CN111963634A - 一种可变齿轮式无级变速传动机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可变齿轮式无级变速传动机构，本传动机构包括：主动轴，位于传动机构的中心；主齿轮，固定于主动轴上，与主动轴同转速；每个主齿轮的半径可调；多个副齿轮，等距环形分布在所述主齿轮的外围，并与主齿轮啮合；每个副齿轮的半径可调；与所述主齿轮轴心相同的从动齿圈，包括内圈和外圈，其中内圈与所有的副齿轮啮合，外圈与外部结构连接，用于实现动力输出；副齿轮的半径与主齿轮的半径之和等于所述内圈与主动轴之间的间距，通过改变主齿轮与副齿轮的半径，实现传动比的改变；行星架，包括与所述主动轴连接的中心轴、与副齿轮的轴心连接的固定轴、以及中心轴与固定轴之间连接的行星架伸缩杆。本发明能实现无级变速，同时结构简单。

Description

一种可变齿轮式无级变速传动机构
技术领域
本发明涉及机械传动领域，尤其涉及一种可变齿轮式无级变速传动机构。
背景技术
目前，无级变速器由于变速平稳、耐用性高受到人们的青睐，但现有的无级变速器一般以两对锥盘夹持皮带的结构实现变速，此种结构容易在变速过程中打滑，引起危险的发生；同时，现有传动机构多采用主、从动轴分离或联轴器连接的方式，所需空间大、结构复杂。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种可变齿轮式无级变速传动机构，能够实现单轴到同轴心机构的传动，能实现无级变速，同时结构简单，安全可靠。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种可变齿轮式无级变速传动机构，本传动机构包括：
主动轴，位于传动机构的中心；
主齿轮，固定于主动轴上，与主动轴同转速；每个主齿轮的半径可调；
多个副齿轮，等距环形分布在所述主齿轮的外围，并与主齿轮啮合；每个副齿轮的半径可调；
与所述主齿轮轴心相同的从动齿圈，包括内圈和外圈，其中内圈与所有的副齿轮啮合，外圈与外部结构连接，用于实现动力输出；副齿轮的半径与主齿轮的半径之和等于所述内圈与主动轴之间的间距，通过改变主齿轮与副齿轮的半径，实现传动比的改变；
行星架，包括与所述主动轴连接的中心轴、与副齿轮的轴心连接的固定轴、以及中心轴与固定轴之间连接的行星架伸缩杆。
进一步地，所述主齿轮包括若干相互独立的扇形齿轮组件，每个扇形齿轮组件包括可沿半径方向移动的扇面、以及布设在扇面上的齿轮；每个扇形齿轮组件的半径随扇面的移动而改变。
更进一步地，所述的扇形齿轮组件还包括至少两根半径方向的第一伸缩杆，第一伸缩杆的一端与所述主动轴连接，第一伸缩杆的另一端与所述的扇面连接，相邻的第一伸缩杆之间连接有周向伸缩弧度杆；通过第一伸缩杆和周向伸缩弧度杆的伸缩而实现所述扇面的移动。
更进一步地，所述的第一伸缩杆的扇面上设有周向的导轨，所述扇形齿轮组件的齿轮固定在齿带上，齿带在导轨中自由滑动，齿带的末端连接有固定在第一伸缩杆上的拉力带。
更进一步地，所述导轨的两侧设有用于防止齿轮脱落的侧轨。
更进一步地，所述的第一伸缩杆为液压杆。
更进一步地，所述扇形齿轮组件的相邻齿轮之间设有链块，齿轮的底部与链块轴连；所述齿带的侧面内陷形成与所述导轨匹配的滑道。
更进一步地，所述齿带的末端侧面设有限位销。
更进一步地，所述的副齿轮的结构与主齿轮相同。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过设置多组齿轮传动，实现了单轴到同轴心机构的传动；传动机构运作时，主、副齿轮液压杆进行相应的伸缩，实现传动比的改变，以实现无级变速；配置行星架，拉力带等构件以增加机构的稳定性，提升了该机构的安全性。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例中扇形齿轮组件的结构示意图；
图3为本发明实施例中齿带的结构示意图；
图4为本发明实施例中导轨的结构示意图；
图5为本发明实施例中从动齿圈的结构示意图；
图6为本发明实施例的使用实例图；
图中，1、主动轴；2、主齿轮；3、副齿轮；4、从动齿圈；5、行星架；21、第一伸缩杆；22、周向伸缩弧度杆；23、导轨；24、齿带；25、滑道；26、拉力带；27、侧轨；28、齿带末端滑道；31、齿轮；32、链块；33、齿带限位滑道；34、限位销；41、内圈；42、外圈；51、中心轴；52、行星架伸缩杆。
具体实施方式
下面对本发明实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例：
一种可变齿轮式无级变速传动机构，如图1所示，本传动机构包括：
主动轴1，位于传动机构的中心；
主齿轮2，固定于主动轴1上，与主动轴1同转速；每个主齿轮2的半径可调；
多个副齿轮3，等距环形分布在所述主齿轮2的外围，并与主齿轮2啮合；每个副齿轮3的半径可调；
与所述主齿轮2轴心相同的从动齿圈4，如图5所示，包括内圈41和外圈42，其中内圈41与所有的副齿轮3啮合，外圈42与外部结构连接，用于实现动力输出；副齿轮3的半径与主齿轮2的半径之和等于所述内圈41与主动轴1之间的间距，通过改变主齿轮2与副齿轮3的半径，实现传动比的改变；
