CN108443443A - 低轴向载荷的无级变速装置及自行车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及变速器领域，具体涉及了一种低轴向载荷的无级变速装置，包括基座、驱动带轮、从动带轮、传动带和调距机构，传动带卷绕于驱动带轮和从动带轮上；驱动带轮包括传动轴、固定轮和滑动轮，传动轴转动连接于基座；调距机构包括两个转动地套接于传动轴上且能够沿轴向滑动的调距筒，两个调距筒的首端均设有端面凸轮，两个端面凸轮相对设置，且端面凸轮上设有防滑齿；其中一个调距筒的尾端转动地抵接于传动轴一端部上的阻挡部，另一个调距筒的尾端转动地抵接于滑动轮上；在不进行调距筒变速的情况下，两个调距筒会跟随传动轴、滑动轮和固定轮一同旋转，消除了调距筒和滑动轮之间的挤压力对驱动带轮旋转的顺滑性的影响。
Description
技术领域
本发明涉及变速器领域，特别是涉及一种低轴向载荷的无级变速装置及自行车。
背景技术
凸轮式无级变速器一般设有滑动轮、固定轮和两个调距筒，两个调距筒的首端均设有端面凸轮，以调节滑动轮和固定轮的间距；其中，凸轮式无级变速器的其中一个调距筒固定在基座上，另一个调距筒的尾端通过平面轴承转动连接于滑动轮。在这种变速器结构当中，在不进行调距筒变速的情况下，连接于滑动轮的调距筒处于静止状态，该调距筒和飞速转动的滑动轮相对旋转，然而该调距筒和滑动轮这二者在轴向方向上会对对方产生较大的挤压力，即该调距筒和滑动轮之间的挤压力较大，即便二者之间设有平面轴承，但在较大的挤压力的作用下，平面轴承也会产生较大的摩擦力，使得该调距筒和滑动轮之间的旋转不够顺滑，或者说是需要较大的力来驱动传统的凸轮式无级变速器的滑动轮。尤其是当传动的凸轮式无级变速器装配至自行车上时，用户需要施加更大的力来克服该变速器产生的摩擦力。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种低轴向载荷的无级变速装置，其驱动带轮在轴向上与基座的顶推力较小，能够降低基座和驱动带轮之间的摩擦力。
基于此，本发明提供了一种低轴向载荷的无级变速装置，包括基座、驱动带轮、从动带轮、传动带和调距机构，所述传动带卷绕于所述驱动带轮和从动带轮上；
所述驱动带轮包括传动轴、固接于所述传动轴上的固定轮和不可相对转动地套接于所述传动轴上且能够沿其轴向滑动的滑动轮，所述传动轴转动连接于所述基座；
所述调距机构包括两个转动地套接于所述传动轴上且能够沿轴向滑动的调距筒，两个所述调距筒的首端均设有端面凸轮，两个所述端面凸轮相对设置，且所述端面凸轮上设有防滑齿；其中一个所述调距筒的尾端转动地抵接于所述传动轴一端部上的阻挡部，另一个所述调距筒的尾端转动地抵接于所述滑动轮上；
当施力迫使两个所述调距筒发生相对转动，使得二者在轴向上发生相对位移，连接于所述滑动轮的所述调距筒在轴向方向上顶推或拉扯所述滑动轮，以调节所述滑动轮和固定轮的间距。
作为优选的，所述调距筒的外侧壁上设有第一轮齿；所述调距机构还包括制动部、齿轮和平行于所述传动轴的驱动杆，所述驱动杆上设有凸轮，所述制动部的正面和其中一个所述调距筒的外侧壁相对设置，所述制动部的背面抵接于所述凸轮，所述驱动杆通过单向轴承连接于所述齿轮，所述齿轮的轮齿啮合于所述第一轮齿。
作为优选的，所述调距筒的外侧壁上设有第一轮齿；所述调距机构还包括制动部、驱动部和平行于所述传动轴的驱动杆，所述制动部的正面和其中一个所述调距筒的外侧壁相对设置；所述驱动部呈U形结构，且其两端部均套设于所述驱动杆上，所述驱动部的其中一端设有凸轮，另一端设有第二轮齿；所述制动部的背面抵接于所述凸轮，所述第二轮齿和另一个所述调距筒的外侧壁相对设置。
作为优选的，所述制动部的正面上设有制动轮齿，所述制动部的侧边设有通过一弹性件连接于所述制动部的减速件，所述减速件和所述调距筒的外侧壁的间距小于所述制动轮齿和所述调距筒的外侧壁的间距。
作为优选的，所述制动部的背面设有顶推杆，所述顶推杆的自由端抵接于所述凸轮上。
作为优选的，所述制动部、齿轮和驱动杆的数量均为两个，两个所述驱动杆分别位于所述传动轴的两侧，两个所述制动部的正面分别与不同的所述调距筒的外侧壁相对设置。
