CN116989114A - 非圆齿轮无级变速器相位调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无级变速箱技术领域，特别是一种非圆齿轮无级变速器相位调节装置，包括双螺旋摆动液压缸、执行机构和中央差速器；所述第一中央输入轴通过花键分别与第一非圆主动齿轮、中央差速器的十字轴、双螺旋摆动液压缸的外毂相连；第二非圆主动齿轮通过花键与中央差速器的左锥齿轮相连；第三非圆主动齿轮通过花键与中央差速器的右锥齿轮相连；中央差速器的右锥齿轮与双螺旋摆动液压缸的内毂相连。本装置利用差速器加螺旋摆动液压缸的方式替代了现有的双液压系统行星排的方式，将齿轮间的相位变化与直观的部件位移联系起来，方便监测，简化了液压系统，更容易实现精准控制。

Description

非圆齿轮无级变速器相位调节装置

技术领域

本发明涉及无级变速箱技术领域，特别是一种非圆齿轮无级变速器相位调节装置。

背景技术

目前，无级变速传动是指在外部控制下，能实现输入轴与之间传动比在一定范围内连续变化的一种传动方式，是未来变速器的发展趋势。随着研究的不断深入，非圆齿轮式无级变速器由于具有大功率、大转矩、高效率、宽传动比的优点，引起了人们的广泛重视。

利用非圆齿轮和差速机构实现无级变速的主要思想是，按特定传动比要求，专门设计具有特定传动比函数的两个非圆齿轮对，并将两从动轮输出分别作为差速机构的两路输入，经叠加后，实现在一定角度范围内传动比恒定，通过相位调节装置，来改变两个非圆齿轮对的相对位置，进而实现总传动比连续变化，然后由多组这样的变速机构组合在一起，依次协调接力实现360°范围内的连续传动。

中国专利公开了一种适用于非圆无级变速器的液压相位切换机构，申请号：202010248561.9，采用液压切换，利用行星齿轮扩大切换的相位角，实现液压机构调节60°，并行的非圆齿轮副相位可以调节180°。该结构的缺点是：改变非圆齿轮副间的相位来实现无级变速这种方法使得变速器速比对非圆齿轮相位变化特别敏感，该专利需要两套液压系统并对其提出较高要求，不易实现精准控制，特别是初始位置下，即相位差为0时，相位的较小波动就可能导致速比的正负变化，不利于行驶安全性。

发明内容

本发明为了有效的解决上述背景技术中的问题，提出了一种非圆齿轮无级变速器相位调节装置。

具体技术方案如下；

一种非圆齿轮无级变速器相位调节装置，包括双螺旋摆动液压缸、执行机构和中央差速器；其中，

所述双螺旋摆动液压缸由内毂、外毂、滑动套和推力球轴承组成，所述滑动套通过外螺纹与外毂配合，滑动套通过内螺纹与内毂配合，所述内螺纹和外螺纹的旋向相反，所述推力球轴承套在第一中央输入轴上，并安置于内毂和外毂之间，所述内毂套在第一中央输入轴上；

所述执行机构包括左变速器壳体、推拉盘、自锁螺母、卡环、油缸活塞盘、油缸缸体和油缸轴；所述油缸缸体固定在所述推拉盘上，所述油缸轴贯穿推拉盘圆周布置的圆孔、左变速器壳体上的圆孔、右变速器壳体上的圆孔，并支撑在左变速器壳体上的圆孔和右变速器壳体上的圆孔上，油缸活塞盘固定在油缸轴上，油缸活塞盘与油缸缸体内壁之间为滑动副，油缸轴的两端分别设有左油道和右油道；所述自锁螺母与双螺旋摆动液压缸的滑动套通过螺纹相连，自锁螺母与所述推拉盘之间设有推力滚针轴承；

所述第一中央输入轴通过花键分别与第一非圆主动齿轮、中央差速器的十字轴、双螺旋摆动液压缸的外毂相连；第二非圆主动齿轮通过花键与中央差速器的左锥齿轮相连；第三非圆主动齿轮通过花键与中央差速器的右锥齿轮相连；中央差速器的右锥齿轮与双螺旋摆动液压缸的内毂相连。

优选地，所述中央差速器由左锥齿轮、右锥齿轮、四个小锥齿轮、十字轴和差速器壳构成，所述四个小锥齿轮与左锥齿轮及右锥齿轮之间啮合；四个小锥齿轮上有通孔，分别与十字轴上圆周布置的四根连接轴及差速器壳的4个圆孔相配合。

