CN114423966A - 具有不依赖于摩擦的均匀输入－输出比的无限无级变速器 - Google Patents

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CN114423966A CN202180004826.3A CN202180004826A CN114423966A CN 114423966 A CN114423966 A CN 114423966A CN 202180004826 A CN202180004826 A CN 202180004826A CN 114423966 A CN114423966 A CN 114423966A
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Abstract

本发明是一种不依赖于摩擦的无限无级变速器。它可以用于高扭矩应用中，为稳定而均匀的输入提供稳定而均匀的输出。由于它允许同轴的输入和输出，通过使用行星齿轮系统，可以使输出从正向到反向连续。它使用“止转轭”机构将旋转运动转换为线性往复运动。通过改变止转轭机构的曲柄销位置来改变该往复运动的的线性距离‑“冲程”。这种往复运动通过使用“齿条和小齿轮”被转换为摆动运动，并且随后通过单向轴承被转换为单向运动。与采用简单机构来改变变速器的输入和输出之间的比率的齿轮系统一起，使用日内瓦槽轮系统来实现稳定而均匀的输出。

Description

具有不依赖于摩擦的均匀输入-输出比的无限无级变速器
技术领域
本发明涉及在输入和输出速度之间具有可变比率的变速器。具体地，本发明涉及全齿轮变速器，其传动比可以在从零值到非零值的广泛范围内连续变化，而不依赖于摩擦。
背景技术
美国专利US5603240和美国专利US20100199805使用了在本设计中使用的一些特征。
美国专利US5603240没有同轴的输入到输出，因此不能用于需要这种结构的应用。当比率改变时，输出移动。因此，当需要固定输出时不能使用这种设计。美国专利申请US20100199805提供正弦输出，并使用几个模块，以便在提供稳定和均匀的输入时使“波纹”最小化。因此，当需要稳定和均匀的输出时，不能使用该设计。
美国专利US9970520提供了一种稳定的输入输出比和同轴输入输出轴，该同轴输入输出轴的包络线比其现有技术的包络线相对更小。这通过使用少至三个模块的一组非圆形齿轮来实现。缺点是难以大量生产所需的非圆形齿轮，并且将显著地增加制造成本。还难以精确地设计齿形以实现均匀的输入输出比。
本发明使用定制设计的日内瓦(Geneva)轮机构以在功能区和非功能区的圆形/非圆形齿轮期间实现均匀的齿条速度。日内瓦轮机构使用的区域部分也是非功能区，其与由圆形/非圆形齿轮实现的非功能区重叠，用于平滑过渡。还可以针对功能区和非功能区使用日内瓦轮机构。然而，对于非功能区使用部分圆形齿轮是经济的。日内瓦槽与日内瓦销啮合的路径确定功能或非功能区域的形状。使用通常使用的具有直槽的日内瓦轮机构无法在功能区中实现均匀的齿条运动，并且这些槽必须具有特定的形状以在功能区中实现均匀的齿条运动。通常，日内瓦轮机构具有直槽且通常用于需要索引(indexing)的应用中。
发明内容
本发明的主要目的是提供均匀且稳定的输出，当输入均匀且稳定时，能够在不依赖于摩擦或摩擦系数的情况下传递高扭矩。当今市场上的许多连续无级变速器依赖于摩擦，因此缺乏传递高扭矩的能力。当输入均匀且稳定时，非摩擦相关的那些连续无级变速器不具有均匀且稳定的输出。所提供的一切设计过于复杂且难以大规模生产。而本设计有助于减小整体尺寸并且可以经济地批量生产。本设计可以容易地集成到任何系统中。本设计是非常通用的，并且可以用于从轻型到重型的各种应用。本设计允许替换现有的常规变送器，只需要非常小的修改。本设计提供了固定和同轴的输入和输出。
附图说明
在下面的附图中，所有齿轮的部分或全部可以用链轮和链条系统代替。
图1-IVT总装透视图-分解图。
图2-使用日内瓦销和轮机构以及部分圆形/非圆形齿轮的角速度模块。
图3a-曲柄销位移机构，其使用具有同轴地设置在输入轴和曲柄销轴内部的滑动套环的连杆机构。
图3b-曲柄销位移机构，其使用具有同轴地设置在输入轴和输入盘内部的滑动轴环的连杆机构。
图4A-4B-止转轭模块和整流器模块。显示齿条和小齿轮的整流器模块，小齿轮连同伪齿条一起放置在单向轴承上的公共输出轴上，以及公共输出轴。示出了作用在齿条上的力是与小齿轮的纵向轴线共面的。
4A-透视图；
4B-分解透视图。
图5-输入轴和输入盘组件的透视图。
图6A-6D-输入盘、曲柄销轴和连杆枢轴销组件。
6A-俯视图；
6B-前视图；
6C-侧视图1；
6D-透视图。
图7A-7C-用于带槽齿条支架的不同配置。
图8A-8C日内瓦销轮。
8A-前视图；
8B-侧视图1；
8C-透视图。
图9-输入盘。
图10A-10B-两侧带有槽和壁的日内瓦槽轮。
10A-显示底部细节的透视图；
10B-显示顶部细节的透视图；
10C-显示不同配置的透视图。
图11-12日内瓦槽轮的附加可选配置。
图13-止转轭输入框架。
图14-止转轭框架。
图15-止转轭整流器框架。
图16-比率修改器框架。
图17-比率板。
图18-非功能区用的部分主动/从动齿轮。
图19-连杆。
图20-曲柄销。
图21A-21D-曲柄销轴上的连杆机构，带有非圆形输入轴和带匹配孔的套环，使用安装在曲柄销套环上的偏置曲柄销，非圆形孔在曲柄销轴上滑动并具有匹配的横截面。
21A-俯视图；
21B-前视图；
21C-侧视图；
21D-透视图。
图22A-22D曲柄销轴上的连杆机构，带有非圆形输入轴和带匹配孔的套环，使用输入盘。
22A-俯视图；
22B-前视图；
22C-侧视图；
22D-透视图。
图23-齿条速度曲线。
图24-
图25-30-使用行星齿轮连接输入、输出和轮的选项。
图31-日内瓦轮机构上曲柄销的可能路径并显示非功能区的部分齿轮。
