CN111486212B - 紧凑结构无级变速器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种紧凑结构无级变速器，其设有外壳体，外壳体中间设有中间壳体，中间壳体两侧分别设有第一端盖和第二端盖，第一端盖中间贯穿设有轴，轴上固定设有太阳轮，太阳轮外圆周上设有行星轮，行星轮与太阳轮啮合连接，行星轮和太阳轮构成行星齿轮组；行星轮中间固定设有行星轮轴，行星轮轴贯穿通过行星轮；行星轮轴上固定设有斗轮，斗轮位于行星轮和第二端盖之间，多个行星轮轴上固定设有的斗轮构成斗轮组。其解决了现有的无级变速器大部分体积大，需要的安装空间大，输入轴和输出轴的安装不灵活，无法满足在有限空间需要安装的小尺寸无级变速器的应用的技术问题。本发明可广泛应用于小空间安装的传动领域使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械传动装置，特别是涉及一种紧凑结构无级变速器。
背景技术
无级变速器主要应用于各种传动场所，很多传动场所对于无级变速器的体积要求越来越小，安装的要求越来越灵活。
现有的无级变速器大部分体积大，需要的安装空间大，输入轴和输出轴的安装不灵活，无法满足在有限空间需要安装的小尺寸无级变速器的应用要求，也无法满足输入端和输出端灵活应用的传动场景的要求，同时现有的变速器的制造成本高。
发明内容
本发明就是要解决现有的无级变速器大部分体积大，需要的安装空间大，输入轴和输出轴的安装不灵活，无法满足在有限空间需要安装的小尺寸无级变速器的应用要求，也无法满足输入端和输出端灵活应用的传动场景一级制造成本高的技术问题，提供一种结构紧凑，体积小，输入端和输出端安装灵活、制造成本低的紧凑结构无级变速器。
为此，本发明的技术方案是，一种紧凑结构无级变速器，设有外壳体，外壳体中间设有中间壳体，中间壳体两侧分别设有第一端盖和第二端盖，中间壳体内部为空腔结构，中间壳体内部的空腔与第一端盖和第二端盖的内侧形成内腔体；第一端盖中间贯穿设有轴，轴与第一端盖旋转连接，轴上固定设有太阳轮，太阳轮位于第一端盖内侧，太阳轮外圆周上设有行星轮，行星轮与太阳轮啮合连接，行星轮和太阳轮构成行星齿轮组；行星轮中间固定设有行星轮轴，行星轮轴贯穿通过行星轮，行星轮轴的一端与第一端盖旋转连接，行星轮轴的另一端与第二端盖旋转连接；行星轮轴上固定设有斗轮，斗轮位于行星轮和第二端盖之间，多个行星轮轴上固定设有的斗轮构成斗轮组。
优选地，外壳体的内壁对应斗轮位置设有半圆形状的腔体，斗轮位于半圆形状的腔体中。
优选地，行星轮为三个以上。
优选地，第二端盖内侧与轴上固定设有的太阳轮之间，位于内腔体中心位置设有中心斗轮，中心斗轮的内圈固定在轴上或者固定在第二端盖上。
优选地，第二端盖与中间壳体为一体结构或者第一端盖与中间壳体为一体结构。
一种紧凑结构无级变速器，设有外壳体，外壳体中间设有中间壳体，中间壳体两侧分别设有第一端盖和第二端盖，中间壳体内部为空腔结构，中间壳体内部的空腔与第一端盖和第二端盖的内侧形成内腔体；第一端盖中间贯穿设有轴，轴与第一端盖旋转连接，轴上固定设有太阳轮，太阳轮位于第一端盖内侧，太阳轮外圆周上设有行星轮，行星轮与太阳轮啮合连接，行星轮和太阳轮构成行星齿轮组；行星轮中间固定设有行星轮轴，行星轮轴贯穿通过行星轮，行星轮轴的一端与第一端盖旋转连接，行星轮轴的另一端与第二端盖旋转连接；行星轮轴上固定设有斗轮，斗轮位于行星轮和第二端盖之间，多个行星轮轴上固定设有的斗轮构成斗轮组；第一端盖中间贯穿设有的轴又贯穿通过第二端盖，轴与第二端盖旋转连接。
优选地，轴为空心轴，轴的中间贯穿设有通孔。
优选地，轴为空心轴，轴的两端或者其中一端设有盲孔。
优选地，外壳体的内壁对应斗轮位置设有半圆形状的腔体，斗轮位于半圆形状的腔体中。
