CN103016650A - 非圆锥齿轮无级变速装置 - Google Patents

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Abstract

非圆锥齿轮无级变速装置，其输入非圆锥齿轮轴通过键槽联接有两个非圆锥齿轮，分别与中间光轴上的非圆锥齿轮啮合；中间光轴上支撑有六组非圆锥齿轮以及相位架，相位架一端为一蜗轮，与蜗杆轴中间的蜗杆相啮合，其另一端通过轴承联支持有相位轴，相位轴上通过超越离合器与三组非圆锥齿轮联接，这三组非圆锥齿轮分别与中间光轴上的三组非圆锥齿轮相啮合，相位轴的右端通过键槽与圆锥齿轮联接，圆锥齿轮与另一通过键槽固定输出轴上的圆锥齿轮啮合。由于采用了非圆锥齿轮-超越离合器三组并联传动，输出无脉动，具有良好的动力学特性和较大的承载能力，齿轮选用合理的齿廓可以大大提高承载能力，具有1/3的减速比，布局紧凑，易于安装。

Description

非圆锥齿轮无级变速装置
技术领域
[0001] 本发明涉及机械传动装置，特别是涉及一种非圆锥齿轮无级变速装置。
背景技术
变速装置是现代汽车传动的重要装置，与有级变速装置相比无级变速装置能使汽车具有更好的操控性能和燃油经济性能。
目前的无级变速装置主要为摩擦式和脉动式。摩擦式无级变速装置只能应用在中、小功率的传动上，其寿命受材料性能的影响，一般较短。脉动式无级变速装置能用在大功率的传动上，但是其输出速度波动较大，动力学性能差，不利于高速传动的应用。
发明内容
本发明的的目的是提供一种能够应用于高速、大功率传动，输出具有零脉动的特点的非圆锥齿轮无级变速装置。
实现本发明上述目的的技术方案为：
包括箱体，箱体由箱体上部、箱体侧部、箱体下部三部分构成，其特征在于：还包括输入非圆齿轮轴、第一非圆锥齿轮、第二非圆锥齿轮、第三非圆锥齿轮、四非圆锥齿轮、第五非圆锥齿轮、第六非圆锥齿轮、第七非圆锥齿轮、第八非圆锥齿轮、第九非圆锥齿轮、第十非圆锥齿轮、第十一非圆锥齿轮、中间光轴、输出轴、蜗杆轴、相位架、相位轴、超越离合器、小圆锥齿轮、大圆锥齿轮、圆锥销、轴承。
箱体上通过轴承支撑有输入非圆齿轮轴、中间光轴、输出轴、蜗杆轴。输入非圆锥齿轮轴左端为输入键槽，可连接联轴器，右端为非圆锥齿轮，与第一非圆锥齿轮啮合。输入非圆锥齿轮轴中部通过键槽联接有第四非圆锥齿轮、第八非圆锥齿轮，分别与第五非圆锥齿轮、第九非圆锥齿轮啮合；中间光轴上从下至上支撑有第一非圆锥齿轮、第二非圆锥齿轮、第五非圆锥齿轮、第六非圆锥齿轮、第九非圆锥齿轮、第十非圆锥齿轮，以及相位架。第一非圆锥齿轮、第二非圆锥齿轮、第五非圆锥齿轮、第六非圆锥齿轮、第九非圆锥齿轮，第十非圆锥齿轮通过圆锥销固联在中间光轴上。相位架通过轴承固定在中间光轴上，其一端为一蜗轮，与蜗杆轴中间的蜗杆相啮合，其另一端通过轴承联支持有相位轴。相位轴上通过超越离合器与第三非圆锥齿轮、第七非圆锥齿轮、第十一非圆锥齿轮联接，第三非圆锥齿轮、第七非圆锥齿轮、第十一非圆锥齿轮分别与中间光轴上的第二非圆锥齿轮、第六非圆锥齿轮、第十非圆锥齿轮相啮合，相位轴的右端通过键槽与小圆锥齿轮联接；输出轴通过键槽固定有大圆锥齿轮与相位轴上的小圆锥齿轮啮合。
外部动力驱动输入非圆锥齿轮轴旋转，经三组并列式的传动驱动相位轴旋转，再由小圆锥齿轮、大圆锥齿轮驱动输出轴转动，从而驱动外部装置运转。三组并联的传动分别是：
1、非圆锥齿轮轴——第一非圆锥齿轮——第二非圆锥齿轮——第三非圆锥齿轮；
2、第四非圆锥齿轮——第五非圆锥齿轮——第六非圆锥齿轮——第七非圆锥齿轮；
3、第八非圆锥齿轮——第九非圆锥齿轮——第十非圆锥齿轮——第十一非圆锥齿轮。
外部动力驱动输入非圆锥齿轮轴旋转，经三组并列式的传动驱动相位轴旋转，再由圆锥齿轮驱动输出轴转动，从而驱动外部装置运转。
无级变速的实现：驱动蜗杆轴转动，经一对蜗轮蜗杆传动驱动相位轴转动，从而改变两级非圆锥齿轮的夹角，实现连续的改变传动比。
本发明采用非圆锥齿轮定轴轮系，通过两级非圆锥齿轮的传动以及超越离合器的作用得到恒定的速度输出，并由一对定传动比圆锥齿轮输出最终运动。通过改变两级非圆锥齿轮的夹角即可连续的改变传动比。
非圆锥齿轮的节曲线设计按照推导出来的传动比函数，其中非圆锥齿轮的传动比函数按照以下方法计算：