图32-34-使用不同形状的输入轴、曲柄销和套环的比率改变机构组件的替代配置。
图35-36-带凹口的输入轴，用于曲柄销轴、连杆和套环和连杆的枢轴销。
图35-前视图；
图36-侧视图。
图37-伪曲柄销组件；
图38-补偿因旋转不平衡引起的振动的机构，
图39-带槽空心输入轴，
39A-俯视图；
39B-前视图；
39C-侧视图；
39D-透视图。
图40-带推力轴承的套环。
40A-俯视图；
40B-前视图；
40C-侧视图；
40D-透视图。
图41-显示为180度分开的2个齿条。
40A-俯视图；
40B-前视图；
40C-侧视图；
40D-透视图。
图42-显示为180度分开的2个伪齿条。
40A-俯视图；
40B-前视图；
40C-侧视图；
40D-透视图。
图43A-43B-使用固定太阳齿轮的替代角速度模块。
43A-透视图；
43B-从动齿轮截面。
图44A-44B-使用固定环形齿轮的替代角速度模块。
44A-透视图；
44B-从动齿轮截面。
图45-48-使用锥形齿轮实现倒档/驻车/空档。
图49-X-Y平面中连续模块功能区的齿条速度分布和重叠。
图50-使用极坐标的连续模块功能区的齿条速度分布和重叠。
具体实施方式
简要地描述本发明是无限无级变速器(IVT)。与现有的连续无级变速器(CVT)设计不同，这种特殊的设计不依赖于摩擦来传递动力。
目前存在的大多数连续无级变速器(CVT)依赖于摩擦来传递动力，因此不能用于需要以低速传递高功率的场合。由于该优点，可以在需要高扭矩传递的地方使用本发明。利用这种布局可以实现同轴的输入和输出。
组件列表：
以下组件列表中的所有齿轮可以用链轮和链条系统代替。非圆形齿轮系统可以用链轮和链条系统代替，其中至少一个链轮是非圆形的。
1)止转轭输入框架
2)比率修改器框架
3)止转轭整流器框架
4)输出框架
5)比率板
6)日内瓦槽轮机构
a)销轮
b)槽轮
7A-7B)非功能区部分主动和从动齿轮
a)主动部分齿轮
b)从动部分齿轮
8)输入轴
9)曲柄销
10)输入盘
11)带槽齿条支架
12)齿条
13)伪齿条
14)小齿轮
15)小齿轮轴
16)套环
17)连杆
18)伪连杆
19)输入轴轴承
20)输入盘轴承
21)推力轴承
22)单向轴承/计算机控制的离合器/棘轮机构
23)曲柄销轴
24)伪曲柄销
25)非功能区主动齿轮
26)非功能区从动齿轮
27)曲柄销到连杆枢轴销
28)套环到连杆枢轴销
29)动力轴
30)行星齿轮
31)斜接/锥齿轮差动输入轴
32)斜接/锥齿轮差动输出轴
33)斜接/锥齿轮
34)齿条速度曲线
35)离合器-驻车/空档/倒档离合器/爪式离合器
36)固定太阳齿轮
37)轴-凸轮
38)凸轮齿轮
39)主动圆形或非圆形齿轮
40)从动圆形或非圆形齿轮
41)凸轮输入轴
42)行星齿轮
43)固定太阳齿轮
44)固定环形齿轮
45)托架轴。
这种连续无级变速器(CVT)的工作可以通过以下简单的操作顺序来描述。
a)曲柄销9(图3B)以如图3A所示的偏移距离绕输入盘10(图9)或输入轴4(图39)的纵向轴线旋转，并且该偏移距离可以改变。偏移距离的范围从零到非零值。在该操作中描述的概念存在于其他几个美国专利申请US20100199805和US9970520等中。
b)该偏置曲柄销9被容纳在在
1)输入盘10中或可选地在曲柄销轴23上滑动，以及
2)带槽齿条支架11的槽(图7A-7C)中。
输入轴被开槽以允许曲柄销和连杆穿过，从而允许输入轴或输入盘的纵向轴线与曲柄销的纵向轴线同轴。带槽齿条支架11被限制成使得它只能在垂直于其槽的方向上移动。齿条12被紧固到带槽齿条支架11，使得齿条12平行于带槽齿条支架44的运动方向。在另一种结构中，曲柄销轴23垂直于输入轴4。曲柄销9绕输入盘10的纵向轴线1021的旋转被转换为齿条12的纯线性前后运动或往复运动。这种机构在业界通常被称为“止转轭机构”。该线性前后运动的距离(冲程(stroke))与曲柄销9距输入盘10的纵向轴线1021的径向距离成正比。由于所做的功是恒定的，它是所施加的力乘以所行进的距离的乘积(F径冲程)，所以对于较短的冲程，所施加的力较大，而对于较长的冲程，所施加的力较小。
c)齿条12连接到小齿轮14(图4A)，将齿条12的这种线性运动转换为小齿轮14的摆动振动。
d)使用单向轴承/计算机控制的离合器/棘轮机构22将该摆动振动转换为单向旋转。
本发明的一个主要目的是当输入角速度恒定且均匀时实现恒定且均匀的输出角速度。然而，使用上述步骤，由于输出是正弦的，所以不能实现这一点。通过改变输入盘10的角位移的变化率，可以获得均匀稳定的输出。美国专利US9970520使用一对非圆形齿轮来实现这一点。本发明通过使用为此定制的改进的日内瓦机构来实现。
通过使用一组日内瓦销轮6a(图8A-8C)和日内瓦槽轮6b(图10A-10C)可以改变输入盘10处的角位移的瞬时变化率。
为便于理解，将组件分组为模块/机构：
组件/模块的组装、子组装及其功能的详细说明：
a)角速度调节器模块(图2)，该模块的主要目的是将均匀功率输入改变为正弦输出的倒数。
这是为了逆转止转轭机构中的正弦输出效果。该模块包括：
1)主动日内瓦销轮，
2)从动日内瓦槽轮，和
3)动力轴。
主动日内瓦销轮6a安装在输入轴4上。日内瓦槽轮6b的形状被设计成实现为正弦输出的倒数的最终结果。使用多个销和多个槽，并且多于一个销的重叠同时实现相同结果的一部分。在单个模块中可以使用一组以上的主动日内瓦销轮和从动日内瓦槽轮。狭槽或狭槽的壁在销的路径形成环的地方终止。而且，多个模块可以共享共同的日内瓦销轮或共同的日内瓦槽轮。在槽轮中，槽的路径从槽轮上切下，或者路径的壁可以从槽轮上升起，或两者的组合。这是为了清除销和槽或槽壁不会产生预期结果的销的干扰。日内瓦销轮的销可制成具有不同的高度，使得它们不被其它日内瓦槽轮销的槽壁干扰。使用一个或多个部分圆形齿轮和/或一个或多个部分平行的非圆形齿轮实现日内瓦销轮和日内瓦槽轮的部分旋转。部分齿轮产生齿条速度的非功能区，而日内瓦轮系统产生齿条速度的功能部分。日内瓦轮槽还具有由部分齿轮产生的重叠区域。这是为了实现日内瓦销轮和日内瓦槽轮之间的1：X旋转比。这里X是整数或整数的倒数。可选地，单向轴承可以设置在将日内瓦槽轮连接到部分从动齿轮的圆形或非圆形齿轮之间。根据情况，日内瓦销轮或日内瓦槽轮可以做成主动或从动。