行星架5，包括与所述主动轴1连接的中心轴51、与副齿轮3的轴心连接的固定轴、以及中心轴51与固定轴之间连接的行星架伸缩杆52；当外部机构长度较长时，可换用较长的中心轴51，并在中心轴51上串联多个上述传动机构，形成一组传动机构，同时，主动轴1上可分布有多组传动机构，分别由各自控制系统控制转速，实现单根主动轴1上多构件的不同速传动。
进一步地，所述主齿轮2包括若干相互独立的扇形齿轮组件，每个扇形齿轮组件包括可沿半径方向移动的扇面、以及布设在扇面上的齿轮31；每个扇形齿轮组件的半径随扇面的移动而改变。
更进一步地，所述的扇形齿轮组件还包括至少两根半径方向的第一伸缩杆21，如图2所示，本实施例中为三根，第一伸缩杆21的一端与所述主动轴1连接，第一伸缩杆21的另一端与所述的扇面连接，相邻的第一伸缩杆21之间连接有周向伸缩弧度杆22，所述的第一伸缩杆21为液压杆；通过第一伸缩杆21和周向伸缩弧度杆22的伸缩而实现所述扇面的移动。传动机构运作时，主齿轮2与副齿轮3液压杆进行相应的伸缩，实现传动比的改变；同时各部分内的三根液压杆间距改变，实现有效齿带24长度的改变，三根液压杆通过不同的伸缩距离，改变弧形支撑架弧度，保证齿带24分布于齿轮31轴心的同心圆上。
更进一步地，如图4所示，所述的第一伸缩杆21的扇面上设有周向的导轨23，导轨23长度随液压杆的伸缩而改变，曲率受中心支撑架与两端支撑架的长度及长度差控制，所述扇形齿轮组件的齿轮31固定在齿带24上，如图3所示，齿带24在导轨23中自由滑动，齿带24的末端连接有固定在第一伸缩杆21上的拉力带26，拉力带26能够保证齿带24在齿轮31间啮合传动时不发生横向位移，保持齿带24位置的相对稳定。
更进一步地，所述导轨23的两侧设有用于防止齿轮31脱落的侧轨27。
更进一步地，所述扇形齿轮组件的相邻齿轮31之间设有链块32，齿轮31的底部与链块32轴连；所述齿带24的侧面内陷形成与所述导轨23匹配的滑道25。
更进一步地，所述齿带24的末端侧面设有限位销34，对齿带24起导向作用并限制其垂向移动，限制齿带24的最大位移。
更进一步地，所述的副齿轮3的结构与主齿轮2相同，主齿轮2与副齿轮3半径可变，主齿轮2与副齿轮3半径的改变相关联，主齿轮2与副齿轮3的半径之和固定为主动轴1与从动齿圈4的间距，由此保证传动机构各部分的实时连接。因主齿轮2与副齿轮3的半径大小可连续变化，因此可实现与从动齿圈4相连的外部构件的无级变速，如图6所示为本发明实施例的使用实例图。
以上的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围做出限定，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种可变齿轮式无级变速传动机构，其特征在于，本传动机构包括：
主动轴，位于传动机构的中心；
主齿轮，固定于主动轴上，与主动轴同转速；每个主齿轮的半径可调；
多个副齿轮，等距环形分布在所述主齿轮的外围，并与主齿轮啮合；每个副齿轮的半径可调；
与所述主齿轮轴心相同的从动齿圈，包括内圈和外圈，其中内圈与所有的副齿轮啮合，外圈与外部结构连接，用于实现动力输出；副齿轮的半径与主齿轮的半径之和等于所述内圈与主动轴之间的间距，通过改变主齿轮与副齿轮的半径，实现传动比的改变；
行星架，包括与所述主动轴连接的中心轴、与副齿轮的轴心连接的固定轴、以及中心轴与固定轴之间连接的行星架伸缩杆。
2.根据权利要求1所述的可变齿轮式无级变速传动机构，其特征在于，所述主齿轮包括若干相互独立的扇形齿轮组件，每个扇形齿轮组件包括可沿半径方向移动的扇面、以及布设在扇面上的齿轮；每个扇形齿轮组件的半径随扇面的移动而改变。
3.根据权利要求2所述的可变齿轮式无级变速传动机构，其特征在于，所述的扇形齿轮组件还包括至少两根半径方向的第一伸缩杆，第一伸缩杆的一端与所述主动轴连接，第一伸缩杆的另一端与所述的扇面连接，相邻的第一伸缩杆之间连接有周向伸缩弧度杆；通过第一伸缩杆和周向伸缩弧度杆的伸缩而实现所述扇面的移动。
4.根据权利要求3所述的可变齿轮式无级变速传动机构，其特征在于，所述的第一伸缩杆的扇面上设有周向的导轨，所述扇形齿轮组件的齿轮固定在齿带上，齿带在导轨中自由滑动，齿带的末端连接有固定在第一伸缩杆上的拉力带。
5.根据权利要求4所述的可变齿轮式无级变速传动机构，其特征在于，所述导轨的两侧设有用于防止齿轮脱落的侧轨。
6.根据权利要求3至5中任意一项所述的可变齿轮式无级变速传动机构，其特征在于，所述的第一伸缩杆为液压杆。
7.根据权利要求4所述的可变齿轮式无级变速传动机构，其特征在于，所述扇形齿轮组件的相邻齿轮之间设有链块，齿轮的底部与链块轴连；所述齿带的侧面内陷形成与所述导轨匹配的滑道。
8.根据权利要求7所述的可变齿轮式无级变速传动机构，其特征在于，所述齿带的末端侧面设有限位销。
9.根据权利要求1至5中任意一项所述的可变齿轮式无级变速传动机构，其特征在于，所述的副齿轮的结构与主齿轮相同。
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