CN1330893C - 同轴式凸轮无级脉动变速器 - Google Patents

同轴式凸轮无级脉动变速器 Download PDF

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同轴式凸轮无级脉动变速器，包括壳体、一输入轴、一输出轴、齿轮系、超越离合器、一凸轮、以及一套速比调节组件，所述输入轴和输出轴处于同一直线上，输入轴上固定有一凸轮，其偏心距沿轴向向壳体的一侧单调增加，凸轮的外缘上套装有一滑环，凸轮与滑环的周向上的相对位置可以调节，以改变变速比，滑环的周缘嵌入一摆杆的槽内，或嵌入等角间距地设置的若干摆杆上的槽内，使得二者在轴向上彼此固定，但在滑环周边的切向上可彼此不分离地相对运动；各摆杆的另一端与一超越离合器的外环固定连接，各超越离合器的内环与一个小齿轮共同安装在一根心轴外的一个套筒上，各小齿轮均与一个共同的内齿轮啮合，该内齿轮与输出轴同轴固定连接。

Description

同轴式凸轮无级脉动变速器
技术领域
本发明涉及一种同轴无级脉动变速器，其可用于很多要求有无级变速传动的场合，例如纺织机械、印刷机械、轻工机械等行业的机械设备。
背景技术
同轴无级脉动变速器在现有技术中有很多种技术方案，其中与本发明最接近的现有技术以中国专利CN89201734.1为代表。该专利公开了一种摆块式脉动机械无级变速器，其借助于偏心盘和超越离合器实现脉动式无级齿轮传动。这种变速器克服了主体机构的行程速比系数在调速中随机架或曲柄长度的改变而变化、输出轴转速的脉动曲线呈现无规律变化、机械效率低等问题，具有变速时主机构相对关系不变，正反向均可工作输出，行程速比系数值不变，输出平稳等优点。但其结构复杂、庞大，制造成本高，维修困难，转速比调节也比较困难，尤其是不能提供非常低的转速比(例如零转速比)。
发明内容
本发明的目的就是为业内提供一种同轴无级脉动变速器，具体地说是一种同轴式凸轮无级脉动变速器，其能够克服上述现有技术中的不足，不仅结构简单紧凑，而且制造和维修都简单且成本低，尤其是其可以提供非常低的最低转速比，例如，最低转速比为零，即，转速比的范围为从零到设计的最大转速比。
本发明的同轴式凸轮无级脉动变速器包括壳体、一输入轴、一输出轴、齿轮系、超越离合器、一凸轮、以及一套速比调节组件，所述输入轴和输出轴分别可旋转地安装在壳体上，两轴处于同一直线上，输入轴上固定有一凸轮，该凸轮的偏心度沿轴向向壳体的一侧单调增加，凸轮的外缘上套装有一滑环，凸轮与滑环的轴线方向的相对位置可以调节，以改变变速比。滑环的周缘嵌入一摆杆上的槽内，或嵌入等角间距地设置的若干摆杆上的槽内，嵌入的方式使得二者在轴线方向上彼此固定，但在滑环周边的切向上可相对运动，而且在相对运动的过程中彼此不分离；摆杆的数量因脉动幅度的需要而异，脉动的幅度要求越低，则摆杆的数量越多，脉动频率也越高，反之，脉动的幅度要求越高，则摆杆的数量越少，如果需要输出连续的旋转，则最少设置三个摆杆；各摆杆的另一端与一超越离合器的外环固定连接，从而将摆杆的双向摆动变成超越离合器的间歇式单向转动，各超越离合器的内环与一个小齿轮共同安装在一根心轴外的一个套筒上，各小齿轮均与一个共同的内齿轮啮合，该内齿轮与输出轴同轴固定连接。