b)止转轭模块(图4A，4B)：该模块的主要目的是将圆周运动转换为往复运动。对于稳定，均匀的输入，输出是正弦的。使用角速度调节器模块将该输出转换为稳定、均匀的输出。
该止转轭模块包括：
1)输入盘10，
2)带槽齿条支架11，以及
3)曲柄销9。
输入盘10具有径向槽。
带槽齿条支架11具有槽，即“曲柄销槽”柄销槽”。在槽中部它还具有在槽的任一侧上的延伸部。该延伸垂直于曲柄销槽1013。带槽齿条支架44放置在输入盘10的另一侧，将输入盘10夹在带槽齿条支架和比率改变机构之间。比率改变机构在随后的段落中描述。曲柄销9穿过比率改变机构、输入盘10和带槽齿条支架11的狭槽。
c)整流器模块：该模块在机械上相当于电路中的二极管。它允许动力传送到一个特定方向。
1)齿条12，
2)小齿轮14，
3)小齿轮轴48，和
4)单向轴承/计算机控制的离合器/棘轮机构22。
齿条12连接到带槽齿条支架11上，垂直于曲柄销槽1013，并与小齿轮14配对。小齿轮14安装在小齿轮轴48上。计算机控制的离合器/单向轴承/棘轮机构50安装在小齿轮轴48上。输出齿轮/输出链轮51安装在单向轴承50的外径(OD)上。
来自多个模块的多个小齿轮可以安装在共用的小齿轮轴48上。单向轴承可以设置在小齿轮和小齿轮轴之间。在这种情况下，小齿轮轴48将用作连续无级变速器(CVT)输出。小齿轮轴可以制成中空的，使得连续无级变速器(CVT)输入轴可以穿过小齿轮轴48，使得连续无级变速器(CVT)的输入和输出同轴。
d)换档机构
连杆机构：
输入轴66在中间具有非圆形孔。这与具有匹配外部轮廓的滑动套环配对，该滑动套环同轴放置以允许相对轴向移动，同时限制相对于彼此的旋转角位移。如图22D所示，两个推力轴承40同轴设置成与滑动套环67的任一端接触，并且滑动套环辅助轴67在另一端具有枢轴1028。如(图3A)所示，连杆68的一端连接到枢轴1028，连杆68的另一端连接到曲柄销9，或如(图3A)所示，连接到曲柄销轴23，这视情况而定。滑动套环辅助轴67的轴向位移将通过连杆68引起曲柄销9径向位移。该轴向平移通过杠杆变比螺旋槽机构41实现，该杠杆变比螺旋槽机构41推动连接到滑动套环辅助轴67的推力轴承40。可选择地，这可以通过设置在输入盘10和滑动套环辅助输入轴67之间的压缩弹簧39而回弹。而且，当使用这种连杆机构时，当径向槽被添加到从动日内瓦槽轮6b时从动日内瓦槽轮6b也可以用作输入盘10，从而无需单独的输入盘10。
对于每个止转轭模块，两个齿条64可以以180两的相移被放置在带槽齿条支架11上，这些齿条与它们各自的小齿轮接合，这些小齿轮经由单向轴承/计算机控制的离合器/棘轮机构同轴放置在一个公共小齿轮轴上，以允许该小齿轮轴在一个特定的方向上旋转。许多这些止转轭模块可被堆叠，并且所有模块的所有小齿轮可以被放置在一个公共小齿轮轴上，使该小齿轮轴成为无限无级变速器(IVT)的输出。此外，该公共小齿轮轴可以制成中空的，以允许带动主动日内瓦销轮的动力轴穿过。通过这种布置，可以实现同轴输入-输出。这种配置允许用行星齿轮系统改变输出，以实现倒档将连续无级变速器(CVT)转换为无限无级变速器(IVT)。这种结构还允许齿条支架上的力通过公共小齿轮轴轴线的平面。换句话说，公共小齿轮的纵向轴线和作用在齿条架上的曲柄销的力将是共面的。这将使由于小齿轮的阻力而从曲柄销作用在齿条架上的力的力矩最小化，并使小齿轮上的切向力最大化。
如图83所示，两个整流器模块1001紧邻带槽齿条支架11放置，使得齿条12垂直于带槽齿条支架44的曲柄销槽1013放置。
补偿振动(旋转不平衡)机构：
1.伪曲柄销43：当输入盘10旋转时，曲柄销9偏心设置。这种不平衡将导致振动。为了对此进行补偿，伪曲柄销43被放置在相距180在的相同距离处。该运动与曲柄销9的运动相同。伪曲柄销连接到伪连杆，伪连杆连接到伪曲柄销43，伪曲柄销43枢转到套环，套环设置成沿曲柄销的相反方向移动。输入轴开槽以允许连杆和曲柄销以及伪连杆和伪曲柄销穿过。
2.用于反向振荡的伪齿条55：当输入盘10旋转时，带槽齿条支架11具有将导致振动的振荡运动。通过具有在相反方向上振荡的适当的质量来抵消。如图4A和4B所示，这通过与齿条12接触的小齿轮来实现，该小齿轮将前后旋转。以180小间隔使适当的质量与小齿轮接触将补偿该振动。尽管有小齿轮，也可以使用单独的轮，或者可以使用在小齿轮轴上枢转的杠杆来连接齿条和伪齿条，使得它们沿相反方向移动。连接杠杆并在垂直于齿条齿的槽中滑动的滑块将引导杠杆，从而允许齿条和伪齿条仅在齿条的纵向轴线的方向上滑动。
倒档机构：
当小齿轮轴15的输出与斜接/锥齿轮差动输入轴31耦合时。斜接/锥齿轮差动输出轴32将通过斜接/锥齿轮33沿相反方向旋转。该差动机构的斜接/锥齿轮差动输入轴31与斜接/锥齿轮差动输出轴32同轴设置，并具有间隙，使得其相对于斜接/锥齿轮差动输入轴31独立地自由旋转。具有离合器的两个离合器驻车/空档/倒档离合器/爪式离合器35放置在斜接/锥齿轮33上，允许它们轴向移动。它们可以与斜接/锥齿轮33中的任一个连接，斜接/锥齿轮33沿相反方向旋转。当通过离合器驻车/空档/倒档离合器/爪式离合器35使其中一个套环与特定输出离合器驻车/空档/倒档离合器/爪式离合器35连接时，斜接/锥齿轮差动输出轴31将沿特定方向旋转。如果连杆交换到另一个斜接/锥齿轮33，它将反向。
空档机构：
当套环不通过离合器驻车/空档/倒档离合器/爪式离合器35与任何一个斜接/锥齿轮33连接时，套环和斜接/锥齿轮差动输出轴32不受限制，因此，它们可在任何方向自由旋转并用作“空档”齿轮。
驻车机构：
