CN107023624A - 一种大速比无级变速装置 - Google Patents

一种大速比无级变速装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107023624A
CN107023624A CN201710260718.8A CN201710260718A CN107023624A CN 107023624 A CN107023624 A CN 107023624A CN 201710260718 A CN201710260718 A CN 201710260718A CN 107023624 A CN107023624 A CN 107023624A
Authority
CN
China
Prior art keywords
crank
speed change
speed ratio
change device
bending moment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710260718.8A
Other languages
English (en)
Inventor
宋赓玥
聂玲
师兰芳
马琛翔
刘建峰
宋则贤
董燕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Computer Technology and Applications
Original Assignee
Beijing Institute of Computer Technology and Applications
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Computer Technology and Applications filed Critical Beijing Institute of Computer Technology and Applications
Priority to CN201710260718.8A priority Critical patent/CN107023624A/zh
Publication of CN107023624A publication Critical patent/CN107023624A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/12—Gearings comprising primarily toothed or friction gearing, links or levers, and cams, or members of at least two of these types
    • F16H37/124—Gearings comprising primarily toothed or friction gearing, links or levers, and cams, or members of at least two of these types for interconverting rotary motion and reciprocating motion
    • F16H37/126—Guiding mechanism using levers combined with gearings for straight line output movement, e.g. by using gears or pulleys with ratio 2:1

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmissions By Endless Flexible Members (AREA)

Abstract

本发明公开了一种大速比无级变速装置，其中，包括：输入轴通过轴两端轴肩的滚动轴承嵌入变速箱内壁的轴承孔固定，主动轮固定在输入轴；变矩调节机构内置直线电机套接在主动轮的径向辐条导轨上；控制信号通过滑环传输至变矩调节机构内置直线电机，并控制变矩调节机构沿径向辐条导轨运动；曲柄滑块机构的曲柄与变矩调节机构通过关节轴承连接；曲柄滑块机构的曲柄与滑块也通过关节轴承连接；曲柄滑块机构的滑块与驱动齿条组的齿条连接；从动齿轮组的齿轮内圈与单相槽轮机构固联；单相槽轮机构的内圈与输出轴固联；飞轮机构套接在输出轴的中段并通过圆柱销与输出轴套接固联。

