CN103234015B - 无级变速器的机械运行结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无级变速技术，具体是一种无级变速器的机械运行结构。本发明解决了现有无级变速传动结构钢带易损坏、结构复杂、以及维护不便的问题。无级变速器的机械运行结构包括中心轴；中心轴的外侧面中部环向设置有齿槽段；中心轴的外侧面配合有轴套；轴套的外侧面开设有若干个轴向限位槽；各个轴向限位槽内均嵌设有一个连接板；各个连接板的内端端面上均设置有一个圆弧形轮齿段；各个圆弧形轮齿段均与齿槽段相互啮合；各个连接板的侧面均安装有一个枢轴；各个连接板分别通过各个枢轴一一对应铰接于各个轴向限位槽的槽壁上。本发明适用于汽车变速。

Description

无级变速器的机械运行结构
技术领域
本发明涉及无级变速技术，具体是一种无级变速器的机械运行结构。
背景技术
无级变速是指采用变速传动结构和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力，可以实现传动比的连续改变，从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配。现有无级变速传动结构通常包括钢带式无级变速传动结构、滚轮转盘式无级变速传动结构等。其中，钢带式无级变速传动结构存在钢带易损坏的问题，滚轮转盘式无级变速传动结构存在结构复杂、维护不便的问题。基于此，有必要发明一种全新的无级变速传动结构，以解决现有无级变速传动结构存在的上述问题。
发明内容
本发明为了解决现有无级变速传动结构钢带易损坏、结构复杂、以及维护不便的问题，提供了一种无级变速器的机械运行结构。
本发明是采用如下技术方案实现的：无级变速器的机械运行结构，包括中心轴；中心轴的外侧面中部环向设置有齿槽段；中心轴的外侧面配合有轴套；轴套的外侧面开设有若干个轴向限位槽；各个轴向限位槽内均嵌设有一个连接板；各个连接板的内端端面上均设置有一个圆弧形轮齿段；各个圆弧形轮齿段均与齿槽段相互啮合；各个连接板的侧面均安装有一个枢轴；各个连接板分别通过各个枢轴一一对应铰接于各个轴向限位槽的槽壁上。
工作过程如下：进行变速时，沿轴套的轴线方向移动中心轴或移动轴套，使得中心轴与轴套之间发生相对运动。在相对运动和相互啮合的圆弧形轮齿段和齿槽段共同作用下，连接板沿轴套的轴线方向进行翘翘板式的运动（如图15、图16所示），由此达到了变速目的。在此基础上，通过将两个所述的无级变速器的机械运行结构进行串联（如图17所示）或者并联（如图18所示），可以实现多种变速目的。基于上述过程，与现有无级变速传动结构相比，本发明所述的无级变速器的机械运行结构基于全新的变速结构和原理，避免了钢带损坏的问题，同时其结构更加简单，维护更加方便。
本发明基于全新的变速结构和原理，有效解决了现有无级变速传动结构钢带易损坏、结构复杂、以及维护不便的问题，适用于汽车变速。
附图说明
图1是本发明的实施例一的结构示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是图2的B-B剖视图。
图4是本发明的实施例二的结构示意图。
图5是本发明的实施例三的结构示意图。
图6是本发明的实施例四的结构示意图。
图7是本发明的实施例五的结构示意图。
图8是本发明的实施例六的结构示意图。
图9是本发明的实施例七的结构示意图。
