CN113309833A

CN113309833A - 一种交啮无极变速机构

Info

Publication number: CN113309833A
Application number: CN202110695034.7A
Authority: CN
Inventors: 杨付文
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-06-22
Filing date: 2021-06-22
Publication date: 2021-08-27

Abstract

本发明涉及一种交啮无极变速机构，属于无极变速领域。包括多边形输入轴、多边形输出轴、输入端渐开锥形齿轮、输出端渐开锥形齿轮、输入端调节衬套、输出端调节衬套、调节螺杆、上配合伞齿轮、下配合伞齿轮、中间配合伞齿轮、中心支撑罩、上等分度曲廓齿盘和下等分度曲廓齿盘，多边形输入轴和多边形输出轴转动设置于中心支撑罩两端，上配合伞齿轮和下配合伞齿轮转动设置于中心支撑罩两端并与中间配合伞齿轮啮合，上等分度曲廓齿盘和下等分度曲廓齿盘设置于中心支撑罩的两端并与上配合伞齿轮和下配合伞齿轮固定连接，输入端渐开锥形齿轮设于多边形输入轴外并分别与输入端渐开锥形齿轮和调节螺杆螺纹连接。具有动力传递效率高、传动比范围大。

Description

一种交啮无极变速机构

技术领域

本发明涉及无极变速技术领域，具体而言，涉及一种交啮无极变速机构。

背景技术

无极变速原理在生产生活中有着广泛的应用，比如除汽车无极变速箱较为被人们认知，还广泛应用于轻工、机床、冶金、矿山、石油、化工等领域。

然而对于汽车无极变速箱因为它的使用场景要求无极变速箱需要兼备经济性，可靠性，体积小，重量轻等特点。

纵观当今的汽车无极变速箱，最具代表性的CVT虽然已经很好了，但是面对实际使用过程中，仍然凸显出一些不足，比如CVT利用摩擦力传递动力，传递动力时变速器容易打滑，使用寿命短，而且中期维护保养高，不能承受较大扭矩等问题。

发明内容

针对现有技术中上述的不足，本发明提供一种交啮无极变速机构，具有动力传递效率高、可靠性高，传动比范围大，所用零件数量少，后期维护成本低。

为了达到上述目的，本发明采用的解决方案是：

一种交啮无极变速机构，包括交啮无极变速机构主体，交啮无极变速机构主体包括多边形输入轴、多边形输出轴、输入端渐开锥形齿轮、输出端渐开锥形齿轮、输入端调节衬套、输出端调节衬套、调节螺杆、上配合伞齿轮、下配合伞齿轮、中间配合伞齿轮、中心支撑罩、上等分度曲廓齿盘和下等分度曲廓齿盘，多边形输入轴和多边形输出轴对称转动设置于中心支撑罩的中心的两端，上配合伞齿轮和下配合伞齿轮对称转动设置于中心支撑罩的上下两端，中心支撑罩包括相对设置的第一端和第二端，中间配合伞齿轮转动设置于第一端并分别与上配合伞齿轮和下配合伞齿轮相固定连接，上等分度曲廓齿盘和下等分度曲廓齿盘结构相同并均均分为多个扇形区域，多个扇形区域间隔设置有曲廓齿条，上分度曲廓齿盘和下分度曲廓齿盘对称错位转动设置于中心支撑罩的上下两端并分别与上配合伞齿轮和下配合伞齿轮啮合，调节螺杆转动设置于第二端，输入端渐开锥形齿轮包括输入端渐开锥形齿轮主体和与输入端渐开锥形齿轮主体连接的第一连接部，输入端渐开锥形齿轮主体和第一连接部均套设于多边形输入轴外，输入端调节衬套一端套设于第一连接部外并与第一连接部转动连接，另一端与调节螺杆螺纹连接，输出端渐开锥形齿轮包括输出端渐开锥形齿轮主体和与输出端渐开锥形齿轮主体连接的第二连接部，输出端渐开锥形齿轮主体和第二连接部均套设于多边形输出轴外，输出端调节衬套一端套设于第二连接部外并与第二连接部转动连接，另一端与调节螺杆螺纹连接。