Figure 922131DEST_PATH_IMAGE001
式中，，
Figure 992254DEST_PATH_IMAGE003
为装置所需要的最大变速比，一般两级传动，。
Figure 21969DEST_PATH_IMAGE005
Figure 373404DEST_PATH_IMAGE006
为装置的变速角度，即实现最大变速比两级齿轮传动的夹角，一般可取
Figure 179817DEST_PATH_IMAGE007
。
其它参数则要据上述设计要求，由连续性条件，节曲线封闭条件，求出。
圆锥齿轮和非圆锥齿轮可以根据受力和设计要求选用直齿、斜齿、螺旋齿，其齿廓的形状也可根据设计要求使用渐开线、圆弧、正弦曲线等。
本发明的有益效果：由于采用了非圆锥齿轮-超越离合器三组并联传动，输出无脉动，具有良好的动力学特性和较大的承载能力；齿轮选用合理的齿廓可以大大提高承载能力；具有1/3的减速比，机构布局紧凑，易于安装。
附图说明
图1为本发明的结构主视示意图。
图2为本发明的结构左视示意图。
图3为本发明的结构俯视示意图。
图4为非圆锥齿轮4形状示意图。
图5为非圆锥齿轮5形状示意图。
图中：⒈箱体上部, 2.箱体侧部, 3.箱体下部, 4.非圆齿轮轴, 5.第一非圆锥齿轮, 6.第二非圆锥齿轮,7.第三非圆锥齿轮，8.第四非圆锥齿轮，9.第五非圆锥齿轮， 10.第六非圆锥齿轮，11.第七非圆锥齿轮，12.第八非圆锥齿轮，13.第九非圆锥齿轮，14.第十非圆锥齿轮，15.第十一非圆锥齿轮，16.中间光轴，17.输出轴，18.蜗杆轴，19.相位架，20.相位轴，21.超越离合器，22.小圆锥齿轮，23.大圆锥齿轮
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明：
如图1所示，包括箱体，箱体由如图2所示的，箱体上部1、箱体侧部2、箱体下部3三部分构成，其特征在于：还包括输入非圆齿轮轴4、第一非圆锥齿轮5、第二非圆锥齿轮6、第三非圆锥齿轮7、四非圆锥齿轮8、第五非圆锥齿轮9、第六非圆锥齿轮10、第七非圆锥齿轮11、第八非圆锥齿轮12、第九非圆锥齿轮13、第十非圆锥齿轮14、第十一非圆锥齿轮15、中间光轴16、输出轴17、蜗杆轴18、相位架19、相位轴20、超越离合器21、小圆锥齿轮22、大圆锥齿轮23、圆锥销、轴承。
箱体上通过轴承支撑有输入非圆齿轮轴4、中间光轴16、输出轴17、蜗杆轴18。输入非圆锥齿轮轴4左端为输入键槽，可连接联轴器，右端为非圆锥齿轮，与第一非圆锥齿轮5啮合。输入非圆锥齿轮轴4中部通过键槽联接有第四非圆锥齿轮8、第八非圆锥齿轮12，分别与第五非圆锥齿轮9、第九非圆锥齿轮13啮合；中间光轴16上从下至上支撑有第一非圆锥齿轮5、第二非圆锥齿轮6、第五非圆锥齿轮9、第六非圆锥齿轮10、第九非圆锥齿轮13、第十非圆锥齿轮14，以及相位架19，第一非圆锥齿轮5、第二非圆锥齿轮6、第五非圆锥齿轮9、第六非圆锥齿轮10、第九非圆锥齿轮13、第十非圆锥齿轮14通过圆锥销固联在中间光轴16上。相位架19通过轴承固定在中间光轴16上，其一端为一蜗轮，与蜗杆轴18中间的蜗杆相啮合，其另一端通过轴承支撑有相位轴20，相位轴20上通过超越离合器21与第三非圆锥齿轮7、第七非圆锥齿轮11、第十一非圆锥齿轮15联接，第三非圆锥齿轮7.第七非圆锥齿轮11、第十一非圆锥齿轮15分别与中间光轴16上的第二非圆锥齿轮6、第六非圆锥齿轮10、第十非圆锥齿轮14相啮合，相位轴20的右端通过键槽与小圆锥齿轮22联接；输出轴17通过键槽固定有大圆锥齿轮23与相位轴20上的小圆锥齿轮22啮合。
外部动力驱动输入非圆锥齿轮轴4旋转，经三组并列式的传动驱动相位轴20旋转，再由小圆锥齿轮22、大圆锥齿轮23驱动输出轴17转动，从而驱动外部装置运转。三组并联的传动分别是：
1、非圆锥齿轮轴4——第一非圆锥齿轮5——第二非圆锥齿轮6——第三非圆锥齿轮7
2、第四非圆锥齿轮8——第五非圆锥齿轮9——第六非圆锥齿轮10——第七非圆锥齿轮11
3、第八非圆锥齿轮12——第九非圆锥齿轮13——第十非圆锥齿轮14——第十一非圆锥齿轮15
无级变速的实现：驱动蜗杆轴18转动，经一对蜗轮蜗杆传动驱动相位轴19转动，从而改变两级非圆锥齿轮的夹角，实现连续的改变传动比。