优选地，所述推拉盘上有3个圆孔并且呈圆周布置，每个圆孔端部有卡槽，每个卡槽通过卡环与一个油缸缸体相连。

优选地，第一中央输入轴另一端通过圆锥滚子轴承与所述右变速器壳体连接。

优选地，所述中央差速器的右锥齿轮通过端部的端面齿与双螺旋摆动液压缸的内毂相连。

优选地，所述外毂一侧向内折弯后与第一中央输入轴通过花键连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本装置利用差速器加螺旋摆动液压缸的方式替代了现有的双液压系统行星排的方式，将齿轮间的相位变化与直观的部件位移联系起来，方便监测，简化了液压系统，更容易实现精准控制。

附图说明

图1为非圆齿轮无级变速器相位调节装置三维结构；

图2为中央差速器三维爆炸结构图；

图3为双螺旋摆动液压缸三维爆炸结构图；

图4为执行机构三维爆炸结构图；

图5为非圆齿轮无级变速器相位调节装置剖面图；

1、双螺旋摆动液压缸；11、内毂；12、滑动套；13、推力球轴承；14、外毂；2、执行机构；21、左变速器壳体；22、推拉盘；23、自锁螺母；24、推力滚针轴承；25、轴承右变速器壳体；26、圆锥滚子轴承；27、卡环；28、油缸活塞盘；29、油缸缸体；210、油缸轴；3、中央差速器；31、小锥齿轮；32、左锥齿轮；33、十字轴；34、差速器壳；35、右锥齿轮；4、第一非圆主动齿轮；5、第二非圆主动齿轮；6、第三非圆主动齿轮；7、第一中央输入轴；8、轴承。

具体实施方式

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。

一种非圆齿轮无级变速器相位调节装置，包括双螺旋摆动液压缸1、执行机构2和中央差速器3，用来调节第一非圆主动齿轮4、第二非圆主动齿轮5、第三非圆主动齿轮6之间的相位关系。非圆齿轮无级变速器利用相位调节装置按照需求调节各非圆主动齿轮间的相位关系，以此达到连续无级改变传动比的目的。

非圆齿轮无级变速器相位调节装置三维结构如图1所示，包括一个双螺旋摆动液压缸1、一组执行机构2、一个中央差速器3，用来调节第一非圆主动齿轮4、第二非圆主动齿轮5、第三非圆主动齿轮6之间的相位关系，第一中央输入轴7起传递动力作用，左变速器壳体21、右变速器壳体25、轴承8主要起支撑、定位等作用。

第一中央输入轴7通过花键分别与第一非圆主动齿轮4、中央差速器3的十字轴33、双螺旋摆动液压缸1的外毂14相连；第二非圆主动齿轮5通过花键与中央差速器3的左锥齿轮32相连；第三非圆主动齿轮6通过花键与中央差速器3的右锥齿轮35相连；中央差速器3的右锥齿轮35通过端部的端面齿与双螺旋摆动液压缸1的内毂11相连；执行机构2的自锁螺母23与双螺旋摆动液压缸1的滑动套12通过螺纹相连。

如图2所示，中央差速器3由左锥齿轮32、右锥齿轮35、4个小锥齿轮31、十字轴33、差速器壳34构成，此为锥齿轮式差速器固有结构，小锥齿轮31与左锥齿轮32及右锥齿轮35连接方式为锥齿轮啮合；4个小锥齿轮31上有通孔，分别与十字轴33上圆周布置的4根短轴及差速器壳34的4个圆孔相配合，达到径向限位的目的。

如图3所示，双螺旋摆动液压缸由内毂11、外毂14、滑动套12、推力球轴承13构成，滑动套12通过外螺纹与外毂14配合，通过内螺纹与内毂11配合，内、外螺纹旋向相反(内螺旋右旋，外螺旋左旋)；推力球轴承13套在第一中央输入轴7上，安置于内毂11和外毂14之间，起轴向限位和传递推力的作用。

如图4所示，执行机构2由推拉盘22、自锁螺母23、推力滚针轴承24、右变速器壳体25、圆锥滚子轴承26、卡环27、油缸活塞盘28、油缸缸体29、油缸轴210组成，推拉盘22上有3个圆孔呈圆周布置，每个圆孔端部有卡槽，卡槽通过卡环27与油缸缸体29相连；油缸轴210贯穿推拉盘22圆孔、左变速器壳体21圆孔、右变速器壳体25圆孔，并支撑在左变速器壳体21圆孔、右变速器壳体25圆孔上，油缸活塞盘28与油缸缸体29内壁之间为滑动副，油缸轴210上有油道，用来进、出液压油；油缸轴210和油缸活塞盘28连接方式为固联；圆锥滚子轴承26主要起支撑、传力、限位等作用。

