CN112145637A - 一种新型无极变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型无极变速器，其包括主轴，变位轴，变速组件，变速辅件，变速控制部件，动力传递结构，变位轴与主轴通过轴承类结构连接，变速组件通过轴承设置在变位轴上，变速辅件处在于其相对应的位置，变位轴上设置的变速组件与动力传递结构相互作用传动，变速控制部件与变位轴连接控制变位轴改变与主轴的角度，使变速组件与变速辅件改变位置关系以改变传动比，本发明提供的新型无极变速器不仅可以做到结构简单，而且可以实现无极变速、且变速响应快、变速平顺、控制变速的过程简单、传递扭矩大等优点。

Description

一种新型无极变速器

技术领域

本发明涉及一种变速器，特别涉及一种不同于现有类型变速器的一种新型无极变速器。

背景技术

现有变速器目前主要为有机变速与无极变速，有级变速比如液力自动变速器、双离合变速器等等，一般采用多组齿轮组的配合，以不同齿轮组传动速度比不一样通过离合器切换不同齿轮传动实现变速，由此需要多组此轮组的组合，以及复杂控制系统配合，所以多级变速结构复杂，变速档位有限，变速会有顿挫，无级变速一般采用带轮带动传动钢带把动力传递到另一个带轮，因为是无齿传动所以传动扭矩有限，不能用于大扭矩传动。

发明内容

本发明在于提供一种结构简单，变速控制容易的一种新型无极变速器，以解决上述背景技术中的缺点。

涉及本发明的新型无极变速器包括；主轴，变位轴，变速组件，变速辅件，变速控制部件，动力传递结构，主轴与变位轴、通过轴承类结构连接，以变速组件设置在变位轴上为例，变速辅件设置在与变速组件相对应的位置上，变速组件上连接动力传递机构，输入或输出动力，变速控制部件与变位轴连接控制变位轴与主轴角度。

变速组件包括变速组件主体，通过轴承类结构与变速组件主体连接的变速组件连杆、在变速组件连杆的另一端通过轴承类结构连接变速组件载体、在变速组件载体上设置变速组件对外传递动力的机构。

变速组件主体与变速组件连杆连接的轴承结构的中心线处于同一个虚拟的圆上且处于此圆的半径线上，变速组件连杆与变速组件载体连接的轴承类结构的中心线处于另外一个虚拟的圆上且处于此圆的半径线上，所述的两个虚拟圆的圆心在一个位置，且两个虚拟的圆能够重叠。

同一变速组件连杆两端的轴承结构不在一条直线上，通过延长两个轴承结构的虚拟中心线相交，则两条线具有一定角度。

变速组件连杆与变速组件主体连接的一侧和变速组件连杆与变速组件载体连接的一侧在变速器组件连杆的两侧。

变速组件载体上的变速组件对外传递动力的机构有能在某个阶段传递动力的特性，例如可以采用棘齿结构，棘齿具有单向传递动力，对于速度快过载体的，棘齿不在输出或输入动力。

变速辅件包括；变速辅件工作结构与变速辅件控位结构，变速辅件工作结构与变速组件对外传递动力的机构配合，使变速组件与变速辅件能相互传递动力，变速辅件控位结构使变速组件载体始终处于变速辅件特定位置运行，例如采用棘轮作为变速辅件工作结构与变速组件配合，在棘轮上设置卡槽为控位结构。

主轴能够固定变位轴在特定工作位置以及实现动力输入或输出。

变位轴通过轴承类结构与主轴连接，此轴承类结构处于变位轴与主轴横向位置，变位轴以此轴承结构为支点改变与主轴之间的角度。

变速组件主体与变速组件连杆连接的轴承结构的中心线所处在的虚拟圆，变速组件连杆与变速组件载体连接的轴承结构中线所处在的虚拟圆，两个圆的圆心处于主轴与变位轴连接的轴承的中心线上。

变速控制部件工作时带动变位轴改变与主轴的角度。

动力传递结构能够传递与主轴处于不同角度且能够变化位置的变位轴上变速件（变速件为变速组件或变速辅件）的动力到固定轴上，本发明采用锥齿轮组作为动力传递结构，一个固定在轴上的锥齿轮，一个固定在变速件上的锥齿轮，以及两个锥齿轮间传递动力的两个同步转动的锥齿轮，组成动力传递结构。