当套环通过离合器驻车/空档/倒档离合器/爪式离合器35与斜接/锥齿轮33连接时，套环被限制旋转，斜接/锥齿轮差动输出轴32被完全限制，因此，它们被限制在任何方向上旋转并用作“驻车”齿轮。
将连续变速器(CVT)转换为无限无级变速器(IVT)(无限可变变速器)：
具有同轴的输入和输出允许连续变速器(CVT)用作无限无级变速器(IVT)。这可以通过增加行星齿轮系统来实现，该行星齿轮系统具有太阳齿轮、环形齿轮和由托架支撑的行星齿轮，并与输入轴4、具有内齿齿轮/行星齿轮的同轴输出元件65连接。
以下是实现此目的的选项：
a)输入轴4通过以下两个子选项直接连接到行星齿轮系统的太阳齿轮：
a.具有内齿齿轮/行星齿轮的同轴输出元件65直接连接到行星齿轮系统的托架上，并且行星齿轮系统的环形齿轮用作最终输出或轮系统1022。
b.具有内齿齿轮/行星齿轮的同轴输出元件65连接到行星齿轮系统的环形齿轮，并且托架用作最终输出或轮系统1022。
b)具有内齿齿轮/行星齿轮的同轴输出元件65通过以下两个子选项直接连接到行星齿轮系统的太阳齿轮：
a.输入轴4直接连接到行星齿轮系统的托架，并且行星齿轮系统的环形齿轮用作最终输出或轮系统1022。
b.输入轴4直接连接到行星齿轮系统的环形齿轮，并且托架用作最终输出或轮系统。
c)输入轴4通过以下两个子选项直接连接到行星齿轮系统的环形齿轮：
a.具有内齿齿轮/行星齿轮的同轴输出元件65直接连接到行星齿轮系统的托架，并且行星齿轮系统的太阳齿轮用作最终输出或轮系统1022。
b.具有内齿齿轮/行星齿轮的同轴输出元件65连接到行星齿轮系统的太阳齿轮和托架用作最终输出或轮系统1022。
d)具有内齿齿轮/行星齿轮的同轴输出元件65通过以下两个子选项直接连接到行星齿轮系统的环形齿轮：
a.输入轴4直接连接到行星齿轮系统的托架，行星齿轮系统的托架和行星齿轮系统的太阳齿轮用作最终输出或轮系统1022。
b.输入轴4直接连接到行星齿轮系统的太阳齿轮，并且托架用作最终输出或轮系统1022。
e)输入轴4通过以下两个子选项直接连接到行星齿轮系统的托架：
a.具有内齿齿轮/行星齿轮的同轴输出元件65直接连接到行星齿轮系统的环形齿轮，并且行星齿轮系统的太阳齿轮用作最终输出或轮系统1022。
b.具有内齿齿轮/行星齿轮的同轴输出元件65连接到行星齿轮系统的太阳齿轮，并且太阳齿轮用作最终输出或轮系统1022。
f)具有内齿齿轮/行星齿轮的同轴输出元件65通过以下两个子选项直接连接到行星齿轮系统的托架：
a.输入轴4直接连接到行星齿轮系统的环形齿轮，并且行星齿轮系统的环形齿轮和行星齿轮系统的太阳齿轮用作最终输出或轮系统1022。
b.输入轴4直接连接到行星齿轮系统的太阳齿轮，并且环形齿轮用作最终输出或轮系统1022。
换言之，具有内齿齿轮/行星齿轮的同轴输出元件65连接到行星齿轮系统的环形齿轮，托架或太阳齿轮这三个元件中的一个。输入轴4连接到行星齿轮系统的其余两个元件中的一个。行星系统的第三个其余元件用作最终输出或轮系统1022。这将连续变速器(CVT)转换为无限无级变速器(IVT)。
用凸轮补偿齿条运动中的偏差：
有利的是在齿条运动曲线中具有平滑和渐变的过渡，以提高变速器的寿命。如图23所示，理想的齿条速度曲线如下：
1.从静止1025开始逐渐增加加速度
2.加速区域1026
3.加速度逐渐减小到恒定速度1027
4.恒定速度区域1028
5.减速度逐渐增加到恒定减速度1029
6.减速区域1030
7.减速度逐渐减小到零速度1031
8.以相反方向重复上述步骤1至7。
可能并不总是能够产生完美的日内瓦槽轮机构以满足上述期望的齿条12运动。如果日内瓦槽轮和日内瓦销轮6a和6b的槽曲线1006不能实现该期望的齿条12运动，则行星系统可用于补偿与期望的齿条12运动曲线的任何偏差。为了实现这一点，具有相应于比率调节器框架2的固定太阳齿轮36与从动圆形或非圆形齿轮40同轴放置，该从动圆形或非圆形齿轮40由作为适当的主动圆形或非圆形齿轮39驱动。除了日内瓦轮系统之外，这也可以使用。这在图43A和43B中示出。该主动圆形或非圆形齿轮安装在动力轴29上。一个或多个轴凸轮37设置在从动圆形或非圆形齿轮40上，其作用类似于行星齿轮系统的托架。凸轮齿轮38刚性地连接在轴凸轮37上。每个凸轮齿轮38与另一个凸轮输入轴41接合，该凸轮输入轴41刚性地连接在输入轴8上。这些凸轮可以被设计成给出所预期的齿条速度曲线。当固定太阳齿轮被固定环形齿轮代替时，上述结构也将起作用。这在图44A和44B中示出。
数学模型
当分别使用笛卡尔坐标(X1，Y1)和(X2，Y2)作为角度θ的函数表示时，在主动非圆形齿轮和从动非圆形齿轮的俯仰曲线生成中使用以下公式：
Figure BDA0003495049960000121
Figure BDA0003495049960000122
其中Φ(θ)是分段微分方程的解，其给出主动和从动日内瓦槽轮系统以及主动和从动非圆形齿轮的旋转比。
Figure BDA0003495049960000123
连接点
Figure BDA0003495049960000124
至
Figure BDA0003495049960000125
的任意线性或非线性曲线的函数
如果
Figure BDA0003495049960000126
ki如果
Figure BDA0003495049960000127
连接点
Figure BDA0003495049960000128
至
Figure BDA0003495049960000129
的任意线性或非线性曲线的函数
如果
Figure BDA00034950499600001210
-ki如果
Figure BDA00034950499600001211
连接点
Figure BDA00034950499600001212
至
Figure BDA00034950499600001213
的任意线性或非线性曲线的函数
如果
Figure BDA00034950499600001214
或