进一步地，本发明较佳的实施例中，多边形输入轴可以为三边形输入轴、四边形输入轴、五边形输入轴或六边形输入轴。

进一步地，本发明较佳的实施例中，多边形输入轴为六边形输入轴。

进一步地，本发明较佳的实施例中，多边形输出轴可以为三边形输出轴、四边形输出轴、五边形输出轴或六边形输出轴。

进一步地，本发明较佳的实施例中，多边形输出轴为六边形输出轴。

进一步地，本发明较佳的实施例中，交啮无极变速机构还包括外壳，外壳罩设于交啮无极变速机构主体外，多边形输入轴和多边形输出轴均延伸至外壳外并与外壳转动连接，调节螺杆的一端延伸至外壳外并与外壳转动连接。

进一步地，本发明较佳的实施例中，外壳包括第一外壳和第二外壳，第一外壳和第二外壳可拆卸连接。

本发明提供的交啮改变两个渐开锥形齿轮无极变速机构的有益效果是：主要通过上等分度曲廓齿盘、下等分度曲廓齿盘和输入端渐开锥形齿轮、输出端渐开锥形齿轮正时交替啮合时，改变输入端渐开锥形齿轮在输入轴和输出端渐开锥形齿轮在输出轴的相对位置，实现可连续改变传动比的机械传动机构，机构依靠齿轮齿条传递动力的传递效率高，可靠性高，传动比范围大，所用零件数量少，后期维护成本低等。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的交啮无极变速机构主体在第一视角下的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的交啮无极变速机构主体在第二视角下的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的交啮无极变速机构主体在第三视角下的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的中心支撑罩的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的上等分度曲廓齿盘的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的调节螺杆的连接示意图；

图7为本发明实施例提供的输入端渐开锥形齿轮的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的输出端渐开锥形齿轮的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的交啮无极变速机构的结构示意图。

图标：100-交啮无极变速机构；110-交啮无极变速机构主体；120-外壳；121-第一外壳；122-第二外壳；210-多边形输入轴；220-多边形输出轴；310-输入端渐开锥形齿轮；311-输入端渐开锥形齿轮主体；312-第一连接部；320-输出端渐开锥形齿轮；321-输出端渐开锥形齿轮主体；322-第二连接部；410-输入端调节衬套；420-输出端调节衬套；500-调节螺杆；610-上配合伞齿轮；620-下配合伞齿轮；630-中间配合伞齿轮；700-中心支撑罩；710-第三端；720-第四端；730-第一端；740-第二端；810-上等分度曲廓齿盘；820-下等分度曲廓齿盘；830-扇形区域；840-曲廓齿条。

具体实施方式

使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1，本实施例提供一种交啮无极变速机构100，其包括交啮无极变速机构主体110，交啮无极变速机构主体110包括多边形输入轴210、多边形输出轴220、输入端渐开锥形齿轮310、输出端渐开锥形齿轮320、输入端调节衬套410、输出端调节衬套420、调节螺杆500、上配合伞齿轮610、下配合伞齿轮620、中间配合伞齿轮630、中心支撑罩700、上等分度曲廓齿盘810和下等分度曲廓齿盘820。

结合图1、图2、图3及图4，多边形输入轴210和多边形输出轴220对称转动设置于中心支撑罩700的中心的两端，本发明中，多边形输入轴210和多边形输出轴220通过轴承转动设置于中心支撑罩700的中心的两端。具体的，中心支撑罩700包括相对设置的第三端710和第四端720，多边形输入轴210转动设置于第三端710，多边形输出轴220转动设置于第四端720。

