CN109555825B - 一种不停车在线无级连续变速传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不停车在线无级连续变速传动装置，主要由箱体、输入模块、中间模块、变速模块、输出模块和拉伸弹簧组成；其中输入模块包括输入轴和支撑套筒；中间模块包括控制轮、轴承盖、径向载荷轴承、轴向载荷轴承、动力筒和动力盘；变速模块包括拨叉、导轨、滑块、曲柄、和拨叉驱动轴；输出模块包括摩擦轮、传动筒和输出轴；动力盘与支撑套筒之间通过环绕输入轴布置并沿轴向延伸的拉伸弹簧连接，拉伸弹簧始终为拉伸状态。本发明结构紧凑、易于操作，在机器传动工作中不需要设备停机，就能够实现传动系统的在线连续无级变速，同时可以实现速度的精确控制。

Description

一种不停车在线无级连续变速传动装置

技术领域

本发明涉及在线连续无级变速技术领域，尤其涉及到一种在传动系统不停车情况下，可实现在线连续无级变速的传动功能的装置。

背景技术

传统的传动系统多采用齿轮传动，当需要改变转速时，需先停车，使输出轴停止转动，通过挂齿箱，改变不同齿轮配比的啮合，进而改变传动比，以改变输出轴转速。此过程电机需频繁启停，这样既耗费了时间，又对传动系统本身产生一定的损害。

中国发明专利CN88103976A公开了一种用于动力传动的双行星无级变矩器，双行星无级变矩器是由两个行星轮系机构、凸轮和液压自动控制机构组成，根据输出端外载荷变化自动变速变矩，使输出转速和转矩成反比的恒功率传动机械传动装置。

中国发明专利CN106402303A公开了一种变速器，通过工作中动力不脱离，改变驱动轮和从动轮中齿圈的周长比改变转速比和扭矩比，使该变速器的驱动轮和从动轮之间可调出设定范围内的扭矩比和对应的转速比。

中国发明专利CN106481749A公开了一种多离合器变速器传动装置，通过拨叉改变不同齿轮的啮合，进而改变传动比，实现转速定档改变；通过两个离合器的串联实现多档变速。

已有的变速传动装置基本都采用改变不同齿轮配比的啮合的方式改变传动比，很难实现不停车在线连续无级变速。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不停车在线无级连续变速传动装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种不停车在线无级连续变速传动装置，主要由箱体39、输入模块、中间模块、变速模块、输出模块和拉伸弹簧18组成；

其中输入模块包括输入轴6和支撑套筒20；

输入轴6由一端穿入箱体39并与其转动连接，输入轴6位于箱体39内的轴体上设花键轴段；设定输入轴6穿入箱体39所在的一端为右；

支撑套筒20固定套设在输入轴6上并位于花键轴段的右侧，输入轴6的转动带支撑套筒20同步转动；

中间模块包括控制轮1、轴承盖3、径向载荷轴承4、轴向载荷轴承5、动力筒8和动力盘10；

动力筒8套设于输入轴6的花键轴段上，且动力筒8的内孔上布有花键齿与输入轴6配合，输入轴6的转动带动动力筒8同步转动；动力筒8位于其左端部处设阶梯凸起部；

控制轮1套设在动力筒8的阶梯凸起部并与其转动配合，控制轮1的外圆周上布有定位凹槽；

轴承盖3固定在控制轮1的右侧，且轴承盖3与动力筒8阶梯凸起部的立面之间通过径向载荷轴承4转动配合；

动力盘10固定套设在动力筒8上，动力筒8转动带动动力盘10同步转动；

变速模块包括拨叉11、导轨14、滑块15、曲柄21、和拨叉驱动轴33；

导轨14与输入轴6平行布置，并固定于箱体39；拨叉11套设在导轨14上并与其轴向滑动导向配合；拨叉11通过其下部设置的半圆形卡口抱设于控制轮1的外圆周上，该半圆形卡口处设有与定位凹槽相配合的定位凸台；

导轨14上位于拨叉11两侧设有与导轨14轴向滑动导向配合的滑块，两滑块上部通过连板固定连接形成拨叉滑块15，拨叉滑块15的顶部还固设有销轴；

曲柄21与导轨14平行布置，且曲柄21的一端与拨叉滑块15的顶部的销轴转动连接；

拨叉驱动轴33穿过箱体39与其转动配合，且拨叉驱动轴33的下端固定设有偏心销轴，曲柄21的另一端与拨叉驱动轴33上的偏心销轴转动连接，从而形成曲柄滑块结构，使拨叉驱动轴33的转动转化为拨叉滑块15的移动，拨叉滑块15移动通过拨叉11带动控制轮1轴向移动；

输出模块包括摩擦轮25、传动筒34和输出轴40；

摩擦轮25套设于支撑套筒20上并与其转动配合；

输出轴40与输入轴6同轴设置，且输出轴40右端由箱体另一侧穿出并与其转动连接；摩擦轮25与输入轴6通过同轴套设于输出轴40外侧的传动筒34固定连接，实现由摩擦轮25向输出轴40的动力传动；

动力盘10与支撑套筒20之间通过环绕输入轴6布置并沿轴向延伸的拉伸弹簧的拉伸弹簧18连接，拉伸弹簧18始终为拉伸状态；中间模块的动力盘10的右端面在拉伸弹簧18牵引作用下向输出模块的摩擦轮25趋向靠拢或靠拢接触。