Figure BDA00034950499600001215
ki如果
Figure BDA00034950499600001216
连接点
Figure BDA00034950499600001217
至
Figure BDA00034950499600001218
的任意线性或非线性曲线的函数
如果
Figure BDA00034950499600001219
-ki如果
Figure BDA00034950499600001220
连接点
Figure BDA0003495049960000131
至
Figure BDA0003495049960000132
的任意线性或非线性曲线的函数
如果
Figure BDA0003495049960000133
ki如果
Figure BDA0003495049960000134
其中边界条件为
Φ(0)＝0；
Figure BDA0003495049960000135
Figure BDA0003495049960000136
Figure BDA0003495049960000137
Figure BDA0003495049960000138
Figure BDA0003495049960000139
其中，
CTR为主动非圆形齿轮与从动非圆形齿轮的中心距，
θ为主动非圆形齿轮的角位移；
Φ是从动非圆形齿轮的角位移；
i是指输入盘从0到N*n-1的第i圈，其中第一圈为i＝0；
N为从动非圆形齿轮旋转一次时输入盘旋转的次数；
n为主动非圆形齿轮旋转一次时，从动非圆形齿轮旋转的次数；
齿条速度分段函数为常数的区域为功能区，齿条速度分段函数不为常数的区域为非功能区，可以是θ的线性或非线性函数；
Figure BDA00034950499600001310
为主动非圆形齿轮的具体角位置，其值是利用分段微分方程的解来求解的；
Φ1、Φ2、Φ3、Φ4分别为主动非圆形齿轮的角位置
Figure BDA00034950499600001311
对应的从动非圆形齿轮的具体角位置，是功能区和非功能区之间的分界线，Φ1、Φ2、Φ3、Φ4的值可以通过使用
Figure BDA00034950499600001312
Figure BDA00034950499600001313
的任意值求解；
且ki是常数，它们都相等。

Claims (19)

1.一种无限无级变速器，包括：
安装在输入轴上的一个或多个主动日内瓦销轮，所述一个或多个主动日内瓦销轮可操作地连接到一个或多个从动日内瓦槽轮，每个从动日内瓦槽轮可操作地连接以旋转止转轭机构的输入盘，使得所述止转轭机构的曲柄销围绕所述输入盘的旋转轴线旋转，所述曲柄销置于距所述输入盘的旋转轴线的一偏移距离处，其中所述偏移距离可使用外力从零改变到实值，所述曲柄销围绕所述输入盘旋转轴线的旋转使一个或多个齿条进行往复运动，所述一个或多个齿条被限制为仅沿所述齿条的节线移动，并且每个齿条使包括单向轴承的小齿轮摆动，所述单向轴承安装在中空输出轴上，所述中空输出轴与所述输入轴同轴放置，其中所述输入轴完全穿过所述输出轴。
2.一种无限无级变速器，包括：
A)至少一个止转轭模块，其包括：
a.曲柄销，绕带凹口的输入轴旋转，
b.所述带凹口的输入轴，其在彼此保持平行的所述曲柄销的纵向轴线与辅助输入轴之间的偏移距离处，并且所述偏移距离可以，在所述曲柄销与所述辅助输入轴共轴时，通过沿输入盘的径向槽移位曲柄销，而从零改变成非零实数，
c.所述输入盘，其由曲柄销位移机构刚性地安装在所述输入轴上，
B)所述曲柄销位移机构，包括：
a.滑动套环，所述滑动套环与所述辅助输入轴同轴设置，所述辅助输入轴具有防止相对角位移同时允许相对平移的特征，
b.连杆组件，包括：
i.通过所述凹口使曲柄销枢转的连杆，
ii.在连杆一端上的曲柄销枢轴销，其使滑动套环围绕滑动套环枢轴销枢转，
iii.在连杆另一端的所述滑动套环枢轴销，
c.至少一个推力轴承，所述推力轴承被同轴地放置成与所述滑动套环相接触，使得施加在所述推力轴承上的外力引起所述推力轴承与所述滑动套环一起相对于所述辅助输入轴的轴向位移，通过沿所述输入盘的径向槽移动所述曲柄销来改变所述偏移距离，
d.带槽齿条支架，包括：一个或多个齿条，所述一个或多个齿条被限制为仅沿所述一个或多个齿条的纵向轴线方向移动；以及曲柄销槽，所述曲柄销槽用于容纳所述曲柄销，所述曲柄销槽的纵向轴线垂直于所述一个或多个齿条；
C)至少一个角速度模块，其包括：
a.输入轴，
b.一个或多个主动日内瓦销轮，安装在输入轴上并驱动至少一个从动日内瓦槽轮，
c.所述至少一个从动日内瓦槽轮，每个都使所述输入轴旋转；
D)至少一个整流器模块，其包括：
a.小齿轮，所述小齿轮与齿条相接合并且通过计算机控制的离合器、单向离合器或棘轮机构安装在小齿轮轴上，
b.所述小齿轮轴，
c.所述计算机控制的离合器、单向离合器或棘轮机构，
被布置成，使得所述主动日内瓦销轮经由所述输入轴的均匀旋转致使所述输入轴经由从动日内瓦槽轮和行星齿轮系统的不均匀角速度，致使所述曲柄销使所述齿条基本上沿着所述齿条的纵向方向以基本上恒定的速度往复运动并且在方向反转过程中短暂地减速并且加速到所述恒定速度，其中所述往复运动的幅度与所述曲柄销和所述辅助输入轴的偏移距离成比例，并且所述齿条的所述往复运动引起所述小齿轮的交替旋转，并且所述小齿轮的所述交替旋转经由所述计算机控制的离合器，所述单向离合器或所述棘轮机构被转换为所述小齿轮轴的单向旋转。
3.根据权利要求2所述的无限无级变速器，其中，防止相对角位移同时允许所述滑动套环与所述辅助输入轴之间的相对平移的特征进一步限定为所述同轴设置的滑动套环或所述辅助输入轴中的一个具有非圆形横截面，并且所述滑动套环和所述辅助输入轴中的另一个具有与所述非圆形横截面匹配的非圆形孔口。
4.一种无限无级变速器，包括：
A)至少一个止转轭模块，其包括：
a)曲柄销，垂直安装在曲柄销套环上，
b)所述曲柄销套环，具有非圆形孔口并在同轴曲柄销套环轴上滑动，
