CN108105347B - 直径可变式多齿轮组合成等效齿轮传动的无级变速器 - Google Patents

直径可变式多齿轮组合成等效齿轮传动的无级变速器 Download PDF

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Abstract

本发明直径可变式多齿轮组合成等效齿轮传动的无级变速器公开了一种多个齿轮组合成等价于一个齿轮进行传递转动机械能的可用于电动汽车的齿轮无级变速器。包括主动齿轮总成和从动齿轮总成，主动齿轮总成中与从动齿轮总成啮合的主动齿轮总成最后一级齿轮为多个齿轮组合式等效齿轮，从动齿轮总成中与主动齿轮总成啮合的从动齿轮总成第一级齿轮为多个齿柱组合式等效齿轮，两者啮合传递动力，在啮合状态同步传动。优点：这些多个齿轮[或齿柱]实现无级别的、平衡的、平滑的改变半径，改变了半径的多个齿轮[或齿柱]自然无级别的、平衡的、平滑的改变传递转动的速度，成为齿轮传递转动动力的无极变速器。

Description

直径可变式多齿轮组合成等效齿轮传动的无级变速器
技术领域
本发明公开了一种齿轮传动的无级变速器，特别是一种多个齿轮组合成等价于一个齿轮进行传递转动机械能的可用于电动汽车的齿轮无级变速器。
背景技术
电动汽车是汽车未来发展的趋势，目前问世的电动汽车基本上没有装配变速器，主要用对电流、电压的调节实现变速，原因是现在还没有制造出适合电动汽车高转速和效率的变速器产品，cvt无级变速器是公认乘坐最舒适、驾驶简单、节能性能好。但cvt无级变速器的摩擦传动可造性差是致命缺点，不能用于电动汽车变速器。
发明内容
本发明提供一种无级别平滑的进行变传动直径变化的多个齿轮组合成的一个等效齿轮，用等效齿轮的无级别直径变化进行无级别变速传递动力，并适用于电动汽车变速的直径可变式多齿轮组合传动无级变速器。
本发明的技术方案如下：
直径可变式多齿轮组合成等效齿轮传动的无级变速器，包括主动齿轮总成和从动齿轮总成，其特征在于：主动齿轮总成中与从动齿轮总成啮合的主动齿轮总成最后一级齿轮为多个齿轮组合式等效齿轮1，从动齿轮总成中与主动齿轮总成啮合的从动齿轮总成第一级齿轮为多个齿柱组合式等效齿轮2，多个齿轮组合式等效齿轮1与多个齿柱组合式等效齿轮2啮合传递动力，多个齿轮组合式等效齿轮1与多个齿柱组合式等效齿轮2在啮合状态同步，并且无级别的改变直径传递动力成为无级变速传递动力的动力传动结构。
上述的核心是用多个齿轮[或齿柱]组合成为一个对外输出[或获得]只有一个速度，等效于一个齿轮在对外输出[或获得]动力。多个齿轮[或齿柱]等效于一个齿轮进行工作的目的在于多个齿轮[或齿柱]之间的间隙可以无级别的变大变小，使等效齿轮可以无级别的变大变小。在单独的每个齿轮[或齿柱]的转动速度不变时，但等效齿轮实行无级别的变大变小，则主动和从动的等效齿轮转动就实现了无级别的速度变大变小，即实现了无级别、平滑的等效齿轮传动的无级变速器。下面是实现这种无级变速器的机械结构：
【A】、主动齿轮总成：包括一个中心齿轮3，设在中心齿轮3周围相啮合并固定转动位置的多个传动齿轮4，多个传动齿轮4同步转动，每一个传动齿轮4外沿设有一个能围绕传动齿轮4外沿、并能改变与传动齿轮4啮合部位的可变位齿轮5；每个传动齿轮4的大小和齿形齿数相同，每个可变位齿轮5的大小和齿形齿数相同；
可变位齿轮5为两端膨大的哑铃形结构，可变位齿轮5与传动齿轮4相啮合连接的膨大端为传动齿轮啮合变位齿轮5-1、可变位齿轮5与多个齿柱组合式等效齿轮2相啮合连接的膨大端为齿柱啮合变位齿轮5-2、在传动齿轮啮合变位齿轮5-1与齿柱啮合变位齿轮5-2中间的部分是无齿的中段光滑轴5-3；传动齿轮啮合变位齿轮5-1的外端有接叉件凸轴5-4，齿柱啮合变位齿轮5-2的外端有引导齿柱凸轴5-5；传动齿轮啮合变位齿轮5-1、齿柱啮合变位齿轮5-2、中段光滑轴5-3、接叉件凸轴5-4和引导齿柱凸轴5-5是一体并且是同一个转动中心轴线的结构；
还包括多个同步控制“U”字形件6，一个同步控制“U”字形件6控制一个可变位齿轮5绕传动齿轮4改变啮合部位；还包括一个调速盘15，调速盘15上设有多个穿过可变位齿轮5中段光滑轴5-3的短弧形孔16，一个可变位齿轮5的中段光滑轴5-3穿过一个短弧形孔16，全部的短弧形孔16呈放射状的关于中心对称分布；
