CN103133616B - 一种混合变速器 - Google Patents

Abstract

一种混合变速器，包括变速器本体，该变速器本体包括主动变速轮系、从动变速轮系以及连接在主动变速轮系和从动变速轮系之间的同步带，所述主动变速轮系和从动变速轮系均包括一主轴、可沿主轴长度方向作相向和背向运动的上锥轮和下锥轮以及分别啮合于上锥轮和主轴之间、下锥轮和主轴之间的上同步轮组和下同步轮组，该上、下同步轮组均包括由内至外依次啮合布置且直径逐步增大的多个同步轮，所述变速器本体还包括一一对应地驱动多个同步轮作轴向伸缩运动的多个同步轮驱动机构。本发明结构新颖，主动变速轮系和从动变速轮系中的同步轮可组成多组不同的变速比，且变速器本体还可多个结合使用，在扩大了变速器的调速范围的同时提高了变速器的传动效率。

Description

一种混合变速器

技术领域

本发明涉及一种变速器，具体的说是指一种混合变速器。

背景技术

变速器，一种用于改变转速和转矩的机构，其广泛应用于机床、各类汽车等。随着技术的发展，变速器已经取得了很大的进步，主要有无级式变速器、有级式变速器以及综合式变速器，特别是无级式变速器(如CVT)，目前广泛应用于小功率的汽车领域。虽然无级式变速器具有调速精度高、稳定性好、结构紧凑等优点，但还存在着一定的不足，现有的无级变速器包括主动轮、从动轮以及连接于主动轮和从动轮之间的同步带。

由于受到金属带材料和技术的限制，现有无级变速器的最大传动扭矩目前还处于一个较低的瓶颈阶段，其传动效率以及调速范围受到了一定的限制，虽然现有的无级变速器增加了液力、机械等不同种类的变矩器，但由于成本过高或结构复杂等问题，导致无法从根本上解决无级变速器传动效率低、调速范围受限等问题。

发明内容

本发明提供一种混合变速器，其主要目的在于克服现有变速器的成本高、传动效率低、调速范围受限等问题。

为了解决上述的技术问题，本发明采用如下的技术方案予以实现：

一种混合变速器，包括变速器本体，所述变速器本体包括主动变速轮系、从动变速轮系以及连接在主动变速轮系和从动变速轮系之间的同步带，所述主动变速轮系和从动变速轮系均包括一主轴、可沿主轴长度方向作相向和背向运动的上锥轮和下锥轮以及分别啮合于上锥轮和主轴之间、下锥轮和主轴之间的上同步轮组和下同步轮组，该上、下同步轮组均包括由内至外依次啮合布置且直径逐步增大的多个同步轮，所述变速器本体还包括一一对应地驱动多个同步轮作轴向伸缩运动的多个驱动机构。

所述变速器本体还包括分别驱动上、下锥轮作相向和背向运动的两锥轮驱动机构。

所述锥轮驱动机构包括中空底板、中空顶板以及固定连接于中空底板和中空顶板之间的两锥轮驱动件，该中空底板卡合于对应的锥轮中；所述每个同步轮驱动机构包括与对应的同步轮卡合的中空连接板以及固定连接于对应的中空连接板和中空底板之间两同步轮驱动件。

所述中空底板、中空顶板以及中空连接板均呈圆形，该中空底板的外侧形成有多个均匀间隔布置的支撑部，该中空顶板和每个中空连接板的外侧均形成两对称且与不同支撑部对应的连接部，所述锥轮驱动件和同步轮驱动件分别连接于对应的支撑部和对应的连接部之间，所述每个同步轮的上部外侧开设有与对应的中空连接板卡合的卡合槽。

所述驱动下锥轮动作的锥轮驱动机构包括中空底板、中空顶板以及固定连接于中空底板和中空顶板之间的两锥轮驱动件，该中空底板卡合于下锥轮中；所述驱动下同步轮组中各个同步轮的每个同步轮驱动机构包括卡合于对应的同步轮中卡簧以及位于对应的同步轮下端与中空顶板之间的弹簧。

所述中空底板和中空顶板均呈圆形，该中空顶板的外侧形成有两对称的连接部，该中空底板的外侧形成有两对称的支撑部，所述锥轮驱动件分别连接于对应的支撑部和对应的连接部之间，所述下同步轮组中的每个同步轮的上部外侧开设有与对应卡簧卡合的卡合槽。