箱体39上靠近输入轴6的一端设为左端盖16，输入轴6通过径向载荷轴承7支撑在左端盖16处，输入轴6的右端伸入至设于输出轴40左侧的内孔并通过径向载荷轴承36相连。

所述定位凹槽为梯形凹槽，与之配合的拨叉11上的定位凸台为梯形凸台。

动力盘10呈阶梯孔形腔体，其右大端端面附有耐摩擦层。

动力盘10右侧的内阶梯台阶处均布有多个吊环螺钉17与拉伸弹簧18对应连接；

支撑套筒20的左端面圆环上均匀固定有多个吊环螺钉19与拉伸弹簧18对应连接。

动力盘10的小径外圆周上设有多个均匀分布的螺纹通孔，螺纹通孔处穿过有螺钉9与动力筒8固定。

拨叉驱动轴33通过径向载荷轴承32与箱体39相连，拨叉驱动轴33伸出箱体39的端部固定有手柄30。

拨叉驱动轴33上端部为花键齿结构，且拨叉驱动轴33周向一处设有L型的拨片27，拨片27通过销轴安装于箱体39上，拨片27以销轴为中心转动可使拨片27的一端与拨叉驱动轴33的花键齿的齿空位相抵，形成对拨叉驱动轴33的防转锁死。

导轨14与拨叉11和拨叉滑块15的配合段为花键配合；

导轨14左端与左端盖16上配设的导轨穿孔通过平键连接，且左端盖16左侧与导轨穿孔对应处设有导轨端盖12，导轨端盖12通过螺钉13与左端盖16的固定连接；

导轨14右端与箱体39配设的导轨穿孔通过平键连接。

输入轴6与支撑套筒20通过平键43连接；

输出轴40通过径向载荷轴承37和径向载荷轴承38与箱体39支撑相连形成转动配合；

摩擦轮25与支撑套筒20通过径向载荷轴承22和径向载荷轴承23支撑相连形成转动配合；

动力筒8的外圆周上通过径向载荷轴承4与控制轮1支撑相连形成转动配合；

轴承盖3通过螺钉9与动力盘10固定；

传动筒34为薄壁圆形筒，通过螺钉24和螺钉35分别与摩擦轮25和输出轴40连接。

本发明的有益效果如下：

一、本发明结构紧凑、易于操作，在机器传动工作中不需要设备停机，就能够实现传动系统的在线连续无级变速，同时可以实现速度的精确控制。

二、本发明中输入模块的功能是在传动系统中提供输入的动力。其过程为动力系统把动力输送给输入轴，带动输入轴旋转，输出轴可获得相比于输入轴的同步、异步、停止三种输出功能。输入轴与支撑套筒固定连接，以实现支撑套筒与输入轴同步转动；输入轴与中间模块的动力筒通过花键相连，实现转速传递到中间模块的动力筒上；支撑套筒的左侧端面连接拉伸弹簧的一端；在支撑套筒的外圆周上，通过径向载荷轴承支撑与输出模块连接，实现输入模块和输出模块差速转动。

三、本发明中中间模块的功能是在传动系统中实现动力传递。其过程为控制轮与轴承盖固定，在输入轴与动力筒同步转动同时，实现控制轮与动力筒同步轴向移动时且不随动力筒转动；动力筒内侧通过花键槽与输入模块中输入轴联接，完成动力传递，实现动力筒与输入模块同步转动；动力盘与动力筒固定，实现与动力筒的同步转动；动力盘与拉伸弹簧的一端连接，使动力盘的右端面与输出模块接触提供传递力矩。中间模块通过变速模块提供轴向位置滑移量，带动中间模块在输入轴上轴向滑动。

四、本发明中动力筒通过轴向载荷轴承与拉伸弹簧的配合，实现动力筒和控制轮在输入轴上同步滑动，通过径向载荷轴承支撑与控制轮连接，实现动力筒的旋转与控制轮不联动；动力筒通过销钉与动力盘固定，实现动力筒和动力盘同步移动和转动，该过程实现了在不停车情况下对动力盘的控制。

五、本发明中变速模块的功能是在传动系统中实现速度控制。其过程为通过带动拨叉驱动轴旋转，拨叉驱动轴上的偏心销轴带动曲柄移动，同时拨叉曲柄与滑块上的销轴连接，带动拨叉滑块在导轨上移动，拨叉滑块进而带动拨叉移动；并且还能够在达到需要输出轴的转速后，拨动拨片的位置，使拨片的一端与拨叉驱动轴的花键齿间的空位形成配合，实现变速模块从拨叉驱动轴→曲柄→拨叉滑块→导轨→拨叉的制动。

六、本发明中输出模块的功能是在传动系统中实现动力输出。其过程为中间模块的动力通过动力盘的摩擦面（即右端面）传递给摩擦轮，二者依靠端面产生摩擦力矩，带动摩擦轮转动，摩擦轮与传动筒联接，带动传动筒同步转动，传动筒与输出轴联接，这样，由输入轴传来的动力经由动力筒→动力盘→摩擦轮→传动筒传给输出轴；转速的改变依赖于变速模块中控制轮带动动力筒→动力盘，在输入轴的外表面的花键轴向移动实现动力盘与摩擦轮的接触摩擦产生的传动力矩的大小而改变，带动输出轴转动，实现动力输出。