图10是本发明的实施例八的结构示意图。
图11是本发明的实施例九的第一种结构示意图。
图12是图11的俯视图。
图13是本发明的实施例九的第二种结构示意图。
图14是图13的俯视图。
图15是本发明的第一种使用状态示意图。
图16是本发明的第二种使用状态示意图。
图17是本发明的第三种使用状态示意图。
图18是本发明的第四种使用状态示意图。
图中：1-中心轴，2-碗形轮，3-柱形轮，4-轮帽，5-轮套，6-连接板，7-圆弧形轮齿段，8-齿槽段，9-轴套，10-轴向限位槽，11-枢轴，12-轴向通孔，13-环形轮，14-轴承。
具体实施方式
实施例一
无级变速器的机械运行结构，包括中心轴1；中心轴1的外侧面中部环向设置有齿槽段8；中心轴1的外侧面配合有轴套9；轴套9的外侧面开设有若干个轴向限位槽10；各个轴向限位槽10内均嵌设有一个连接板6；各个连接板6的内端端面上均设置有一个圆弧形轮齿段7；各个圆弧形轮齿段7均与齿槽段8相互啮合；各个连接板6的侧面均安装有一个枢轴11；各个连接板6分别通过各个枢轴11一一对应铰接于各个轴向限位槽10的槽壁上；
在本实施例中，如图1-图3所示，所述齿槽段8为等差环形齿槽段，且等差环形齿槽段的外径小于等于中心轴1的直径；
中心轴1的两端各安装有一个碗形轮2；两个碗形轮2的碗口位置正对；
轴套9的两端分别贯穿两个碗形轮2的碗底中央；中心轴1的两端分别贯穿两个碗形轮2的碗底中央；
两个碗形轮2的碗口之间沿周向等距安装有若干个柱形轮3；柱形轮3的数目与连接板6的数目一致；各个柱形轮3的两端均各设置有一个轮帽4，且各个柱形轮3上的两个轮帽4均分别与两个碗形轮2的内壁贴合；各个柱形轮3的外侧面均配合有一个轮套5；各个轮套5的外侧面一一对应固定于各个连接板6的外端端面；
具体实施时，碗形轮与轴套或中心轴之间可以是轴承与轴的配合关系。柱形轮与轮套之间同样可以是轴承与轴的配合关系。进行变速时，碗形轮围绕中心轴或轴套旋转，中心轴和轴套均不旋转。
实施例二
无级变速器的机械运行结构，包括中心轴1；中心轴1的外侧面中部环向设置有齿槽段8；中心轴1的外侧面配合有轴套9；轴套9的外侧面开设有若干个轴向限位槽10；各个轴向限位槽10内均嵌设有一个连接板6；各个连接板6的内端端面上均设置有一个圆弧形轮齿段7；各个圆弧形轮齿段7均与齿槽段8相互啮合；各个连接板6的侧面均安装有一个枢轴11；各个连接板6分别通过各个枢轴11一一对应铰接于各个轴向限位槽10的槽壁上；
在本实施例中，如图4所示，所述齿槽段8为等差环形齿槽段，且等差环形齿槽段的外径大于中心轴1的直径；
中心轴1的两端各安装有一个碗形轮2；两个碗形轮2的碗口位置正对；
轴套9的两端分别贯穿两个碗形轮2的碗底中央；中心轴1的两端分别贯穿两个碗形轮2的碗底中央；
两个碗形轮2的碗口之间沿周向等距安装有若干个柱形轮3；柱形轮3的数目与连接板6的数目一致；各个柱形轮3的两端均各设置有一个轮帽4，且各个柱形轮3上的两个轮帽4均分别与两个碗形轮2的内壁贴合；各个柱形轮3的外侧面均配合有一个轮套5；各个轮套5的外侧面一一对应固定于各个连接板6的外端端面；
具体实施时，碗形轮与轴套或中心轴之间可以是轴承与轴的配合关系。柱形轮与轮套之间同样可以是轴承与轴的配合关系。进行变速时，碗形轮围绕中心轴或轴套旋转，中心轴和轴套均不旋转。
实施例三
