CN105485279B - 一种通用无级变速器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通用无级变速器，属于机械变速器技术领域。本发明包括外壳结构、调速机构、输入轴部分、输出轴部分；所述外壳结构内部支撑固定装有调速机构、输入轴部分、输出轴部分；动力由输入轴部分输入，经过内部调速机构的调整，由输出轴部分输出调整后的转速；输入轴部分通过调速机构连接输出轴部分。本发明具有无级变速的功能，能有效避免在高速、重载、载荷变化大、急速反转等恶劣条件下的传动引发的跳齿、脱链等严重问题的发生，保障设备顺利工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种通用无级变速器，属于机械变速器技术领域。
背景技术
机械无级变速器是一种传动装置，是在输入转速一定的情况下实现输出转速在一定范围内连续变化的一种运动和动力传递装置，由变速传动机构、调速机构及加压装置或输出机构组成。
机械无级变速器转速稳定、滑动率小、具有恒功率机械特性、传动效率较高，能更好地适应各种机械的工况要求及产品需要，易于实现整个系统的机械化、自动化，且结构简单，维修方便。
无级变速传动主要用于下列场合：
①为适应工艺参数多变或输出转速连续变化的要求，运转中需经常或连续的改变速度，但不应在某一固定速度下长期运转，如机床、卷绕机、车辆和搅拌机等；
②探求最佳工作速度，如试验机、自动线等；
③几台机器或一台机器的机器的几个部分协调运转；
④缓速启动以合理利用动力，通过调速以快速越过共振区；
⑤车辆变速箱，可节省燃料约9%，缩短加速时间，简化操纵。
综上所述，可以看出采用无级变速器，尤其是配合减速传动时进一步扩大其变速范围与输出转矩，能更好的适应各种工况要求，使之效能最佳，在提高产品的产量和质量，适应产品变换需要，节约能源，实现整个系统的机械化、自动化等各方面皆具有显著的效果。如采用液力耦合器、液力变矩器或液力粘性传动无级变速器，则有吸震、缓冲和自适应性。采用无级变速传动有利于简化变速传动结构、提高生产率和产品质量、合理利用动力和节能、便于实现遥控及自动控制，同时也减轻了操作人员的劳动强度。故无级变速器目前已成为一种基本的通用传动形式，应用于纺织、轻工、食品、包装、化工、机床、电工、起重运输矿山冶金、工程、农业、国防及试验等各类机械。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种通用无级变速器，用于有效避免在高速、重载、载荷变化大、急速反转等恶劣条件下的传动引发的跳齿、脱链等严重问题的发生，保障设备顺利工作。
本发明技术方案是：一种通用无级变速器，包括外壳结构、调速机构、输入轴部分、输出轴部分；所述外壳结构内部支撑固定装有调速机构、输入轴部分、输出轴部分；动力由输入轴部分输入，经过内部调速机构的调整，由输出轴部分输出调整后的转速；输入轴部分通过调速机构连接输出轴部分。
所述外壳结构包括左箱体7、手柄15、套筒Ⅰ16、平键17、螺母18、螺栓Ⅱ19、箱盖20、螺栓Ⅲ21、右箱体22；所述左箱体7与箱盖20通过螺栓Ⅱ19固定，右箱体22与箱盖20通过螺栓Ⅲ21固定；手柄15从左边依次穿过左箱体7、套筒Ⅰ16、调速机构的不完全调速齿轮14，由螺母18固定住手柄15的右端，不完全调速齿轮14由平键17固定在手柄15上。
所述调速机构包括：左右两个锥齿轮9、调速齿轮10、8根连接棒11、8颗传动钢球12、外环13、不完全调速齿轮14；
所述不完全调速齿轮14的下端与调速齿轮10相连；8根连接棒11分别一一对应穿过8颗传动钢球12的球心；8颗传动钢球12等间距装在外环13内；8根连接棒11再分别一一对应穿过调速齿轮10的8个弧形槽；8根连接棒11位于左右箱体中间；8颗传动钢球12分别与左右两个锥齿轮9的齿轮面贴合。