作为优选的，抵接于所述阻挡部的所述调距筒和所述阻挡部之间设有一弹性缓冲件。
为了解决相同的技术问题，本发明还提供了一种自行车，包括上述的低轴向载荷的无级变速装置。
本发明的低轴向载荷的无级变速装置及自行车，传动轴转动连接于基座，驱动带轮的滑动轮和固定轮均套设于传动轴上；同时，传动轴上还转动地套设有两个调距筒，两个调距筒的首端均设有端面凸轮，两个端面凸轮相对设置，在两个调距筒相对旋转时，两个调距筒的尾端之间的距离会增大或减小；其中一个调距筒的尾端转动抵接于传动轴一端部上的阻挡部，另一个调距筒的尾端转动抵接于滑动轮，对两个调距筒施力使二者相对旋转，迫使连接于滑动轮的调距筒顶推或拉扯滑动轮，以改变滑动轮和固定轮的间距；由于两个调距筒均套设于传动轴上，在传动轴转动时，调距筒、滑动轮和固定轮会一同转动，调距筒和滑动轮之间的在轴向方向的挤压力并不会传递至基座上，以降低基座和传动轴之间的轴向载荷。
附图说明
图1是本发明实施例的低轴向载荷的无级变速装置的局部剖面示意图之一；
图2是本发明实施例的低轴向载荷的无级变速装置的局部剖面示意图之二；
图3是本发明实施例的低轴向载荷的无级变速装置的调距机构局部结构示意图；
图4是本发明实施例的低轴向载荷的无级变速装置的整体结构示意图；
图5是本发明实施例的低轴向载荷的无级变速装置的局部剖面示意图之三；
图6是本发明实施例的低轴向载荷的无级变速装置的局部剖面示意图之四。
其中，1、基座；2、驱动带轮；21、传动轴；21a、阻挡部；21b、弹性缓冲件；22、滑动轮；23、固定轮；3、传动带；4、从动带轮；5、调距机构；51、调距筒；51a、端面凸轮；51b、第一轮齿；52、制动部；52a、制动轮齿；52b、减速件；52c、弹性件；52d、顶推杆；53、驱动杆；54、齿轮；54a、单向轴承；55、凸轮；56、驱动部；56a、第二轮齿。
具体实施方式
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。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
结合图1至图4所示，示意性地显示了本发明的低轴向载荷的无级变速装置，包括基座1、驱动带轮2、从动带轮4、传动带3和调距机构5，其中，传动带3卷绕于驱动带轮2和从动带轮4上，驱动带轮2带动传动带3运动进而使从动带轮4转动。
驱动带轮2包括传动轴21、固接于传动轴21上的固定轮23和不可相对转动地套接于传动轴21上且能够沿其轴向滑动的滑动轮22，传动轴21转动连接于基座1，通过改变固定轮23和滑动轮22的间距来改变传动带3和驱动带轮2相交处的线速度，从而无级地调节该变速装置的变速比。
调距机构5包括两个转动地套接于传动轴21上且均能够沿轴向滑动的调距筒51，两个调距筒51的首端均设有端面凸轮51a，两个端面凸轮51a相对设置，且端面凸轮51a上设有防滑齿。根据端面凸轮51a的物理结构，当两个调距筒51发生相对旋转运动时，两个调距筒51会在轴向上相靠近或相背离运动。又由于端面凸轮51a上设有防滑齿，因此需要对两个调距筒51施加一定的力才能够迫使二者发生相对旋转运动，防止两个调距筒51在无人操作的时候相对旋转。其中一个调距筒51的尾端转动地抵接于传动轴21一端部上的阻挡部21a，另一个调距筒51的尾端转动地抵接于滑动轮22上。当施力迫使两个调距筒51发生相对旋转运动，使得两个调距筒51在轴向上发生相对位移，连接于滑动轮22的调距筒51在轴向方向上顶推或拉扯滑动轮22，以改变滑动轮22和固定轮23的间距，进而实现无级变速。
