CN110805674A - 一种可改变压强的液压环流泵无级变速装置 - Google Patents

Abstract

一种可改变压强的液压环流泵无级变速装置，在缸体中：由第一圆柱体柱面与缸体内壁的第一弧形面构成弧形容器，第一圆柱体柱面包括条状凸起，而紧挨着第一圆柱体的第二圆柱体阻止液体在第一圆柱体柱面上的条状凸起的压力下环形流动被迫从出液口流出，第二圆柱体柱面上的条状凹槽提供了第一圆柱体柱面上的条状凸起越过第二圆柱体的保障，第一齿轮与第二齿轮啮合使第一圆柱体与第二圆柱体同步相向转动使条状凹槽与条状凸起啮合，千斤顶使第一堵头顺着第一圆柱体移动，改变弧形容器的截面积，改变了液体的压强及流量，也就改变了输出的力与速度，速度越小动力越大，第二堵头让液体只从出液口流出；输入与输出之间是圆周运动的速度与力的变化、无动能与势能之间的转换、传动方向无限制、无级变速。

Description

一种可改变压强的液压环流泵无级变速装置

技术领域

本发明属于机械领域，尤其是无级变速、液压泵、液压马达和液压传动方面。

背景技术

目前公知无级变速装置有摩擦类及液压类等，现今摩擦类无级变速器由于摩擦传动，所以有发热大、可靠性差、不能传递较大的动力等缺点；目前液压类无级变速装置由于只是单纯改变液体的流量而并没有改变压强，所以效率低，并且目前液压类无级变速装置将圆周运动转变为往复直线运动再由往复直线运动转变为圆周运动而产生脉动、冲击，也是造成效率低的一个重要原因。

发明内容

为了克服现今无级变速器工作时震动幅度大、冲击、发热大、可靠性差、不能传递大的动力、效率低等缺点，本发明提供一种可靠性较高、能传递大的动力、无冲击、震动小、输出脉动小、刚性传动、效率高的无级变速器。

本发明解决技术问题所采用的方法是：在缸体中：由第一圆柱体柱面与缸体内壁的第一弧形面构成弧形容器，而紧挨着第一圆柱体的第二圆柱体阻止液体在第一圆柱体柱面上的条状凸起的压力下环形流动被迫从出液口流出，第二圆柱体柱面上的条状凹槽提供了第一圆柱体柱面上的条状凸起越过第二圆柱体的保障，第一齿轮与第二齿轮啮合使第一圆柱体与第二圆柱体同步相向转动使条状凹槽与条状凸起啮合，千斤顶使第一堵头顺着第一圆柱体移动，改变弧形容器的截面积，改变了液体的压强及流量，也就改变了输出的力与速度，速度越小动力越大，第二堵头强迫液体从出液口流出，特征在于：缸体内包括第一弧形面、第一圆柱体，第一圆柱体柱面上包括条状凸起，第一圆柱体与第一弧形面圆心相同，第一圆柱体柱面上的相邻的条状凸起之间的柱面面积大于条状凸起占用的第一圆柱体柱面面积，包括第一圆柱体柱面与第一弧形面及内壁构成弧形容器，在第一圆柱体转动时至少有一个条状凸起的相对于第一圆柱体柱面的另一边与第一弧形面精密贴合，在第一圆柱体转动时改变条状凸起到进液口与出液口之间弧形容器的容积，所述缸体内还包括第二圆柱体、第二弧形面，第二圆柱体柱面上包括条状凹槽，第一圆柱体的柱面与第二圆柱体的柱面紧挨着，第二圆柱体柱面相对于第一圆柱体的另一面与第二弧形面精密贴合。它还包括第一堵头，第一堵头与第一弧形面、第一圆柱体的柱面以及第一圆柱体的柱面上的条状凸起精密贴合，它还包括千斤顶，千斤顶与第一堵头连接，所述第一堵头在顺着第一圆柱体移动时改变弧形容器的截面积，圆柱体为圆锥台体条状凸起是条状凹槽的N倍时，第一圆柱体的直径是第二圆柱体的N倍，第一齿轮齿数是第二齿轮齿数的N倍。