七、本发明中拉伸弹簧的功能是在传动系统中连接中间模块和输出模块。其过程为拉伸弹簧一端通过吊环螺钉连接中间模块，一端通过吊环螺钉连接输入模块，工作状态始终为拉伸状态，与变速模块联合作用，为输出模块提供力矩。

八、本发明中拉伸弹簧一直处于拉伸状态，控制轮的滑动可以改变拉伸弹簧的形变，拉伸弹簧形变的作用效果直接反映在动力盘和摩擦轮上，进而导致摩擦轮上的阻碍力矩发生变化，导致系统输出轴转速改变。

九、本发明通过控制拨片在拨叉驱动轴花键齿间空位的位置，可以准确的控制拨叉驱动轴的转动，进而转换为拨叉在导轨上的移动，拨叉又通过梯形结构完成对控制轮的控制，控制轮的滑动体现在拉伸弹簧的变形量上，拉伸弹簧的变形量决定了摩擦轮的转矩大小，最终实现稳定变速的效果。

十、本发明中输入轴和动力筒间采用花键配合，有助于提高动力盘在移动和转动过程中的稳定性；同时导轨与滑块和拨叉通过为花键配合，有助于避免拨叉在移动的过程中出现倾角和转动，提高了控制轮的移动精度。

附图说明

图1本发明实施例的总装示意图；

图2本发明实施例中拨叉的结构示意图；

图3图1中 A处的局部放大图；

图4图1中 B处的局部放大图；

图5图1中C处的局部放大图；

图6本发明实施例中拨叉滑块的结构示意图；

图7 图1中D处的局部放大图；

图8 本发明实施例中拨叉驱动轴的结构示意图；

图9是图8的仰视图。

图中各部件的附图标记：1- 控制轮；2- 螺钉；3- 轴承盖；4- 径向载荷轴承；5-轴向载荷轴承；6- 输入轴；7- 径向载荷轴承；8- 动力筒；9- 销钉；10- 动力盘；11- 拨叉；12- 导轨端盖；13- 螺钉；14- 导轨；15-拨叉滑块；16- 左端盖；17- 吊环螺钉；18- 拉伸弹簧；19- 吊环螺钉；20- 支撑套筒；21- 曲柄；22- 径向载荷轴承；23- 径向载荷轴承；24-螺钉；25- 摩擦轮；26- 上端盖；27- 拨片；28- 双头螺柱；29- 螺母；30- 手柄；3-1 螺钉；32- 径向载荷轴承；33- 拨叉驱动轴；34- 传动筒；35- 螺钉；36- 径向载荷轴承；37- 径向载荷轴承；38- 径向载荷轴承；39- 箱体；40- 输出轴；41- 开口销；42- 开口销；43-平键。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图9所示，本发明实施例一种不停车在线无级连续变速传动装置，主要由箱体38、输入模块、中间模块、变速模块、输出模块和拉伸弹簧18组成。本实施例中，选用滚子轴承作为径向载荷轴承，选用推力轴承作为轴向载荷轴承。

其中输入模块包括输入轴6、径向载荷轴承7、吊环螺钉19、支撑套筒20、径向载荷轴承22、径向载荷轴承23、径向载荷轴承36和平键43。

输入轴6由一端穿入箱体39并与其转动连接，输入轴6位于箱体39内的轴体上设花键轴段；设定输入轴6穿入箱体39所在的一端为右；支撑套筒20固定套设在输入轴6上并位于花键轴段的右侧，输入轴6的转动带支撑套筒20同步转动。

本实施例中，箱体39上靠近输入轴6的一端设为左端盖16，输入轴6通过挡圈与径向载荷轴承7的内圈连接，通过花键轴段与动力筒8连接，通过平键43和挡圈与支撑套筒20连接，通过轴肩和挡圈与径向载荷轴承36的内圈相连，径向载荷轴承7的外圈通过挡圈与左端盖16相抵接，径向载荷轴承36外圈与输出轴40左侧内孔相抵接。工作时，输入轴6的转动带动动力筒8和支撑套筒20同时转动，同时由于径向载荷轴承7和径向载荷轴承36的作用，输入轴6的转动与端盖16和输出轴40不联动。

所述支撑套筒20通过挡圈、套筒和轴肩实现与径向载荷轴承22和径向载荷轴承23的内圈连接，径向载荷轴承22和径向载荷轴承23的外圈与摩擦轮25相抵接；在支撑套筒20的左端面圆环上均匀固定有6个相同的吊环螺钉19，通过吊环螺钉19与拉伸弹簧18连接。工作时，支撑套筒20的转动带动吊环螺钉19同步转动，同时实现与摩擦轮25不联动。

输入模块的功能是在传动系统中提供输入的动力。其过程为动力系统把动力输送给输入轴6，带动输入轴6旋转，输入轴6左端通过径向载荷轴承7支撑与左端盖16连接，右端通过径向载荷轴承36支撑与输出轴40左侧内孔连接，实现输入轴6转动时，左端盖16静止不动，输出轴40可获得相比于输入轴6的同步、异步、停止三种输出功能。输入轴6通过键43与支撑套筒20连接，以实现支撑套筒20与输入轴6同步转动；输入轴6存在一段花键轴与中间模块的动力筒8通过花键相连，实现转速传递到中间模块的动力筒8上；在支撑套筒20的左侧端面上固定有六个吊环螺钉17，分别连接拉伸弹簧18的一端；在支撑套筒20的外圆周上，通过径向载荷轴承22和径向载荷轴承23支撑与输出模块连接，实现输入模块和输出模块差速转动。