Claims (1)

1.一种非圆锥齿轮无级变速装置，包括箱体，箱体由箱体上部(1)、箱体侧部(2)、箱体下部(3)三部分构成，其特征在于：还包括输入非圆齿轮轴(4)、第一非圆锥齿轮(5)、第二非圆锥齿轮(6)、第三非圆锥齿轮(7)、四非圆锥齿轮(8)、第五非圆锥齿轮(9)、第六非圆锥齿轮(10)、第七非圆锥齿轮(11)、第八非圆锥齿轮(12)、第九非圆锥齿轮(13)、第十非圆锥齿轮(14)、第十一非圆锥齿轮(15)、中间光轴(16)、输出轴(17)、蜗杆轴(18)、相位架(19)、相位轴(20)、超越离合器(21)、小圆锥齿轮(22)、大圆锥齿轮(23)、圆锥销、轴承；
箱体上通过轴承支撑有输入非圆齿轮轴(4)、中间光轴(16)、输出轴(17)、蜗杆轴(18)；输入非圆锥齿轮轴(4)左端为输入键槽，可连接联轴器，右端为非圆锥齿轮，与第一非圆锥齿轮(5)啮合；输入非圆锥齿轮轴(4)中部通过键槽联接有第四非圆锥齿轮(8)、第八非圆锥齿轮(12)，分别与第五非圆锥齿轮(9)、第九非圆锥齿轮(13)啮合；中间光轴(16)上从下至上支撑有第一非圆锥齿轮(5)、第二非圆锥齿轮(6)、第五非圆锥齿轮(9)、第六非圆锥齿轮(10)、第九非圆锥齿轮(13)、第十非圆锥齿轮(14)，以及相位架(19)；第一非圆锥齿轮(5)、第二非圆锥齿轮(6)、第五非圆锥齿轮(9)、第六非圆锥齿轮(10)、第九非圆锥齿轮(13)、第十非圆锥齿轮(14)通过圆锥销固联在中间光轴(16)上；相位架(19)通过轴承固定在中间光轴(16)上，其一端为一蜗轮，与蜗杆轴(18)中间的蜗杆相啮合，其另一端通过轴承支撑有相位轴(20)；相位轴(20)上通过超越离合器(21)与第三非圆锥齿轮(7)、第七非圆锥齿轮(11)、第十一非圆锥齿轮(15)联接，第三非圆锥齿轮(7)、第七非圆锥齿轮(11)、第十一非圆锥齿轮(15)分别与中间光轴(16)上的第二非圆锥齿轮(6)、第六非圆锥齿轮(10)、第十非圆锥齿轮(14)相啮合；相位轴(20)的右端通过键槽与小圆锥齿轮(22)联接，输出轴(17)通过键槽固定有大圆锥齿轮(23)与相位轴(20)上的小圆锥齿轮(22)啮合。
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