CN105485277B - 圆锥式变径带轮无级变速器 - Google Patents

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Abstract

圆锥式变径带轮无级变速器，涉及一种变速装置。包括转动调节蜗杆轴，通过转动调节蜗杆轴上的蜗杆驱动连接在两圆锥盘传动丝杆上涡轮带动两个方向相反的输入圆锥盘、输出圆锥盘同速同向轴向移动，输入圆锥盘、输出圆锥盘推动分段推杆皮带轮的半径随输入圆锥盘、输出圆锥盘在传动圈处的截面半径变化而均匀变化，实现无级变速。本发明工作时带轮变径机构的位置不变，通过改变输入圆锥盘、输出圆锥盘的位置实现无级变速。其具有结构简单，可用人工进行调速，操作简单方便，体积小且零件少，质量轻，工作效率高，传递力矩大，使用寿命长等优点。

Description

圆锥式变径带轮无级变速器
技术领域
本发明涉及一种变速装置，具体为一种圆锥式变径带轮无级变速器。
背景技术
现有的锥环式无级变速器，在锥体上直接加工轮齿，加工难度大且强度不高，轮齿啮合时冲击大。目前大多现有的锥式无级变速器通过改变两圆锥之间的传动件（如带或者环）来达到无极变速，由于传动件的改变需要很大的驱动力，并且波动较大，无法用人力进行调节，限制了该类无级变速器适用范围。其他类型变速器如多盘摩擦式，钢球外锥轮式，液压马达等无级变速器，传动效率低，平稳性差；双离合变速器存在制造精度高，加工工艺复杂，成本高，维修困难等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型的无级变速器，它可以克服现有技术中存在的缺点，具有结构简单，加工与维修方便，成本低，质量轻，噪音低，调节方便，工作效率高，变速连续，动力无中断，变速过程无冲击等优点。
实现上述目的的技术方案是：圆锥式变径带轮无级变速器，其特征在于：包括壳体以及安装于壳体上的输入轴、输出轴、速比调节机构和带轮变径机构。
所述输入轴和输出轴的一端均延伸至壳体内，另一端均向外伸出壳体，所述输入轴位于壳体内的一端连接有动力输入齿轮，所述输出轴位于壳体内的一端连接有动力输出齿轮。
所述速比调节机构包括通过第一轴承安装于壳体外的调节蜗杆轴以及设置在输入轴和输出轴之间并分别通过第二轴承安装于壳体内的两根圆锥盘传动丝杆，圆锥盘传动丝杆的一端均伸出壳体并连接有涡轮，所述调节蜗杆轴上设置有分别与两个涡轮啮合的蜗杆；靠近输入轴一侧的圆锥盘传动丝杆上螺纹连接有输入圆锥盘，靠近输出轴一侧的圆锥盘传动丝杆上螺纹连接有输出圆锥盘，输入圆锥盘的大端与输出圆锥盘的小端位于同侧，输入圆锥盘和输出圆锥盘上分别穿置有滑杆，所述滑杆的两端连接在壳体上。
所述带轮变径机构包括分别套置于输入圆锥盘和输出圆锥盘上的变径带轮，所述变径带轮包括传动圈，传动圈的两侧端面均连接有用于支撑传动圈的传动圈固定套，传动圈固定套的另一端均通过第三轴承与壳体连接；所述传动圈的环周均布有多个径向槽，所述径向槽内均设置有分段推杆，每个分段推杆与传动圈之间沿径向方向设置有复位弹簧；分段推杆的外端呈弧形并向外伸出传动圈，传动圈的多个径向槽内设置的分段推杆的外端均设置有皮带槽形成分段推杆皮带轮，分段推杆的内端在复位弹簧的作用下与对应的输入圆锥盘、输出圆锥盘接触设置；套置于输入圆锥盘和输出圆锥盘上的分段推杆皮带轮之间通过皮带传动连接。
与套置于输入圆锥盘上的变径带轮连接的传动圈固定套上连接有与动力输入齿轮啮合的第一传动齿轮；与套置于输出圆锥盘上的变径带轮连接的传动圈固定套上连接有与动力输出齿轮啮合的第二传动齿轮。
优选地，所述两根圆锥盘传动丝上的传送螺纹为具有自锁性的梯形螺纹。
优选地，所述每个传动圈的多个径向槽内设置的分段推杆的底部均设置有圆柱滚子。
本发明通过手动或电动方式转动调节蜗杆轴，使连接在调节蜗杆轴上的蜗杆带动两个涡轮转动，两个涡轮分别带动对应圆锥盘传动丝杆转动，两根圆锥盘传动丝杆分别带动输入圆锥盘以及输出圆锥盘转动，来调节分别套置于输入圆锥盘以及输出圆锥盘上的皮带轮的直径，从而实现无极变速。
本发明的有益效果：