Description

一种大速比无级变速装置
技术领域
本发明属于网络安全技术领域，特别涉及一种基于微服务架构的主机监控系统。
背景技术
传统式的变速器主要有2种形式，一种是自动变速器AT采用机械能-流体能-机械能的转换实现无级变速，主要是由液力变矩器和后置行星齿轮变速器组成，变速器主要应用在汽车、工程机械和船舶等涉及到变速传动的各个环节中。
另外一种无级变速器(CVT)采用钢带、链条和钢球等作为传动媒介改变传动比传递运动(目前汽车行业广泛使用)。
大速比恒速输出无级变速器应用曲柄连杆、滑块、导轨和齿轮副结构集成伺服控制系统。实现大速比无级传动，特点是传动比大，输出精度高，传动功率大，尤其是可以实现将较大范围输入转速转化为恒速输出。可以根据使用工况制成系列产品。
传统式的变速器主要有2种形式，一种是自动变速器AT采用机械能-流体能-机械能的转换实现无级变速，主要是由液力变矩器和后置行星齿轮变速器组成，变速器主要应用在汽车、工程机械和船舶等涉及到变速传动的各个环节中,速比范围大，可传递大功率，由于采用了液力力矩器装置所以传动效率低，输出恒速性能较差。
另外一种无级变速器(CVT)采用钢带、链条和钢球等作为传动媒介改变传动比传递运动(目前汽车行业广泛使用),传动精度较高，输出转速稳定，但受限于结构形式(依靠摩擦力传递运动)传动功率较小，限制了其使用范围。
发明内容
本发明的目的是提供一种大速比无级变速装置，用于解决上如何在有限的结构体积内实现大速比大功率恒速输出纯机械传动的无级变速器的问题。
本发明一种大速比无级变速装置，其中，包括：至少一曲柄连杆滑块机构，曲柄连杆滑块机构包括：输入轴、主动轮、变矩调节机构、曲柄滑块机构、驱动齿条组、从动齿轮组、单相槽轮机构、输出轴以及飞轮机构；输入轴通过轴两端轴肩的滚动轴承嵌入变速箱内壁的轴承孔固定，主动轮固定在输入轴；变矩调节机构内置直线电机套接在主动轮的径向辐条导轨上；控制信号通过滑环传输至变矩调节机构内置直线电机，并控制变矩调节机构沿径向辐条导轨运动，以改变曲柄滑块机构的曲柄驱动支点位置并改变曲柄滑块机构的滑块的运动速度；曲柄滑块机构的曲柄与变矩调节机构通过关节轴承连接；曲柄滑块机构的曲柄与滑块也通过关节轴承连接；曲柄滑块机构的滑块与驱动齿条组的齿条连接；驱动齿条组的齿条与从动齿轮组的齿轮啮合将齿条的往复直线运动转换为齿轮的往复旋转运动；从动齿轮组的齿轮内圈与单相槽轮机构固联，单相槽轮机构的外圈与从动齿轮组的齿轮同步转动；单相槽轮机构的内圈与输出轴固联；当从动齿轮组的齿轮往复旋转运动时单相槽轮机构只将单向旋转传递给输出轴使之只能单向旋转，输出轴通过轴两端轴肩的滚动轴承嵌入变速箱内壁的轴承孔固定，飞轮机构套接在输出轴的中段并通过圆柱销与输出轴套接固联。
根据本发明的大速比无级变速装置的一实施例，其中，大速比无级变速装置的安装在密闭的变速箱体内，变速箱体内配置调压机构和润滑系统。
根据本发明的大速比无级变速装置的一实施例，其中，变速箱体外界的能量以旋转运动的形式输入通过执行机构转换为扭矩传递到输入轴。
根据本发明的大速比无级变速装置的一实施例，其中，主动轮以键连接的方式固定在输入轴。
根据本发明的大速比无级变速装置的一实施例，其中，还包括：控制反馈系统，用于根据设置的输出转速和不同工况根据输出相应的控制信号。
根据本发明的大速比无级变速装置的一实施例，其中，还包括：曲柄滑块机构的滑块与驱动齿条组的齿条通过螺栓连接。
根据本发明的大速比无级变速装置的一实施例，其中，还包括：从动齿轮组的齿轮内圈与单相槽轮机构通过键连接固联。
根据本发明的大速比无级变速装置的一实施例，其中，单相槽轮机构的内圈与输出轴通过键连接固联。
根据本发明的大速比无级变速装置的一实施例，其中，包括：n个曲柄连杆滑块机构，n个曲柄连杆滑块机构的2n个变矩调节机构的相位差是360度除以2n。
根据本发明的大速比无级变速装置的一实施例，其中，控制反馈系统通过输入轴上安装的速度传感器感应输入转速的变化并根据控制程序的输出信号驱动安装在主动轮上的变矩调节机构改变曲柄滑块机构的曲柄驱动支点在主动轮沿径向辐条上的位置，曲柄驱动支点在主动轮辐条上的位置变化导致了曲柄驱动支点到主动轮轴心距离即直径的改变。
