CN105003632A - 一种机械直接无级变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机械直接无级变速器，包括：由左至右依次设置的输入机构、调速机构及输出机构。该输入机构、调速机构及输出机构的轴线平行，调速机构一端设有与输入机构传动连接的从动轴组件、另一端设有输出机构传动连接的主动轴组件，从动轴组件与主动轴组件偏心设置，且调速机构可在输入机构和输出机构之间径向调整移动。输入机构的输入动力经从动轴组件传递至主动轴组件，该主动轴组件再带动输出机构转动输出动力。本发明结构简单可靠、传动功率大、变速范围宽。

Description

一种机械直接无级变速器
技术领域
本发明涉及一种机械传动，尤其是一种机械直接无级变速器。
背景技术
无级变速器匹配原动机，可使传动有最佳的动力性能。原动机在标定功率点运行时，最大转矩、后备功率都会达到最大值。实现无级变速能获得最佳的经济性能。
此前已应用的无级变速器有液力传动、液压传动、机械带传动、各类牵引式无级变速器，在不同程度上存在结构复杂、寿命较短、效率低、有滑差、脉动、功率容量低等缺点。例如利用带轮传动调节的无级变速器，它采用传动带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。这种结构的无级变速器存在以下缺陷：
1、带轮传动的结构复杂，传动带与滚轮之间存在精度较高的配合关系；
2、带轮无级变速器依靠主、从动轮与传动带的啮合关系调整转速比，由于尺寸及传动效率的限制，带轮无级变速器的速度调整宽度较窄；
3、传动带与滚轮之间主要依靠摩擦力传递动力，传动带的使用寿命短；
4、传动带与滚轮之间传递动力较大时，容易出现打滑或滑差，影响变速效果等。
发明内容
为解决现有技术中存在的缺陷，本发明提出一种机械直接无级变速器，该无级变速器具有结构简单可靠、传动功率大、变速范围宽等优点。
本发明采用的技术方案是，设计一种机械直接无级变速器，包括：由左至右依次设置的输入机构、调速机构及输出机构。
该输入机构、调速机构及输出机构的轴线平行，调速机构一端设有与输入机构传动连接的从动轴组件、另一端设有输出机构传动连接的主动轴组件，从动轴组件与主动轴组件偏心设置，且调速机构可在输入机构和输出机构之间径向调整移动。输入机构的输入动力经从动轴组件传递至主动轴组件，该主动轴组件再带动输出机构转动输出动力。
其中，输入机构包括：输入轴、固定在输入轴右端的输入盘、左端位于输入盘内的输入结合子，输入盘上设有以输入盘中心为圆心、均匀径向排布的多条滑槽，每个滑槽内均设有一个可沿其来回移动的输入结合子，调速机构的从动轴组件与输入结合子传动连接。
输出机构包括：与输入轴轴线平行的输出轴、固定在输出轴左端的输出盘、右端位于输入盘内的输出结合子，输出盘上设有以输出盘中心为圆心、均匀径向排布的多条滑槽，每个滑槽内均设有一个可沿其来回移动的输出结合子，调速机构的主动轴组件与所述输出结合子传动连接。
调速机构包括：与输入轴轴线平行的中间轴、中心套在中间轴上的变速装置、输入随动环和输出随动环、固定在中间轴左端且位于输入随动环内的输入齿轮、固定在中间轴右端且位于输出随动环内的输出齿轮，变速装置两端分别设有以变速装置中心为圆心、朝不同方向径向偏移的两偏心圆台，输入随动环、输出随动环的中心分别套在两偏心圆台上；
输入随动环和输入齿轮形成从动轴组件，输入结合子的右端插入输入随动环内，输入盘转动时，输入盘内一侧的输入结合子可配合与输入齿轮的凸齿啮合。输出随动环和输出齿轮形成主动轴组件，输出结合子的左端插入输出随动环内，输出齿轮转动时，输出盘内一侧的输出结合子可配合与输出齿轮的凸齿啮合。
优选的，输入随动环和输出随动环的内壁设有均匀连续的弧形凹部。
优选的，滑槽为直线或曲线。
优选的，输出结合子的右端和输入结合子的左端上分别套有滑套，滑套的外形与滑槽配合。
优选的，两偏心圆台以变速装置中心为圆心、朝恰好相反方向径向偏移。