本领域的技术人员应该理解，在本发明中，转速比与摆杆的摆角大小有关，摆角越大，速比越大，反之则越小。本发明的变速器中的摆杆的摆角的大小与凸轮的偏心距有关，而滑环相对于凸轮的轴向位置决定着偏心距的大小。因此，本发明的速比调节是通过调节滑环相对于凸轮的轴向位置实现的，这样的变速比调节组件在现有技术中有多种实施方式，例如，偏心凸轮作轴向移动，其它组件不动。在本发明的一优选实施形式中，变速比调节组件包括一个与输入轴和输出轴同轴的圆环，该圆环的内径大于输入轴的轴径，各心轴等角间距地固定在该圆环的盘面上，该圆环的盘面上还固定有若干沿圆环均匀分布的相同的导杆，导杆垂直于圆环，各导杆的另一端固定在一个第二圆环上，该第二圆环同样与输入轴和输出轴同轴，其内径同样大于输入轴的轴径，该第二圆环的外周上带有外螺纹，其与一个带有内螺纹的调速套筒盘的内螺纹啮合，使得旋转该套筒盘时，第二圆环带动整个转速比调节组件轴向移动，从而带动滑环轴向移动，达到改变速比的目的。在一优选实施例中，调速套筒盘的外面罩有一罩盖，该罩盖通过螺钉固定在所述壳体上。
在一优选实施例中，所述凸轮的最低偏心度为零。这样便可实现零变速比。
在现有技术中，实现上述偏心度沿轴向向壳体的一侧单调增加这一功能的凸轮有很多。例如公知的斜面拉杆调速机构。在该机构中，偏心轮偏心距的改变是靠一斜面拉杆和一滑块来实现的。斜拉杆可以沿轴向移动，使得滑块带动偏心轮作径向移动，从而使得偏心轮的偏心距得到改变。
优选一种斜圆柱式凸轮，这种凸轮的外部轮廓为一个斜圆柱。在这种实施形式中，所述滑环套在凸轮的斜圆柱面上，其中心孔与斜圆柱的形状吻合。即，该中心孔为一个倾斜度与斜圆柱相同的斜孔。如果要实现零变速比，则可使该斜圆柱凸轮的一个底面与输入轴同心。所述斜圆柱凸轮可以与输入轴一体制成，也可以单独地制成，并安装在输入轴上。
附图说明
下面结合一个图示实施例说明本发明。
图1为本发明的一个优选实施例的一幅截面图。
图2为图1所示实施例的侧面的截面图。
具体实施方式
附图中示出了本发明的一个优选实施例。在该实施例中，本发明的同轴式凸轮无级脉动变速器包括壳体、一输入轴1、一输出轴11、由小齿轮8和内齿轮9构成的齿轮系、超越离合器5、一凸轮2及一套速比调节组件，所述输入轴1和输出轴11分别可旋转地安装在壳体上，两轴处于同一直线上。输入轴1上固定有所述凸轮2，在本实施例中，凸轮2为一斜圆柱式凸轮。凸轮的外缘上套装有一滑环3。在这种实施形式中，滑环3套在凸轮的斜圆柱侧面上，其中心孔与斜圆柱的侧面形状吻合。即，该中心孔为一个倾斜度与斜圆柱相同的斜孔。
滑环3上等角间距地嵌接若干摆杆4，二者在轴向上彼此固定，在滑环外缘的切线方向上可相对运动，但不能彼此分开。在本实施例中设有三个摆杆4，它们之间呈120度角均匀分布。各摆杆4的另一端与一个超越离合器5的外环固定连接，从而将摆杆的双向摆动变成超越离合器的间歇式单向转动，各超越离合器5的内环与一个小齿轮8共同安装在一根心轴6外的一个套筒7上，各小齿轮8均与一个共同的内齿轮9啮合，该内齿轮9与输出轴11同轴，且通过键10与输出轴11固定连接。
在本优选实施形式中，变速比调节组件包括一个与输入轴和输出轴同轴的圆环12，该圆环的内径大于输入轴1的轴径，各心轴6等角间距地固定在圆环12的盘面上，圆环12的盘面上还固定有若干沿圆环的周向均匀地分布在某一半径的圆周上的相同的导杆13，各导杆垂直于圆环12，各导杆13的另一端固定在一个第二圆环14上，该第二圆环同样与输入轴和输出轴同轴，其内径同样大于输入轴的轴径，该第二圆环的外周上带有外螺纹，其与一个带有内螺纹的调速套筒盘15的内螺纹啮合，使得旋转该套筒盘时，第二圆环14带动整个转速比调节组件轴向移动，从而带动滑环3轴向移动，达到变速比的目的。在本优选实施例中，调速套筒盘15的外面罩有一罩盖16，该罩盖通过螺钉17固定在所述壳体上。
在本优选实施例中，所述凸轮2从图中左向右偏心距逐渐增大，在最左侧，斜圆柱凸轮2的一个底面与输入轴1同心，因此，最低偏心度为零，可实现零变速比。
本领域的技术人员不难看出，本发明的同轴式凸轮无级脉动变速器不仅结构简单、紧凑，而且变速比范围大，变速灵活，不仅可以在停机时变速，也可以在机器运转时变速，可以如图示实施例那样手动变速，也可以实现电动变速。