所述输入轴部分包括：输入轴1、左边密封圈2、左边端盖3、轴承Ⅰ4、螺栓Ⅰ5、轴承Ⅱ6、左箱体7、左边加压装置8、左边锥齿轮9、8颗左边加压钢球28、左边保持环29；
所述轴承Ⅰ4通过左边端盖3固定在输入轴1左起第3阶上；轴承Ⅱ6通过左边加压装置8固定在输入轴1左起第5阶上；8颗左边加压钢球28等间距装在左边保持环29内；左边锥齿轮9凹形球面左侧与8颗左边加压钢球28贴合，并顶住左边保持环29里的8颗左边加压钢球28向左推，直到左边保持环29里的8颗左边加压钢球28与左边加压装置8的凹形球面贴合，左边端盖3使轴承Ⅰ4固定在输入轴1左起第3阶上；左边密封圈2装在左边端盖3内；左边端盖3和左箱体7之间装入垫片后通过螺栓固定；左边端盖3顶住轴承Ⅰ4的外圈，使轴承Ⅰ4不会发生轴向滑动。
所述输出轴部分包括：右边密封圈2、右边端盖3、右边加压装置8、右箱体22、输出轴23、蝶形弹簧24、套筒Ⅱ25、轴承Ⅲ26、轴承Ⅳ27、右边加压钢球28、右边保持环29；
所述右边加压装置8使轴承Ⅲ26固定在输出轴23左起第3阶上；蝶形弹簧24固定在套筒Ⅱ25上，套筒Ⅱ25固定在输出轴23左起第1阶上；右边加压装置8通过花键固定在输出轴23左起第2阶上；8颗右边加压钢球28等间距装在右边保持环29内；右边锥齿轮9凹形球面与8颗右边加压钢球28贴合，并顶住右边保持环29里的8颗钢球向右推，直到右边保持环29里的8颗右边加压钢球28与右边加压装置8的凹形球面贴合；右边端盖3使轴承Ⅳ27固定在输出轴23左起第5阶上；右边密封圈2装在右边端盖3内；右边端盖3和右箱体22之间装入垫片后通过螺栓固定；右边端盖3顶住轴承Ⅳ27的外圈，使轴承Ⅳ27不会发生轴向滑动。
本发明的工作过程是：
所述输入轴1外接一个电机，利用电机驱动输入轴1转动，输入轴1右起第2阶的花键轴与左边加压装置8啮合，左边加压装置8带动等间距装有8颗左边加压钢球28的左边保持环29，左边保持环29带动左边锥齿轮9，左边锥齿轮9带动与它啮合的8颗传动钢球12，此时，通过手柄15调节不完全调速齿轮14，不完全调速齿轮14再调节调速齿轮10，由于连接棒11与调速齿轮10连接，所以连接棒11偏转一定角度，再由传动钢球12把动力传递给右侧的锥齿轮9，此时已通过改变传动钢球12的输入与输出的有效半径，改变了传动比。再由右侧的锥齿轮9把动力传递给右侧的等间距装有8颗加压钢球28的保持环29，再由右侧的保持环29传递给右侧的加压装置8，由于右侧的加压装置8与输出轴23左起第2阶的花键轴啮合，于是右侧的加压装置8就把动力传递给输出轴23，输出轴23再通过轴上的键和键槽把动力传递给负载。从而，实现无级变速功能。
本发明的有益效果：
该无级变速装置通过八个钢球利用摩擦力将动力进行输入输出，用一对锥齿轮进行分度调速，从而使调速装置在0.75～1.22之间进行无级调速。该无级变速器可适用于公路赛、室内场地赛和越野赛等的比赛用车等方面，可改进传统变速器的使用性能，方便广大骑行爱好者使用。该装置结构简单，维护方便，价格低廉，传动效率较高，实用性强，传动平稳性好，工作可靠。
附图说明
图1是本发明的装配图；
图2是本发明的端盖的正视图和侧面剖视图；
图3是本发明的加压装置的侧面剖视图和正视图；
图4是本发明的变速齿轮的侧面剖视图和正视图；
图5是本发明的锥齿轮的侧面剖视图和正视图。