1、输入圆锥盘以及输出圆锥盘的轴向移动通过螺纹传动和蜗轮蜗杆传动，简单省力，可人工或电动调节，效率高且安全可靠。
2、该无级变速器可以实现静态调速也可以实现动态调速。
3、输入圆锥盘、输出圆锥盘采用自锁螺纹传动，同时蜗轮蜗杆也有自锁功能，保证输入圆锥盘、输出圆锥盘可以停在任意位置。
4、皮带轮与输入圆锥盘、输出圆锥盘之间分别设置圆柱滚子，减小摩擦，寿命高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为变径带轮的结构示意图；
图3为图2的A—A向剖视图。
具体实施方式
如图1—3所示，本发明包括壳体6以及安装于壳体6上的输入轴9、输出轴25、速比调节机构29和带轮变径机构28。
输入轴9和输出轴25的一端均延伸至壳体6内，另一端均向外伸出壳体6，输入轴9位于壳体6内的一端连接有动力输入齿轮7，输出轴25位于壳体6内的一端连接有动力输出齿轮26。
速比调节机构29包括通过第一轴承30安装于壳体6外的调节蜗杆轴31以及安装于壳体6内的输入圆锥盘传动丝杆13和输出圆锥盘传动丝杆22，输入圆锥盘传动丝杆13、输出圆锥盘传动丝杆22的一端均伸出壳体6并连接有涡轮32，调节蜗杆轴31上设置有分别与两个涡轮32啮合的蜗杆33；输入圆锥盘传动丝杆13上螺纹连接有输入圆锥盘16，输出圆锥盘传动丝杆22上螺纹连接有输出圆锥盘23，输入圆锥盘16的大端与输出圆锥盘23的小端位于同侧，输入圆锥盘16和输出圆锥盘23上分别穿置有滑杆12，滑杆12的两端连接在壳体6上，使输入圆锥盘16和输出圆锥盘23只能沿其轴向移动，不能周线转动。
带轮变径机构28包括分别套置于输入圆锥盘16上的主变径带轮18和套置于输出圆锥盘23上的从变径带轮21，主变径带轮18和从变径带轮21的大小、结构相同，包括传动圈8，传动圈8的两侧端面均连接有传动圈固定套17，传动圈固定套17的另一端均通过第三轴承与壳体6连接；传动圈8的环周均布有多个径向槽，径向槽内均设置有分段推杆11，分段推杆11与传动圈8之间沿径向方向设置有复位弹簧10，分段推杆11的外端呈弧形并向外伸出传动圈8，分段推杆11的外端均设置有皮带槽形成分段推杆皮带轮，分段推杆11的底部在复位弹簧10的作用下均通过圆柱滚子24与对应的输入圆锥16、输出圆锥盘23接触设置；主变径带轮18的分段推杆皮带轮与从变径带轮21的分段推杆皮带轮之间通过皮带传动连接。
主变径带轮18的传动圈固定套17上连接有与动力输入齿轮7啮合的第一传动齿轮15；从变径带轮21的传动圈固定套17与动力输出齿轮26啮合的第二传动齿轮20。
输入圆锥盘传动丝杆13和输出圆锥盘传动丝杆22上的传送螺纹均为具有自锁性的梯形螺纹。
本发明的工作原理：输入轴9通过动力装置驱动旋转，输入轴9上的动力输入齿轮7带动第一传动齿轮15转动，第一传动齿轮15带动主变径带轮18转动，主变径带轮18带动从变径带轮21转动，从变径带轮21再通过第二传动齿轮20带动动力输出齿轮26转动，实现动力输出。
本发明的调速原理：如图1所示状态，输入圆锥盘16的大端与主变径带轮18接触设置，主变径带轮18的分段推杆带轮直径最大；同时输出圆锥盘23的小端与从变径带轮21接触设置，从变径带轮21的分段推杆带轮的直径最小，此时是传动比大于1的传动。
当转动调节蜗杆轴31，使连接在调节蜗杆轴上的蜗杆33带动两个涡轮32转动，两个涡轮32分别带动输入圆锥盘传动丝杆13和输出圆锥盘传动丝杆22同速同向转动，使输入圆锥盘16和输出圆锥盘23分别沿各自的滑杆12同速向左移动，输入圆锥盘16在主变径带轮18处的截面直径均匀变小，主变径带轮18的分段推杆带轮在复位弹簧10的作用下径向内缩始终保持分段推杆带轮的底部与输入圆锥盘16的锥面接触，因此主变径带轮18的分段推杆带轮直径变小；同时输出圆锥盘23在从变径带轮21处的截面直径均匀变大，推动从变径带轮21的分段推杆带轮在复位弹簧10的作用下径向外伸，因此从变径带轮21的分段推杆带轮直径变大。当输入圆锥盘16和输出圆锥盘23移动到左端极限时，此时是传动比小于1的传动，完成一个完整的无级变速过程。