所述的同步控制“U”字形件6的两个“U”字形件平行叉件6-1分别与可变位齿轮5的中段光滑轴5-3和接叉件凸轴5-4呈转动相套的转动连接，同步控制“U”字形件6的“U”字形件中间轴6-2与啮合变位齿轮5-1的中心孔相套呈转动连接；
调速盘15使每个可变位齿轮5同步的改变与中心齿轮3中心的半径距离，达到每个可变位齿轮5任何时间与中心齿轮3中心的半径距离相等，全部可变位齿轮5以相同转速和相同的离中心齿轮3的半径距离，对从动齿轮总成传递动力，使该全部可变位齿轮5成为一个多个齿轮组合式等效齿轮1。
可变位齿轮5的结构说明：可变位齿轮5是把主动齿轮总成的机械转动能量传递给从动齿轮总成的力量传递部件，可变位齿轮5哑铃形结构中的传动齿轮啮合变位齿轮5-1是获得主动齿轮总成力量的部位、可变位齿轮5哑铃形结构中的齿柱啮合变位齿轮5-2是把传动齿轮啮合变位齿轮5-1获得的力量传给从动齿轮总成的部位。中段光滑轴5-3和接叉件凸轴5-4是与同步控制“U”字形件6配合的必要结构，而同步控制“U”字形件6是可变位齿轮5绕传动齿轮4公转，改变该两个齿轮啮合部，实现无级变速的关键部件和关键结构。引导齿柱凸轴5-5是保证齿柱啮合变位齿轮5-2与从动齿轮总成的多个齿柱组合式等效齿轮2能啮合良好的实现传递力量的结构。所以，可变位齿轮5的结构构次序成为：接叉件凸轴5-4、传动齿轮啮合变位齿轮5-1、中段光滑轴5-3、齿柱啮合变位齿轮5-2、和引导齿柱凸轴5-5的小轴、大齿轮、小轴、大齿轮、小轴的哑铃形结构。
一个中心齿轮3驱动全部的传动齿轮4，使每个传动齿轮4同步转动，每个传动齿轮4又大小相同。全部大小相同、同步转动的每个传动齿轮4，分别驱动用一个可变位齿轮5转动，可变位齿轮5还用一个同步控制“U”字形件6与传动齿轮4连接，使可变位齿轮5能围绕传动齿轮4产生改变相位置的公转；使相邻的不同可变位齿轮5之间的间隙可以同步变大或变小，并使多个可变位齿轮5相对于中心齿轮3中心线的半径同步变长变短。当多个可变位齿轮5向一个从动齿轮部件输出转动力量时，该多个可变位齿轮5输出转动力量的较果等于一个可变直径的齿轮在输出转动力量，这个等于一个可变直径的齿轮就有全部可变位齿轮5组成的多个齿轮组合式等效齿轮1。
【B】、从动齿轮总成：包括一个有中心转轴的中空盘7，中空盘7中设有关于中心对称分布的多个中空盘放射状弧形孔9，在每个中空盘放射状弧形孔9的同一面分别都插入有一个齿柱8，每个中空盘放射状弧形孔9的形状相同、并且关于中空盘7的中心对称分布；还包括一个与中空盘7同转同轴并相重叠设置的齿柱定位盘10，齿柱定位盘10中设有关于中心对称分布的多个定位盘放射状弧形孔11；中空盘放射状弧形孔9与定位盘放射状弧形孔11的孔个数相同，中空盘放射状弧形孔9与定位盘放射状弧形孔11的弧形相反；弧形相反的中空盘放射状弧形孔9和一个定位盘放射状弧形孔11的两个弧孔交叉点有两盘通孔14；
一个齿柱8穿过一个中空盘放射状弧形孔9和一个定位盘放射状弧形孔11交叉点的两盘通孔14，齿柱8卡在中空盘7的中空部分设有膨大限位滑动块13；齿柱8仅在中空盘7那一面的顶端外侧面设有弧形面齿12，齿柱8的弧形面齿12与齿柱啮合变位齿轮5-2的齿形相同；齿柱8的另一端分别卡在中空盘7的一个中空盘放射状弧线孔9中和齿柱定位盘10的一个定位盘放射状弧形孔11中；中空盘放射状弧线孔9和定位盘放射状弧形孔11的数量相等、半径相等，弧形凸起方向反；使每一条中空盘放射状弧线孔9和对应的另一条定位盘放射状弧形孔11交叉点的一个两盘通孔14中插入一个齿柱8，每条中空盘放射状弧线孔9和对应的一条定位盘放射状弧形孔11交叉点的两盘通孔14是同步改变半径，全部齿柱8总是插入在两盘通孔14内，使全部齿柱8总是在相同半径上驱动所插入连接的中空盘7转动，同步改变半径的全部齿柱8成为一个多个齿柱组合式等效齿轮2。
可变位齿轮5为两端膨大的哑铃形结构，可变位齿轮5与传动齿轮4相啮合连接的膨大端为传动齿轮啮合变位齿轮5-1、可变位齿轮5与多个齿柱组合式等效齿轮2相啮合连接的膨大端为齿柱啮合变位齿轮5-2、在传动齿轮啮合变位齿轮5-1与齿柱啮合变位齿轮5-2中间的部分是无齿的中段光滑轴5-3；传动齿轮啮合变位齿轮5-1的外端有接叉件凸轴5-4，齿柱啮合变位齿轮5-2的外端有引导齿柱凸轴5-5；传动齿轮啮合变位齿轮5-1、齿柱啮合变位齿轮5-2、中段光滑轴5-3、接叉件凸轴5-4和引导齿柱凸轴5-5是一体并且是同一个转动中心轴线的结构。