无级变速器的机械运行结构，包括中心轴1；中心轴1的外侧面中部环向设置有齿槽段8；中心轴1的外侧面配合有轴套9；轴套9的外侧面开设有若干个轴向限位槽10；各个轴向限位槽10内均嵌设有一个连接板6；各个连接板6的内端端面上均设置有一个圆弧形轮齿段7；各个圆弧形轮齿段7均与齿槽段8相互啮合；各个连接板6的侧面均安装有一个枢轴11；各个连接板6分别通过各个枢轴11一一对应铰接于各个轴向限位槽10的槽壁上；
在本实施例中，如图5所示，所述齿槽段8为螺旋齿槽段，且螺旋齿槽段的外径小于等于中心轴1的直径；
中心轴1的两端各安装有一个碗形轮2；两个碗形轮2的碗口位置正对；
轴套9的两端分别贯穿两个碗形轮2的碗底中央；中心轴1的两端分别贯穿两个碗形轮2的碗底中央；
两个碗形轮2的碗口之间沿周向等距安装有若干个柱形轮3；柱形轮3的数目与连接板6的数目一致；各个柱形轮3的两端均各设置有一个轮帽4，且各个柱形轮3上的两个轮帽4均分别与两个碗形轮2的内壁贴合；各个柱形轮3的外侧面均配合有一个轮套5；各个轮套5的外侧面一一对应固定于各个连接板6的外端端面；
具体实施时，碗形轮与轴套或中心轴之间可以是轴承与轴的配合关系。柱形轮与轮套之间同样可以是轴承与轴的配合关系。进行变速时，碗形轮围绕中心轴或轴套旋转，中心轴和轴套均不旋转。
实施例四
无级变速器的机械运行结构，包括中心轴1；中心轴1的外侧面中部环向设置有齿槽段8；中心轴1的外侧面配合有轴套9；轴套9的外侧面开设有若干个轴向限位槽10；各个轴向限位槽10内均嵌设有一个连接板6；各个连接板6的内端端面上均设置有一个圆弧形轮齿段7；各个圆弧形轮齿段7均与齿槽段8相互啮合；各个连接板6的侧面均安装有一个枢轴11；各个连接板6分别通过各个枢轴11一一对应铰接于各个轴向限位槽10的槽壁上；
在本实施例中，如图6所示，所述齿槽段8为螺旋齿槽段，且螺旋齿槽段的外径大于中心轴1的直径；
中心轴1的两端各安装有一个碗形轮2；两个碗形轮2的碗口位置正对；
轴套9的两端分别贯穿两个碗形轮2的碗底中央；中心轴1的两端分别贯穿两个碗形轮2的碗底中央；
两个碗形轮2的碗口之间沿周向等距安装有若干个柱形轮3；柱形轮3的数目与连接板6的数目一致；各个柱形轮3的两端均各设置有一个轮帽4，且各个柱形轮3上的两个轮帽4均分别与两个碗形轮2的内壁贴合；各个柱形轮3的外侧面均配合有一个轮套5；各个轮套5的外侧面一一对应固定于各个连接板6的外端端面；
具体实施时，碗形轮与轴套或中心轴之间可以是轴承与轴的配合关系。柱形轮与轮套之间同样可以是轴承与轴的配合关系。进行变速时，碗形轮围绕中心轴或轴套旋转，中心轴和轴套均不旋转。
实施例五
无级变速器的机械运行结构，包括中心轴1；中心轴1的外侧面中部环向设置有齿槽段8；中心轴1的外侧面配合有轴套9；轴套9的外侧面开设有若干个轴向限位槽10；各个轴向限位槽10内均嵌设有一个连接板6；各个连接板6的内端端面上均设置有一个圆弧形轮齿段7；各个圆弧形轮齿段7均与齿槽段8相互啮合；各个连接板6的侧面均安装有一个枢轴11；各个连接板6分别通过各个枢轴11一一对应铰接于各个轴向限位槽10的槽壁上；
在本实施例中，如图7所示，所述齿槽段8为等差环形齿槽段，且等差环形齿槽段的外径小于等于中心轴1的直径；
中心轴1的两端各安装有一个碗形轮2；两个碗形轮2的碗口位置正对；
轴套9的一端贯穿其中一个碗形轮2的碗底中央，另一端位于两个碗形轮2的碗口之间；中心轴1的两端分别贯穿两个碗形轮2的碗底中央；