有益效果：本发明结构简单，主体结构只有主轴，变位轴，变速组件，变速辅件，变速控制部件，动力传递结构，可实现无极变速，且变速响应快，变速平顺，变速过程简单，只需要通过变速控制部件带动变位轴就可实现变速，通过棘齿棘轮传递时可以克服传统无级变速扭矩小的弊端。

附图说明

图1为本发明的较佳实施例的结构示意图（其中变速组件与辅件为剖视图）。

图2为本发明中变速组件剖面示意图。

图3为本发明动力传递结构的示意图。

图4为本发明变速原理示意图。

附图标记说明；01主轴，02固定位轴，03固定位齿轮，04传动齿轮，05传动齿轮，06变位齿轮，07传动齿轮控位连杆，08传动齿轮控位连杆，09变速组件主体，10变速辅件控位结构，11变速组件连杆，14变速组件载体，15变速辅件工作结构，16变位轴，17变速控制部件连杆，19变速控制部件主体，21轴承结构，12变速组件对外传递动力的机构，22变速组件主体与变速组件连杆连接的轴承结构，23变速组件连杆与变速组件载体连接的轴承结构，以下为虚拟位置及路径标记方便本发明传动原理理解解释41虚拟的经线，42虚拟的纬线，43，44， 45，46，47均为经纬线的交点。

具体实施方式

需要说明的是，在本发明的描述中、需要理解的是术语，上、下、左、右等指示是基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有的特定运动方位，

如图2所示无极变速器变速组件，变速组件连杆11通过轴承结构22如图所示的方式连接在变速组件主体1上，在变速连杆11的另一端通过轴承结构23如图所示连接变速组件载体14，变速组件载体14上设置变速组件对外传递动力的机构12，变速组件主体1转动时带动变速组件载体14转动，通过变速组件对外传递动力的机构12与变速辅件相互作用传递动力，如同通过轴承22连接主体的连杆组（包括连杆11轴承23载体14对外动力的机构12以下称为连杆组的同样是此连杆上的结构的集合体）设置三组通过同样的方式如图均匀的连接在变速组件主体09上，组成本发明变速组件，轴承结构22与轴承结构23中心线延长相交为90度，变速组件工作时轴承结构22的运动轨迹分布杂一个球行的表面，假设以地球仪的经纬线解释，变速组件载体14在中纬线上运行，轴承结构22做经线运动时载体位置是不变的。

如图3所示无极变速器动力传递结构，02固定轴上设置锥齿轮03，传动锥齿轮04与传动锥齿轮05通过一个固定的轴连接在一起，锥齿轮04、05固定连接同步转动，锥齿轮06与轴承21外圈固定连接，轴承内圈固定连接在变位轴16上，传动齿轮控位连杆08一端与固定轴通过轴承结构连接，另一端通过轴承结构连接在连接锥齿轮04锥齿轮05的固定的轴上，使锥齿轮03具有太阳齿轮的性质，锥齿轮04、05具有行星齿轮的性质，且使锥齿轮03与锥齿轮04始终齿合传动，传动齿轮控位连杆07一端与变位轴16通过轴承类结构连接，另一端通过轴承类结构连接在连接锥齿轮04锥齿轮05的固定的轴上，使锥齿轮05与锥齿轮06始终齿合传动，四个锥齿轮的所在的虚拟的椎体的锥尖在一个点，此锥点在主轴与变位轴连接的轴承结构中心线上，锥齿轮所在锥点位置不变 ，变位轴与主轴改变角度使锥齿轮06在不同位置时仍然能与锥齿05齿合传动，从而把变速组件的动力传递到固定轴02上，本图所示动力传递组件与万向节作用相似，只是传动精度更高，在某些情况下可以用万向节结构代替。

如图1所示无极变速器，主轴01一端为圆环，变位轴16上也设有圆环，主轴01与变位轴16圆环重叠通过内部柱状结构连接，此圆环与内部柱状链接结构为轴承类结构，此结构处于主轴01与变位轴16横向位置上，变位轴上设置轴承21，轴承的外套圈一侧与锥齿轮06固定连接，一侧与变速组件固定连接，变速辅件在变速组件相对应的位置，变速辅件分为变速辅件工作结构15与变速辅件控位结构10，变速组件控位结构10设为卡槽时候，卡槽控制变速组件载体14杂卡槽内运动时，变速组件对外传递动力的机构12与变速辅件工作结构15接触传递动力，变速控制部件包括变速控制部件连杆17与变速控制部件主体19，变速控制部件连杆17一端与变位轴16的一端通过轴承类结构连接，变速控制部件连杆17另一端与变速控制部件主体19通过轴承类结构连接，变速控制部件主体19向上移动时带动连杆17使变位轴16上的变速组件与变速辅件角度变大，此时无级变速器传动比变大，变速控制部件主体19向下移动时带动连杆17使变位轴16上的变速组件与变速辅件角度变小，此时无级变速变速器传动比变小，变速组件与变速辅件重合在一个平面时速度最小。