c)所述同轴曲柄销套环轴，具有匹配的非圆形横截面，并且所述曲柄销套环轴垂直安装在带凹口的辅助输入轴)上，
d)所述带凹口的辅助输入轴，使得所述曲柄销的纵向轴线是共面的，以及平行于所述辅助输入轴的纵向轴线并且与所述辅助输入轴的纵向轴线相距一偏移距离，其中，所述偏移距离可通过由曲柄销位移机构使所述曲柄销移位而改变，
e)所述曲柄销位移机构，包括：
i.与所述辅助输入轴同轴设置的滑动套环，其中所述滑动套环和所述辅助输入轴中的一个具有非圆形横截面，并且所述滑动套环和所述辅助输入轴中的另一个具有匹配的非圆形孔口，使得所述滑动套环和所述辅助输入轴彼此同步旋转，且能够相对于彼此轴向滑动，
ⅱ.连杆组件，包括：
a)通过所述凹口在滑动套环和曲柄销套环上枢转的连杆，
b)在所述连杆的一端上的滑动套环枢轴销，其用曲柄销套环枢轴销使所述曲柄销套环枢转，
c)在所述连杆另一端上的所述曲柄销套环枢轴销，
f)至少一个推力轴承，所述推力轴承被同轴地放置成与所述滑动套环接触，使得施加在所述推力轴承上的外力引起所述推力轴承和所述滑动套环相对于所述辅助输入轴的轴向位移，从而通过使所述曲柄销套环与所述曲柄销一起沿着所述曲柄销套环轴移动来改变所述偏移距离，
g)带槽齿条支架，包括：一个或多个齿条，所述一个或多个齿条被限制为仅沿所述一个或多个齿条的纵向轴线的方向移动；以及曲柄销槽，所述曲柄销槽用于容纳所述曲柄销，所述曲柄销槽的纵向轴线垂直于所述一个或多个齿条；
B)至少一个角速度模块，其包括：
a)输入轴，
b)至少一个主动日内瓦销轮，安装在输入轴上并驱动至少一个从动日内瓦槽轮，
c)所述至少一个从动日内瓦槽轮，其同轴地安装在所述辅助输入轴上，与所述曲柄销轴的轴线成固定取向，以及
C)至少一个整流器模块，其包括：
a)小齿轮，所述小齿轮与一个或多个齿条接合并且通过计算机控制的离合器、单向轴承或棘轮机构安装在小齿轮轴上，
b)所述小齿轮轴，
c)所述计算机控制的离合器、单向轴承或棘轮机构；
被布置成，使得所述主动日内瓦销轮经由所述输入轴的均匀旋转导致所述辅助输入轴经由所述从动日内瓦槽轮的不均匀角速度，从而导致所述曲柄销使所述辅助输入轴旋转，使得所述一个或多个齿条以基本上恒定的速度基本上沿着所述一个或多个齿条的纵向方向往复运动，并且在方向反转期间短暂减速并加速到所述恒定速度，其中，所述往复运动的幅度与所述曲柄销和所述辅助输入轴的偏移距离成比例，并且所述齿条的这种往复运动引起所述小齿轮的交替旋转，并且所述小齿轮的旋转经由所述计算机控制的离合器、所述单向轴承或所述棘轮机构转换为安装在所述小齿轮轴上的输出齿轮或输出链轮的单向旋转。
5.根据权利要求2所述的无限无级变速器，其中，当分别使用笛卡尔坐标(X1，Y1)和(X2，Y2)，作为角度θ的函数的表示时，所述从动日内瓦槽轮的主动日内瓦销轮的旋转比为：
其中Φ(θ)是分段微分方程的解
Figure FDA0003495049950000041
连接点
Figure FDA0003495049950000042
至
Figure FDA0003495049950000043
的任意线性或非线性曲线的函数
如果
Figure FDA0003495049950000044
ki如果
Figure FDA0003495049950000045
连接点
Figure FDA0003495049950000046
至
Figure FDA0003495049950000047
的任意线性或非线性曲线的函数
如果
Figure FDA0003495049950000048
-ki如果
Figure FDA0003495049950000049
连接点
Figure FDA00034950499500000410
至
Figure FDA00034950499500000411
的任意线性或非线性曲线的函数
如果
Figure FDA00034950499500000412
或
Figure FDA00034950499500000413
ki如果
Figure FDA00034950499500000414
连接点
Figure FDA00034950499500000415
至(θ2,-ki)的任意线性或非线性曲线的函数
如果
Figure FDA00034950499500000416
-ki如果
Figure FDA00034950499500000417
连接点
Figure FDA00034950499500000418
至
Figure FDA00034950499500000419
的任意线性或非线性曲线的函数
如果
Figure FDA00034950499500000420
ki如果
Figure FDA00034950499500000421
其中边界条件为
Φ(0)＝0；
Figure FDA0003495049950000051
Figure FDA0003495049950000052
Figure FDA0003495049950000053
Figure FDA0003495049950000054
Figure FDA0003495049950000055
其中，
CTR为主动日内瓦销轮与从动日内瓦槽轮的中心距，
θ为主动日内瓦销轮的角位移；
Φ是从动日内瓦槽轮的角位移；
i是指输入盘从0到N*n-1的第i圈，其中第一圈为i＝0；
N为当从动日内瓦销轮转动一次时输入盘转动的次数；
n为当主动日内瓦槽轮转动一次时从动日内瓦槽轮转动的次数；
齿条速度分段函数恒定的区域是功能区，齿条速度分段函数不恒定的区域是非功能区，可以是θ的线性或非线性函数；
Figure FDA0003495049950000056
是主动日内瓦销轮的特定角位置，其值利用分段微分方程的解来求解的；
Φ1、Φ2、Φ3、Φ4分别为主动日内瓦销轮的角位置
Figure FDA0003495049950000057
对应的从动日内瓦槽轮的具体角位置，是功能区和非功能区之间的分界线，Φ1、Φ2、Φ3、Φ4的值可以通过使用