图1-5中各标号：1-输入轴，2-密封圈，3-端盖，4-轴承Ⅰ，5-螺栓Ⅰ，6-轴承Ⅱ，7-左箱体，8-加压装置，9-锥齿轮，10-调速齿轮，11-连接棒，12-传动钢球，13-外环，14-不完全调速齿轮，15-手柄，16-套筒Ⅰ，17-平键；18-螺母，19-螺栓Ⅱ，20-箱盖，21-螺栓Ⅲ，22-右箱体，23-输出轴，24-蝶形弹簧，25-套筒Ⅱ，26-轴承Ⅲ，27-轴承Ⅳ，28-加压钢球，29-保持环。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1-5所示，一种通用无级变速器，包括外壳结构、调速机构、输入轴部分、输出轴部分；所述外壳结构内部支撑固定装有调速机构、输入轴部分、输出轴部分；动力由输入轴部分输入，经过内部调速机构的调整，由输出轴部分输出调整后的转速；输入轴部分通过调速机构连接输出轴部分。
实施例2：如图1-5所示，一种通用无级变速器，包括外壳结构、调速机构、输入轴部分、输出轴部分；所述外壳结构内部支撑固定装有调速机构、输入轴部分、输出轴部分；动力由输入轴部分输入，经过内部调速机构的调整，由输出轴部分输出调整后的转速；输入轴部分通过调速机构连接输出轴部分。
所述外壳结构包括左箱体7、手柄15、套筒Ⅰ16、平键17、螺母18、螺栓Ⅱ19、箱盖20、螺栓Ⅲ21、右箱体22；所述左箱体7与箱盖20通过螺栓Ⅱ19固定，右箱体22与箱盖20通过螺栓Ⅲ21固定；手柄15从左边依次穿过左箱体7、套筒Ⅰ16、调速机构的不完全调速齿轮14，由螺母18固定住手柄15的右端，不完全调速齿轮14由平键17固定在手柄15上。
实施例3：如图1-5所示，一种通用无级变速器，包括外壳结构、调速机构、输入轴部分、输出轴部分；所述外壳结构内部支撑固定装有调速机构、输入轴部分、输出轴部分；动力由输入轴部分输入，经过内部调速机构的调整，由输出轴部分输出调整后的转速；输入轴部分通过调速机构连接输出轴部分。
所述外壳结构包括左箱体7、手柄15、套筒Ⅰ16、平键17、螺母18、螺栓Ⅱ19、箱盖20、螺栓Ⅲ21、右箱体22；所述左箱体7与箱盖20通过螺栓Ⅱ19固定，右箱体22与箱盖20通过螺栓Ⅲ21固定；手柄15从左边依次穿过左箱体7、套筒Ⅰ16、调速机构的不完全调速齿轮14，由螺母18固定住手柄15的右端，不完全调速齿轮14由平键17固定在手柄15上。
所述调速机构包括：左右两个锥齿轮9、调速齿轮10、8根连接棒11、8颗传动钢球12、外环13、不完全调速齿轮14；
所述不完全调速齿轮14的下端与调速齿轮10相连；8根连接棒11分别一一对应穿过8颗传动钢球12的球心；8颗传动钢球12等间距装在外环13内；8根连接棒11再分别一一对应穿过调速齿轮10的8个弧形槽；8根连接棒11位于左右箱体中间；8颗传动钢球12分别与左右两个锥齿轮9的齿轮面贴合。
实施例4：如图1-5所示，一种通用无级变速器，包括外壳结构、调速机构、输入轴部分、输出轴部分；所述外壳结构内部支撑固定装有调速机构、输入轴部分、输出轴部分；动力由输入轴部分输入，经过内部调速机构的调整，由输出轴部分输出调整后的转速；输入轴部分通过调速机构连接输出轴部分。
所述外壳结构包括左箱体7、手柄15、套筒Ⅰ16、平键17、螺母18、螺栓Ⅱ19、箱盖20、螺栓Ⅲ21、右箱体22；所述左箱体7与箱盖20通过螺栓Ⅱ19固定，右箱体22与箱盖20通过螺栓Ⅲ21固定；手柄15从左边依次穿过左箱体7、套筒Ⅰ16、调速机构的不完全调速齿轮14，由螺母18固定住手柄15的右端，不完全调速齿轮14由平键17固定在手柄15上。
所述调速机构包括：左右两个锥齿轮9、调速齿轮10、8根连接棒11、8颗传动钢球12、外环13、不完全调速齿轮14；
所述不完全调速齿轮14的下端与调速齿轮10相连；8根连接棒11分别一一对应穿过8颗传动钢球12的球心；8颗传动钢球12等间距装在外环13内；8根连接棒11再分别一一对应穿过调速齿轮10的8个弧形槽；8根连接棒11位于左右箱体中间；8颗传动钢球12分别与左右两个锥齿轮9的齿轮面贴合。