所述上、下锥轮开设有分别与上、下同步轮组相适配的上、下齿槽，其外侧均开设有与对应的中空底板卡合的上、下卡合槽。

所述每个同步轮的内、外侧面分别形成有内、外轮齿，内、外相邻的两个同步轮的外轮齿与内轮齿啮合，每个同步轮的一端面均呈锥形。

所述同步带为具有齿形轮廓的CVT同步带，该齿形轮廓与每个同步轮的外轮齿啮合，该同步带设有与其配合的张紧轮。

所述同步轮设有三个，该三个同步轮为由内至外依次啮合的第一同步轮、第二同步轮和第三同步轮。

由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明结构新颖、实用性强，两锥轮的相向或背向运动可改变同步带的位置，主动变速轮系和从动变速轮系中的同步轮通过与同步带的啮合变换可组成多组不同的变速比，同步轮组的同步轮越多变速比的组数就越多，且变速器本体还可多个结合使用，在具有无级变速器优点的同时还扩大了变速器的调速范围。此外，本发明在无需提高成本的情况下比现有无级变速器具有更高的传动效率。

附图说明

图1为本发明中主动变速轮系与从动变速轮系连接的结构示意图，其中两锥轮驱动机构和各个同步轮驱动机构未画出。

图2为本发明实施例一中上锥轮与锥轮驱动机构配合以及上同步轮组中各个同步轮与对应的同步轮驱动机构配合的结构示意图。

图3为本发明实施例一中下锥轮与锥轮驱动机构配合以及下同步轮组中各个同步轮与对应的同步轮驱动机构配合的结构示意图。

图4为本发明实施例一中驱动上锥轮的锥轮驱动机构以及驱动上同步轮组中各个同步轮的各个同步轮驱动机构的结构示意图。

图5为本发明实施例一中驱动下锥轮的锥轮驱动机构以及驱动下同步轮组中各个同步轮的各个同步轮驱动机构的结构示意图。

图6为本发明中上锥轮与上同步轮组配合的结构示意图。

图7为本发明中下锥轮与下同步轮组配合的结构示意图。

图8为本发明中上锥轮的结构示意图。

图9为本发明中下锥轮的结构示意图。

图10为本发明实施例二中下锥轮与锥轮驱动机构配合以及下同步轮组中各个同步轮与对应的同步轮驱动机构配合的结构示意图，其中与第二、第三同步轮配合的弹簧未画出。

图11为本发明实施例二中下锥轮与锥轮驱动机构配合以及下同步轮组中各个同步轮与对应的同步轮驱动机构配合的结构示意图，其中与第一、第三同步轮配合的弹簧未画出。

图12为本发明实施例二中下锥轮与锥轮驱动机构配合以及下同步轮组中各个同步轮与对应的同步轮驱动机构配合的结构示意图，其中与第一、第二同步轮配合的弹簧未画出。

具体实施方式

实施例一

参照图1至图7。一种混合变速器，包括变速器本体1，该变速器本体1包括主动变速轮系11、从动变速轮系12以及连接在主动变速轮系11和从动变速轮系12之间的同步带13，该主动变速轮系11和从动变速轮系12均包括一主轴111、可沿主轴111长度方向作相向和背向运动的上锥轮112和下锥轮113以及分别啮合于上锥轮112和主轴111之间、下锥轮113和主轴111之间的上同步轮组114和下同步轮组115，该主轴111与一动力机构（图中未画出）传动连接。上同步轮组114包括由内至外依次啮合布置且直径逐步增大的第一同步轮1141、第二同步轮1142和第三同步轮1143，下同步轮组115包括由内至外依次啮合布置且直径逐步增大的第一同步轮1151、第二同步轮1152和第三同步轮1153，每个同步轮可沿主轴作轴向伸缩运动。变速器本体1还包括驱动上锥轮112的锥轮驱动机构14、驱动第一同步轮1141的同步轮驱动机构15、驱动第二同步轮1142的同步轮驱动机构16、驱动第三同步轮1143的同步轮驱动机构17以及驱动下锥轮113的锥轮驱动机构24、驱动第一同步轮1151的同步轮驱动机构25、驱动第二同步轮1152的同步轮驱动机构26、驱动第三同步轮1153的同步轮驱动机构27。

