴的轴中心线转动构成曲轴运动；通过变径滑块的轴心线的曲轴运动驱动行星轮系的行星齿轮转动，在行星轮系的齿圈的限位作用下，使行星齿轮将变径滑块的动力传递给输出轴，实现连续无级变速功能。

实施例2

根据图1所示，本发明主要由动力输出轴1、回位弹簧2、行星齿轮随动板3、行星齿轮4、第一万向节5、转动轴6、第二万向节7、动力输出轴8、变径滑块9、随动齿圈10、箱体12、柱塞13、导轨15、滑槽16、油泵顶板17、弹簧顶板18、柱塞泵19、导套20、滑轨21等构成；其中，动力输入轴1的端面与变径滑块9的端面通过弹簧顶板18及油泵顶板17固定连接构成端面摩擦副，在弹簧顶板18及油泵顶板17之间设置有柱塞泵19，变径滑块9套在柱塞泵19的柱塞13上可径向移动，变径滑块9的顶部与回位弹簧2连接，控制变径滑块9的位移，柱塞泵19的油道14与外载油泵连接，通过油道14内的压力控制柱塞泵19上的柱塞13动作；行星齿轮4与随动齿圈10构成行星轮系，行星齿轮4与变径滑块9同轴，第一万向节5与行星齿轮4连接为一体，第一万向节5通过转动轴6及第二万向节7、动力输出轴8构成动力输出机构；行星齿轮随动板3套装在变径滑块9轴上；参见图2，随动齿圈10的两侧分别设有对称的导套20，导轨15与导套20构成滑动副，导轨15的的两端设有滑槽16，通过滑槽16与箱体12上的滑轨21构成滑动副。

本发明工作过程如下：

本发明中，在柱塞泵19油道14的油压小于回位弹簧2弹力情况下，动力输入轴1和变径滑块9的轴中心线为重合状态，间距为零，此时，即使动力输入轴1有动力输入带动变径滑块9旋转，但作为行星轮系中的动行星齿轮4、行星齿轮随动板3、随动齿圈10并不随变径滑块9转动，因此，与行星齿轮4连接的第一万向节5、转动轴6、第二万向节7、动力输出轴8也不转动，没有动力输出和变速比，动力是断开。

开始变速时，油道14中液压油推动柱塞13径向移动，使变径滑块9的轴中心线与动力输入轴1的轴中心线产生位移，形成一个曲轴半径，通过动力输入轴1输入动力，带动变径滑块9转动，使变径滑块9的轴心线绕动力输入轴1的轴中心线转动构成曲轴运动；变径滑块9的轴中心线与动力输入轴1轴中心线距离就是曲轴半径，曲轴半径也是行星齿轮4的公转半径，随着曲轴半径变化行星齿轮4的自转圈数也变化。

由于行星齿轮4与变径滑块9为同轴结构，而随动齿圈10在导套20及导轨15、滑轨21的作用下不能转动，因此，行星齿轮4绕动力输入轴1的轴中心线公转，行星齿轮4在行星齿轮随动板3的作用下始终与随动齿圈10内齿啮合，行星齿轮随动板3在变径滑块9上转动；行星齿轮4发生公转时，随动齿圈10在行星齿轮随动板3的作用下沿导轨15及滑轨21滑动，导致行星齿轮4自转，行星齿轮4带动第一万向节5、转动轴6、第二万向节7、动力输出轴8同时开始旋转，实现动力输出。

本发明装置使用时，也可将动力输入轴1与动力输出轴8端功能调换，即动力由动力输出轴8输入，通过转换由动力输入轴1输出动力，为可逆变速过程；由于动力输入轴1轴中心线和变径滑块9轴中心线重合时无动力输出，还可以代替离合器实现无动力输出。

Claims (2)

1.一种变径曲轴式齿轮无级变速方法，其特征在于：

在动力输入轴的端面设一个变径滑块构成端面摩擦副，变径滑块与行星轮系的行星齿轮同轴，通过控制变径滑块轴心线与动力输入轴心线的位移，形成曲轴半径，通过动力输入轴输入动力，带动变径滑块转动，使变径滑块的轴心线绕动力输入轴的轴中心线转动构成曲轴运动；通过变径滑块的轴心线的曲轴运动驱动行星轮系的行星齿轮转动，在行星轮系的齿圈的限位作用下，使行星齿轮将变径滑块的动力传递给输出轴，实现连续无级变速功能。

2.一种变径曲轴式齿轮无级变速器，主要由箱体、动力输入轴、动力输出轴、行星齿轮系构成，其特征在于：

动力输入轴的端面与变径滑块的端面通过弹簧顶板及油泵顶板固定连接构成端面摩擦副，在弹簧顶板及油泵顶板之间设置有柱塞泵，变径滑块套在柱塞泵的柱塞上可径向移动，变径滑块的顶部与回位弹簧连接，柱塞泵的油道与外载油泵连接；行星齿轮与随动齿圈构成行星轮系，行星齿轮与变径滑块同轴，第一万向节与行星齿轮连接为一体，第一万向节通过转动轴及第二万向节、动力输出轴构成动力输出机构；行星齿轮随动板套装在变径滑块轴上；随动齿圈的两侧分别设有对称的导套，导轨与导套构成滑动副，导轨的的两端设有滑槽，滑槽与箱体上的滑轨构成滑动副。

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