从动齿轮总成的多个齿柱组合式等效齿轮2形成过程是：例如，由于有调速盘15，多个传动齿轮啮合变位齿轮5-1同时向远离中心齿轮3中心线的方向围绕传动齿轮4公转1-2度的角度，使传动齿轮啮合变位齿轮5-1向远离中心齿轮3中心线的方向半径增大一点，多个齿柱啮合变位齿轮5-2也同步的同时半径增大一点；一个齿柱8与一个改变了半径的齿柱啮合变位齿轮5-2啮合，该齿柱8也半径增大一点，该齿柱8所插入的中空盘7和齿柱定位盘10的两盘通孔14也被迫半径增大一点，中空盘7和齿柱定位盘10的其它全部两盘通孔14也同步的同时半径增大一点，插在每一个两盘通孔14中的一个齿柱8也同步的同时半径增大一点，则全部齿柱8也就同步的同时半径增大一点，这就是全部齿柱8成为一个多个齿柱组合式等效齿轮2的动作过程。即一个齿柱8改变半径、所插入的那个两盘通孔14改变半径、全部的两盘通孔14改变半径、全部的齿柱8改变半径，全部齿柱8成为一个多个齿柱组合式等效齿轮2。
【C】、多个可变位齿轮5与多根齿柱8的啮合传递动力：可变位齿轮5相对于中心齿轮3中心改变半径距离为该可变位齿轮5绕传动齿轮4公转，多个可变位齿轮5公转中心是多个齿轮组合式等效齿轮1的转动中心；多个齿柱8相对于中空盘7中心的转动为多个齿柱8公转，多个齿柱8公转中心为多个齿柱组合式等效齿轮2的转动中心；多个齿轮组合式等效齿轮1的转动中心与多个齿柱组合式等效齿轮2的转动中心相同；
在运动状态，一个齿柱8开始接触一个齿柱啮合变位齿轮5-2的接触起点，到该齿柱8离开该齿柱啮合变位齿轮5-2的脱离点之间为齿柱8的弧形面齿12；在多个齿柱啮合变位齿轮5-2与多个齿柱8相对于中心齿轮3中心的同步直径变化范围内，齿柱8的弧形面齿12弧形长度能使多个齿柱8当中至少有一个齿柱8与一个齿柱啮合变位齿轮5-2接触，使多个齿轮组合式等效齿轮1与多个齿柱组合式等效齿轮2中至少有一组齿柱8和齿柱啮合变位齿轮5-2处于啮合位置；
在接近弧形面齿12的齿柱8上设有“L”形定位啮合钩弧形板20，“L”形定位啮合钩弧形板20的啮合钩弧形板20-1与齿柱8之间用连接板20-2连接成一体；啮合钩弧形板20-1的两端有斜面21；啮合钩弧形板20-1与齿柱8的弧形面齿12之间能紧配合卡入可变位齿轮5的引导齿柱凸轴5-5，啮合钩弧形板20-1与引导齿柱凸轴5-5能滑动接触；使齿柱啮合变位齿轮5-2与齿柱8的弧形面齿12紧密啮合；齿柱8的弧形面齿12和齿柱8的啮合钩弧形板20-1之间能紧配合的卡入齿柱啮合变位齿轮5-2和引导齿柱凸轴5-5。
使可变位齿轮5的引导齿柱凸轴5-5半径位置确定齿柱8的半径位置，确保多个可变位齿轮5同步改变半径时，带动多个齿柱8同步改变半径，实现多个齿轮组合式等效齿轮1与多个齿柱组合式等效齿轮2以同步改变半径的方式啮合传递动力。
【D】、传递动力次序：一个中心齿轮3、多个传动齿轮4、一个传动齿轮4带动一个可变位齿轮5，多个传动齿轮4分别啮合的多个可变位齿轮5成为一个多个齿轮组合式等效齿轮1、每个可变位齿轮5的齿柱啮合变位齿轮5-2，分别与一根齿柱8的弧形面齿12啮合、一个多个齿轮组合式等效齿轮1带动一个有多根齿柱8组成的一个多个齿柱组合式等效齿轮2、这个多个齿柱组合式等效齿轮2的中空盘7的中心轴输出已被变速的动力。
【E】、无级调速操作部件的结构：调速盘15的中心与一根整机中心轴19转动相套，整机中心轴19的一端转动相套在中心齿轮3转动中心之中，中心齿轮3的转动轴与机壳相转动相套；整机中心轴19的另一端转动相套在中空盘7、齿柱定位盘10转动中心之中，并且将整机中心轴19与该端与机壳相转动相套；
调速盘15上设有多个穿光滑轴短弧形孔16，每个可变位齿轮5的中段光滑轴5-3套在一个光滑轴短弧形孔16内；调速盘15的侧面边沿局部设有盘边沿齿17；调速操纵杆18上设有操纵杆斜纹齿18，盘边沿齿17与操纵杆斜纹齿18啮合。
无级调速操作部件调速盘15上的多个短弧形孔16最好是关于调速盘15中心对称分布，并且该多个短弧形孔16形状、长短、大小相同，使可变位齿轮5的多个齿柱啮合变位齿轮5-2与多个齿柱8能等时差的啮合，平衡传递动力。调速盘15的任何转动，全部的可变位齿轮5都同时同步绕传动齿轮4公转，使全部的可变位齿轮5都同时同步改变与中心齿轮3或调速盘15中心线的半径长度。也就是使多个齿轮组合式等效齿轮1能作一个齿轮的效果对外变速传递动能。