本发明的一种大速比无级变速装置，在有限的结构体积内实现大速比大功率恒速输出纯机械传动的无级变速器，这也是几代传动领域机械工程师的奋斗目标，但受限于现有设计思路一直没有突破，本发明通过曲柄连杆、滑块、导轨和齿轮副结构集成伺服控制系统解决了这个问题。
附图说明
图1所示为本发明大速比无级变速装置的侧面视图；
图2所示为多头曲柄连杆滑块机构并联输出的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图1所示为本发明大速比无级变速装置的侧面视图，如图1所示，大速比无级变速装置包括：输入轴1、主动轮2、变矩调节机构3、曲柄滑块机构4、驱动齿条组5、从动齿轮组6、单相槽轮机构7、输出轴8以及飞轮机构9。
如图1所示，大速比无级变速装置的结构总成安装在密闭的变速箱体内(箱体内配置调压机构和润滑系统)，外界的能量以旋转运动的形式输入通过执行机构转换为扭矩传递到输入轴1，具体结构形式为外界的输入扭矩(如风力发电机风页轴)通过齿轮传动将扭矩传递给输入轴1，输入轴1通过轴两端轴肩的滚动轴承嵌入变速箱内壁的轴承孔固定，主动轮2以键连接的方式固定在输入轴1。变矩调节机构3内置直线电机套接在主动轮2的径向辐条导轨上。控制反馈系统根据设置的输出转速和不同工况根据控制程序运算结果输出相应的控制信号，控制信号通过滑环传输至变矩调节机构3内置直线电机并控制其在主动轮2沿径向辐条导轨运动，此运动改变曲柄滑块机构4的曲柄驱动支点位置并改变滑块的运动速度。曲柄滑块机构4的曲柄与变矩调节机构3通过关节轴承连接；曲柄滑块机构4的曲柄与滑块也通过关节轴承连接。曲柄滑块机构4的滑块与驱动齿条组5的齿条通过螺栓连接。驱动齿条组5的齿条与从动齿轮组6的齿轮啮合将齿条的往复直线运动转换为齿轮的往复旋转运动。从动齿轮组6的齿轮内圈与单相槽轮机构7通过键连接固联，保证单相槽轮机构7的外圈与从动齿轮组6的齿轮同步转动；单相槽轮机构7的内圈与输出轴8通过键连接固联。当从动齿轮组6的齿轮往复旋转运动时单相槽轮机构7只将单向旋转传递给输出轴8使之只能单向旋转。输出轴8通过轴两端轴肩的滚动轴承嵌入变速箱内壁的轴承孔固定。飞轮机构9套接在输出轴8的中段并通过圆柱销与输出轴8套接固联。
如图1所示，大速比恒速输出无级变速器的工作原理简述如下：
外界输入能量的随机变化造成扭矩的变化并体现为1输入轴转速的变化。控制反馈系统通过输入轴1上安装的速度传感器感应输入转速的变化并根据控制程序的输出信号驱动安装在主动轮2上的变矩调节机构3改变曲柄滑块机构4的曲柄驱动支点在主动轮2沿径向辐条上的位置，曲柄驱动支点在主动轮2辐条上的位置变化导致了曲柄驱动支点到主动轮2轴心距离即直径的改变，上述直径的改变使曲柄驱动支点的线速度发生变化并将运动沿曲柄传递给驱动齿条组5的驱动齿条，驱动齿条组5的齿条与从动齿轮组6的齿轮啮合将齿条的往复直线运动转换为齿轮的往复旋转运动并将齿条的速率变化转换为从动齿轮组6的齿轮的旋转速率变化从而实现了机构的无级变速。由机械原理可知驱动齿条组5的驱动齿条的运动轨迹为卵型曲线；速率变化为正弦曲线。单相槽轮机构7只能将驱动齿条组5的最大线速度传递给从动齿轮组6的齿轮并通过键连接由输出轴8输出。
图2所示为多头曲柄连杆滑块机构并联输出的结构示意图，如图1以及图2所示，为保证输出转速的平顺性，大速比恒速输出无级变速器采用了多头曲柄连杆滑块机构并联输出，两套主动轮2每套按180°配置2组变矩调节机构3，并保证4组变矩调节机构3的相位差为90°，为提高输出转速的平顺性也可增加主动轮2的个数如3个主动轮2，6套执行机构或4个主动轮2，8套执行机构等。这样可以保证8输出轴的最大速度输出点沿8输出轴360度密度增加以提高转速输出的平顺性。对于n个主动轮，2n个变矩调节机构，2n个变矩调节机构的相位差是360度除以2n。
如图1以及图2所示，在以上大速比恒速输出无级变速器的工作过程中控制反馈系统实时感应输入转速并控制输出转速，保证输出指定的转速。为进一步确保速度输出的平稳性在2主动飞轮机构上套接了9飞轮机构利用飞轮的陀螺效应降低输出转速的速率波动，提高输出转速的平顺性。