Figure FDA0003495049950000058
Figure FDA0003495049950000059
的任意值求解；
且ki是常数，它们都相等。
6.根据权利要求2所述的无限无级变速器，还包括一个或多个附加的主动日内瓦销轮和从动日内瓦槽轮对；其中，所述主动日内瓦销轮和从动日内瓦槽轮对分层堆叠，并且每个角速度模块中的所有主动日内瓦销轮和从动日内瓦槽轮对的所有功能区的总和大于或等于360度，并且被放置成使得所述主动日内瓦销轮和从动日内瓦槽轮对依次位于所述功能区中，在连续的从动日内瓦槽轮的功能区之间重叠。
7.根据权利要求2所述的无限无级变速器，其中，所述角速度模块定向成使得当所述输入盘完成大约一次旋转时，它们的日内瓦销轮和日内瓦槽轮依次重叠于所述功能区中，从而确保在任何给定时间至少有一个角速度模块位于所述功能区中。
8.根据权利要求18所述的无限无级变速器，其中，每对连续接合的整流器模块之间的重叠量基本相同。
9.根据权利要求2所述的无限无级变速器，还包括：静负载和轮子，所述轮子将运动从所述齿条传递到伪齿条，所述伪齿条具有与所述齿条相同的齿，并相对于所述齿条成180度，并且所述伪齿条沿与所述齿条大致相反的方向运动。
10.根据权利要求2所述的无限无级变速器，还包括伪曲柄销，所述伪曲柄销的质量与所述曲柄销的质量基本相同且沿所述曲柄销的相反方向滑动。
11.根据权利要求2所述的无限无级变速器，进一步包括：
差速器组件，所述差速器组件包括输入斜接锥齿轮和一对基本上同轴的输出斜接锥齿轮，所述输出斜接锥齿轮与所述输入斜接锥齿轮可操作地连接，使得所述输出斜接锥齿轮沿相反方向旋转，每个输出斜接锥齿轮具有基本上在其中心轴线处并且彼此基本上同轴的通孔；
贯穿输出斜接锥齿轮的通孔定位的贯穿轴；以及一对套环，所述一对套环与所述贯穿轴可操作地联接并且与所述贯穿轴可旋转地固定，每个套环被配置成独立于另一个套环沿着所述贯穿轴轴向地移动，并且被配置成与所述输出斜接锥齿轮中的一个接合；
其中，动力连杆轴与所述输入斜接锥齿轮可操作地联接，以使所述输入斜接齿轮旋转。
12.根据权利要求11所述的无限无级变速器，其中：
当所述套环中的第一套环与所述输出斜接锥齿轮中的第一输出斜接锥齿轮接合并且所述套环中的第二套环不与所述输出斜接锥齿轮中的第二输出斜接锥齿轮接合时，所述贯穿轴在与所述输出斜接锥齿轮中的第一输出斜接锥齿轮的旋转方向相对应的第一方向上围绕其纵向轴线旋转；以及
当所述套环中的第二套环与所述输出斜接锥齿轮中的第二输出斜接锥齿轮接合并且所述套环中的第一套环不与所述输出斜接锥齿轮中的第一输出斜接锥齿轮接合时，所述贯通轴在与所述输出斜接锥齿轮中的第二输出斜接锥齿轮的旋转方向相对应的第二方向上围绕其纵向轴线旋转。
13.根据权利要求11所述的无限无级变速器，其中，当所述套环均不与所述输出斜接锥齿轮接合时，所述贯穿轴能够围绕其纵向轴线沿任何方向自由转动。
14.根据权利要求11所述的无限无级变速器，其中，当所述套环中的每一个与所述输出斜接锥齿轮中的相应一个接合时，所述贯穿轴被限制绕其纵向轴线旋转。
15.根据权利要求14所述的无限无级变速器，其中，所述输入轴连接到环形齿轮、托架或太阳齿轮，输出齿轮通过输出轴的输出连接到所述环形齿轮、托架或太阳齿轮中的另一个，最终输出连接到所述环形齿轮、托架或太阳齿轮中的另一个。
16.根据权利要求14所述的无限无级变速器，其中，来自行星齿轮系统的最终输出暂时将能量储存在飞轮系统中，并且随后将动力输送回所述输入轴或轮系统。
17.一种无限无级变速器，包括：
A)至少一个止转轭模块，其包括：
h)曲柄销，垂直安装在曲柄销套环上，
i)所述曲柄销套环，具有非圆形孔口并在同轴曲柄销套环轴上滑动，
j)所述同轴曲柄销套环轴，具有匹配的非圆形横截面并且所述曲柄销套环轴垂直安装在带凹口的辅助输入轴上，
k)所述带凹口的辅助输入轴，使得所述曲柄销的纵向轴线是共面的，以及平行于所述辅助输入轴的纵向轴线并且与所述辅助输入轴的纵向轴线相距一偏移距离，其中所述偏移距离可通过由曲柄销位移机构使所述曲柄销移位而改变，
l)所述曲柄销位移机构，包括：
iii.与所述辅助输入轴同轴设置的滑动套环，其中，所述滑动套环和所述辅助输入轴中的一个具有非圆形横截面，并且所述滑动套环和所述辅助输入轴中的另一个具有匹配的非圆形孔口，使得所述滑动套环和所述辅助输入轴彼此同步旋转，且能够相对于彼此轴向滑动，
ⅳ.连杆组件，包括：
d)通过所述凹口在滑动套环和所述曲柄销套环上枢转的连杆，
e)在所述连杆一端上的滑动套环枢轴销，并且用曲柄销套环枢轴销使所述曲柄销套环枢转，
f)位于所述连杆另一端的所述曲柄销套环枢轴销；
m)至少一个推力轴承，所述推力轴承同轴地放置成与所述滑动套环接触，使得施加在所述推力轴承上的外力引起所述推力轴承和所述滑动套环相对于所述辅助输入轴的轴向位移，从而通过使所述曲柄销套环与所述曲柄销一起沿着所述曲柄销套环轴移动来改变所述偏移距离，
n)带槽齿条支架，包括：一个或多个齿条，所述一个或多个齿条被限制为仅沿所述一个或多个齿条的纵向轴线的方向移动；以及曲柄销槽，所述曲柄销槽用于容纳所述曲柄销，所述曲柄销槽的纵向轴线垂直于所述一个或多个齿条；
B)至少一个角速度模块，其包括：
d)输入轴，
e)至少一个主动日内瓦销轮，安装在输入轴上并且驱动至少一个从动日内瓦槽轮，
f)所述至少一个从动日内瓦槽轮，其同轴地安装在所述辅助输入轴上，与所述曲柄销轴的轴线成固定取向，以及
C)至少一个整流器模块，其包括：
a)小齿轮，所述小齿轮与所述一个或多个齿条接合并且通过计算机控制的离合器、单向轴承或棘轮机构安装在小齿轮轴上，
b)所述小齿轮轴，
c)所述计算机控制的离合器、单向轴承或棘轮机构；