【F】、无级变速传递动力次序：操纵杆斜纹齿18、盘边沿齿17、调速盘15、中段光滑轴5-3、传动齿轮啮合变位齿轮5-1绕传动齿轮4转动、传动齿轮啮合变位齿轮5-1与中心齿轮3的转动中心线的半径距离变化、齿柱啮合变位齿轮5-2的转动中心线的半径距离变化、多个齿柱啮合变位齿轮5-2与多个齿柱8的啮合圆半径距离变化、啮合圆的周长变化、齿柱啮合变位齿轮5-2转速不变而啮合圆的周长变化使多个齿柱组合式等效齿轮2的角速度变化；齿柱啮合变位齿轮5-2的无级别连续性半径变化使多个齿柱组合式等效齿轮2产生无级别连续性转速变化。
即多个齿轮组合式等效齿轮1中的每个齿柱啮合变位齿轮5-2转速不变，但齿柱啮合变位齿轮5-2所在位置相对于的多个齿轮组合式等效齿轮1转速中心的半径变化，齿柱啮合变位齿轮5-2所在位置的半径变化使多个齿柱组合式等效齿轮2的角速度变化，多个齿柱组合式等效齿轮2的转动轴产生速度变化；齿柱啮合变位齿轮5-2的无级别连续性半径变化使多个齿柱组合式等效齿轮2产生无级别连续性转速变化。
本发明优无级变速主要原理：由于全部传动齿轮4大小相同、齿形齿数相同，并且全部可变位齿轮5大小相同、齿形齿数相同，而啮合方式是中心齿轮3啮合多组是一个传动齿轮4配一个可变位齿轮5的组合齿轮，所以每个可变位齿轮5的转速总是相等的，多个可变位齿轮5作为一个等效齿轮时，该等效齿轮的任何部位的线速度相同，即等效齿轮的任何部位转速同步。但由于多个可变位齿轮5之间的有间隙，并且能全部间隙同步、平滑、无级的变大变小，使等效齿轮的每个部位直径也就同步、平滑、无级的变大变小，则就实现了多个可变位齿轮5作为一个多个齿轮组合式等效齿轮1实现角速度的无级变速，并能够以多个可变位齿轮5对其它齿轮以啮合形式角速度的无级变速传递能量。角速度的无级变速就是本文指的无级变速。
可变位齿轮5与齿柱8的个数配合可以进行如下设置选择：
第一种数量的配合设置：可变位齿轮5的个数与齿柱8的个数不相等，并且可变位齿轮5的个数与齿柱8的个数不成倍数的个数差异；多个可变位齿轮5关于其转动中心对称分布，多个齿柱8关于其转动中心对称分布。
第二种数量的配合设置：一个多个齿轮组合式等效齿轮1中的可变位齿轮5具体个数多于一个多个齿柱组合式等效齿轮2中的根齿柱8具体个数，并且可变位齿轮5具体个数为偶数成关于中心的对称分布，则齿柱8具体个数为奇数成关于中心的对称分布；或可变位齿轮5具体个数为奇数成关于中心的对称分布，则齿柱8具体个数为偶数成关于中心的对称分布；
或者，一个多个齿柱组合式等效齿轮2中的齿柱8具体个数多于一个多个齿轮组合式等效齿轮1中的可变位齿轮5具体个数；并且可变位齿轮5具体个数为偶数成关于中心的对称分布，则齿柱8具体个数为奇数成关于中心的对称分布；或可变位齿轮5具体个数为奇数成关于中心的对称分布，则齿柱8具体个数为偶数成关于中心的对称分布；
第三种数量的配合设置：一个多个齿轮组合式等效齿轮1中的可变位齿轮5具体个数多于一个多个齿柱组合式等效齿轮2中的根齿柱8具体个数，并且可变位齿轮5具体个数为偶数成关于中心的对称分布，则齿柱8具体个数为奇数成关于中心的对称分布；或可变位齿轮5具体个数为奇数成关于中心的对称分布，则齿柱8具体个数为偶数成关于中心的对称分布；
或者，一个多个齿柱组合式等效齿轮2中的齿柱8具体个数多于一个多个齿轮组合式等效齿轮1中的可变位齿轮5具体个数；并且可变位齿轮5具体个数为偶数成关于中心的对称分布，则齿柱8具体个数为奇数成关于中心的对称分布；或可变位齿轮5具体个数为奇数成关于中心的对称分布，则齿柱8具体个数为偶数成关于中心的对称分布。
本发明优点：用齿轮传递转动的动力，只用三级齿轮和一级只局部有齿的齿柱的组合，实现齿轮传动无极变速，可见结构非常简单的方式实现齿轮传动无极变速。其齿轮实现无极变速基本原理是，用有间距程圆形排列的多个齿轮[或齿柱]被一个或多个有多根对称放射排列孔的盘控制，使这些多个齿轮[或齿柱]同步同时改变这些齿轮[或齿柱]关于公共中心的半径，这些多个齿轮[或齿柱]实现无级别的、平衡的、平滑的改变半径，当这些改变了半径的多个齿轮[或齿柱]传递转动的动能时，改变了半径的多个齿轮[或齿柱]自然无级别的、平衡的、平滑的改变传递转动的速度，成为齿轮传递转动动力的无极变速器。
本发明用齿轮实现无极变速，即有齿轮的啮合传递动力不打滑的可靠性，又能无极变速，克服了cvt无级变速器摩擦传动可造性差的缺点。
本发明齿轮无级变速，体积小，可靠性高，控制调速简单。
附图说明
图1是本发明的平剖面整体结构示意图，该图的整机中心轴上面和下面主要部件是对称绘制，其中上面和下面的多个齿柱组合式等效齿轮2、传动齿轮4、可变位齿轮5、同步控制“U”字形件6等用填入图案或不填入图案两种方式表示相同部件；