两个碗形轮2的碗口之间沿周向等距安装有若干个柱形轮3；柱形轮3的数目与连接板6的数目一致；各个柱形轮3的两端均各设置有一个轮帽4，且各个柱形轮3上的两个轮帽4均分别与两个碗形轮2的内壁贴合；各个柱形轮3的外侧面均配合有一个轮套5；各个轮套5的外侧面一一对应固定于各个连接板6的外端端面；
具体实施时，碗形轮与轴套或中心轴之间可以是轴承与轴的配合关系。柱形轮与轮套之间同样可以是轴承与轴的配合关系。进行变速时，碗形轮围绕中心轴或轴套旋转，中心轴和轴套均不旋转。
实施例六
无级变速器的机械运行结构，包括中心轴1；中心轴1的外侧面中部环向设置有齿槽段8；中心轴1的外侧面配合有轴套9；轴套9的外侧面开设有若干个轴向限位槽10；各个轴向限位槽10内均嵌设有一个连接板6；各个连接板6的内端端面上均设置有一个圆弧形轮齿段7；各个圆弧形轮齿段7均与齿槽段8相互啮合；各个连接板6的侧面均安装有一个枢轴11；各个连接板6分别通过各个枢轴11一一对应铰接于各个轴向限位槽10的槽壁上；
在本实施例中，如图8所示，所述齿槽段8为等差环形齿槽段，且等差环形齿槽段的外径小于等于中心轴1的直径；
中心轴1的两端各安装有一个碗形轮2；两个碗形轮2的碗口位置正对；
轴套9的两端均位于两个碗形轮2的碗口之间；中心轴1的两端分别贯穿两个碗形轮2的碗底中央；
两个碗形轮2的碗口之间沿周向等距安装有若干个柱形轮3；柱形轮3的数目与连接板6的数目一致；各个柱形轮3的两端均各设置有一个轮帽4，且各个柱形轮3上的两个轮帽4均分别与两个碗形轮2的内壁贴合；各个柱形轮3的外侧面均配合有一个轮套5；各个轮套5的外侧面一一对应固定于各个连接板6的外端端面；
具体实施时，碗形轮与轴套或中心轴之间可以是轴承与轴的配合关系。柱形轮与轮套之间同样可以是轴承与轴的配合关系。进行变速时，碗形轮围绕中心轴或轴套旋转，中心轴和轴套均不旋转。
实施例七
无级变速器的机械运行结构，包括中心轴1；中心轴1的外侧面中部环向设置有齿槽段8；中心轴1的外侧面配合有轴套9；轴套9的外侧面开设有若干个轴向限位槽10；各个轴向限位槽10内均嵌设有一个连接板6；各个连接板6的内端端面上均设置有一个圆弧形轮齿段7；各个圆弧形轮齿段7均与齿槽段8相互啮合；各个连接板6的侧面均安装有一个枢轴11；各个连接板6分别通过各个枢轴11一一对应铰接于各个轴向限位槽10的槽壁上；
在本实施例中，如图9所示，所述齿槽段8为等差环形齿槽段，且等差环形齿槽段的外径小于等于中心轴1的直径；
中心轴1的两端各安装有一个碗形轮2；两个碗形轮2的碗口位置正对；
轴套9的一端贯穿其中一个碗形轮2的碗底中央，且此端的端面上开设有轴向通孔12，另一端位于两个碗形轮2的碗口之间；中心轴1的一端贯穿另一个碗形轮2的碗底中央，另一端位于两个碗形轮2的碗口之间；
轴向通孔12的内径等于中心轴1的外径；
两个碗形轮2的碗口之间沿周向等距安装有若干个柱形轮3；柱形轮3的数目与连接板6的数目一致；各个柱形轮3的两端均各设置有一个轮帽4，且各个柱形轮3上的两个轮帽4均分别与两个碗形轮2的内壁贴合；各个柱形轮3的外侧面均配合有一个轮套5；各个轮套5的外侧面一一对应固定于各个连接板6的外端端面；
具体实施时，碗形轮与轴套或中心轴之间可以是轴承与轴的配合关系。柱形轮与轮套之间同样可以是轴承与轴的配合关系。进行变速时，碗形轮围绕中心轴或轴套旋转，中心轴和轴套均不旋转。
实施例八