传统的凸轮式无级变速器一般也设有两个调距筒，且两个调距筒都是通过两个端面凸轮来实现两个调距筒在轴向上的相对位移，以调节滑动轮和固定轮的间距；其中，传统的凸轮式无级变速器的其中一个调距筒固定在基座上，另一个调距筒的首端设有上述端面凸轮，其尾端通过平面轴承转动连接于滑动轮。在这种变速器结构当中，在不进行调距筒变速的情况下，连接于滑动轮的调距筒处于静止状态，该调距筒和飞速转动的滑动轮相对旋转，然而该调距筒和滑动轮这二者在轴向方向上会对对方产生较大的挤压力，即该调距筒和滑动轮之间的挤压力较大，即便二者之间设有平面轴承，但在较大的挤压力的作用下，平面轴承也会产生较大的摩擦力，使得该调距筒和滑动轮之间的旋转不够顺滑，或者说是需要较大的力来驱动传统的凸轮式无级变速器的滑动轮。尤其是当传动的凸轮式无级变速器装配至自行车上时，用户需要施加更大的力来克服该变速器产生的摩擦力。
反观本发明的低轴向载荷的无级变速装置，两个调距筒51均套设于传动轴21上，在不进行调距筒51变速的情况下，两个调距筒51会跟随传动轴21、滑动轮22和固定轮23一同旋转，消除了调距筒51和滑动轮22之间的挤压力对驱动带轮2旋转的顺滑性的影响。
具体地，调距机构5还包括制动部52、齿轮54和平行于传动轴21的驱动杆53，驱动杆53上设有凸轮55，制动部52的正面和其中一个调距筒51的外侧壁相对设置，制动部52的背面抵接于凸轮55上，当旋动驱动杆53时，凸轮55推动制动部52朝其正面方向运动并迫使制动部52挤压与其相对的调距筒51的外侧壁，迫使该调距筒51停止转动；驱动杆53还通过单向轴承54a连接于齿轮54，调距筒51的外侧壁还设有第一轮齿51b，齿轮54的轮齿啮合于第一轮齿51b。当传动轴21正转时，传动轴21上的滑动轮22、固定轮23和两个调距筒51也一同旋转，由于齿轮54的轮齿啮合于第一轮齿51b，和齿轮54啮合的调距筒51会带动齿轮54旋转，此时齿轮54的旋向和单向轴承54a允许转动的旋向相同，因此在齿轮54旋转的时候驱动杆53并不会跟随齿轮54旋转。当朝着一特定旋向转动驱动杆53时，驱动杆53的旋向和单向轴承54a允许转动的旋向相反，驱动杆53带动齿轮54反向转动，进而带动与齿轮54啮合的调距筒51逆着滑动轮22的旋向转动，与此同时，驱动杆53还带动凸轮55转动，凸轮55顶推制动部52朝其正面方向运动并挤压另一个调距筒51，迫使另一个调距筒51停止转动；至此，齿轮54带动与其啮合的调距筒51旋转，制动部52阻止另一个调距筒51旋转，使两个调距筒51产生相对旋转运动，以调节滑动轮22和固定轮23的间距，实现无级变速。
制动部52的正面上设有制动轮齿52a，制动部52的侧边设有减速件52b，其中，减速件52b通过一弹性件52c连接于制动部52。减速件52b和调距筒51的外侧壁的间距小于制动轮齿52a和调距筒51的外侧壁的间距，制动部52朝其正面方向运动时，减速件52b会比制动轮齿52a更早接触到调距筒51的外侧壁，此时减速件52b挤压调距筒51的外侧壁使调距筒51的转速下降，而后制动轮齿52a啮合于调距筒51的第一轮齿51b，锁止调距筒51以防调距筒51转动。优选的，制动部52的背面还设有顶推杆52d，顶推杆52d的自由端抵接于凸轮55上。
在本实施例中，制动部52、齿轮54和驱动杆53的数量均为两个，两个驱动杆53分别位于传动轴21的两侧，两个制动部52的正面分别与不同的调距筒51的外侧壁相对设置，其中，两个齿轮54的单向轴承54a的允许转动旋向相同。为了使该变速装置变速更平顺，抵接于阻挡部21a的调距筒51和阻挡部21a之间设有一弹性缓冲件21b。
实施例2
结合图5和图6所示，本实施例与实施例1基本相同，调距机构5同样包括制动部52和平行于传动轴21的驱动杆53，调距筒51的外侧壁上设有第一轮齿51b，区别在于，调距机构5还包括驱动部56，驱动部56呈U形结构，且其两端部均套设于驱动杆53上，驱动部56的其中一端设有凸轮55，另一端设有第二轮齿56a，第二轮齿56a和其中一个调距筒51的外侧壁相对设置，在无人操作时第二轮齿56a和第一轮齿51b仅仅是相对设置，并未啮合；制动部52的正面和另一个调距筒51的外侧壁相对设置，制动部52的背面抵接于凸轮55上。对驱动部56施力迫使第二轮齿56a和第一轮齿51b啮合，同时驱动部56一端的凸轮55抵接并顶推制动部52朝其正面运动，以阻止与制动部52相对设置的调距筒51转动，当摆动驱动部56即可使两个调距筒51产生相对旋转，进而调节滑动轮22和固定轮23的间距。