图2是本发明的多个齿轮组合式等效齿轮1、中心齿轮3、传动齿轮4、可变位齿轮5、传动齿轮啮合变位齿轮5-1的转动啮合连接结构，和多个传动齿轮啮合变位齿轮5-1绕各自的传动齿轮4周围同时变动位置，使多个传动齿轮啮合变位齿轮5-1同时改变与中心齿轮3的半径距离，既使多个可变位齿轮5成为一个总的多个齿轮组合式等效齿轮1的基础部分的结构示意图；
图3是本发明的多个齿轮组合式等效齿轮1与多个齿柱组合式等效齿轮2的啮合传动结构示意图；并且也是多个齿轮组合式等效齿轮1的最后传动转动输出部件多个齿柱啮合变位齿轮5-2，与多个齿柱组合式等效齿轮2的多个齿柱8其中有部分啮合状态，有部分是分离状态的结构示意图；并且还是多个齿轮组合式等效齿轮1与多个齿柱组合式等效齿轮2在不同时间、不同转动半径的啮合传动状态结构示意图；
图4是本发明的调速盘15平面结构示意图；
图5是本发明的中空盘7平面结构示意图；；
图6是本发明的齿柱定位盘10平面结构示意图；
图7是本发明的中空盘7和齿柱定位盘10重叠的平面透视结构示意图；
图8是本发明的齿柱8和“L”形定位啮合钩弧形板20的主体结构示意图。
图中1是多个齿轮组合式等效齿轮、2是多个齿柱组合式等效齿轮、3是中心齿轮、4是传动齿轮、5是可变位齿轮、5-1是传动齿轮啮合变位齿轮、5-2是齿柱啮合变位齿轮、5-3是中段光滑轴、5-4是接叉件凸轴、5-5是引导齿柱凸轴、6是同步控制“U”字形件、6-1是“U”字形件平行叉件、6-12是“U”字形件中间轴、7是中空盘、8是齿柱、9是中空盘放射状弧形孔、10是齿柱定位盘、11是定位盘放射状弧形孔、12是弧形面齿、13是膨大限位滑动块、14是两盘通孔、15是调速盘、16是穿光滑轴短弧形孔、17是盘边沿齿、18是操纵杆斜纹齿、19是整机中心轴、20是“L”形定位啮合钩弧形板、20-1是啮合钩弧形板、20-2是连接板、21是斜面。
具体实施方式
实施例1、直径可变式多齿轮组合成等效齿轮传动的无级变速器
如图1、2、3、4、5、6、7，直径可变式多齿轮组合成等效齿轮传动的无级变速器，包括主动齿轮总成和从动齿轮总成，主动齿轮总成中与从动齿轮总成啮合的主动齿轮总成最后一级齿轮为多个齿轮组合式等效齿轮1，从动齿轮总成中与主动齿轮总成啮合的从动齿轮总成第一级齿轮为多个齿柱组合式等效齿轮2，多个齿轮组合式等效齿轮1与多个齿柱组合式等效齿轮2啮合传递动力，多个齿轮组合式等效齿轮1与多个齿柱组合式等效齿轮2在啮合状态同步，并且无级别的改变直径传递动力成为无级变速传递动力的动力传动结构；
【A】、主动齿轮总成：包括一个中心齿轮3，设在中心齿轮3周围相啮合并固定转动位置的多个传动齿轮4，多个传动齿轮4同步转动，每一个传动齿轮4外沿设有一个能围绕传动齿轮4外沿、并能改变与传动齿轮4啮合部位的可变位齿轮5；每个传动齿轮4的大小和齿形齿数相同，每个可变位齿轮5的大小和齿形齿数相同；
可变位齿轮5为两端膨大的哑铃形结构，可变位齿轮5与传动齿轮4相啮合连接的膨大端为传动齿轮啮合变位齿轮5-1、可变位齿轮5与多个齿柱组合式等效齿轮2相啮合连接的膨大端为齿柱啮合变位齿轮5-2、在传动齿轮啮合变位齿轮5-1与齿柱啮合变位齿轮5-2中间的部分是无齿的中段光滑轴5-3；传动齿轮啮合变位齿轮5-1的外端有接叉件凸轴5-4，齿柱啮合变位齿轮5-2的外端有引导齿柱凸轴5-5；传动齿轮啮合变位齿轮5-1、齿柱啮合变位齿轮5-2、中段光滑轴5-3、接叉件凸轴5-4和引导齿柱凸轴5-5是一体并且是同一个转动中心轴线的结构；
还包括多个同步控制“U”字形件6，一个同步控制“U”字形件6控制一个可变位齿轮5绕传动齿轮4改变啮合部位；还包括一个调速盘15，调速盘15上设有多个穿过可变位齿轮5中段光滑轴5-3的短弧形孔16，一个可变位齿轮5的中段光滑轴5-3穿过一个短弧形孔16，全部的短弧形孔16呈放射状的关于中心对称分布；调速盘15使每个可变位齿轮5同步的改变与中心齿轮3中心的半径距离，达到每个可变位齿轮5任何时间与中心齿轮3中心的半径距离相等，全部可变位齿轮5以相同转速和相同的离中心齿轮3的半径距离，对从动齿轮总成传递动力，使该全部可变位齿轮5成为一个多个齿轮组合式等效齿轮1；
所述的同步控制“U”字形件6的两个“U”字形件平行叉件6-1分别与可变位齿轮5的中段光滑轴5-3和接叉件凸轴5-4呈转动相套的转动连接，同步控制“U”字形件6的“U”字形件中间轴6-2与啮合变位齿轮5-1的中心孔相套呈转动连接；