上配合伞齿轮610和下配合伞齿轮620对称转动设置于中心支撑罩700的上下两端，也即是本发明中，上配合伞齿轮610和下配合伞齿轮620对称设置于中心支撑罩700的上下两端，并均转动设置于中心支撑罩700的上下两端。中心支撑罩700包括相对设置的第一端730和第二端740，中间配合伞齿轮630转动设置于第一端730并分别与上配合伞齿轮610和下配合伞齿轮620相啮合，也即是，上配合伞齿轮610转动能够带动中间配合伞齿轮630转动进而带动下配合伞齿轮620转动或者下配合伞齿轮620转动能够带动中间配合伞齿轮630转动进而带动上配合伞齿轮610转动。

请参照图5，上等分度曲廓齿盘810和下等分度曲廓齿盘820结构相同并均均分为多个扇形区域830，也即是，上等分度曲廓齿盘810均分为多个扇形区域830，下等分度曲廓齿盘820也均分为多个扇形区域830，多个扇形区域830间隔设置有曲廓齿条840，也即是一个扇形区域830设置有曲廓齿条840相邻的两个不设置。其中,本发明中采用的是12等分曲廓齿盘,不限制数量，也可以为其他数量，实际应用中等分的数量根据机构的大小设置。

结合图1、图2、图3、图4、图5及图6，上等分度曲廓齿盘810和下等分度曲廓齿盘820对称错位转动设置于中心支撑罩700的上下两端并分别与上配合伞齿轮610和下配合伞齿轮620固定连接，也即是，首先上等分度曲廓齿盘810和下等分度曲廓齿盘820对称转动设置于中心支撑罩700的上下两端，同时上等分度曲廓齿盘810和下等分度曲廓齿盘820错位设置，也即是上等分度曲廓齿盘810设置有曲廓齿条840的扇形区域830与下等分度曲廓齿盘820设置有曲廓齿条840的扇形区域830错位设置，也即是上等分度曲廓齿盘810设置有曲廓齿条840的扇形区域830与下等分度曲廓齿盘820没有设置有曲廓齿条840的扇形区域830对应。同时上等分度曲廓齿盘810与上配合伞齿轮610固定连接，下等分度曲廓齿盘820与下配合伞齿轮620固定连接，也即是上等分度曲廓齿盘810转动带动上配合伞齿轮610转动，下等分度曲廓齿盘820转动带动下配合伞齿轮620转动。

结合图1、图7及图8，调节螺杆500转动设置于第二端740，输入端渐开锥形齿轮310包括输入端渐开锥形齿轮主体311和与输入端渐开锥形齿轮主体311连接的第一连接部312，输入端渐开锥形齿轮主体311和第一连接部312均套设于多边形输入轴210外，目的是为了在多边形输入轴210转动的时候能够带动输入端渐开锥形齿轮310转动，输入端调节衬套410一端套设于第一连接部312外并与第一连接部312转动连接，另一端与调节螺杆500螺纹连接，目的是为了在输入端调节衬套410左右移动的时候能够带动输入端渐开锥形齿轮310左右转动。

输出端渐开锥形齿轮320包括输出端渐开锥形齿轮主体321和与输出端渐开锥形齿轮主体321连接的第二连接部322，输出端渐开锥形齿轮主体321和第二连接部322均套设于多边形输出轴220外，目的是为了在多边形输出轴220转动的时候能够带动输出端渐开锥形齿轮320转动，输出端调节衬套420一端套设于第二连接部322外并与第二连接部322转动连接，另一端与调节螺杆500螺纹连接，目的是为了在输出端调节衬套420左右移动的时候能够带动输出端渐开锥形齿轮320左右转动。