中间模块包括控制轮1、螺钉2、轴承盖3、径向载荷轴承4、轴向载荷轴承5、动力筒8、销钉9和动力盘10。

动力筒8套设于输入轴6的花键轴段上，且动力筒8的内孔上布有花键齿与输入轴6配合，输入轴6的转动带动动力筒8同步转动；动力筒8位于其左端部处设阶梯凸起部；控制轮1套设在动力筒8的阶梯凸起部并与其转动配合，控制轮1的外圆周上布有梯形凹槽；轴承盖3固定在控制轮1的右侧，且轴承盖3与动力筒8阶梯凸起部的立面之间通过径向载荷轴承4转动配合；动力盘10固定套设在动力筒8上，动力筒8转动带动动力盘10同步转动。

本实施例中，控制轮1的右端面通过螺钉2与轴承盖3固定，内孔通过轴承盖3定位与径向载荷轴承4外圈相抵接，轴承盖3通过与轴向载荷轴承5的座圈相连。工作时拨叉11移动带动控制轮1移动，控制轮1移动作用在轴承盖3上带动轴向载荷轴承5移动，同时由于径向载荷轴承4的作用实现，径向载荷轴承4内圈转动时外圈可以不动，实现控制轮1不转动。

动力筒8的左半部处的外圆周上与径向载荷轴承4内圈相连，在阶梯凸起部的立面（见图3中E平面）与轴向载荷轴承5的轴圈相连，右侧外圆周处设有3个均匀分布的螺纹盲孔，通过销螺9与动力盘10固定。工作时，动力筒8转动带动径向载荷轴承4内圈和轴向载荷轴承5的轴圈同时转动，由于螺钉的作用动力盘10也随着动力筒8同步转动。

动力盘10呈阶梯孔形腔体，大端端面附有耐摩擦材料形成耐摩擦层，见图3中F平面。动力盘10的内阶梯台阶处均布有六个吊环螺钉17与拉伸弹簧18形成连接，在动力盘10的小径外圆周上设有3个均匀分布的螺纹通孔，通过螺钉9与动力筒8固定。工作时，动力盘10随着动力筒8转动的同时，带动吊环螺钉17绕着动力盘10的轴线同步转动。

中间模块的功能是在传动系统中实现动力传递。其过程为控制轮1通过螺钉2与轴承盖3固定，动力筒8通过滚动径向载荷轴承4和轴向载荷轴承5支撑分别与控制轮1和轴承盖3连接，在输入轴6与动力筒8同时，实现控制轮1与动力筒8同步轴向移动时且不随动力筒8转动；动力筒8内侧通过花键槽与输入模块中输入轴6联接，完成动力传递，实现动力筒8与输入模块同步转动；动力盘10通过三个螺钉9与动力筒8固定，实现与动力筒8的同步转动；在动力盘10的大端面的耐摩擦层与输出模块接触提供传递力矩；动力盘10的内阶梯台阶处均布有六个吊环螺钉17，分别与拉伸弹簧18的一端连接你。中间模块通过变速模块提供轴向位置滑移量，带动中间模块在输入轴6上轴向滑动。

变速模块包括拨叉11、导轨端盖12、螺钉13、导轨14、拨叉滑块15、曲柄21、上端盖26、拨片27、双头螺柱28、螺母29、手柄30、螺钉31、径向载荷轴承32和拨叉驱动轴33。

导轨14与输入轴6平行布置，并固定于箱体39；拨叉11套设在导轨14上并与其轴向滑动导向配合；拨叉11通过其下部设置的半圆形卡口抱设于控制轮1的外圆周上，该半圆形卡口处设有与梯形凹槽相配合的梯形凸台；导轨14上位于拨叉11两侧设有与导轨14轴向滑动导向配合的滑块，两滑块上部通过连板固定连接形成拨叉滑块15，拨叉滑块15的顶部还固设有销轴。

本实施例中，导轨14左端与左端盖16上配设的导轨穿孔通过平键连接，导轨14右端与箱体39配设的导轨穿孔通过平键连接，能够防止导轨14转动；且左端盖16左侧与导轨穿孔对应处设有导轨端盖12，导轨端盖12通过螺钉13与左端盖16的固定连接，以实现压紧导轨14，防止导轨14轴向窜动，见图4所示。

导轨14与拨叉11和滑块15的配合段为花键配合，在导轨14上安装时，拨叉11的花键槽在滑块15的两个花键槽之间，见图5所示。工作时，导轨14给拨叉11和滑块15提供导向作用。

曲柄21与导轨14平行布置，且曲柄21的一端与拨叉滑块15的顶部的销轴通过开口销形成转动连接形（见图5所示）；拨叉驱动轴33穿过箱体39设置，且拨叉驱动轴33的下端固定设有偏心销轴，曲柄21的另一端与拨叉驱动轴33上的偏心销轴通过开口销形成转动连接（见图7所示），从而形成曲柄滑块结构，使拨叉驱动轴33的转动转化为拨叉滑块15的移动，拨叉滑块15移动通过拨叉11带动控制轮1轴向移动。其中的拨叉驱动轴33结构示意图见图8所示。