【B】、从动齿轮总成：包括一个有中心转轴的中空盘7，中空盘7中设有关于中心对称分布的多个中空盘放射状弧形孔9，在每个中空盘放射状弧形孔9的同一面分别都插入有一个齿柱8，每个中空盘放射状弧形孔9的形状相同、并且关于中空盘7的中心对称分布；还包括一个与中空盘7同转同轴并相重叠设置的齿柱定位盘10，齿柱定位盘10中设有关于中心对称分布的多个定位盘放射状弧形孔11；中空盘放射状弧形孔9与定位盘放射状弧形孔11的孔个数相同，中空盘放射状弧形孔9与定位盘放射状弧形孔11的弧形相反；弧形相反的中空盘放射状弧形孔9和一个定位盘放射状弧形孔11的两个弧孔交叉点有两盘通孔14；
一个齿柱8穿过一个中空盘放射状弧形孔9和一个定位盘放射状弧形孔11交叉点的两盘通孔14，齿柱8卡在中空盘7的中空部分设有膨大限位滑动块13；齿柱8仅在中空盘7那一面的顶端外侧面设有弧形面齿12，齿柱8的弧形面齿12与齿柱啮合变位齿轮5-2的齿形相同；齿柱8的另一端分别卡在中空盘7的一个中空盘放射状弧线孔9中和齿柱定位盘10的一个定位盘放射状弧形孔11中；中空盘放射状弧线孔9和定位盘放射状弧形孔11的数量相等、半径相等，弧形凸起方向反；使每一条中空盘放射状弧线孔9和对应的另一条定位盘放射状弧形孔11交叉点的一个两盘通孔14中插入一个齿柱8，每条中空盘放射状弧线孔9和对应的一条定位盘放射状弧形孔11交叉点的两盘通孔14是同步改变半径，全部齿柱8总是插入在两盘通孔14内，使全部齿柱8总是在相同半径上驱动所插入连接的中空盘7转动，同步改变半径的全部齿柱8成为一个多个齿柱组合式等效齿轮2；
【C】、多个可变位齿轮5与多根齿柱8的啮合传递动力：可变位齿轮5相对于中心齿轮3中心改变半径距离为该可变位齿轮5绕传动齿轮4公转，多个可变位齿轮5公转中心是多个齿轮组合式等效齿轮1的转动中心；多个齿柱8相对于中空盘7中心的转动为多个齿柱8公转，多个齿柱8公转中心为多个齿柱组合式等效齿轮2的转动中心；多个齿轮组合式等效齿轮1的转动中心与多个齿柱组合式等效齿轮2的转动中心相同；
在运动状态，一个齿柱8开始接触一个齿柱啮合变位齿轮5-2的接触起点，到该齿柱8离开该齿柱啮合变位齿轮5-2的脱离点之间为齿柱8的弧形面齿12；在多个齿柱啮合变位齿轮5-2与多个齿柱8相对于中心齿轮3中心的同步直径变化范围内，齿柱8的弧形面齿12弧形长度能使多个齿柱8当中至少有一个齿柱8与一个齿柱啮合变位齿轮5-2接触，使多个齿轮组合式等效齿轮1与多个齿柱组合式等效齿轮2中至少有一组齿柱8和齿柱啮合变位齿轮5-2处于啮合位置；
在接近弧形面齿12的齿柱8上设有“L”形定位啮合钩弧形板20，“L”形定位啮合钩弧形板20的啮合钩弧形板20-1与齿柱8之间用连接板20-2连接成一体；啮合钩弧形板20-1的两端有斜面21；啮合钩弧形板20-1与齿柱8的弧形面齿12之间能紧配合卡入可变位齿轮5的引导齿柱凸轴5-5，使齿柱啮合变位齿轮5-2与齿柱8的弧形面齿12紧密啮合；啮合钩弧形板20-1与引导齿柱凸轴5-5能滑动接触；齿柱8的弧形面齿12和齿柱8的啮合钩弧形板20-1之间能紧配合的卡入齿柱啮合变位齿轮5-2和引导齿柱凸轴5-5；
【D】、传递动力次序：一个中心齿轮3、多个传动齿轮4、一个传动齿轮4带动一个可变位齿轮5，多个传动齿轮4分别啮合的多个可变位齿轮5成为一个多个齿轮组合式等效齿轮1、每个可变位齿轮5的齿柱啮合变位齿轮5-2，分别与一根齿柱8的弧形面齿12啮合、一个多个齿轮组合式等效齿轮1带动一个有多根齿柱8组成的一个多个齿柱组合式等效齿轮2、这个多个齿柱组合式等效齿轮2的中空盘7的中心轴输出已被变速的动力；
【E】、无级调速操作部件的结构：调速盘15的中心与一根整机中心轴19转动相套，整机中心轴19的一端转动相套在中心齿轮3转动中心之中，整机中心轴19的另一端转动相套在中空盘7、齿柱定位盘10转动中心之中；
调速盘15上设有多个穿光滑轴短弧形孔16，每个可变位齿轮5的中段光滑轴5-3套在一个光滑轴短弧形孔16内；调速盘15的侧面边沿局部设有盘边沿齿17；调速操纵杆18上设有操纵杆斜纹齿18，盘边沿齿17与操纵杆斜纹齿18啮合；