本发明的有益效果是，传统的无级变速器的行星轮轴的支撑采用支撑架支撑，而该发明的行星轮轴的支撑直接采用第一端盖和第二端盖的内壁形成旋转支撑，这样结构的无级变速器的尺寸更小，体积紧凑，同时因为没有支撑架支撑，节省了制造成本，固定在行星轮轴上的斗轮在运转时更平稳，传动更稳定，内部的液力传动减少了因支撑架造成油液的无用阻尼，传动效率更高。
由于轴贯穿通过第一端盖和第二端盖，轴的两端均可作为动力的传输端；轴为空心轴，轴的中间贯穿设有通孔，通孔提供了外接设备连接的便利，同时可以贯穿通过连接其他动力的传动轴，应用场景更灵活；空心轴的两端或者其中一端设有盲孔，这样的结构能够适应两端随意选用传动端的应用场景，也可以同时连接动力传输连接，应用灵活。
该无级变速器的整体结构紧凑，体积小，输入端和输出端安装灵活、制造成本低。
附图说明
图1是本发明实施例1的轴测图；
图2是图1的剖视图；
图3是图2的剖视图；
图4是去掉外壳体的示意图；
图5是本发明实施例2的轴测图；
图6是图5的剖视图；
图7是图6的剖视图；
图8是去掉外壳体的示意图；
图9是本发明施例2的另一具有盲孔轴结构的剖视图。
图中符号说明：
1.行星齿轮组；101.行星轮；102.太阳轮；2.斗轮组；201.斗轮；3.外壳体；301.第一端盖；302.中间壳体；303.第二端盖；4.内腔体；5.轴；6.行星轮轴；7.中心斗轮；8.通孔；9.盲孔。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
如图1-4所示，是本发明一种紧凑结构无级变速器的一种实施例，其设有外壳体3，外壳体3中间设有中间壳体302，中间壳体302两侧分别设有第一端盖301和第二端盖303，中间壳体302内部为空腔结构，中间壳体302内部的空腔与第一端盖301和第二端盖303的内侧形成内腔体4；第一端盖301中间贯穿设有轴5，轴5与第一端盖301旋转连接，轴5上固定设有太阳轮102，太阳轮102位于第一端盖301内侧，太阳轮102外圆周上设有行星轮101，行星轮101与太阳轮102啮合连接，行星轮101和太阳轮102构成行星齿轮组1；行星轮101中间固定设有行星轮轴6，行星轮轴6贯穿通过行星轮101，行星轮轴6的一端与第一端盖301旋转连接，行星轮轴6的另一端与第二端盖303旋转连接；行星轮轴6上固定设有斗轮201，斗轮201位于行星轮101和第二端盖303之间，多个行星轮轴6上固定设有的斗轮201构成斗轮组2。
该实施例中，可以在外壳体3的内壁对应斗轮201位置设有半圆形状的腔体，斗轮201位于半圆形状的腔体中，行星轮101为三个以上，该实施例选用9个行星轮101，第二端盖303内侧与轴5上固定设有的太阳轮102之间，位于内腔体4中心位置设有中心斗轮7，中心斗轮7的内圈固定在轴5上或者固定在第二端盖303上。
优选地，第二端盖303与中间壳体302为一体结构或者第一端盖301与中间壳体302为一体结构。
该实施例1的无级变速器的运行过程是，内部加入适量油液，将外壳体3作为动力的输入端，轴5作为动力输出端，外壳体3的动力输入，可以是第一端盖301或第二端盖303引出的轴向输入端，也可以是中间壳体302作为皮带轮输入端，无级变速器启动时，动力通过外壳体3逆时针输入，外壳体3逆时针旋转，带动固定连接在行星轮轴6上的斗轮201和行星轮101同时逆时针旋转，由于轴5受到外阻力的作用，保持静态不动，固定连接在轴5上的太阳轮102也固定不动，行星轮101与太阳轮102啮合连接，行星轮101绕太阳轮102逆时针旋转，同时行星轮101逆时针自转，通过行星轮轴6带动斗轮201逆时针自转，斗轮201在内腔体4内受油液动压力作用形成扭矩，此动压力包括离开斗轮201的油液喷射给相邻斗轮201的液动力和斗轮201与中间壳体302之间油液的液粘力，油液对斗轮201的动压力开始是为0，随着外壳体3速度增大，油液对斗轮201的阻力成倍增大，进而通过行星轮101带动太阳轮102旋转，进而通过轴5的输出动力。