参照图2和图4。所述锥轮驱动机构14包括中空底板141、中空顶板142以及固定连接于中空底板141和中空顶板142之间的两锥轮驱动件143，中空底板141卡合于上锥轮112中。所述同步轮驱动机构15包括与第一同步轮1141卡合的中空连接板151以及固定连接于中空连接板151和中空底板141之间的两同步轮驱动件152，同步轮驱动机构16包括与第二同步轮1142卡合的中空连接板161以及固定连接于中空连接板161和中空底板141之间的两同步轮驱动件162，同步轮驱动机构17包括与第三同步轮1143卡合的中空连接板171以及固定连接于中空连接板171和中空底板141之间的两同步轮驱动件172。

参照图3和图5。所述锥轮驱动机构24包括中空底板241、中空顶板242以及固定连接于中空底板241和中空顶板242之间的两锥轮驱动件243，中空底板241卡合于下锥轮113中。所述同步轮驱动机构25包括与同步轮1151卡合的中空连接板251以及固定连接于中空连接板251和中空底板241之间的两同步轮驱动件252，同步轮驱动机构26包括与同步轮1152卡合的中空连接板261以及固定连接于中空连接板261和中空底板241之间的两同步轮驱动件262，同步轮驱动机构27包括与同步轮1153卡合的中空连接板271以及固定连接于中空连接板271和中空底板241之间的两同步轮驱动件272。

参照图4和图5。所述中空底板141、241，中空顶板142、242，中空连接板151、251，中空连接板161、261以及中空连接板171、271均呈圆形。中空底板141、241的外侧分别形成有八个均匀间隔布置的支撑部1410、1510，中空顶板142、242，中空连接板151、251，中空连接板161、261以及中空连接板171、271的外侧分别形成有两对称且与不同支撑部1410、1510对应的连接部1420、1520。锥轮驱动件143、243，同步轮驱动件152、252，同步轮驱动件162、262以及同步轮驱动件172、272分别固定连接于对应的连接部1420、1520与对应的支撑部1410、1510之间。锥轮驱动件143、243，同步轮驱动件152、252，同步轮驱动件162、262以及同步轮驱动件172和272的驱动形式均可为液压形式。

参照图4至图9。所述第一同步轮1141、1151的上部外侧分别开设有与中空连接板151、251卡合的卡合槽11411、11511，第二同步轮1142、1152上部外侧分别开设有与中空连接板161、261卡合的11421、11521，第三同步轮1143、1153的上部外侧分别开设有与中空连接板171、271卡合的卡合槽11431、11531。所述上、下锥轮112、113分别开设有与同步轮组114、115相适配的上、下齿槽1121、1131，其外侧均开设有分别与中空底板141、241卡合的上、下卡合槽1122、1132。

参照图1、图6和图7。所述第一同步轮1141、1151，第二同步轮1142、1152以及第三同步轮1143、1153的内、外侧面均分别形成有内、外轮齿（图中未标出），内、外相邻的两个同步轮的外轮齿（图中未标出）与内轮齿（图中未标出）啮合。第一同步轮1141、1151，第二同步轮1142、1152以及第三同步轮1143、 1153的一端面均呈锥形，其倾角分别与上、下锥轮112、113的倾角相同。该第一同步轮1141、1151，第二同步轮1142、1152以及第三同步轮1143和 1153中相互对应的两同步轮可具有不同的齿数。所述同步带13为具有齿形轮廓131的CVT同步带，该齿形轮廓131可分别与每个同步轮的外轮齿（图中未标出）啮合，该CVT同步带设有与其配合的张紧轮（图中未示出），该张紧轮（图中未示出）可调节CVT同步带在滑动过程中的松紧度。