本发的输入端可以为主轴01，或者变速辅件，或者固定轴02，输入速度为1时；当主轴01作为动力输入轴，变速辅件固定不动，固定轴02作为输出轴时，本发明可实现0到多倍的变速（理论上可以接近于无限的变速），当主轴01固定不动，仅支承定位变位轴16，变速辅件作为动力输入体，固定轴02作为输出轴时，本发明可实现1到多倍（理论上可以接近于无限的变速），当主轴01作为动力输入轴，固定轴02固定不转，变速辅件作为输出体时，本发明可以实现0到接近于1的变速范围等等，下面就将以如何实现0到多倍以及1到多倍的变速范围予以解释。

以下为了方便解释三组连杆组以连杆组A,连杆组B,连杆组C作为解释代号

以主轴01为动力输入轴，变速辅件固定不动，固定轴02作为输出轴时变速范围0到多倍，则变速控制部件需要与主轴01同步转动，因为变速组件与变位轴16通过轴承21连接，所以主轴01是不能通过变位轴直接传递动力到变速组件上，使变速组件自转，当变速组件主体09与变速辅件在一个平面时，主轴01与变位轴16设置轴承的部分在一条直线上，主轴01转动，不能带动变速组件转动，输出速度为零，在变速控制部件推动变位轴16变速时，变速组件与变速辅件之间改变角度，如图1所示变速辅件与变速组件的角度，主轴01带动变速组件产生一种公转运动，以变速组件由右向左公转，变速组件对外传递动力的机构12设置为只能由左向右转动的方向运动为例，变速组件由右向左公转运动，变速组件其中一个距离变速辅件最近轴承结构22所在的变速组件连杆组A载体14会在变速辅件内静止不动，且对变速组件产生反作用力使变速组件实现由左向右的自转，另外连杆组B连杆组C由左向右移动，当另外两组连杆组中的一组以B组为例，其轴承结构22距离变速辅件的距离比连杆组A、C中的轴承结构22距离变速辅件较近时，则此时连杆组B中载体在辅件内不动对变速组件产生反作用力使变速组件实现由左向右的自转，之后连杆组C转动到其轴承结构22距离变速辅件的距离比连杆组A、B中的轴承结构22距离变速辅件较近，则此时连杆组C中载体在辅件内不动对变速组件产生反作用力使变速组件实现由左向右的自转，由此完成对一轮变速传递，通过不断的实现新一轮的传递从而完成变速过程。

单独一个连杆组一次作用产生的变速关系为如图4所示，两条纬线42之间的距离点45到点46为输出的转动距离，两条经线41之间点44到点47为输入的转动距离，点43到点46为一个连杆组的工作距离此距离不变，输入与输出的速度比为点44到点47的距离比点45到点46的距离，变速组件与变速辅件角度越小点44到点47的距离越大，点45到点46的距离则越小，传动比越小，当变速组件与变速辅件角度越大点44到点47的距离越小，点45到点46的距离越大，传动比越大。

当传动比为1到多倍时，主轴01固定不转动仅与变位轴16配合起到支撑控制作用，以变速辅件作为动力输入端，固定轴02作为动力输出端，当变速组件主体09与变速辅件在一个平面时，主轴01与变位轴16设置轴承的部分在一条直线上，变速辅件转动直接带动变速组件转动，传动比为1比1，在变速控制部件推动变位轴16变速时，变速组件与变速辅件之间改变角度，如图1所示变速辅件与变速组件的角度，变速组件其中一个距离变速辅件最近轴承结构22所在的变速组件假设为连杆组A，载体14会在变速辅件内被变速辅件推动带动变速组件转动，载体14相对于变速辅件静止不动，另外连杆组B连杆组C载体则快于变速辅件，在变速辅件内运动不传动，当另外两组连杆组中的一组以B组为例，其轴承结构22距离变速辅件的距离比连杆组A、C中的轴承结构22距离变速辅件较近时，则此时变速辅件会通过连杆组B传动，之后杆组C转动到其轴承结构22距离变速辅件的距离比连杆组A、B中的轴承结构22距离变速辅件较近，则此时变速辅件通过连杆组C传递动力，由此完成对一轮变速传递，通过不断的实现新一轮的传递从而完成变速过程。