与现有技术相比，本发明利用调速装置两端从动轴组件和主动轴组件完成动力的传递，从动轴组件和主动轴组件偏心设置实现变速，并且，调速装置可在输入机构和输出机构之间径向移动，推动调速装置即可改变动力输入、输出的偏心距离，实现无级变速的目的，本发明结构简单可靠，并且没有传统技术中无级变速的滑差、脉动的缺陷，也可以使变速器的变速范围变得更宽。
附图说明
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：
图1是本发明的立体示意图；
图2是本发明的主视示意图；
图3是图2中A-A的剖面示意图；
图4是图3中B-B的剖面示意图；
图5是图3中C-C的剖面示意图；
图6是图2中D-D的剖面示意图；
图7是图2中E-E的剖面示意图。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明提出的机械直接无级变速器，包括：由左至右依次设置的输入机构1、调速机构2及输出机构3。
该输入机构1、调速机构2及输出机构3的轴线平行，调速机构2一端设有与输入机构1传动连接的从动轴组件21、另一端设有输出机构3传动连接的主动轴组件22。输入机构1的输入动力经从动轴组件21传递至主动轴组件22，该主动轴组件22再带动输出机构3转动输出动力。
其中，如图3所示，从动轴组件21与主动轴组件22偏心设置，当输入机构1将动力传递至从动轴组件21时，从动轴组件21环绕输入机构1的轴线开始转动，带动主动轴组件22以从动轴组件21的轴线为中心做圆周运动，输出机构3再环绕主动轴组件22的轴线开始转动，从而完成动力的传递。整个调速机构2可在输入机构1和输出机构3之间径向调整移动，从而同时改变从动轴组件21与输入机构1、主动轴组件22与输出机构3之间的偏心距，通过偏心距的改变调整回转半径，从而改变输入输出变速比，实现无级变速。
在本实施例中，如图4所示，输入、输出机构的具体结构是，输入机构1包括：输入轴11、固定在输入轴11右端的输入盘12、左端位于输入盘12内的输入结合子13，输入盘11上设有以输入盘12中心为圆心、均匀径向排布的多条滑槽14，每个滑槽14内均设有一个可沿其来回移动的输入结合子13，调速机构2的从动轴组件21与输入结合子13传动连接。
输出机构3与输入机构1结构相同，如图5所示，其包括：输出轴31、固定在输出轴31左端的输出盘32、右端位于输入盘32内的输出结合子33，输出盘32上设有以输出盘32中心为圆心、均匀径向排布的多条滑槽34，每个滑槽34内均设有一个可沿其来回移动的输出结合子33，调速机构2的主动轴组件22与输出结合子33传动连接。输入轴11和输出轴31由机体机架4支撑。
在本实施例中，如图6、7所示，调速机构2的具体结构是，调速机构2包括：与输入轴11轴线平行的中间轴23、中心套在中间轴上的变速装置24、输入随动环211和输出随动环221、固定在中间轴23左端且位于输入随动环211内的输入齿轮212、固定在中间轴23右端且位于输出随动环221内的输出齿轮222，变速装置24两端分别设有以中间轴23中心为圆心、朝不同方向径向偏移的两偏心圆台，输入随动环211、输出随动环221的中心分别套在两偏心圆台上。
输入机构与调速机构、输出机构与调速机构的结构相同，以输入机构和调速机构之间的传动连接为例，如图6所示，输入随动环211套在偏心圆台上自由转动，输入随动环211轴线偏离中间轴23，而输入齿轮212与中心轴同轴，因此，输入随动环211与输入齿轮212在转动过程中偏心形成啮合区和非啮合区，其中，输入随动环211内壁与输入齿轮212靠近的一侧为啮合区，输入随动环211内壁与输入齿轮212远离的一侧为非啮合区，在整个旋转过程中啮合区和非啮合区的位置随输入随动环211和输入齿轮212的转动变换。转动时，输入盘12上位于啮合区的输入结合子13与输入齿轮212啮合并传递动力，位于非啮合区的输入结合子13与输入齿轮212分离。