上述过程中，无级变速器启动初期处于零速零扭矩的启动状态，无级变速器启动中期，斗轮组2受到的阻力快速提升，其阻力最终作用于太阳轮102上，轴5形成动力输出，无级变速器额定工况下，无级变速器的速度与扭矩相对稳定，斗轮201在油液静压力的作用下，受力平衡不会出现自转现象，相互间的齿轮不转动，整体实现动力的同步传输，趋近于1:1传动。
图3中可以看到，外壳体3内壁对应斗轮201位置设有半圆形状的腔体，斗轮201位于半圆形状的腔体中，这样的结构，当斗轮201旋转工作时，可以充分传递斗轮201和内腔体4中油液的液粘力和液动力，液粘力和液动力将发挥更有效的性能，实现了体积的紧凑优化和满足更优良性能，使无级变速器输出最大的功率和扭矩。
该系列无级变速器的行星轮101可以选用3个以上，该实施例中行星轮101为9个，可以根据传递功率的不同和使用尺寸的不同，设置不同数量的行星轮101，从而适应不同的应用要求，一般可以选用6个、9个和12个等不同的数量。
图3中可以看到，轴5上固定设有中心斗轮7，中心斗轮7的设置可以调节内腔体4中油液的运转模态，调节运转的性能；根据节约成本的要求，中心斗轮7也可以固定在第二端盖303内侧上。
本实施例与传统的无级变速器相比，传统的无级变速器的行星轮轴6的支撑采用支撑架支撑，而该发明的行星轮轴6的支撑直接采用第一端盖301和第二端盖303的内壁形成旋转支撑，这样整体结构的无级变速器的尺寸更小，体积更紧凑；因为减少了支撑架结构，节省了制造成本；同时无级变速器内部油液的流体运动减少了因支撑架造成油液的无用阻尼，固定在行星轮轴6上的斗轮201在运转时更平稳，传动更稳定，传动效率更高。
该无级变速器可根据需要，将第二端盖303与中间壳体302设计成为一体结构，制造加工简单，成本低，同时这样的一体化结构能够保证有良好的密封，提高产品的可靠性，能够长时间的可靠运行，出现渗漏的可能性大大降低。
该实施例适合球磨机、磨煤机等要求柔性启动后长期同步传动的无级变速器，也适合刮板机等负载频繁变化的无级变速器的场景使用。
本实施例中，行星轮101与行星轮轴6可以设计成一体结构，轴5与太阳轮102也可以设计成为一体结构，这样就能进一步降低制造成本，减少零件的数量；同时行星轮轴6也可以设计成空心结构，降低行星轮轴6对两端旋转支撑的压力，提高无级变速器运转的可靠性。
实施例2
如图5-8所示，是本发明一种的另一实施例，其设有外壳体3，外壳体3中间设有中间壳体302，中间壳体302两侧分别设有第一端盖301和第二端盖303，中间壳体302内部为空腔结构，中间壳体302内部的空腔与第一端盖301和第二端盖303的内侧形成内腔体4；第一端盖301中间贯穿设有轴5，轴5与第一端盖301旋转连接，轴5上固定设有太阳轮102，太阳轮102位于第一端盖301内侧，太阳轮102外圆周上设有行星轮101，行星轮101与太阳轮102啮合连接，行星轮101和太阳轮102构成行星齿轮组1；行星轮101中间固定设有行星轮轴6，行星轮轴6贯穿通过行星轮101，行星轮轴6的一端与第一端盖301旋转连接，行星轮轴6的另一端与第二端盖303旋转连接；行星轮轴6上固定设有斗轮201，斗轮201位于行星轮101和第二端盖303之间，多个行星轮轴6上固定设有的斗轮201构成斗轮组2；第一端盖301中间贯穿设有的轴5又贯穿通过第二端盖303，轴5与第二端盖303旋转连接；轴5为空心轴，轴5的中间贯穿设有通孔8。
以上结构由于轴5为空心轴，轴5的中间贯穿设有通孔8，当需要选用轴5作为其中的一端输出或者输入时，通孔8提供了连接的便利，同时可以贯穿通过连接轴，应用场景更灵活。轴5的两端或者其中一端设有盲孔9，这样的结构能够适应两端随意选用传动端的应用场景，也可以同时连接动力传输连接，应用灵活，可以满足不同连接结构的需要。