此变速比的关系为如图4所示，单组连杆组的传动比为辅件从点44到点47距离比点43到点46的距离 ，此变速比也是本发明1到多倍变速范围中的变速比，点43点46的距离是不变的，通过改变变速组件与变速辅件的角度，点44到点47的距离也会变化，变速辅件与变速组件在一个平面时点44到点47的距离最大，与点43到点46的距离相同变速比为1比1，变速组件与变速辅件角度越大，点44到点47的距离越短，则传动比越大。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改，等同替换，和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种新型无极变速器，其包括：主轴，变位轴，变速组件，变速辅件，变速控制部件，动力传递结构，变位轴与主轴通过轴承类结构连接，变速件（变速件为变速组件或变速辅件）通过轴承设置在变位轴上，另外的一件变速件处在于其相对应的位置，变位轴上设置的变速件与动力传递结构相互作用传动，变速控制部件与变位轴连接，控制变位轴改变与主轴的角度，使变速组件与变速辅件改变位置关系。

2.根据权利要求1所述的新型无极变速器，其特征在于，所述变速组件包括；变速组件主体、通过轴承类结构与变速组件主体连接的变速组件连杆、在变速组件连杆的另一端通过轴承类结构连接变速组件载体、在变速组件载体上设置变速组件对外传递动力的机构。

3.根据权利要求2所述的新型无极变速器变速组件，其特征在于，所述变速组件主体与变速组件连杆连接的轴承结构的中心线处于同一个虚拟的圆上且处于此圆的半径线上，所述变速组件连杆与变速组件载体连接的轴承类结构的中心线处于另外一个虚拟的圆上且处于此圆的半径线上，所述的两个虚拟圆的圆心在一个位置，且两个虚拟的圆能够重叠。

4.根据权利要求2所述的新型无极变速器变速组件，其特征在于，所述同一变速组件连杆两端的轴承结构中心线不在一条直线上，通过延长两个轴承结构的虚拟中心线相交，则两条线具有一定角度。

5.根据权利要求2所述的新型无极变速器变速组件，其特征在于，所述变速组件连杆与变速组件主体连接的一侧和变速组件连杆与变速组件载体连接的的一侧在变速组件连杆的两侧。

6.根据权利要求2所述的新型无极变速器变速组件，其特征在于，所述变速组件载体上变速组件对外传递动力的机构具有能在某个阶段传递动力的特性。

7.根据权利要求1所述的新型无极变速器变速辅件，其特征在于，所述变速辅件包括；变速辅件工作结构与变速辅件控位结构，变速辅件工作结构与变速组件对外传递动力的机构配合，使变速组件与变速辅件能传递动力，变速辅件控位结构具有使变速组件载体始终处于变速辅件特定位置运行的作用。

8.根据权利要求1所述的新型无极变速器，其特征在于，所述主轴能固定变位轴使其在特定工作区域工作以及实现动力输入或输出。

9.根据权利要求1所述的新型无极变速器，其特征在于，所述变位轴通过轴承结构与主轴连接，此轴承处于变位轴与主轴横向位置，变位轴以此轴承结构为支点改变与主轴之间的角度。

10.根据权利要求3所述无极变速组件，其特征在于，所述变速组件主体与变速组件连杆连接的轴承结构的中心线所处于的虚拟圆，变速组件连杆与变速组件载体连接的轴承结构中心线所处于的虚拟圆，两个圆的圆心处于主轴与变位轴连接的轴承结构的中心线上。

11.根据权利要求1所述的新型无极变速器，其特征在于，所述变速控制部件能够带动变位轴改变与主轴的角度。

12.根据权利要求1所述的新型无极变速器，其特征在于，动力传递结构能够传递与主轴处于不同角度且能够变化位置的变位轴上变速件（变速件为变速组件或变速辅件）的动力到固定位置的轴上或者从固定位置的轴上传递动力到变位轴上的变速件。

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