无级变速器的机械运行结构，包括中心轴1；中心轴1的外侧面中部环向设置有齿槽段8；中心轴1的外侧面配合有轴套9；轴套9的外侧面开设有若干个轴向限位槽10；各个轴向限位槽10内均嵌设有一个连接板6；各个连接板6的内端端面上均设置有一个圆弧形轮齿段7；各个圆弧形轮齿段7均与齿槽段8相互啮合；各个连接板6的侧面均安装有一个枢轴11；各个连接板6分别通过各个枢轴11一一对应铰接于各个轴向限位槽10的槽壁上；
在本实施例中，如图10所示，所述齿槽段8为等差环形齿槽段，且等差环形齿槽段的外径小于等于中心轴1的直径；
中心轴1的两端各安装有一个碗形轮2；两个碗形轮2的碗口位置正对；
轴套9的一端贯穿其中一个碗形轮2的碗底中央，且此端的端面上开设有轴向通孔12，另一端位于两个碗形轮2的碗口之间；中心轴1的一端贯穿另一个碗形轮2的碗底中央，另一端位于两个碗形轮2的碗口之间；
轴向通孔12的内径小于中心轴1的外径；
两个碗形轮2的碗口之间沿周向等距安装有若干个柱形轮3；柱形轮3的数目与连接板6的数目一致；各个柱形轮3的两端均各设置有一个轮帽4，且各个柱形轮3上的两个轮帽4均分别与两个碗形轮2的内壁贴合；各个柱形轮3的外侧面均配合有一个轮套5；各个轮套5的外侧面一一对应固定于各个连接板6的外端端面；
具体实施时，碗形轮与轴套或中心轴之间可以是轴承与轴的配合关系。柱形轮与轮套之间同样可以是轴承与轴的配合关系。进行变速时，碗形轮围绕中心轴或轴套旋转，中心轴和轴套均不旋转。
实施例九
无级变速器的机械运行结构，包括中心轴1；中心轴1的外侧面中部环向设置有齿槽段8；中心轴1的外侧面配合有轴套9；轴套9的外侧面开设有若干个轴向限位槽10；各个轴向限位槽10内均嵌设有一个连接板6；各个连接板6的内端端面上均设置有一个圆弧形轮齿段7；各个圆弧形轮齿段7均与齿槽段8相互啮合；各个连接板6的侧面均安装有一个枢轴11；各个连接板6分别通过各个枢轴11一一对应铰接于各个轴向限位槽10的槽壁上；
在本实施例中，如图11-图14所示，所述齿槽段8为等差环形齿槽段，且等差环形齿槽段的外径小于等于中心轴1的直径；
中心轴1的两端各安装有一个碗形轮2；两个碗形轮2的碗口位置正对；
轴套9的两端分别贯穿两个碗形轮2的碗底中央；中心轴1的两端分别贯穿两个碗形轮2的碗底中央；
两个碗形轮2的碗口之间沿周向等距安装有若干个环形轮13；环形轮13的数目与连接板6的数目一致；各个环形轮13的内圈均配合有一个轴承14；各个轴承14的内圈上的两个对称点一一对应固定于各个连接板6的两侧端面；
各个枢轴11的两端均可延长固定于各个轴承14的内圈上的两个对称点，如图13-14所示；
具体实施时，碗形轮与轴套或中心轴之间可以是轴承与轴的配合关系。柱形轮与轮套之间同样可以是轴承与轴的配合关系。进行变速时，碗形轮围绕中心轴或轴套旋转，中心轴和轴套均不旋转。
实施例五-实施例九中，中心轴上的齿槽段均以等差环形齿槽段为例，在实际应用中，中心轴上的齿槽段均可替换为螺旋齿槽段。实施例一-实施例九中，中心轴的截面均以圆形为例，在实际应用中，中心轴的截面均可替换为其它形状（如正三角形、正方形等）。

Claims (15)

1.一种无级变速器的机械运行结构，其特征在于：包括中心轴（1）；中心轴（1）的外侧面中部环向设置有齿槽段（8）；中心轴（1）的外侧面配合有轴套（9）；轴套（9）的外侧面开设有若干个轴向限位槽（10）；各个轴向限位槽（10）内均嵌设有一个连接板（6）；各个连接板（6）的内端端面上均设置有一个圆弧形轮齿段（7）；各个圆弧形轮齿段（7）均与齿槽段（8）相互啮合；各个连接板（6）的侧面均安装有一个枢轴（11）；各个连接板（6）分别通过各个枢轴（11）一一对应铰接于各个轴向限位槽（10）的槽壁上。