本实施例中，拨叉驱动轴33通过挡圈与径向载荷轴承32的内圈相连，径向载荷轴承32的外圈与箱体39抵接，拨叉驱动轴33顶端有两个螺纹孔，通过两个双头螺柱28和螺母29固定手柄30，拨叉驱动轴33上端部为花键齿结构，拨叉驱动轴33与手柄30的下端面相抵接。其结构如图7所示。工作时，手柄30驱动拨叉驱动轴33转动，同时由于径向载荷轴承32的作用箱体39保持静止。

拨片27通过销轴安装于上端盖26上，其结构为L型，其边角圆滑过渡，工作时，拨片27的一端与拨叉驱动轴33的花键齿的齿空位相抵，形成防转作用。

变速模块的功能是在传动系统中实现速度控制。其过程为转动手柄30，带动拨叉驱动轴33旋转，拨叉驱动轴33上的销轴与曲柄21连接，带动曲柄21移动，同时曲柄21与滑块15上的销轴连接，带动滑块15在导轨14上移动，导轨14上拨叉11的花键槽安装于滑块15的两个花键槽之间见图5所示，实现滑块15带动拨叉11移动，当达到需要输出轴40的转速后，拨动拨片27的位置，使拨片27的一端与拨叉驱动轴33的花键齿间的空位形成配合，实现变速模块从拨叉驱动轴33→曲柄21→滑块15→导轨14→拨叉11的制动。

输出模块包括螺钉24、摩擦轮25、传动筒34、螺钉35、径向载荷轴承36、径向载荷轴承37、径向载荷轴承38、箱体39和输出轴40。

摩擦轮25套设于支撑套筒20上并与其转动配合。输出轴40与输入轴6同轴设置，且输出轴40右端由箱体另一侧穿出并与其转动连接；摩擦轮25与输入轴6通过同轴套设于输出轴40外侧的传动筒34固定连接，实现由摩擦轮25向输出轴40的动力传动。

传动筒34为薄壁圆形筒，左端通过六组螺钉24与摩擦轮25相连，右端通过六组螺钉35与输出轴40相连。工作时，摩擦轮25的转动带动传动筒34和输出轴40同步转动。

输出轴40的外圆周上，通过轴肩、套筒和挡圈与径向载荷轴承37和径向载荷轴承38的内圈相连，径向载荷轴承37和径向载荷轴承38的外圈与箱体39抵接。工作时，实现输出轴40转动，箱体39静止。

输出模块的功能是在传动系统中实现动力输出。其过程为中间模块的动力通过动力盘10的耐摩擦层（见图3中F平面）传递给摩擦轮25，2者依靠断面产生摩擦力矩，带动摩擦轮25转动，摩擦轮25通过螺钉24与传动筒34联接，带动传动筒34同步转动，传动筒34通过螺钉35与输出轴40联接，这样，由输入轴6传来的动力经由动力筒8→动力盘10→摩擦轮25→传动筒34传给输出轴40；转速的改变依赖于变速模块中控制轮1带动动力筒8→动力盘10，在输入轴6的外表面的花键轴向移动实现动力盘10与摩擦轮25的接触摩擦产生的传动力矩的大小而改变。带动输出轴40转动，实现动力输出。输出轴40的外圆周上通过径向载荷轴承37和径向载荷轴承38支撑与箱体39连接，实现输出轴40转动的同时，箱体39不动。

所述拉伸弹簧18两端分别通过吊环螺钉17和吊环螺钉19连接动力盘10和支撑套筒20，通过六组相同的结构实现中间模块和输出模块的连接，其安装和工作状态始终为拉伸状态。中间模块的动力盘10的右端面在拉伸弹簧18牵引作用下向输出模块的摩擦轮25趋向靠拢或靠拢接触。工作时，拉伸弹簧18与变速模块联合牵引中间模块，使动力盘10的耐摩擦层（见图3中F平面）与输出模块的摩擦轮25接触，给输出模块提供力矩。

本发明中拉伸弹簧18一直处于拉伸状态，控制轮1的滑动可以改变拉伸弹簧18的形变，拉伸弹簧18形变的作用效果直接反映在动力盘10和摩擦轮25上，进而导致摩擦轮25上的阻碍力矩发生变化，导致系统输出轴转速改变。

本发明通过控制拨片27在拨叉驱动轴33花键齿间空位的位置，可以准确的控制拨叉驱动轴33的转动，进而转换为拨叉11在导轨14上的移动，拨叉11又通过梯形结构完成对控制轮1的控制，控制轮1的滑动体现在拉伸弹簧18的变形量上，拉伸弹簧18的变形量决定了摩擦轮25的转矩大小，最终实现稳定变速的效果。

本发明中输入轴6和动力筒8间采用花键配合，有助于提高动力盘10在移动和转动过程中的稳定性；同时导轨14与拨叉滑块15和拨叉11通过为花键配合，有助于避免拨叉11在移动的过程中出现倾角和转动，提高了控制轮1的移动精度。