该交啮无极变速机构100的原理：使用时将多边形输入轴210与发动机(图未示)连接，调节螺杆500与电机(图未示)连接，通过发动机带动多边形输入轴210转动，多边形输入轴210转动带动输入端渐开锥形齿轮310旋转，当输入端渐开锥形齿轮310与下等分度曲廓齿盘820啮合时带动下等分度曲廓齿盘820转动，下等分度曲廓齿盘820转动将带动下配合伞齿轮620和输出端渐开锥形齿轮320转动，输出端渐开锥形齿轮320把动力通过多边形输出轴220传递到车轮；下配合伞齿轮620转动能够带动中间配合伞齿轮630转动进而带动上配合伞齿轮610转动，上配合伞齿轮610带动上等分度曲廓齿盘810转动，使得上等分度曲廓齿盘810与下等分度曲廓齿盘820相同的角速度反向旋转，保证输入端渐开锥形齿轮310与下等分度曲廓齿盘820脱离啮合之前让上等分度曲廓齿盘810与输入端渐开锥形齿轮310开始啮合，然后上等分度曲廓齿盘810转动带动输出端渐开锥形齿轮320和上配合伞齿轮610转动，输出端渐开锥形齿轮320把动力通过多边形输出轴220传递到车轮；上配合伞齿轮610带动中间配合伞齿轮630转动进而带动下配合伞齿轮620转动，下配合伞齿轮620带动下等分度曲廓齿盘820转动，使得下等分度曲廓齿盘820与上等分度曲廓齿盘810相同的角速度反向旋转，保证输入端渐开锥形齿轮310与上等分度曲廓齿盘810脱离啮合之前让下等分度曲廓齿盘820与输入端渐开锥形齿轮310开始啮合。这样使得输入端渐开锥形齿轮310与上等分度曲廓齿盘810和下等分度曲廓齿盘820啮合的关系被交替循环进行。同样的交替啮合关系在上等分度曲廓齿盘810、下等分度曲廓齿盘820与输出端渐开锥形齿轮320之间被交替循环进行，使动力不间断地从输入端渐开锥形齿轮310传递给输出端渐开锥形齿轮320。动力在输入端渐开锥形齿轮310到输出端渐开锥形齿轮320的传递过程中，通过电机带动调节螺杆500转动，当调节螺杆500旋转的同时可以控制的输入端调节衬套410和输出端调节衬套420移动，输入端调节衬套410带动输入端渐开锥形齿轮310、输出端调节衬套420带动输出端渐开锥形齿轮320分别在多边形输入轴210和多边形输出轴220上移动。由于下等分度曲廓齿盘820与上等分度曲廓齿盘810的角速度相同，角速度恒定距离中心越远线速度越大，因此当输入端渐开锥形齿轮310和输出端渐开锥形齿轮320其中一个移动到靠近中心支撑罩700，另一个远离中心支撑罩700，多边形输入轴210和多边形输出轴220传动比就越大，由于上等分度曲廓齿盘810和下等分度曲廓齿盘820的曲廓齿条是从中心向外散发布置，因此输入端渐开锥形齿轮310和输出端渐开锥形齿轮320从中心往外移动或者从外往中心移动不会受到影响，最终实现动力输入和输出的可连续改变传动比，达到无级变速目的。基于单体的复合机构，在通过增加渐开锥形齿轮和增加分度曲廓齿盘以特定的结构组合搭配，得到的性能更稳定，承受力矩更大，使用领域更广的复合变速机构，该装置依靠齿轮齿条传递动力的传递效率高，可靠性高，传动比范围大，所用零件数量少，后期维护成本低等。

进一步的，多边形输入轴210可以为三边形输入轴、四边形输入轴、五边形输入轴或六边形输入轴，但不限于于此还可以为八边形输入轴等，本发明中采用的是六边形输入轴。

进一步的，多边形输出轴220可以为三边形输出轴、四边形输出轴、五边形输出轴或六边形输出轴，但不限于于此还可以为八边形输出轴等，本发明中采用的是六边形输出轴。

请参照图9，进一步的，交啮无极变速机构100还包括外壳120，外壳120罩设于交啮无极变速机构主体110外，目的是为了对交啮无极变速机构主体110进行保护，其中，多边形输入轴210和多边形输出轴220均延伸至外壳120外并与外壳120转动连接，多边形输入轴210延伸至外壳120外的目的是为了与发动机连接，多边形输出轴220延伸至外壳120外的目的是为了与车轮连接，调节螺杆500的一端延伸至外壳120外并与外壳120转动连接，调节螺杆500的一端延伸至外壳120外的目的是为了与电机连接。