本发明的一种大速比无级变速装置，在有限的结构体积内实现大速比大功率恒速输出纯机械传动的无级变速器，这也是几代传动领域机械工程师的奋斗目标，但受限于现有设计思路一直没有突破，本发明通过曲柄连杆、滑块、导轨和齿轮副结构集成伺服控制系统解决了这个问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种大速比无级变速装置，其特征在于，包括：至少一曲柄连杆滑块机构，曲柄连杆滑块机构包括：输入轴、主动轮、变矩调节机构、曲柄滑块机构、驱动齿条组、从动齿轮组、单相槽轮机构、输出轴以及飞轮机构；
输入轴通过轴两端轴肩的滚动轴承嵌入变速箱内壁的轴承孔固定，主动轮固定在输入轴；变矩调节机构内置直线电机套接在主动轮的径向辐条导轨上；控制信号通过滑环传输至变矩调节机构内置直线电机，并控制变矩调节机构沿径向辐条导轨运动，以改变曲柄滑块机构的曲柄驱动支点位置并改变曲柄滑块机构的滑块的运动速度；曲柄滑块机构的曲柄与变矩调节机构通过关节轴承连接；曲柄滑块机构的曲柄与滑块也通过关节轴承连接；曲柄滑块机构的滑块与驱动齿条组的齿条连接；驱动齿条组的齿条与从动齿轮组的齿轮啮合将齿条的往复直线运动转换为齿轮的往复旋转运动；从动齿轮组的齿轮内圈与单相槽轮机构固联，单相槽轮机构的外圈与从动齿轮组的齿轮同步转动；单相槽轮机构的内圈与输出轴固联；当从动齿轮组的齿轮往复旋转运动时单相槽轮机构只将单向旋转传递给输出轴使之只能单向旋转，输出轴通过轴两端轴肩的滚动轴承嵌入变速箱内壁的轴承孔固定，飞轮机构套接在输出轴的中段并通过圆柱销与输出轴套接固联。
2.如权利要求1所述的大速比无级变速装置，其特征在于，大速比无级变速装置的安装在密闭的变速箱体内，变速箱体内配置调压机构和润滑系统。
3.如权利要求2所述的大速比无级变速装置，其特征在于，变速箱体外界的能量以旋转运动的形式输入通过执行机构转换为扭矩传递到输入轴。
4.如权利要求1所述的大速比无级变速装置，其特征在于，主动轮以键连接的方式固定在输入轴。
5.如权利要求1所述的大速比无级变速装置，其特征在于，还包括：控制反馈系统，用于根据设置的输出转速和不同工况根据输出相应的控制信号。
6.如权利要求1所述的大速比无级变速装置，其特征在于，还包括：曲柄滑块机构的滑块与驱动齿条组的齿条通过螺栓连接。
7.如权利要求1所述的大速比无级变速装置，其特征在于，还包括：从动齿轮组的齿轮内圈与单相槽轮机构通过键连接固联。
8.如权利要求1所述的大速比无级变速装置，其特征在于，单相槽轮机构的内圈与输出轴通过键连接固联。
9.如权利要求1所述的大速比无级变速装置，其特征在于，包括：n个曲柄连杆滑块机构，n个曲柄连杆滑块机构的2n个变矩调节机构的相位差是360度除以2n。
10.如权利要求5所述的大速比无级变速装置，其特征在于，控制反馈系统通过输入轴上安装的速度传感器感应输入转速的变化并根据控制程序的输出信号驱动安装在主动轮上的变矩调节机构改变曲柄滑块机构的曲柄驱动支点在主动轮沿径向辐条上的位置，曲柄驱动支点在主动轮辐条上的位置变化导致了曲柄驱动支点到主动轮轴心距离即直径的改变。
CN201710260718.8A 2017-04-20 2017-04-20 一种大速比无级变速装置 Pending CN107023624A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710260718.8A CN107023624A (zh) 2017-04-20 2017-04-20 一种大速比无级变速装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710260718.8A CN107023624A (zh) 2017-04-20 2017-04-20 一种大速比无级变速装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107023624A true CN107023624A (zh) 2017-08-08