【F】、无级变速传递动力次序：人力转动操纵杆斜纹齿18、盘边沿齿17被转动、调速盘15被转动、多个齿轮组合式等效齿轮1的中段光滑轴5-3被调速盘15带动转动、中段光滑轴5-3带动作传动齿轮啮合变位齿轮5-1绕传动齿轮4转动、传动齿轮啮合变位齿轮5-1与中心齿轮3的转动中心线的半径距离变化、调速盘15也使齿柱啮合变位齿轮5-2的转动中心线与整机中心轴19的距离半径变化、多个齿柱啮合变位齿轮5-2与多个齿柱8的弧形面齿12啮合圆半径距离变化、多个齿柱啮合变位齿轮5-2与多弧形面齿12啮合圆的周长变化、齿柱啮合变位齿轮5-2转速不变而啮合圆的周长变化，使多个齿柱组合式等效齿轮2的角速度变化；人操作调速盘15的无级变速动作，使齿柱啮合变位齿轮5-2的无级别连续性半径变化，最终多个齿柱组合式等效齿轮2产生无级别连续性转速变化。实现了中心齿轮3通过多个齿轮组合式等效齿轮1和多个齿柱组合式等效齿轮2传动时，调速盘15通过改变多个齿轮组合式等效齿轮1中齿柱啮合变位齿轮5-2与整机中心轴19的距离半径变化，把多个齿柱啮合变位齿轮5-2与多个齿柱8的弧形面齿12啮合圆半径距离产生变化，使多个齿柱8组成的多个齿柱组合式等效齿轮2产生无级变速的输出动力。

Claims (1)

1.直径可变式多齿轮组合成等效齿轮传动的无级变速器，包括主动齿轮总成和从动齿轮总成，其特征在于：主动齿轮总成中与从动齿轮总成啮合的主动齿轮总成最后一级齿轮为多个齿轮组合式等效齿轮(1)，从动齿轮总成中与主动齿轮总成啮合的从动齿轮总成第一级齿轮为多个齿柱组合式等效齿轮(2)，多个齿轮组合式等效齿轮(1)与多个齿柱组合式等效齿轮(2)啮合传递动力，多个齿轮组合式等效齿轮(1)与多个齿柱组合式等效齿轮(2)在啮合状态同步，并且无级别的改变直径传递动力成为无级变速传递动力的动力传动结构；
【A】、主动齿轮总成：包括一个中心齿轮(3)，设在中心齿轮(3)周围相啮合并固定转动位置的多个传动齿轮(4)，多个传动齿轮(4)同步转动，每一个传动齿轮(4)外沿设有一个能围绕传动齿轮(4)外沿、并能改变与传动齿轮(4)啮合部位的可变位齿轮(5)；每个传动齿轮(4)的大小和齿形齿数相同，每个可变位齿轮(5)的大小和齿形齿数相同；
可变位齿轮(5)为两端膨大的哑铃形结构，可变位齿轮(5)与传动齿轮(4)相啮合连接的膨大端为传动齿轮啮合变位齿轮(5-1)、可变位齿轮(5)与多个齿柱组合式等效齿轮(2)相啮合连接的膨大端为齿柱啮合变位齿轮(5-2)、在传动齿轮啮合变位齿轮(5-1)与齿柱啮合变位齿轮(5-2)中间的部分是无齿的中段光滑轴(5-3)；传动齿轮啮合变位齿轮(5-1)的外端有接叉件凸轴(5-4)，齿柱啮合变位齿轮(5-2)的外端有引导齿柱凸轴(5-5)；传动齿轮啮合变位齿轮(5-1)、齿柱啮合变位齿轮(5-2)、中段光滑轴(5-3)、接叉件凸轴(5-4)和引导齿柱凸轴(5-5)是一体并且是同一个转动中心轴线的结构；
还包括多个同步控制“U”字形件(6)，一个同步控制“U”字形件(6)控制一个可变位齿轮(5)绕传动齿轮(4)改变啮合部位；还包括一个调速盘(15)，调速盘(15)上设有多个穿过可变位齿轮(5)中段光滑轴(5-3)的短弧形孔(16)，一个可变位齿轮(5)的中段光滑轴(5-3)穿过一个短弧形孔(16)，全部的短弧形孔(16)呈放射状的关于中心对称分布；调速盘(15)使每个可变位齿轮(5)同步的改变与中心齿轮(3)中心的半径距离，达到每个可变位齿轮(5)任何时间与中心齿轮(3)中心的半径距离相等，全部可变位齿轮(5)以相同转速和相同的离中心齿轮(3)的半径距离，对从动齿轮总成传递动力，使该全部可变位齿轮(5)成为一个多个齿轮组合式等效齿轮(1)；
所述的同步控制“U”字形件(6)的两个“U”字形件平行叉件(6-1)分别与可变位齿轮(5)的中段光滑轴(5-3)和接叉件凸轴(5-4)呈转动相套的转动连接，同步控制“U”字形件(6)的“U”字形件中间轴(6-2)与啮合变位齿轮(5-1)的中心孔相套呈转动连接；
【B】、从动齿轮总成：包括一个有中心转轴的中空盘(7)，中空盘(7)中设有关于中心对称分布的多个中空盘放射状弧形孔(9)，在每个中空盘放射状弧形孔(9)的同一面分别都插入有一个齿柱(8)，每个中空盘放射状弧形孔(9)的形状相同、并且关于中空盘(7)的中心对称分布；还包括一个与中空盘(7)同转同轴并相重叠设置的齿柱定位盘(10)，齿柱定位盘(10)中设有关于中心对称分布的多个定位盘放射状弧形孔(11)；中空盘放射状弧形孔(9)与定位盘放射状弧形孔(11)的孔个数相同，中空盘放射状弧形孔(9)与定位盘放射状弧形孔(11)的弧形相反；弧形相反的中空盘放射状弧形孔(9)和一个定位盘放射状弧形孔(11)的两个弧孔交叉点有两盘通孔(14)；