本发明实施例的具体工作过程如下：

当传动系统开始工作时，首先启动电机，电机通过联轴器传递给输入轴6，此时输入轴6处于定速转动顺时针/逆时针，同时带动动力筒8和动力盘10定速转动顺时针/逆时针，由于速度模块和拉伸弹簧18的联合作用，使得中间模块动力盘10的耐摩擦层（见图3中F平面）与输出模块的摩擦轮25左端面接触，使摩擦轮25获得恒定的转矩，进而带动输出轴40以一定的速度转动。

当输出轴40需要减速时，通过转动手柄30带动拨叉驱动轴33旋转，拨叉驱动轴33带动曲柄21移动，曲柄21带动滑块15在导轨14上向左移动，导轨14上拨叉11的花键槽安装于滑块15的两个花键槽之间，最后滑块15带动拨叉11向左移动；拨叉11通过梯形凸台与控制轮1的梯形凹槽配合，带动控制轮1向左移动，控制轮1通过螺钉2与轴承盖3固定，带动轴向载荷轴承5座圈向左移动，轴向载荷轴承5把座圈的移动传递给轴圈动力筒8向左移动，动力筒8通过销钉带动动力盘10向左移动，动力盘10向左移动增加了拉伸弹簧18的拉伸量，最终使得动力盘10的的耐摩擦层（见图3中F平面）与摩擦轮25之间的摩擦力减小，进而导致摩擦轮25上的传动力矩减小，进而使得输出轴40的速度减小。当达到需要的速度时，停止转动手柄30，拨动拨片27的位置，使拨片27的一端与拨叉驱动轴33的花键齿间的空位形成配合，使拨叉驱动轴33停止转动，进而使得曲柄21、滑块15和拨叉11停止向左移动，拨叉11停止移动使得中间模块保持静止状态，实现力矩传递稳定，最终实现输出模块的输出轴40转速稳定。

当输出轴40需要加速时，通过反向转动手柄30带动拨叉驱动轴33旋转，拨叉驱动轴33带动曲柄21移动，曲柄21带动滑块15在导轨14上向右移动，导轨14上拨叉11的花键槽安装于滑块15的两个花键槽之间，最后滑块15带动拨叉11向右移动；拨叉11通过梯形凸台与控制轮1梯形凹槽配合，带动控制轮1向右移动，控制轮1通过螺钉2与轴承盖3固定，带动轴向载荷轴承5座圈向右移动，轴向载荷轴承5把座圈的移动传递给轴圈动力筒8向右移动，动力筒8通过销钉带动动力盘10向右移动，动力盘10向右移动减小了拉伸弹簧18的拉伸量，最终使得动力盘10的耐摩擦层（见图3中F平面）与摩擦轮25之间的摩擦力增加，进而导致摩擦轮25上的传动力矩增加，进而使得输出轴40的速度增加。当达到需要的速度时，停止转动手柄30，拨动拨片27的位置，使拨片27的一端与拨叉驱动轴33的花键齿间的空位形成配合，使拨叉驱动轴33停止转动，进而使得曲柄21、滑块15和拨叉11停止向右移动，拨叉11停止移动使得中间模块保持静止状态，实现力矩传递稳定，最终实现输出模块的输出轴40转速稳定。

当输出轴40需要停止时，通过转动手柄30带动拨叉驱动轴33旋转，拨叉驱动轴33带动曲柄21移动，曲柄21带动滑块15在导轨14上向左移动，导轨14上拨叉11的花键槽安装于滑块15的两个花键槽之间，最后滑块15带动拨叉11向左移动；拨叉11通过梯形凸台与控制轮1梯形凹槽配合，带动控制轮1向左移动，控制轮1通过螺钉2与轴承盖3固定，带动轴向载荷轴承5座圈向左移动，轴向载荷轴承5把座圈的移动传递给轴圈动力筒8向左移动，动力筒8通过销钉9带动动力盘10向左移动，动力盘10向左移动增加了拉伸弹簧18的拉伸量，最终使得动力盘10的耐摩擦层（见图3中F平面）与摩擦轮25脱开，进而导致摩擦轮25上的传动力矩消失，进而使得输出轴40的速度停止。当达输出轴40的转速停止后，停止转动手柄30，拨动拨片27的位置，使拨片27的一端与拨叉驱动轴33的花键齿间的空位形成配合，使拨叉驱动轴33停止转动，进而使得曲柄21、滑块15和拨叉11停止向左移动，拨叉11停止移动使得中间模块保持静止状态，最终实现输出模块的输出轴40稳定停止。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种不停车在线无级连续变速传动装置，其特征在于：主要由箱体（39）、输入模块、中间模块、变速模块、输出模块和拉伸弹簧（18）组成；

其中输入模块包括输入轴（6）、支撑套筒（20）、径向载荷轴承（22）和径向载荷轴承（23）；

输入轴（6）由一端穿入箱体（39）并与其转动连接，输入轴（6）位于箱体（39）内的轴体上设花键轴段；设定输入轴（6）穿入箱体（39）所在的一端为右；

支撑套筒（20）固定套设在输入轴（6）上并位于花键轴段的右侧，输入轴（6）的转动带支撑套筒（20）同步转动；

中间模块包括控制轮（1）、轴承盖（3）、径向载荷轴承（4）、轴向载荷轴承（5）、动力筒（8）和动力盘（10）；

动力筒（8）套设于输入轴（6）的花键轴段上，且动力筒（8）的内孔上布有花键齿与输入轴（6）配合，输入轴（6）的转动带动动力筒（8）同步转动；动力筒（8）位于其左端部处设阶梯凸起部；