工作原理：当动力转动第一圆柱体时，第二圆柱体与第一圆柱体同步相向转动，液体从进液口进入弧形容器并形成一弧形液体流，当液体流到达第二圆柱体时因为受第二圆柱体阻挡，并在条状凸起的压力下被迫从出液口流出，当条状凸起到达第二圆柱体时条状凸起从第二圆柱体的条状凹槽中越过，如此周而复始，形成一流量恒定的液体流，当需要改变液体的压力时，千斤顶移动第一堵头与第二堵头及第二圆柱体，改变了弧形容器的截面积及条状凸起的受力面积，也就改变了液体流量及对液压环流马达的压强，从而改变了液压环流马达的转速与力矩，也就是液压环流马达的转速越小力矩就越大，由于第一堵头可以连续移动，也就实现了无级变速。

本发明有益效果：本发明在改变液体压强时改变了输出的力与速度并且连续可调从而实现无级变速；由于输入与输出之间是圆周运动的速度与力的变化，无动能与势能之间的转换，并且传递动力的部件刚性滑动摩擦小，所以液体流速快、效率高、输出脉动小、无冲击、震动小、发热小；由于使用液体作为力的传递介质且液体的被压缩率极低，所以可靠性高、能传递大的动力、刚性传动；由于液体容易控制流量大小、方向，所以传动方向为任意方向、调速范围宽、速度范围宽，在用于行走机械时无需额外的倒车机构、无需额外的离合机构，由于第一圆柱体柱面与缸体内壁的第一弧形面构成的弧形容器容积较大，所以液体流量较大。

附图说明，

说明书附图中标号为2XX者涉及液压环流马达，其余涉及可改变压强的液压环流泵；

图1是可改变压强的液压环流泵与液压环流马达连接示意图，

其中，1—外壳 7—第二堵头8—第二丝杆 11—缸体 12—第二圆柱体 13—条状凹槽 14—第二轴 20—堵头连接板 23—第一堵头 25—第一丝杆 26—条状凸起 27—第一圆柱体 30—第一轴 31—第二弧形面 32—进液口 33—进液管道 34—耐高压管道 35—出液口 36—第一弧形面 202—液压环流马达缸体 203—第四圆柱体204—条状凹槽 207—第四轴 209—第三圆柱体 210—条状凸起 213—第三轴214—耐高压管道 215—液体进口 216—第四弧形面 217—液体出口 218—耐高压管道 219—第三弧形面 220—弧形容器 221—保险阀 222—保险阀出液管 223—液体容器 224—变流向阀

图2是可改变压强的液压环流泵纵截面示意图，

其中，1—外壳 2—第二齿轮 3—第四齿轮 4—第六齿轮 5—轴承 6—第二丝杆套 7—第二堵头 8—第二丝杆10—副轴 11—缸体 12—第二圆柱体 13—条状凹槽14—第二轴 15—第一齿轮 16—第三齿轮 17—第五齿轮 18—空心轴 19—轴承20—堵头连接板 21—磁铁 22—第一丝杆套 23—第一堵头 24—霍尔传感器 25—第一丝杆 26—条状凸起 27—第一圆柱体 28—驱动马达 29—缸体 30—第一轴

图3是图2中A—A剖面示意图，

其中，1—外壳 7—第二堵头 8—第二丝杆 10—副轴 14—第二轴 23—第一堵头 25—第一丝杆 26—条状凸起 27—第一圆柱体 30—第一轴

图4是图2中B—B剖面示意图，

其中，1—外壳 8—第二丝杆 10—副轴 12—第二圆柱体 13—条状凹槽 14—第二轴 25—第一丝杆 26—条状凸起 27—第一圆柱体 30—第一轴 31—第二弧形面32—进液口 33—进液管道 34—耐高压管道 35—出液口 36—第一弧形面 37—弧形容器

图5是液压环流马达纵截面示意图，

其中，201—轴承 202—液压环流马达缸体 203—第四圆柱体 204—条状凹槽205—第八齿轮 206—轴承 207—第四轴 208—轴承 209—第三圆柱体 210—条状凸起 211—第七齿轮 212—轴承 213—第三轴

图6是液压环流马达横截面示意图，

其中， 202—液压环流马达缸体 203—第四圆柱体 204—条状凹槽 207—第四轴209—第三圆柱体 210—条状凸起 213—第三轴 214—耐高压管道 215—液体进口216—第四弧形面 217—液体出口 218—耐高压管道 219—第三弧形面 220—弧形容器。