如图5所示，油缸活塞盘28及油缸轴210固定，当左油道充油时，油缸缸体29左移，带动推拉盘22及滑动套12左移，滑动套12与内毂11连接方式为螺旋副，旋向为右旋，故内毂11相对滑动套12顺时针旋转(从动力输入往输出方向看)；滑动套12与外毂14连接方式为螺旋副，旋向为左旋，故外毂14相对滑动套12逆时针旋转(从动力输入往输出方向看)。内毂11通过端面齿与中央差速器3的右锥齿轮35相连，中央差速器3的右锥齿轮35通过花键与第三非圆主动齿轮6相连；外毂14通过花键与第一中央输入轴7相连，第一中央输入轴7通过花键与第一非圆主动齿轮4相连，因此滑动套12左移调节了内毂11、外毂14之间的相位，也就是调节了第一非圆主动齿轮4与第三非圆主动齿轮6之间的相位，即第三非圆主动齿轮6相对第一非圆主动齿轮4顺时针旋转，旋转角度为内毂11、外毂14相对滑动套12旋转角度之和。

根据差速器的工作原理，左锥齿轮32、右锥齿轮35相对十字轴33作同轴同速反向运动，第一非圆主动齿轮4通过花键与第一中央输入轴7相连，第一中央输入轴7通过花键与十字轴33相连；第二非圆主动齿轮5通过花键与左锥齿轮32相连；第三非圆主动齿轮6通过花键与右锥齿轮35相连，因此滑动套12左移时第二非圆主动齿轮5相对第一非圆主动齿轮4逆时针旋转，旋转角度与第三非圆主动齿轮6相对第一非圆主动齿轮4旋转角度一致。

右油道充油时同理，滑动套12右移，第三非圆主动齿轮6相对第一非圆主动齿轮4逆时针旋转，第二非圆主动齿轮5相对第一非圆主动齿轮4顺时针旋转，两者相对旋转角度一致。

中央差速器除锥齿轮差速器外也可使用其他类型差速器，执行机构设计、轴承选型也可调整，都属专利保护范围内。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种非圆齿轮无级变速器相位调节装置，其特征在于：包括双螺旋摆动液压缸、执行机构和中央差速器；其中，

所述双螺旋摆动液压缸由内毂、外毂、滑动套和推力球轴承组成，所述滑动套通过外螺纹与外毂配合，滑动套通过内螺纹与内毂配合，所述内螺纹和外螺纹的旋向相反，所述推力球轴承套在第一中央输入轴上，并安置于内毂和外毂之间，所述内毂套在第一中央输入轴上；

所述执行机构包括左变速器壳体、推拉盘、自锁螺母、卡环、油缸活塞盘、油缸缸体和油缸轴；所述油缸缸体固定在所述推拉盘上，所述油缸轴贯穿推拉盘圆周布置的圆孔、左变速器壳体上的圆孔、右变速器壳体上的圆孔，并支撑在左变速器壳体上的圆孔和右变速器壳体上的圆孔上，油缸活塞盘固定在油缸轴上，油缸活塞盘与油缸缸体内壁之间为滑动副，油缸轴的两端分别设有左油道和右油道；所述自锁螺母与双螺旋摆动液压缸的滑动套通过螺纹相连，自锁螺母与所述推拉盘之间设有推力滚针轴承；

所述第一中央输入轴通过花键分别与第一非圆主动齿轮、中央差速器的十字轴、双螺旋摆动液压缸的外毂相连；第二非圆主动齿轮通过花键与中央差速器的左锥齿轮相连；第三非圆主动齿轮通过花键与中央差速器的右锥齿轮相连；中央差速器的右锥齿轮与双螺旋摆动液压缸的内毂相连。

2.根据权利要求1所述的非圆齿轮无级变速器相位调节装置，其特征在于，所述中央差速器由左锥齿轮、右锥齿轮、四个小锥齿轮、十字轴和差速器壳构成，所述四个小锥齿轮与左锥齿轮及右锥齿轮之间啮合；四个小锥齿轮上有通孔，分别与十字轴上圆周布置的四根连接轴及差速器壳的4个圆孔相配合。

3.根据权利要求1所述的非圆齿轮无级变速器相位调节装置，其特征在于，所述推拉盘上有3个圆孔并且呈圆周布置，每个圆孔端部有卡槽，每个卡槽通过卡环与一个油缸缸体相连。

4.根据权利要求1所述的非圆齿轮无级变速器相位调节装置，其特征在于，第一中央输入轴另一端通过圆锥滚子轴承与所述右变速器壳体连接。

5.根据权利要求1所述的非圆齿轮无级变速器相位调节装置，其特征在于，所述中央差速器的右锥齿轮通过端部的端面齿与双螺旋摆动液压缸的内毂相连。

6.根据权利要求1所述的非圆齿轮无级变速器相位调节装置，其特征在于，所述外毂一侧向内折弯后与第一中央输入轴通过花键连接。