进一步的，外壳120包括第一外壳121和第二外壳122，第一外壳121和第二外壳122可拆卸连接，目的是为了便于拆卸检查维修保养交啮无极变速机构主体110。

综上所述，本发明的交啮改变两个渐开锥形齿轮无极变速机构，主要通过上等分度曲廓齿盘、下等分度曲廓齿盘和输入端渐开锥形齿轮、输出端渐开锥形齿轮正时交替啮合时，改变输入端渐开锥形齿轮在输入轴和输出端渐开锥形齿轮在输出轴的相对位置，实现可连续改变传动比的机械传动机构，机构依靠齿轮齿条传递动力的传递效率高，可靠性高，传动比范围大，所用零件数量少，后期维护成本低等。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种交啮无极变速机构，其特征在于，包括交啮无极变速机构主体，所述交啮无极变速机构主体包括多边形输入轴、多边形输出轴、输入端渐开锥形齿轮、输出端渐开锥形齿轮、输入端调节衬套、输出端调节衬套、调节螺杆、上配合伞齿轮、下配合伞齿轮、中间配合伞齿轮、中心支撑罩、上等分度曲廓齿盘和下等分度曲廓齿盘，所述多边形输入轴和所述多边形输出轴对称转动设置于所述中心支撑罩的中心的两端，所述上配合伞齿轮和所述下配合伞齿轮对称转动设置于所述中心支撑罩的上下两端，所述中心支撑罩包括相对设置的第一端和第二端，所述中间配合伞齿轮转动设置于所述第一端并分别与所述上配合伞齿轮和所述下配合伞齿轮相啮合，所述上等分度曲廓齿盘和所述下等分度曲廓齿盘结构相同并均均分为多个扇形区域，多个所述扇形区域间隔设置有曲廓齿条，所述上等分度曲廓齿盘和所述下等分度曲廓齿盘对称错位转动设置于所述中心支撑罩的上下两端并分别与所述上配合伞齿轮和所述下配合伞齿轮固定连接，所述调节螺杆转动设置于所述第二端，所述输入端渐开锥形齿轮包括输入端渐开锥形齿轮主体和与所述输入端渐开锥形齿轮主体连接的第一连接部，所述输入端渐开锥形齿轮主体和所述第一连接部均套设于所述多边形输入轴外，所述输入端调节衬套一端套设于所述第一连接部外并与所述第一连接部转动连接，另一端与所述调节螺杆螺纹连接，所述输出端渐开锥形齿轮包括输出端渐开锥形齿轮主体和与所述输出端渐开锥形齿轮主体连接的第二连接部，所述输出端渐开锥形齿轮主体和所述第二连接部均套设于所述多边形输出轴外，所述输出端调节衬套一端套设于所述第二连接部外并与所述第二连接部转动连接，另一端与所述调节螺杆螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的交啮无极变速机构，其特征在于，所述多边形输入轴可以为三边形输入轴、四边形输入轴、五边形输入轴或六边形输入轴。

3.根据权利要求2所述的交啮无极变速机构，其特征在于，所述多边形输入轴为六边形输入轴。

4.根据权利要求2所述的交啮无极变速机构，其特征在于，所述多边形输出轴可以为三边形输出轴、四边形输出轴、五边形输出轴或六边形输出轴。

5.根据权利要求4所述的交啮无极变速机构，其特征在于，所述多边形输出轴为六边形输出轴。

6.根据权利要求1所述的交啮无极变速机构，其特征在于，所述交啮无极变速机构还包括外壳，所述外壳罩设于所述交啮无极变速机构主体外，所述多边形输入轴和所述多边形输出轴均延伸至所述外壳外并与所述外壳转动连接，所述调节螺杆的一端延伸至所述外壳外并与所述外壳转动连接。

7.根据权利要求6所述的交啮无极变速机构，其特征在于，所述外壳包括第一外壳和第二外壳，所述第一外壳和所述第二外壳可拆卸连接。