为了解决相同的技术问题，本发明还提供了一种自行车，包括上述的低轴向载荷的无级变速装置。
综上所述，本发明的低轴向载荷的无级变速装置及自行车，传动轴21转动连接于基座1，驱动带轮2的滑动轮22和固定轮23均套设于传动轴21上；同时，传动轴21上还转动地套设有两个调距筒51，两个调距筒51的首端均设有端面凸轮51a，两个端面凸轮51a相对设置，在两个调距筒51相对旋转时，两个调距筒51的尾端之间的距离会增大或减小；其中一个调距筒51的尾端转动抵接于传动轴21一端部上的阻挡部21a，另一个调距筒51的尾端转动抵接于滑动轮22，对两个调距筒51施力使二者相对旋转，迫使连接于滑动轮22的调距筒51顶推或拉扯滑动轮22，以改变滑动轮22和固定轮23的间距；由于两个调距筒51均套设于传动轴21上，在传动轴21转动时，调距筒51、滑动轮22和固定轮23会一同转动，调距筒51和滑动轮22之间的在轴向方向的挤压力并不会传递至基座1上，以降低基座1和传动轴21之间的轴向载荷。
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替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种低轴向载荷的无级变速装置，其特征在于，包括基座、驱动带轮、从动带轮、传动带和调距机构，所述传动带卷绕于所述驱动带轮和从动带轮上；
所述驱动带轮包括传动轴、固接于所述传动轴上的固定轮和不可相对转动地套接于所述传动轴上且能够沿其轴向滑动的滑动轮，所述传动轴转动连接于所述基座；
所述调距机构包括两个转动地套接于所述传动轴上且能够沿轴向滑动的调距筒，两个所述调距筒的首端均设有端面凸轮，两个所述端面凸轮相对设置，且所述端面凸轮上设有防滑齿；其中一个所述调距筒的尾端转动地抵接于所述传动轴一端部上的阻挡部，另一个所述调距筒的尾端转动地抵接于所述滑动轮上；
当施力迫使两个所述调距筒发生相对转动，使得二者在轴向上发生相对位移，连接于所述滑动轮的所述调距筒在轴向方向上顶推或拉扯所述滑动轮，以调节所述滑动轮和固定轮的间距。
2.根据权利要求1所述的低轴向载荷的无级变速装置，其特征在于，所述调距筒的外侧壁上设有第一轮齿；所述调距机构还包括制动部、齿轮和平行于所述传动轴的驱动杆，所述驱动杆上设有凸轮，所述制动部的正面和其中一个所述调距筒的外侧壁相对设置，所述制动部的背面抵接于所述凸轮，所述驱动杆通过单向轴承连接于所述齿轮，所述齿轮的轮齿啮合于所述第一轮齿。
3.根据权利要求1所述的低轴向载荷的无级变速装置，其特征在于，所述调距筒的外侧壁上设有第一轮齿；所述调距机构还包括制动部、驱动部和平行于所述传动轴的驱动杆，所述制动部的正面和其中一个所述调距筒的外侧壁相对设置；所述驱动部呈U形结构，且其两端部均套设于所述驱动杆上，所述驱动部的其中一端设有凸轮，另一端设有第二轮齿；所述制动部的背面抵接于所述凸轮，所述第二轮齿和另一个所述调距筒的外侧壁相对设置。
4.根据权利要求2或3任一项所述的低轴向载荷的无级变速装置，其特征在于，所述制动部的正面上设有制动轮齿，所述制动部的侧边设有通过一弹性件连接于所述制动部的减速件，所述减速件和所述调距筒的外侧壁的间距小于所述制动轮齿和所述调距筒的外侧壁的间距。
5.根据权利要求2或3任一项所述的低轴向载荷的无级变速装置，其特征在于，所述制动部的背面设有顶推杆，所述顶推杆的自由端抵接于所述凸轮上。
6.根据权利要求2所述的低轴向载荷的无级变速装置，其特征在于，所述制动部、齿轮和驱动杆的数量均为两个，两个所述驱动杆分别位于所述传动轴的两侧，两个所述制动部的正面分别与不同的所述调距筒的外侧壁相对设置。
7.根据权利要求1所述的低轴向载荷的无级变速装置，其特征在于，抵接于所述阻挡部的所述调距筒和所述阻挡部之间设有一弹性缓冲件。
8.一种自行车，其特征在于，包括如权利要求1或2或3或6或7任一项所述的低轴向载荷的无级变速装置。
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