该实施例也可以将外壳体3的内壁对应斗轮201位置设有半圆形状的腔体，斗轮201位于半圆形状的腔体中，这样的结构，当斗轮201旋转工作时，可以充分传递斗轮201和内腔体4中油液的液粘力和液动力，液粘力和液动力将发挥更有效的性能，实现了体积的紧凑优化和满足更优良性能，使无级变速器输出最大的功率和扭矩。
如图6所示，轴5为空心贯穿轴，轴5的两端均可传输动力；轴5的中间贯穿设有通孔8，通过轴5的通孔8，可设置增加一路贯穿通过轴5的动力传动轴，形成双动力传动；同时因为减少了支撑架结构，节省了制造成本；无级变速器内部油液的流体运动减少了因支撑架造成油液的无用阻尼，固定在行星轮轴6上的斗轮201在运转时更平稳，传动更稳定，传动效率更高。
该实施例适合破碎机等设备，单一动力输入，轴5两端同时对外传输动力分力的无级变速器；也适合风电、汽车等要求轴5的中间需要贯穿另一动力传动轴的无级变速器的场景使用。
惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。
Claims (5)
1.一种紧凑结构无级变速器，设有外壳体，其特征是：所述外壳体中间设有中间壳体，所述中间壳体两侧分别设有第一端盖和第二端盖，所述中间壳体内部为空腔结构，所述中间壳体内部的空腔与第一端盖和第二端盖的内侧形成内腔体；所述第一端盖中间贯穿设有轴，所述轴与第一端盖旋转连接，所述轴上固定设有太阳轮，所述太阳轮位于第一端盖内侧，所述太阳轮外圆周上设有行星轮，所述行星轮与太阳轮啮合连接，所述行星轮和太阳轮构成行星齿轮组；所述行星轮中间固定设有行星轮轴，所述行星轮轴贯穿通过行星轮，所述行星轮轴的一端与第一端盖旋转连接，所述行星轮轴的另一端与第二端盖旋转连接；行星轮轴的支撑不采用支撑架支撑；所述行星轮轴上固定设有斗轮，所述斗轮位于行星轮和第二端盖之间，多个行星轮轴上固定设有的斗轮构成斗轮组；
所述外壳体的内壁对应斗轮位置设有半圆形状的腔体，所述斗轮位于半圆形状的腔体中；
所述行星轮为三个以上。
2.根据权利要求1所述的一种紧凑结构无级变速器，其特征在于：所述第二端盖内侧与轴上固定设有的太阳轮之间，位于内腔体中心位置设有中心斗轮，所述中心斗轮的内圈固定在轴上或者固定在第二端盖上。
3.根据权利要求1-2任一所述的一种紧凑结构无级变速器，其特征在于：所述第二端盖与中间壳体为一体结构或者第一端盖与中间壳体为一体结构。
4.一种紧凑结构无级变速器，设有外壳体，其特征是：所述外壳体中间设有中间壳体，所述中间壳体两侧分别设有第一端盖和第二端盖，所述中间壳体内部为空腔结构，所述中间壳体内部的空腔与第一端盖和第二端盖的内侧形成内腔体；所述第一端盖中间贯穿设有轴，所述轴与第一端盖旋转连接，所述轴上固定设有太阳轮，所述太阳轮位于第一端盖内侧，所述太阳轮外圆周上设有行星轮，所述行星轮与太阳轮啮合连接，所述行星轮和太阳轮构成行星齿轮组；所述行星轮中间固定设有行星轮轴，所述行星轮轴贯穿通过行星轮，所述行星轮轴的一端与第一端盖旋转连接，所述行星轮轴的另一端与第二端盖旋转连接；行星轮轴的支撑不采用支撑架支撑；所述行星轮轴上固定设有斗轮，所述斗轮位于行星轮和第二端盖之间，多个行星轮轴上固定设有的斗轮构成斗轮组；所述第一端盖中间贯穿设有的轴又贯穿通过第二端盖，所述轴与第二端盖旋转连接；
所述轴为空心轴，所述轴的中间贯穿设有通孔；
所述外壳体的内壁对应斗轮位置设有半圆形状的腔体，所述斗轮位于半圆形状的腔体中。
5.根据权利要求4所述的一种紧凑结构无级变速器，其特征在于：所述轴为空心轴，所述轴的两端或者其中一端设有盲孔。
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