实施方式，

实施例1，包括可改变压强的液压环流泵和液压环流马达，可改变压强的液压环流泵的出液口（35）通过耐高压管道（34）、保险阀（221）、变流向阀（224）连接，变流向阀（224）与液压环流马达液体进口（215）和液体出口（218）通过耐高压管道（214）连接，变流向阀（224）可使液压环流马达液体进口（215）和液体出口（217）进行相互转换，可改变压强的液压环流泵的进液口（32）与变流向阀（224）出液口分别通过管道与液体容器（223）连接，其可改变压强的液压环流泵包括：在缸体（11）内壁包括第一弧形面（36）、第二弧形面（31），缸体内包括第一圆柱体（27）与第二圆柱体（12），第一圆柱体（27）的柱面与第一弧形面（36）形成一弧形容器（37），第一圆柱体（27）上包括两个等间距的条状凸起（26），在第一圆柱体（27）转动时始终有一个条状凸起（26）紧贴第一弧形面（36），第二圆柱体（12）的柱面与第一圆柱体（27）的柱面紧挨着，第二圆柱体（12）上包括两个等间距的条状凹槽（13），条状凹槽（13）只贯穿第二圆柱体（12）的靠近第二堵头（7）的一端，条状凹槽（13）与条状凸起（26）相对应，在条状凸起（26）转动到与第二圆柱体（12）最近点时条状凹槽（13）与条状凸起（26）相啮合，第二弧形面（31）一端有环形缸体内壁，第二圆柱体（12）的柱面与第二弧形面（31）、环形缸体内壁紧密贴合，第一圆柱体（27）两端上固定有第一轴（30），第一堵头（23）上固定有空心轴（18），空心轴（18）通过轴承固定在堵头连接板（20）上，第一轴（30）从空心轴（18）中穿过并精密贴合，第一堵头（23）与第一圆柱体（27）柱面、条状凸起（26）、第一弧形面（36）、第二堵头（7）精密贴合，第一堵头（23）能随第一圆柱体（27）转动而转动并能顺着第一轴（30）和第一圆柱体（27）移动，第一堵头（23）的顶部有一孔，以防漏液堵住第一堵头（23）不便第一堵头（23）移动，第二堵头（23）为空心圆柱体，第二圆柱体（12）上固定有副轴（10），第二圆柱体（12）与副轴（10）中心为多边形空心状，第二轴（14）为多边形，第二轴（14）从第二圆柱体（12）与副轴（10）中心多边形空心中穿过并精密贴合，第二圆柱体（12）与副轴（10）能顺着第二轴（14）移动，副轴（10）直径大于第二轴（14）小于第二圆柱体（12）直径，副轴（10）通过轴承固定在堵头连接板（20）上并能轴向转动，第二堵头（7）固定在堵头连接板（20）上并与第二弧形面（31）、第二圆柱体（12）的端部、缸体内壁、第一堵头（23）精密贴合，堵头连接板（20）一端固定有第一丝杆套（22）、第二丝杆套（6），第一轴（30）两端通过轴承固定在外壳（1）上，动力从第一轴（30）输入，第二轴（14）两端通过轴承固定在外壳（1）上，第一轴（30）固定有第一齿轮（15），第二轴（14）固定有第二齿轮（2），第一齿轮（15）与第二齿轮（2）直径相同、齿数相同，第一齿轮（15）与第二齿轮（2）相啮合，第一轴（30）还通过轴承固定有第三齿轮（16），第二轴（14）还通过轴承固定有第四齿轮（3），第三齿轮（16）与第四齿轮（3）直径相同、齿数相同，第三齿轮（16）与第四齿轮（3）相啮合，第一丝杆（25）上固定有第五齿轮（17），第五齿轮（17）与第三齿轮（16）相啮合，第一丝杆（25）与驱动马达（28）连接，驱动马达（28）固定在外壳（1）上，驱动马达（28）可正反方向转动，第一丝杆（25）穿过第一丝杆套（22）并与第一丝杆套（22）精密贴合，第一丝杆（25）通过轴承固定在外壳（1）上并可轴向转动，第一丝杆（25）与第一丝杆套（22）和驱动马达（28）是千斤顶的其中一种构成方式，第二丝杆（8）上固定有第六齿轮（4），第六齿轮（4）与第四齿轮（3）相啮合，第五齿轮（17）与第六齿轮（4）直径相同、齿数相同，第二丝杆（8）穿过第二丝杆套（6）并与第二丝杆套（6）精密贴合，第二丝杆（8）通过轴承固定在外壳（1）上并可轴向转动，堵头连接板（20）上还有磁铁（22），霍尔传感器（24）固定在外壳（1）上并靠近磁铁（22），霍尔传感器（24）能感知堵头的所在位置以确定驱动马达（28）转动方向和转动量，在缸体（11）上靠近第一圆柱体（27）与第二圆柱体（12）紧挨着的地方有进液口（32），在相对于第一圆柱体（27）与第二圆柱体（12）紧挨着的地方的另一边有出液口（35），进液口（32）与出液口（35）在第一圆柱体（27）改变转动方向时可相互转变；外壳（1）上有漏液回收口通过管道连接液体容器（223）；可改变压强的液压环流泵也可作为可改变压强的液压环流马达。