参照图1至图3。当需要改变变速器的速比时，可根据需要采用主动变速轮系11和从动变速轮系12中的不同同步轮进行组合。如当前变速器的状态为主动变速轮系11中的第一同步轮1141与从动变速轮系12中的第二同步轮1142通过CVT同步带连接，现根据需要要改变变速器的速比，以所需的变速比需要主动变速轮系11中的第二同步轮1142与从动变速轮系12中的第二同步轮1142通过CVT同步带连接实现为例，具体动作如下：切开离合器，主动变速轮系11中的两锥轮驱动机构141、151分别驱动主动变速轮系11中的上、下锥轮112、113作相向运动，上、下锥轮112、113之间的距离缩小，连接在主动变速轮系11中的CVT同步带的连接端在上、下锥轮112、113的作用下向外滑动，与此同时，与CVT同步带啮合的第一同步轮1141在同步轮驱动机构142的驱动下向上作缩回动作。当CVT同步带滑动到与第二同步轮1142的外轮齿（图中未标出）啮合处时上、下锥轮112、113停止运动，此时，主动变速轮系11中的第二同步轮1142在同步轮驱动机构16的驱动下向下运动，同时，下同步轮组115中的第二同步轮1152在同步轮驱动机构26的驱动下也向下运动，第二同步轮1142的一端可伸入位于下锥轮113中，下同步轮组115中的第二同步轮1152向下运动的距离为第二同步轮1142的一端伸入的距离即可，第二同步轮1142与CVT同步带啮合后接上离合器即完成了改变变速比的动作。反之，上、下锥轮112、113也可作背向运动，此时CVT同步带向内滑动，改变速比的动作原理与上述的动作原理相同，主动变速轮系11和从动变速轮系12中的不同同步轮可任意组合以满足所需的不同变速比。

另外，上、下锥轮驱动件143、243和各个同步轮驱动件的驱动形式也可为电控形式。

实施例二

参照图10至图12。本实施例的具体实施方式与实施例一基本相同，其不同之处在于：所述驱动下锥轮113的锥轮驱动机构24包括中空底板241、中空顶板242以及固定连接于中空底板241和中空顶板242之间的两锥轮驱动件243，中空底板241卡合于下锥轮113中。同步轮驱动机构25包括卡合于第一同步轮1151中的卡簧251以及位于第一同步轮1151的下端与中空顶板242之间的弹簧252，同步轮驱动机构26包括卡合于第二同步轮1152中的卡簧261以及位于第二同步轮1152的下端与中空顶板242之间的弹簧262，同步轮驱动机构27包括卡合于第三同步轮1153中的卡簧271以及位于第三同步轮1153的下端与中空顶板242之间的弹簧272。

参照图7、图10、图11和图12。所述中空底板241和中空顶板242均呈圆形，该中空顶板242的外侧形成有两对称的连接部1520，该中空底板241的外侧形成有两对称的支撑部1510，两锥轮驱动件243分别连接于对应的支撑部1510和连接部1520之间，第一同步轮1151、第二同步轮1152、第三同步轮1153的上部外侧均开设有分别与对应的卡簧251、卡簧261、卡簧271卡合的卡合槽11511、卡合槽11521、卡合槽11531。

参照图1、图10、图11和图12。第二同步轮1152的下端面可顶住卡簧251，第三同步轮1153的下端面可顶住卡簧261，下锥轮113的下端面可顶住卡簧271。如变速器当前的状态为主动变速轮系11中上同步轮组114的第一同步轮1141与从动变速轮系12中上同步轮组114的第二同步轮1142通过CVT同步带连接，现需要改变变速器的速比。以主动变速轮系11中的第二同步轮1142与从动变速轮系12中的第二同步轮1142通过CVT同步带连接实现为例，具体动作如下：上、下锥轮112、113和上同步轮组114中各个同步轮的动作过程与实施例一的上述过程相同，其不同在于：当主动变速轮系11中的第二同步轮1142伸入下锥轮113时，下同步轮组115中第二同步轮1152在第二同步轮1142的压力下向下运动，其运动距离为第二同步轮1142伸入下锥轮113中的距离，此时，弹簧262被压缩。当第二同步轮1142向上作缩回动作时，第二同步轮1152在弹簧262的弹力作用下向上缩回，当第二同步轮1152的上端面与下锥轮113的锥面持平时卡簧261恰好顶住第三同步轮1153。

另外，参照图1，本发明中上、下同步轮组中的同步轮可设为两个、四个等其他合适的数量，并且所述变速器本体1还可多个结合使用，构成一调速范围更广的新型变速器。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (12)

1.一种混合变速器，包括变速器本体，其特征在于：所述变速器本体包括主动变速轮系、从动变速轮系以及连接在主动变速轮系和从动变速轮系之间的同步带，所述主动变速轮系和从动变速轮系均包括一主轴、可沿主轴长度方向作相向和背向运动的上锥轮和下锥轮以及分别啮合于上锥轮和主轴之间、下锥轮和主轴之间的上同步轮组和下同步轮组，该上、下同步轮组均包括由内至外依次啮合布置且直径逐步增大的多个同步轮，所述变速器本体还包括一一对应地驱动多个同步轮作轴向伸缩运动的多个同步轮驱动机构；所述变速器本体还包括分别驱动上、下锥轮作相向和背向运动的两锥轮驱动机构；所述锥轮驱动机构包括中空底板、中空顶板以及固定连接于中空底板和中空顶板之间的两锥轮驱动件，该中空底板卡合于对应的锥轮中；所述每个同步轮驱动机构包括与对应的同步轮卡合的中空连接板以及固定连接于对应的中空连接板和中空底板之间两同步轮驱动件。