一个齿柱(8)穿过一个中空盘放射状弧形孔(9)和一个定位盘放射状弧形孔(11)交叉点的两盘通孔(14)，齿柱(8)卡在中空盘(7)的中空部分设有膨大限位滑动块(13)；齿柱(8)仅在中空盘(7)那一面的顶端外侧面设有弧形面齿(12)，齿柱(8)的弧形面齿(12)与齿柱啮合变位齿轮(5-2)的齿形相同；齿柱(8)的另一端分别卡在中空盘(7)的一个中空盘放射状弧线孔(9)中和齿柱定位盘(10)的一个定位盘放射状弧形孔(11)中；中空盘放射状弧线孔(9)和定位盘放射状弧形孔(11)的数量相等、半径相等，弧形凸起方向反；全部齿柱(8)插入在两盘通孔(14)内，全部齿柱(8)在相同半径上驱动所插入连接的中空盘(7)转动，同步改变半径的全部齿柱(8)成为一个多个齿柱组合式等效齿轮(2)；
【C】、多个可变位齿轮(5)与多根齿柱(8)的啮合传递动力：可变位齿轮(5)相对于中心齿轮(3)中心改变半径距离为该可变位齿轮(5)绕传动齿轮(4)公转，多个可变位齿轮(5)公转中心是多个齿轮组合式等效齿轮(1)的转动中心；多个齿柱(8)相对于中空盘(7)中心的转动为多个齿柱(8)公转，多个齿柱(8)公转中心为多个齿柱组合式等效齿轮(2)的转动中心；多个齿轮组合式等效齿轮(1)的转动中心与多个齿柱组合式等效齿轮(2)的转动中心相同；
在运动状态，一个齿柱(8)开始接触一个齿柱啮合变位齿轮(5-2)的接触起点，到该齿柱(8)离开该齿柱啮合变位齿轮(5-2)的脱离点之间为齿柱(8)的弧形面齿(12)；在多个齿柱啮合变位齿轮(5-2)与多个齿柱(8)相对于中心齿轮(3)中心的同步直径变化范围内，齿柱(8)的弧形面齿(12)弧形长度能使多个齿柱(8)当中至少有一个齿柱(8)与一个齿柱啮合变位齿轮(5-2)接触，使多个齿轮组合式等效齿轮(1)与多个齿柱组合式等效齿轮(2)中至少有一组齿柱(8)和齿柱啮合变位齿轮(5-2)处于啮合位置；
在接近弧形面齿(12)的齿柱(8)上设有“L”形定位啮合钩弧形板(20)，“L”形定位啮合钩弧形板(20)的啮合钩弧形板(20-1)与齿柱(8)之间用连接板(20-2)连接成一体；啮合钩弧形板(20-1)的两端有斜面(21)；啮合钩弧形板(20-1)与齿柱(8)的弧形面齿(12)之间能紧配合卡入可变位齿轮(5)的引导齿柱凸轴(5-5)，使齿柱啮合变位齿轮(5-2)与齿柱(8)的弧形面齿(12)紧密啮合；啮合钩弧形板(20-1)与引导齿柱凸轴(5-5)能滑动接触；
【D】、传递动力次序：一个中心齿轮(3)、多个传动齿轮(4)、一个传动齿轮(4)带动一个可变位齿轮(5)，多个传动齿轮(4)分别啮合的多个可变位齿轮(5)成为一个多个齿轮组合式等效齿轮(1)、每个可变位齿轮(5)的齿柱啮合变位齿轮(5-2)，分别与一根齿柱(8)的弧形面齿(12)啮合、一个多个齿轮组合式等效齿轮(1)带动一个有多根齿柱(8)组成的一个多个齿柱组合式等效齿轮(2)、这个多个齿柱组合式等效齿轮(2)的中空盘(7)的中心轴输出已被变速的动力；
【E】、无级调速操作部件的结构：调速盘(15)的中心与一根整机中心轴(19)转动相套，整机中心轴(19)的一端转动相套在中心齿轮(3)转动中心之中，整机中心轴(19)的另一端转动相套在中空盘(7)、齿柱定位盘(10)转动中心之中；
调速盘(15)上设有多个穿光滑轴短弧形孔(16)，每个可变位齿轮(5)的中段光滑轴(5-3)套在一个光滑轴短弧形孔(16)内；调速盘(15)的侧面边沿局部设有盘边沿齿(17)；调速操纵杆上设有操纵杆斜纹齿(18)，盘边沿齿(17)与操纵杆斜纹齿(18)啮合；
【F】、无级变速传递动力次序：操纵杆斜纹齿(18)、盘边沿齿(17)、调速盘(15)、中段光滑轴(5-3)、传动齿轮啮合变位齿轮(5-1)绕传动齿轮(4)转动、传动齿轮啮合变位齿轮(5-1)与中心齿轮(3)的转动中心线的半径距离变化、齿柱啮合变位齿轮(5-2)的转动中心线的半径距离变化、多个齿柱啮合变位齿轮(5-2)与多个齿柱(8)的啮合圆半径距离变化、啮合圆的周长变化、齿柱啮合变位齿轮(5-2)转速不变而啮合圆的周长变化使多个齿柱组合式等效齿轮(2)的角速度变化；齿柱啮合变位齿轮(5-2)的无级别连续性半径变化使多个齿柱组合式等效齿轮(2)产生无级别连续性转速变化。
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