控制轮（1）套设在动力筒（8）的阶梯凸起部并与其转动配合，控制轮（1）的外圆周上布有定位凹槽；

轴承盖（3）固定在控制轮（1）的右侧，且轴承盖（3）与动力筒（8）阶梯凸起部的立面之间通过径向载荷轴承（4）转动配合；

动力盘（10）固定套设在动力筒（8）上，动力筒（8）转动带动动力盘（10）同步转动；

动力筒（8）的外圆周上通过径向载荷轴承（4）与控制轮（1）支撑相连形成转动配合；动力筒（8）的外圆周与径向载荷轴承（4）内圈相连，控制轮（1）的内孔通过轴承盖（3）定位与径向载荷轴承（4）外圈相抵接；

变速模块包括拨叉（11）、导轨（14）、滑块（15）、曲柄（21）、和拨叉驱动轴（33）；

导轨（14）与输入轴（6）平行布置，并固定于箱体（39）；拨叉（11）套设在导轨（14）上并与其轴向滑动导向配合；拨叉（11）通过其下部设置的半圆形卡口抱设于控制轮（1）的外圆周上，该半圆形卡口处设有与定位凹槽相配合的定位凸台；

导轨（14）上位于拨叉（11）两侧设有与导轨（14）轴向滑动导向配合的滑块，两滑块上部通过连板固定连接形成拨叉滑块（15），拨叉滑块（15）的顶部还固设有销轴；

曲柄（21）与导轨（14）平行布置，且曲柄（21）的一端与拨叉滑块（15）的顶部的销轴转动连接；

拨叉驱动轴（33）穿过箱体（39）与其转动配合，且拨叉驱动轴（33）的下端固定设有偏心销轴，曲柄（21）的另一端与拨叉驱动轴（33）上的偏心销轴转动连接，从而形成曲柄滑块结构，使拨叉驱动轴（33）的转动转化为拨叉滑块（15）的移动，拨叉滑块（15）移动通过拨叉（11）带动控制轮（1）轴向移动；

拨叉驱动轴（33）通过径向载荷轴承（32）与箱体（39）相连，拨叉驱动轴（33）伸出箱体（39）的端部固定有手柄（30）；

拨叉驱动轴（33）上端部为花键齿结构，且拨叉驱动轴（33）周向一处设有L型的拨片（27），拨片（27）通过销轴安装于箱体（39）上，拨片（27）以销轴为中心转动可使拨片（27）的一端与拨叉驱动轴（33）的花键齿的齿空位相抵，形成对拨叉驱动轴（33）的防转锁死；

输出模块包括摩擦轮（25）、传动筒（34）和输出轴（40）；

摩擦轮（25）套设于支撑套筒（20）上并与其转动配合；

输出轴（40）与输入轴（6）同轴设置，且输出轴（40）右端由箱体另一侧穿出并与其转动连接；摩擦轮（25）与输入轴（6）通过同轴套设于输出轴（40）外侧的传动筒（34）固定连接，实现由摩擦轮（25）向输出轴（40）的动力传动；

动力盘（10）与支撑套筒（20）之间通过环绕输入轴（6）布置并沿轴向延伸的拉伸弹簧的拉伸弹簧（18）连接，拉伸弹簧（18）始终为拉伸状态；中间模块的动力盘（10）的右端面在拉伸弹簧（18）牵引作用下向输出模块的摩擦轮（25）趋向靠拢或靠拢接触；

摩擦轮（25）与支撑套筒（20）通过径向载荷轴承（22）和径向载荷轴承（23）支撑相连形成转动配合；支撑套筒（20）通过挡圈、套筒和轴肩实现与径向载荷轴承（22）和径向载荷轴承（23）的内圈连接，径向载荷轴承（22）和径向载荷轴承（23）的外圈与摩擦轮（25）相抵接；

动力盘（10）呈阶梯孔形腔体，其右大端端面附有耐摩擦层；

当传动系统开始工作时，首先启动电机，电机通过联轴器传递给输入轴（6），此时输入轴（6）处于定速转动顺时针/逆时针，同时带动动力筒（8）和动力盘（10）定速转动顺时针/逆时针，由于速度模块和拉伸弹簧（18）的联合作用，使得中间模块动力盘（10）的耐摩擦层与输出模块的摩擦轮（25）左端面接触，使摩擦轮（25）获得恒定的转矩，进而带动输出轴（40）以一定的速度转动；

当输出轴（40）需要减速时，通过转动手柄（30）带动拨叉驱动轴（33）旋转，拨叉驱动轴（33）带动曲柄（21）移动，曲柄（21）带动滑块（15）在导轨（14）上向左移动，最后滑块（15）带动拨叉（11）向左移动；拨叉（11）带动控制轮（1）向左移动，控制轮（1）带动轴向载荷轴承（5）座圈向左移动，轴向载荷轴承（5）把座圈的移动传递给动力筒（8）向左移动，动力筒（8）带动动力盘（10）向左移动，动力盘（10）向左移动增加了拉伸弹簧（18）的拉伸量，最终使得动力盘（10）的耐摩擦层与摩擦轮（25）之间的摩擦力减小，进而导致摩擦轮（25）上的传动力矩减小，进而使得输出轴（40）的速度减小；当达到需要的速度时，停止转动手柄（30），拨动拨片（27）的位置，使拨片（27）的一端与拨叉驱动轴（33）的花键齿间的空位形成配合，使拨叉驱动轴（33）停止转动，进而使得曲柄（21）、滑块（15）和拨叉（11）停止向左移动，拨叉（11）停止移动使得中间模块保持静止状态，实现力矩传递稳定，最终实现输出模块的输出轴（40）转速稳定；