其液压环流马达包括：在液压环流马达缸体（202）内壁包括第三弧形面（219）、第四弧形面（216），液压环流马达缸体（202）内包括第三圆柱体（209）与第四圆柱体（203），第三圆柱体（209）的柱面与第四弧形面（216）及液压环流马达缸体（202）内壁的侧面构成一截面积相同的弧形容器（220），第三圆柱体（209）上包括两个等间距的条状凸起（210），在第三圆柱体（209）转动时始终有一个条状凸起（210）紧贴第三弧形面（219），第四圆柱体（203）的柱面与第三圆柱体（209）的柱面紧挨着，第四圆柱体（203）上包括两个等间距的条状凹槽（204），条状凹槽（204）与条状凸起（210）相对应，在条状凸起（210）转动到与第四圆柱体（203）最近点时条状凹槽（204）与条状凸起（210）相啮合，第四圆柱体（203）的柱面与第四弧形面（216）紧密贴合 ，第三圆柱体（209）的一端固定有第七齿轮（211），第四圆柱体（203）一端固定有第八齿轮（205），第七齿轮（211）与第八齿轮（205）直径相同、齿数相同，第七齿轮（211）与第八齿轮（205）的齿轮齿很小也可以在液压环流马达缸体（202）的外边，以免对液体流形成干扰，第七齿轮（211）与第八齿轮（205）相啮合，第七齿轮（211）与第八齿轮（205）的厚度远小于第三圆柱体（209）与第四圆柱体（203）的柱长，第七齿轮（211）与第八齿轮（205）的齿轮齿紧挨着液压环流马达缸体（202）内壁，第七齿（211）轮与第八齿轮（205）的另一侧边与液压环流马达缸体（202）内壁的侧面精密贴合，第三圆柱体（209）两端中心上固定有第三轴（213），第三轴（213）通过轴承固定在液压环流马达缸体（202）上，第三轴（213）可做动力输出轴，第四圆柱体（203）两端中心上固定有第四轴（207），第四轴（207）通过轴承固定在液压环流马达缸体（202）上，在液压环流马达缸体（202）上靠近第三圆柱体（209）与第四圆柱体（203）紧挨着的地方有液体进口（215），在相对于第三圆柱体（209）与第四圆柱体（203）紧挨着的地方的另一边有液体出口（217）；液压环流马达也可作为液压环流泵；圆柱体可以是圆锥台体。