2.根据权利要求1所述的无级变速器的机械运行结构，其特征在于：所述齿槽段（8）为等差环形齿槽段，且等差环形齿槽段的外径小于等于中心轴（1）的直径。
3.根据权利要求1所述的无级变速器的机械运行结构，其特征在于：所述齿槽段（8）为等差环形齿槽段，且等差环形齿槽段的外径大于中心轴（1）的直径。
4.根据权利要求1所述的无级变速器的机械运行结构，其特征在于：所述齿槽段（8）为螺旋齿槽段，且螺旋齿槽段的外径小于等于中心轴（1）的直径。
5.根据权利要求1所述的无级变速器的机械运行结构，其特征在于：所述齿槽段（8）为螺旋齿槽段，且螺旋齿槽段的外径大于中心轴（1）的直径。
6.根据权利要求1-5中的任意一项所述的无级变速器的机械运行结构，其特征在于：中心轴（1）的两端各安装有一个碗形轮（2）；两个碗形轮（2）的碗口位置正对。
7.根据权利要求6所述的无级变速器的机械运行结构，其特征在于：轴套（9）的两端分别贯穿两个碗形轮（2）的碗底中央；中心轴（1）的两端分别贯穿两个碗形轮（2）的碗底中央。
8.根据权利要求6所述的无级变速器的机械运行结构，其特征在于：轴套（9）的一端贯穿其中一个碗形轮（2）的碗底中央，另一端位于两个碗形轮（2）的碗口之间；中心轴（1）的两端分别贯穿两个碗形轮（2）的碗底中央。
9.根据权利要求6所述的无级变速器的机械运行结构，其特征在于：轴套（9）的两端均位于两个碗形轮（2）的碗口之间；中心轴（1）的两端分别贯穿两个碗形轮（2）的碗底中央。
10.根据权利要求6所述的无级变速器的机械运行结构，其特征在于：轴套（9）的一端贯穿其中一个碗形轮（2）的碗底中央，且此端的端面上开设有轴向通孔（12），另一端位于两个碗形轮（2）的碗口之间；中心轴（1）的一端贯穿另一个碗形轮（2）的碗底中央，另一端位于两个碗形轮（2）的碗口之间。
11.根据权利要求10所述的无级变速器的机械运行结构，其特征在于：轴向通孔（12）的内径等于中心轴（1）的外径。
12.根据权利要求10所述的无级变速器的机械运行结构，其特征在于：轴向通孔（12）的内径小于中心轴（1）的外径。
13.根据权利要求6所述的无级变速器的机械运行结构，其特征在于：两个碗形轮（2）的碗口之间沿周向等距安装有若干个柱形轮（3）；柱形轮（3）的数目与连接板（6）的数目一致；各个柱形轮（3）的两端均各设置有一个轮帽（4），且各个柱形轮（3）上的两个轮帽（4）均分别与两个碗形轮（2）的内壁贴合；各个柱形轮（3）的外侧面均配合有一个轮套（5）；各个轮套（5）的外侧面一一对应固定于各个连接板（6）的外端端面。
14.根据权利要求6所述的无级变速器的机械运行结构，其特征在于：两个碗形轮（2）的碗口之间沿周向等距安装有若干个环形轮（13）；环形轮（13）的数目与连接板（6）的数目一致；各个环形轮（13）的内圈均配合有一个轴承（14）；各个轴承（14）的内圈上的两个对称点一一对应固定于各个连接板（6）的两侧端面。
15.根据权利要求14所述的无级变速器的机械运行结构，其特征在于：各个枢轴（11）的两端均延长固定于各个轴承（14）的内圈上的两个对称点。
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