当输出轴（40）需要加速时，通过反向转动手柄（30）带动拨叉驱动轴（33）旋转，拨叉驱动轴（33）带动曲柄（21）移动，曲柄（21）带动滑块（15）在导轨（14）上向右移动，最后滑块（15）带动拨叉（11）向右移动；拨叉（11）带动控制轮（1）向右移动，控制轮（1）带动轴向载荷轴承（5）座圈向右移动，轴向载荷轴承（5）把座圈的移动传递给动力筒（8）向右移动，动力筒（8）带动动力盘（10）向右移动，动力盘（10）向右移动减小了拉伸弹簧（18）的拉伸量，最终使得动力盘（10）的耐摩擦层与摩擦轮（25）之间的摩擦力增加，进而导致摩擦轮（25）上的传动力矩增加，进而使得输出轴（40）的速度增加；当达到需要的速度时，停止转动手柄（30），拨动拨片（27）的位置，使拨片（27）的一端与拨叉驱动轴（33）的花键齿间的空位形成配合，使拨叉驱动轴（33）停止转动，进而使得曲柄（21）、滑块（15）和拨叉（11）停止向右移动，拨叉（11）停止移动使得中间模块保持静止状态，实现力矩传递稳定，最终实现输出模块的输出轴（40）转速稳定；

当输出轴（40）需要停止时，通过转动手柄（30）带动拨叉驱动轴（33）旋转，拨叉驱动轴（33）带动曲柄（21）移动，曲柄（21）带动滑块（15）在导轨（14）上向左移动，最后滑块（15）带动拨叉（11）向左移动；拨叉（11）带动控制轮（1）向左移动，控制轮（1）带动轴向载荷轴承（5）座圈向左移动，轴向载荷轴承（5）把座圈的移动传递给轴圈动力筒（8）向左移动，动力筒（8）带动动力盘（10）向左移动，动力盘（10）向左移动增加了拉伸弹簧（18）的拉伸量，最终使得动力盘（10）的耐摩擦层与摩擦轮（25）脱开，进而导致摩擦轮（25）上的传动力矩消失，进而使得输出轴（40）的速度停止；当达输出轴（40）的转速停止后，停止转动手柄（30），拨动拨片（27）的位置，使拨片（27）的一端与拨叉驱动轴（33）的花键齿间的空位形成配合，使拨叉驱动轴（33）停止转动，进而使得曲柄（21）、滑块（15）和拨叉（11）停止向左移动，拨叉（11）停止移动使得中间模块保持静止状态，最终实现输出模块的输出轴（40）稳定停止。

2.根据权利要求1所述的不停车在线无级连续变速传动装置，其特征在于：箱体（39）上靠近输入轴（6）的一端设为左端盖（16），输入轴（6）通过径向载荷轴承（7）支撑在左端盖（16）处，输入轴（6）的右端伸入至设于输出轴（40）左侧的内孔并通过径向载荷轴承（36）相连。

3.根据权利要求1所述的不停车在线无级连续变速传动装置，其特征在于：所述定位凹槽为梯形凹槽，与之配合的拨叉（11）上的定位凸台为梯形凸台。

4.根据权利要求1所述的不停车在线无级连续变速传动装置，其特征在于：动力盘（10）右侧的内阶梯台阶处均布有多个吊环螺钉（17）与拉伸弹簧（18）对应连接；

支撑套筒（20）的左端面圆环上均匀固定有多个吊环螺钉（19）与拉伸弹簧（18）对应连接。

5.根据权利要求1所述的不停车在线无级连续变速传动装置，其特征在于：动力盘（10）的小径外圆周上设有多个均匀分布的螺纹通孔，螺纹通孔处穿过有螺钉（9）与动力筒（8）固定。

6.根据权利要求1所述的不停车在线无级连续变速传动装置，其特征在于：导轨（14）与拨叉（11）和拨叉滑块（15）的配合段为花键配合；

导轨（14）左端与左端盖（16）上配设的导轨穿孔通过平键连接，且左端盖（16）左侧与导轨穿孔对应处设有导轨端盖（12），导轨端盖（12）通过螺钉（13）与左端盖（16）的固定连接；

导轨（14）右端与箱体（39）配设的导轨穿孔通过平键连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的不停车在线无级连续变速传动装置，其特征在于：输入轴（6）与支撑套筒（20）通过平键（43）连接；

输出轴（40）通过径向载荷轴承（37）和径向载荷轴承（38）与箱体（39）支撑相连形成转动配合；

轴承盖（3）通过螺钉（2）与动力盘（10）固定；

传动筒（34）为薄壁圆形筒，通过螺钉（24）和螺钉（35）分别与摩擦轮（25）和输出轴（40）连接。