在本实施例中，两偏心圆台以变速装置24中心为圆心、朝恰好相反方向径向偏移，有利于变速装置两端的齿轮与随动环之间形成结合子的啮合区和非啮合区。较优的，如图6、7所示，输入随动环211和输出随动环221的内壁设有均匀连续的弧形凹部，以利于输入结合子13、输出结合子33变节距时啮入啮出齿轮，提高结合子与齿轮之间的啮合系数，使机构的动力传动更稳定。
其中，输入随动环211和输入齿轮212形成从动轴组件21，输入结合子13的右端插入输入随动环211内，输入盘12转动时，输入盘12内一侧的输入结合子13可配合与输入齿轮212、输入随动环211之间的啮合区啮合传动。输出随动环221和输出齿轮222形成主动轴组件22，输出结合子33的左端插入输出随动环221内，输出齿轮222转动时，输出盘32内一侧的输出结合子33可配合与输出齿轮222、输出随动环221之间的啮合区啮合传动。沿径向方向推动调速机构2，变速装置24沿径向方向移动，输入结合子13、输出结合子33分别在从动轴组件21、主动轴组件22的作用下沿滑槽向该方向移动，从而改变中间轴23与输入盘12、输出盘32之间的偏心距，进行无级变速。
进一步的，如图4所示，输出结合子33的右端和输入结合子13的左端上分别套有滑套5，滑套5的外形与滑槽配合，防止结合子在移动或转动时出现晃动，影响动力转动的精度和效率。实际使用时，滑槽可依照需要设计为直线或曲线。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种机械直接无级变速器，其特征在于包括：由左至右依次设置的输入机构、调速机构及输出机构；
该输入机构、调速机构及输出机构的轴线平行，所述调速机构一端设有与输入机构传动连接的从动轴组件、另一端设有输出机构传动连接的主动轴组件，所述从动轴组件与主动轴组件偏心设置，且所述调速机构可在输入机构和输出机构之间径向调整移动；
所述输入机构的输入动力经从动轴组件传递至主动轴组件，该主动轴组件再带动输出机构转动输出动力。
2.如权利要求1所述的机械直接无级变速器，其特征在于，所述输入机构包括：输入轴、固定在输入轴右端的输入盘、左端位于所述输入盘内的输入结合子，所述输入盘上设有以输入盘中心为圆心、均匀径向排布的多条滑槽，所述每个滑槽内均设有一个可沿其来回移动的输入结合子；
所述输出机构包括：与输入轴轴线平行的输出轴、固定在输出轴左端的输出盘、右端位于所述输入盘内的输出结合子，所述输出盘上设有以输出盘中心为圆心、均匀径向排布的多条滑槽，所述每个滑槽内均设有一个可沿其来回移动的输出结合子；
所述调速机构的从动轴组件与所述输入结合子传动连接，所述调速机构的主动轴组件与所述输出结合子传动连接。
3.如权利要求2所述的机械直接无级变速器，其特征在于，所述调速机构包括：与所述输入轴轴线平行的中间轴、中心套在中间轴上的变速装置、输入随动环和输出随动环、固定在所述中间轴左端且位于所述输入随动环内的输入齿轮、固定在所述中间轴右端且位于所述输出随动环内的输出齿轮，所述变速装置两端分别设有以变速装置中心为圆心、朝不同方向径向偏移的两偏心圆台，所述输入随动环、输出随动环的中心分别套在所述两偏心圆台上；
所述输入随动环和输入齿轮形成从动轴组件，输入随动环与输入齿轮在转动过程中偏心形成啮合区和非啮合区，输入盘转动时，输入盘一侧的输入结合子在啮合区与输入齿轮啮合传动；
所述输出随动环和输出齿轮形成主动轴组件，输出随动环与输出齿轮在转动过程中偏心形成啮合区和非啮合区，输出盘转动时，输出盘一侧的输出结合子在啮合区与输出齿轮啮合传动。
4.如权利要求3所述的机械直接无级变速器，其特征在于，所述输入随动环和输出随动环的内壁设有均匀连续的弧形凹部。
5.如权利要求2至4任一项所述的机械直接无线变速器，其特征在于，所述滑槽为直线或曲线。
6.如权利要求5所述的机械直接无级变速器，其特征在于，所述输出结合子的右端和输入结合子的左端上分别套有滑套，所述滑套的外形与滑槽配合。
7.如权利要求2、3、4、6任一项所述的机械直接无级变速器，其特征在于，所述两偏心圆台以变速装置中心为圆心、朝恰好相反方向径向偏移。
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