所述输入轴部分包括：输入轴1、左边密封圈2、左边端盖3、轴承Ⅰ4、螺栓Ⅰ5、轴承Ⅱ6、左箱体7、左边加压装置8、左边锥齿轮9、8颗左边加压钢球28、左边保持环29；
所述轴承Ⅰ4通过左边端盖3固定在输入轴1左起第3阶上；轴承Ⅱ6通过左边加压装置8固定在输入轴1左起第5阶上；8颗左边加压钢球28等间距装在左边保持环29内；左边锥齿轮9凹形球面左侧与8颗左边加压钢球28贴合，并顶住左边保持环29里的8颗左边加压钢球28向左推，直到左边保持环29里的8颗左边加压钢球28与左边加压装置8的凹形球面贴合，左边端盖3使轴承Ⅰ4固定在输入轴1左起第3阶上；左边密封圈2装在左边端盖3内；左边端盖3和左箱体7之间装入垫片后通过螺栓固定；左边端盖3顶住轴承Ⅰ4的外圈，使轴承Ⅰ4不会发生轴向滑动。
实施例5：如图1-5所示，一种通用无级变速器，包括外壳结构、调速机构、输入轴部分、输出轴部分；所述外壳结构内部支撑固定装有调速机构、输入轴部分、输出轴部分；动力由输入轴部分输入，经过内部调速机构的调整，由输出轴部分输出调整后的转速；输入轴部分通过调速机构连接输出轴部分。
所述外壳结构包括左箱体7、手柄15、套筒Ⅰ16、平键17、螺母18、螺栓Ⅱ19、箱盖20、螺栓Ⅲ21、右箱体22；所述左箱体7与箱盖20通过螺栓Ⅱ19固定，右箱体22与箱盖20通过螺栓Ⅲ21固定；手柄15从左边依次穿过左箱体7、套筒Ⅰ16、调速机构的不完全调速齿轮14，由螺母18固定住手柄15的右端，不完全调速齿轮14由平键17固定在手柄15上。
所述调速机构包括：左右两个锥齿轮9、调速齿轮10、8根连接棒11、8颗传动钢球12、外环13、不完全调速齿轮14；
所述不完全调速齿轮14的下端与调速齿轮10相连；8根连接棒11分别一一对应穿过8颗传动钢球12的球心；8颗传动钢球12等间距装在外环13内；8根连接棒11再分别一一对应穿过调速齿轮10的8个弧形槽；8根连接棒11位于左右箱体中间；8颗传动钢球12分别与左右两个锥齿轮9的齿轮面贴合。
所述输入轴部分包括：输入轴1、左边密封圈2、左边端盖3、轴承Ⅰ4、螺栓Ⅰ5、轴承Ⅱ6、左箱体7、左边加压装置8、左边锥齿轮9、8颗左边加压钢球28、左边保持环29；
所述轴承Ⅰ4通过左边端盖3固定在输入轴1左起第3阶上；轴承Ⅱ6通过左边加压装置8固定在输入轴1左起第5阶上；8颗左边加压钢球28等间距装在左边保持环29内；左边锥齿轮9凹形球面左侧与8颗左边加压钢球28贴合，并顶住左边保持环29里的8颗左边加压钢球28向左推，直到左边保持环29里的8颗左边加压钢球28与左边加压装置8的凹形球面贴合，左边端盖3使轴承Ⅰ4固定在输入轴1左起第3阶上；左边密封圈2装在左边端盖3内；左边端盖3和左箱体7之间装入垫片后通过螺栓固定；左边端盖3顶住轴承Ⅰ4的外圈，使轴承Ⅰ4不会发生轴向滑动。
所述输出轴部分包括：右边密封圈2、右边端盖3、右边加压装置8、右箱体22、输出轴23、蝶形弹簧24、套筒Ⅱ25、轴承Ⅲ26、轴承Ⅳ27、右边加压钢球28、右边保持环29；
所述右边加压装置8使轴承Ⅲ26固定在输出轴23左起第3阶上；蝶形弹簧24固定在套筒Ⅱ25上，套筒Ⅱ25固定在输出轴23左起第1阶上；右边加压装置8通过花键固定在输出轴23左起第2阶上；8颗右边加压钢球28等间距装在右边保持环29内；右边锥齿轮9凹形球面与8颗右边加压钢球28贴合，并顶住右边保持环29里的8颗钢球向右推，直到右边保持环29里的8颗右边加压钢球28与右边加压装置8的凹形球面贴合；右边端盖3使轴承Ⅳ27固定在输出轴23左起第5阶上；右边密封圈2装在右边端盖3内；右边端盖3和右箱体22之间装入垫片后通过螺栓固定；右边端盖3顶住轴承Ⅳ27的外圈，使轴承Ⅳ27不会发生轴向滑动。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (1)