Claims (3)

1.圆锥式变径带轮无级变速器，其特征在于：包括壳体以及安装于壳体上的输入轴、输出轴、速比调节机构和带轮变径机构；
所述输入轴和输出轴的一端均延伸至壳体内，另一端均向外伸出壳体，所述输入轴位于壳体内的一端连接有动力输入齿轮，所述输出轴位于壳体内的一端连接有动力输出齿轮；
所述速比调节机构包括通过第一轴承安装于壳体外的调节蜗杆轴以及设置在输入轴和输出轴之间并分别通过第二轴承安装于壳体内的两根圆锥盘传动丝杆，圆锥盘传动丝杆的一端均伸出壳体并连接有蜗轮，所述调节蜗杆轴上设置有分别与两个蜗轮啮合的蜗杆；靠近输入轴一侧的圆锥盘传动丝杆上螺纹连接有输入圆锥盘，靠近输出轴一侧的圆锥盘传动丝杆上螺纹连接有输出圆锥盘，输入圆锥盘的大端与输出圆锥盘的小端位于同侧，输入圆锥盘和输出圆锥盘上分别穿置有滑杆，所述滑杆的两端连接在壳体上；
所述带轮变径机构包括分别套置于输入圆锥盘和输出圆锥盘上的变径带轮，所述变径带轮包括传动圈，传动圈的两侧端面均连接有用于支撑传动圈的传动圈固定套，传动圈固定套的另一端均通过第三轴承与壳体连接；所述传动圈的环周均布有多个径向槽，所述径向槽内均设置有分段推杆，每个分段推杆与传动圈之间沿径向方向设置有复位弹簧；分段推杆的外端呈弧形并向外伸出传动圈，传动圈的多个径向槽内设置的分段推杆的外端均设置有皮带槽形成分段推杆皮带轮，分段推杆的内端在复位弹簧的作用下与对应的输入圆锥盘、输出圆锥盘接触设置；套置于输入圆锥盘和输出圆锥盘上的分段推杆皮带轮之间通过皮带传动连接；
与套置于输入圆锥盘上的变径带轮连接的传动圈固定套上连接有与动力输入齿轮啮合的第一传动齿轮；与套置于输出圆锥盘上的变径带轮连接的传动圈固定套上连接有与动力输出齿轮啮合的第二传动齿轮。
2.根据权利要求1所述的圆锥式变径带轮无级变速器，其特征在于：所述两根圆锥盘传动丝杆上的传送螺纹为具有自锁性的梯形螺纹。
3.根据权利要求1或2所述的圆锥式变径带轮无级变速器，其特征在于：所述每个传动圈的多个径向槽内设置的分段推杆的底部均设置有圆柱滚子。
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