2.如权利要求1所述的一种混合变速器，其特征在于：所述中空底板、中空顶板以及中空连接板均呈圆形，该中空底板的外侧形成有多个均匀间隔布置的支撑部，该中空顶板和每个中空连接板的外侧均形成两对称且与不同支撑部对应的连接部，所述锥轮驱动件和同步轮驱动件分别连接于对应的支撑部和对应的连接部之间，所述每个同步轮的上部外侧开设有与对应的中空连接板卡合的卡合槽。

3.如权利要求1所述的一种混合变速器，其特征在于：所述上、下锥轮开设有分别与上、下同步轮组相适配的上、下齿槽，其外侧均开设有与对应的中空底板卡合的上、下卡合槽。

4.如权利要求1所述的一种混合变速器，其特征在于：所述每个同步轮的内、外侧面分别形成有内、外轮齿，内、外相邻的两个同步轮的外轮齿与内轮齿啮合，每个同步轮的一端面均呈锥形。

5.如权利要求4所述的一种混合变速器，其特征在于：所述同步带为具有齿形轮廓的CVT同步带，该齿形轮廓与每个同步轮的外轮齿啮合，该同步带设有与其配合的张紧轮。

6.如权利要求4所述的一种混合变速器，其特征在于：所述同步轮设有三个，该三个同步轮为由内至外依次啮合的第一同步轮、第二同步轮和第三同步轮。

7.一种混合变速器，包括变速器本体，其特征在于：所述变速器本体包括主动变速轮系、从动变速轮系以及连接在主动变速轮系和从动变速轮系之间的同步带，所述主动变速轮系和从动变速轮系均包括一主轴、可沿主轴长度方向作相向和背向运动的上锥轮和下锥轮以及分别啮合于上锥轮和主轴之间、下锥轮和主轴之间的上同步轮组和下同步轮组，该上、下同步轮组均包括由内至外依次啮合布置且直径逐步增大的多个同步轮，所述变速器本体还包括一一对应地驱动多个同步轮作轴向伸缩运动的多个同步轮驱动机构；所述变速器本体还包括分别驱动上、下锥轮作相向和背向运动的两锥轮驱动机构；所述驱动下锥轮动作的锥轮驱动机构包括中空底板、中空顶板以及固定连接于中空底板和中空顶板之间的两锥轮驱动件，该中空底板卡合于下锥轮中；所述驱动下同步轮组中各个同步轮的每个同步轮驱动机构包括卡合于对应同步轮中的卡簧以及位于对应的同步轮下端与中空顶板之间的弹簧。

8.如权利要求7所述的一种混合变速器，其特征在于：所述中空底板和中空顶板均呈圆形，该中空顶板的外侧形成有两对称的连接部，该中空底板的外侧形成有两对称的支撑部，所述锥轮驱动件分别连接于对应的支撑部和对应的连接部之间，所述下同步轮组中的每个同步轮的上部外侧开设有与对应卡簧卡合的卡合槽。

9.如权利要求7所述的一种混合变速器，其特征在于：所述上、下锥轮开设有分别与上、下同步轮组相适配的上、下齿槽，其外侧均开设有与对应的中空底板卡合的上、下卡合槽。

10.如权利要求7所述的一种混合变速器，其特征在于：所述每个同步轮的内、外侧面分别形成有内、外轮齿，内、外相邻的两个同步轮的外轮齿与内轮齿啮合，每个同步轮的一端面均呈锥形。

11.如权利要求10所述的一种混合变速器，其特征在于：所述同步带为具有齿形轮廓的CVT同步带，该齿形轮廓与每个同步轮的外轮齿啮合，该同步带设有与其配合的张紧轮。

12.如权利要求10所述的一种混合变速器，其特征在于：所述同步轮设有三个，该三个同步轮为由内至外依次啮合的第一同步轮、第二同步轮和第三同步轮。