1.一种通用无级变速器，其特征在于：包括外壳结构、调速机构、输入轴部分、输出轴部分；所述外壳结构内部支撑固定装有调速机构、输入轴部分、输出轴部分；动力由输入轴部分输入，经过内部调速机构的调整，由输出轴部分输出调整后的转速；输入轴部分通过调速机构连接输出轴部分；
所述外壳结构包括左箱体（7）、手柄（15）、套筒Ⅰ（16）、平键（17）、螺母（18）、螺栓Ⅱ（19）、箱盖（20）、螺栓Ⅲ（21）、右箱体（22）；所述左箱体（7）与箱盖（20）通过螺栓Ⅱ（19）固定，右箱体（22）与箱盖（20）通过螺栓Ⅲ（21）固定；手柄（15）从左边依次穿过左箱体（7）、套筒Ⅰ（16）、调速机构的不完全调速齿轮（14），由螺母（18）固定住手柄（15）的右端，不完全调速齿轮（14）由平键（17）固定在手柄（15）上；
所述调速机构包括：左右两个锥齿轮（9）、调速齿轮（10）、8根连接棒（11）、8颗传动钢球（12）、外环（13）、不完全调速齿轮（14）；
所述不完全调速齿轮（14）的下端与调速齿轮（10）相连；8根连接棒（11）分别一一对应穿过8颗传动钢球（12）的球心；8颗传动钢球（12）等间距装在外环（13）内；8根连接棒（11）再分别一一对应穿过调速齿轮（10）的8个弧形槽；8根连接棒（11）位于左右箱体中间；8颗传动钢球（12）分别与左右两个锥齿轮（9）的齿轮面贴合；
所述输入轴部分包括：输入轴（1）、左边密封圈（2）、左边端盖（3）、轴承Ⅰ（4）、螺栓Ⅰ（5）、轴承Ⅱ（6）、左箱体（7）、左边加压装置（8）、左边锥齿轮（9）、8颗左边加压钢球（28）、左边保持环（29）；
所述轴承Ⅰ（4）通过左边端盖（3）固定在输入轴（1）左起第3阶上；轴承Ⅱ（6）通过左边加压装置（8）固定在输入轴（1）左起第5阶上；8颗左边加压钢球（28）等间距装在左边保持环（29）内；左边锥齿轮（9）凹形球面左侧与8颗左边加压钢球（28）贴合，并顶住左边保持环（29）里的8颗左边加压钢球（28）向左推，直到左边保持环（29）里的8颗左边加压钢球（28）与左边加压装置（8）的凹形球面贴合，左边端盖（3）使轴承Ⅰ（4）固定在输入轴（1）左起第3阶上；左边密封圈（2）装在左边端盖（3）内；左边端盖（3）和左箱体（7）之间装入垫片后通过螺栓固定；左边端盖（3）顶住轴承Ⅰ（4）的外圈，使轴承Ⅰ（4）不会发生轴向滑动；
所述输出轴部分包括：右边密封圈（2）、右边端盖（3）、右边加压装置（8）、右箱体（22）、输出轴（23）、蝶形弹簧（24）、套筒Ⅱ（25）、轴承Ⅲ（26）、轴承Ⅳ（27）、右边加压钢球（28）、右边保持环（29）；
所述右边加压装置（8）使轴承Ⅲ（26）固定在输出轴（23）左起第3阶上；蝶形弹簧（24）固定在套筒Ⅱ（25）上，套筒Ⅱ（25）固定在输出轴（23）左起第1阶上；右边加压装置（8）通过花键固定在输出轴（23）左起第2阶上；8颗右边加压钢球（28）等间距装在右边保持环（29）内；右边锥齿轮（9）凹形球面与8颗右边加压钢球（28）贴合，并顶住右边保持环（29）里的8颗钢球向右推，直到右边保持环（29）里的8颗右边加压钢球（28）与右边加压装置（8）的凹形球面贴合；右边端盖（3）使轴承Ⅳ（27）固定在输出轴（23）左起第5阶上；右边密封圈（2）装在右边端盖（3）内；右边端盖（3）和右箱体（22）之间装入垫片后通过螺栓固定；右边端盖（3）顶住轴承Ⅳ（27）的外圈，使轴承Ⅳ（27）不会发生轴向滑动。
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