工作过程：当动力转动第一圆柱体（27）时，第二圆柱体（12）与第一圆柱体（27）同步相向转动，液体容器（223）中的液体从进液口（32）进入弧形容器（37）并形成一弧形液体流，当液体流到达第二圆柱体（12）时因为受第二圆柱体（12）阻挡，并在条状凸起（26）的压力下被迫从出液口（35）流向液压环流马达液体进口（215），当条状凸起（26）到达第二圆柱体（12）时条状凸起（25）从第二圆柱体（12）的条状凹槽（13）中越过，如此周而复始，形成一流量恒定的液体流，当液体流入液压环流马达时，液体因为受第四圆柱体（203）阻挡，被迫挤压第三圆柱体（209）上的条状凸起（210），使第三圆柱体（209）转动并输出动力，当液体流到达第四圆柱体（203）另一侧时因为受第四圆柱体（203）阻挡，并在条状凸起（210）的压力下被迫从液体出口（217）流向变流向阀（224）并流向液体容器（223），当条状凸起（210）到达第四圆柱体（203）时条状凸起（210）从第四圆柱体（203）的条状凹槽（204）中越过；当需要改变液体流的压力时，驱动马达（28）转动，带动第一丝杆（25）转动，并带动第三齿轮（16）、第四齿轮（3）、第五齿轮（17）第六齿轮（4）、第二丝杆（8）转动，第一丝杆（25）与第二丝杆（8）的转动使堵头连接板（20）和第一堵头（23）与第二堵头（7）及第二圆柱体（12）移动，改变了弧形容器（37）的截面积及条状凸起（26）的受力面积，也就改变了液体流量及液体对液压环流马达的压强，从而改变了液压环流马达的转速与力矩，也就是液压环流马达的转速越小力矩就越大，由于第一堵头（23）可以连续移动，也就实现了无级变速，当变流向阀（224）拨向反转时，液体从液压环流马达液体出口（217）流入，从液体进口（215）流出，实现了反转，当变流向阀（224）拨向不转时，液体直接流入液体容器（223），液压环流马达得不到动力停止转动。

Claims (9)

1.一种可改变压强的液压环流泵无级变速装置，它包括：可改变压强的液压环流泵和液压环流马达，可改变压强的液压环流泵的出液口通过耐高压管道、保险阀、变流向阀连接，变流向阀与液压环流马达液体进口和液体出口通过耐高压管道连接，变流向阀可使液压环流马达液体进口和液体出口进行相互转换，可改变压强的液压环流泵的进液口与变流向阀出液口和保险阀出液口分别通过管道与液体容器连接，其可改变压强的液压环流泵包括：第一圆柱体、第二圆柱体、第一齿轮、第二齿轮、缸体，第一圆柱体轴固定在第一圆柱体两端的中心上，第一齿轮固定在第一圆柱体轴上，第二圆柱体轴固定在第二圆柱体两端的中心上，第二齿轮固定在第二圆柱体轴上，第一齿轮与第二齿轮相啮合，缸体上包括进液口和出液口；可改变压强的液压环流泵可作为液压环流马达，其特征在于：缸体内包括第一弧形面、第一圆柱体，第一圆柱体柱面上包括条状凸起，第一圆柱体与第一弧形面圆心相同，第一圆柱体柱面上的相邻的条状凸起之间的柱面面积大于条状凸起占用的第一圆柱体柱面的面积。

2.根据权利要求1所述的一种可改变压强的液压环流泵无级变速装置，其特征在于：所述第一圆柱体柱面与第一弧形面及缸体内壁构成弧形容器。

3.根据权利要求1所述的一种可改变压强的液压环流泵无级变速装置，其特征在于：在所述第一圆柱体转动时至少有一个条状凸起的相对于第一圆柱体柱面的另一边与第一弧形面精密贴合。

4.根据权利要求1、2所述的一种可改变压强的液压环流泵无级变速装置，其特征在于：所述第一圆柱体转动时改变条状凸起到进液口与出液口之间弧形容器的容积。

5.根据权利要求1所述的一种可改变压强的液压环流泵无级变速装置，其特征在于：所述缸体内还包括第二圆柱体、第二弧形面，第二圆柱体柱面上包括条状凹槽，第一圆柱体的柱面与第二圆柱体的柱面紧挨着，第二圆柱体柱面相对于第一圆柱体的另一面与第二弧形面精密贴合。

6.根据权利要求1所述的一种可改变压强的液压环流泵无级变速装置，其特征在于：它还包括第一堵头，第一堵头与第一弧形面、第一圆柱体的柱面以及第一圆柱体的柱面上的条状凸起精密贴合，所述第一堵头在顺着第一圆柱体移动时改变弧形容器的截面积。

7.根据权利要求1、6所述的一种可改变压强的液压环流泵无级变速装置，其特征在于：它还包括千斤顶，千斤顶与第一堵头连接。

8.根据权利要求1所述的一种可改变压强的液压环流泵无级变速装置，其特征在于：所述第一圆柱体为圆锥台体。

9.根据权利要求1、5所述的一种可改变压强的液压环流泵无级变速装置，其特征在于：所述条状凸起是条状凹槽的N倍时，第一圆柱体的直径是第二圆柱体的N倍，第一齿轮齿数是第二齿轮齿数的N倍。

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