被布置成，使得所述主动日内瓦销轮经由所述输入轴的均匀旋转导致所述辅助输入轴经由所述从动日内瓦槽轮的不均匀角速度，从而导致所述曲柄销使所述辅助输入轴旋转，使得所述一个或多个齿条以基本上恒定的速度基本上沿着所述一个或多个齿条的纵向方向往复运动，并且在方向反转期间短暂减速并加速到所述恒定速度，其中，所述往复运动的幅度与所述曲柄销和所述辅助输入轴的偏移距离成比例，并且所述齿条的这种往复运动引起所述小齿轮的交替旋转，并且所述小齿轮的旋转经由所述计算机控制的离合器、所述单向轴承或所述棘轮机构转换为安装在所述小齿轮轴上的输出齿轮或输出链轮的单向旋转。
18.一种无限无级变速器，包括：
A)至少一个止转轭模块，其包括：
a.曲柄销，绕带凹口的辅助输入轴旋转，
b.所述带凹口的辅助输入轴，其在保持彼此平行的所述曲柄销的纵向轴线与所述辅助输入轴之间的一偏移距离处，且所述偏移距离可以，在所述曲柄销与所述辅助输入轴同轴时，通过使所述曲柄销沿输入盘的径向槽移位而从零改变成非零实数，
c.所述输入盘，其由曲柄销位移机构刚性地安装在所述辅助输入轴上，
B)所述曲柄销位移机构，包括：
a.滑动套环，所述滑动套环与所述辅助输入轴同轴设置，所述辅助输入轴具有防止相对角位移同时允许相对平移的特征，
b.连杆组件，包括：
i.通过所述凹口使所述曲柄销枢转的连杆，
ⅱ.在连杆一端上的曲柄销枢转销，其使滑动套环围绕滑动套环枢轴销枢转，
ⅲ.在所述连杆另一端上的所述滑动套环枢轴销，
c.至少一个推力轴承，所述推力轴承被同轴地放置成与所述滑动套环相接触，使得施加在所述推力轴承上的外力引起所述推力轴承与所述滑动套环一起相对于所述辅助输入轴的轴向位移，通过沿所述输入盘的径向槽移动所述曲柄销来改变所述偏移距离，
d.带槽齿条支架，包括：一个或多个齿条，所述一个或多个齿条被限制为仅沿所述一个或多个齿条的纵向轴线的方向移动；以及曲柄销槽，所述曲柄销槽用于容纳所述曲柄销，所述曲柄销槽的纵向轴线垂直于所述一个或多个齿条；
C)至少一个角速度模块，其包括：
a.输入轴，
b.一个或多个主动圆形或非圆形齿轮，安装在输入轴上并且驱动至少一个从动圆形或非圆形齿轮，
c.所述至少一个从动圆形或非圆形齿轮，其自由旋转地安装在固定轴上，其中，所述从动非圆形齿轮还用作行星齿轮系统的托架，所述行星齿轮系统具有：
d.至少一个自由旋转的行星齿轮，所述行星齿轮与安装在固定轴上的固定太阳齿轮啮合，并轴向地连接到主凸轮，
e.所述主凸轮，其可操作地接合副凸轮，
f.安装在辅助输入轴上的所述副凸轮，和
D)至少一个整流器模块，其包括：
a.小齿轮，所述小齿轮与所述齿条相接合并且通过计算机控制的离合器、单向离合器或棘轮机构被安装在小齿轮轴上，
b.所述小齿轮轴，
c.所述计算机控制的离合器、单向离合器或棘轮机构；
被布置成，使得所述主动非圆形齿轮经由所述输入轴的均匀旋转致使所述辅助输入轴经由所述从动非圆形齿轮和所述行星齿轮系统的不均匀角速度，致使所述曲柄销使所述齿条基本上沿着所述齿条的纵向方向以基本上恒定的速度往复运动并且在方向反转过程中短暂减速并且加速到所述恒定速度，其中，所述往复运动的幅度与所述曲柄销和所述辅助输入轴的偏移距离成比例，并且所述齿条的这种往复运动引起所述小齿轮的交替旋转，并且所述小齿轮的这种交替旋转经由所述计算机控制的离合器、所述单向离合器或所述棘轮机构转换成所述小齿轮轴的单向旋转。
19.一种无限无级变速器，包括：
A)至少一个止转轭模块，其包括：
a.曲柄销，绕带凹口的辅助输入轴旋转，
b.所述带凹口的辅助输入轴，其在保持彼此平行的所述曲柄销的纵向轴线与所述辅助输入轴之间的一偏移距离处，且所述偏移距离可在所述曲柄销与所述辅助输入轴同轴时通过使所述曲柄销沿输入盘的径向槽移位而从零改变成非零实数，
c.所述输入盘，其由曲柄销位移机构刚性地安装在所述辅助输入轴上，
B)所述曲柄销位移机构，包括：
a.滑动套环，所述滑动套环与所述辅助输入轴同轴地设置，所述辅助输入轴具有防止相对角位移同时允许相对平移的特征，
b.连杆组件，包括：
i.通过所述凹口使曲柄销枢转的连杆，
ii.在连杆一端上的曲柄销枢轴销，其使滑动套环围绕滑动套环枢轴销枢转，
ⅲ.位于所述连杆另一端的所述滑动套环枢轴销，
c.至少一个推力轴承，所述推力轴承被同轴地放置成与所述滑动套环相接触，使得施加在所述推力轴承上的外力引起所述推力轴承与所述滑动套环一起相对于所述辅助输入轴的轴向位移，通过沿所述输入盘的径向槽移动所述曲柄销来改变所述偏移距离，
d.带槽齿条支架，包括：一个或多个齿条，所述一个或多个齿条被限制为仅沿所述一个或多个齿条的纵向轴线的方向移动；以及曲柄销槽，所述曲柄销槽用于容纳所述曲柄销，所述曲柄销槽的纵向轴线垂直于所述一个或多个齿条；
C)至少一个角速度模块，其包括：
a.输入轴，
b.一个或多个主动圆形或非圆形齿轮，安装在输入轴上并驱动至少一个从动圆形或非圆形齿轮，
c.所述至少一个从动圆形或非圆形齿轮，其自由旋转地安装在固定轴上，其中所述从动非圆形齿轮还用作行星齿轮系统的托架，所述行星齿轮系统具有：
d.至少一个自由旋转的行星齿轮，所述行星齿轮与固定的环形齿轮啮合，所述固定的环形齿轮安装在框架上并轴向地连接到主凸轮，
e.所述主凸轮，其可操作地接合副凸轮，
f.所述副凸轮，其安装在所述辅助输入轴上，以及
D)至少一个整流器模块，其包括：
a.小齿轮，所述小齿轮与所述齿条相接合并且通过计算机控制的离合器、单向离合器或棘轮机构被安装在小齿轮轴上，
b.所述小齿轮轴，
c.所述计算机控制的离合器、单向离合器或棘轮机构，
被布置成，使得所述主动非圆形齿轮经由所述输入轴的均匀旋转致使所述辅助输入轴经由所述从动非圆形齿轮和所述行星齿轮系统的不均匀角速度，从而导致所述曲柄销使所述齿条以基本上恒定的速度基本上沿着所述齿条的纵向方向往复运动并且在方向反转过程中短暂减速并且加速到所述恒定速度，其中，所述往复运动的幅度与所述曲柄销和所述辅助输入轴的偏移距离成比例，并且所述齿条的这种往复运动引起所述小齿轮的交替旋转，并且所述小齿轮的这种交替旋转经由所述计算机控制的离合器、单向离合器或所述棘轮机构被转换为所述小齿轮轴的单向旋转。
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