Family

ID=59527404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710260718.8A Pending CN107023624A (zh) 2017-04-20 2017-04-20 一种大速比无级变速装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107023624A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110966367A (zh) * 2019-12-06 2020-04-07 中国科学院深圳先进技术研究院 可调幅正弦机构
CN112273008A (zh) * 2019-07-27 2021-01-29 湖北工业大学 一种农业撒肥精确调节机构
CN113757331A (zh) * 2021-09-16 2021-12-07 李金旺 连杆式无级变速装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57120758A (en) * 1981-01-19 1982-07-27 Shinko Electric Co Ltd Semi-chord and different speed driving mechanism
JPS63285361A (ja) * 1987-05-15 1988-11-22 Masahiro Yoshino 無段変速装置
SU1597483A1 (ru) * 1988-03-28 1990-10-07 Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса Шарнирно-рычажный механизм с регулируемым звеном
CN1288123A (zh) * 1999-09-15 2001-03-21 刘俊宇 无极变速机构
CN104074943A (zh) * 2014-06-30 2014-10-01 王岳林 一种斜度曲轴传动无级变速装置
CN104633094A (zh) * 2015-02-15 2015-05-20 福州大学 一种脉动式无级变速器
CN105697708A (zh) * 2016-03-11 2016-06-22 湘潭大学 一种新型机械无级变速装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57120758A (en) * 1981-01-19 1982-07-27 Shinko Electric Co Ltd Semi-chord and different speed driving mechanism
JPS63285361A (ja) * 1987-05-15 1988-11-22 Masahiro Yoshino 無段変速装置
SU1597483A1 (ru) * 1988-03-28 1990-10-07 Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса Шарнирно-рычажный механизм с регулируемым звеном
CN1288123A (zh) * 1999-09-15 2001-03-21 刘俊宇 无极变速机构
CN104074943A (zh) * 2014-06-30 2014-10-01 王岳林 一种斜度曲轴传动无级变速装置
CN104633094A (zh) * 2015-02-15 2015-05-20 福州大学 一种脉动式无级变速器
CN105697708A (zh) * 2016-03-11 2016-06-22 湘潭大学 一种新型机械无级变速装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112273008A (zh) * 2019-07-27 2021-01-29 湖北工业大学 一种农业撒肥精确调节机构
CN112273008B (zh) * 2019-07-27 2022-01-04 湖北工业大学 一种农业撒肥精确调节机构
CN110966367A (zh) * 2019-12-06 2020-04-07 中国科学院深圳先进技术研究院 可调幅正弦机构
CN113757331A (zh) * 2021-09-16 2021-12-07 李金旺 连杆式无级变速装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107023624A (zh) 一种大速比无级变速装置
CN104121338B (zh) 一种切换往复不完整非圆齿轮变速箱及其传动机构
EP2085653B1 (en) Continuous variable transmission device with low shift transmission pulley train
CN201231856Y (zh) 一种直升机尾减速器
KR20160145697A (ko) 상이한 크기와 방향을 가지는 힘의 범용 기계적 커플링 및 트랜스미션 장치
CN204525513U (zh) 一种无奇异点的三自由度腕部结构
CN101482162B (zh) 正向无级变速装置及其方法
CN104534031B (zh) 一种用于机器人关节的传动装置
Yildiz et al. Dynamic analysis of a mechanical press equipped with a half–toroidal continuously variable transmission
CN207034119U (zh) 一种无级变速器
CN110657216B (zh) 一种实现余弦加速度运动规律机构及反求方法
CN106195195A (zh) 偏心轮曲板单向可调速减速器
WO2018198334A1 (ja) 機械的変換器
US20070042857A1 (en) Geared-neutral bidirectional positively infinitely variable rotary motion transmission
Lahr et al. The operation and kinematic analysis of a novel cam-based infinitely variable transmission
CN101363518A (zh) 一种过零变速装置及其方法
CN104564544A (zh) 一种风电机组的直接增速式连续变速型传动链结构
CN203130944U (zh) 大范围大功率无级变速器
CN205592336U (zh) 一种通用无级变速器
CN201407328Y (zh) 正向无级变速器
CN105485279B (zh) 一种通用无级变速器
JP6130531B1 (ja) 機械的変換器
CN109268450A (zh) 二级径齿差行星轮传动机构
RU2153613C1 (ru) Планетарный циклоидальный редуктор
Čavić et al. Dynamic optimization of the pulse continuously variable transmission

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170808

RJ01 Rejection of invention patent application after publication