Claims (8)

1.同轴式凸轮无级脉动变速器，包括壳体、一输入轴、一输出轴、齿轮系、超越离合器、一凸轮、以及一套速比调节组件，所述输入轴和输出轴分别可旋转地安装在壳体上，两轴处于同一直线上，输入轴上固定有一凸轮，其特征在于：所述凸轮的偏心距沿轴向向壳体的一侧单调增加，凸轮的外缘上套装有一滑环，凸轮与滑环的轴向上的相对位置可以调节，以改变变速比，滑环的周缘嵌入一摆杆的槽内，或嵌入等角间距地设置的若干摆杆上的槽内，嵌入的方式使得二者在轴向上彼此固定，但在滑环周边的切向上可相对运动，而且在相对运动的过程中彼此不分离；摆杆的数量因脉动幅度的需要而异，脉动的幅度要求越低，则摆杆的数量越多；反之，脉动的幅度要求越高，则摆杆的数量越少；各摆杆的另一端与一超越离合器的外环固定连接，从而将摆杆的双向摆动变成超越离合器的间歇式单向运动，各超越离合器的内环与一个小齿轮共同安装在一根心轴外的一个套筒上，各小齿轮均与一个共同的内齿轮啮合，该内齿轮与输出轴同轴固定连接。
2.如权利要求1的同轴式凸轮无级脉动变速器，其特征在于：变速比调节组件包括一个与输入轴和输出轴同轴的圆环，该圆环的内径大于输入轴的轴径，各心轴等角间距地固定在该圆环的盘面上，该圆环的盘面上还固定有若干沿圆环均匀分布的相同的导杆，导杆垂直于圆环，各导杆的另一端固定在一个第二圆环上，该第二圆环同样与输入轴和输出轴同轴，其内径同样大于输入轴的轴径，该第二圆环的外周上带有外螺纹，其与一个带有内螺纹的调速套筒盘的内螺纹啮合，使得旋转该套筒盘时，第二圆环带动整个转速比调节组件轴向移动，从而带动滑环轴向移动，达到改变速比的目的。
3.如权利要求2的同轴式凸轮无级脉动变速器，其特征在于：所述凸轮为一种斜圆柱式凸轮，所述滑环套在凸轮的斜圆柱侧面上，其中心孔与斜圆柱的侧面形状吻合。
4.如权利要求3的同轴式凸轮无级变速器，其特征在于：所述斜圆柱凸轮的一个底面与输入轴同心。
5.如权利要求3或4的同轴式凸轮无级脉动变速器，其特征在于：所述斜圆柱偏心轮与输入轴一体制成。
6.如权利要求3或4的同轴式凸轮无级脉动变速器，其特征在于：所述斜圆柱偏心轮单独地制成。
7.如权利要求5的同轴式凸轮无级脉动变速器，其特征在于：调速套筒盘的外面罩有一罩盖，该罩盖通过螺钉固定在所述壳体上。
8.如权利要求6的同轴式凸轮无级脉动变速器，其特征在于：调速套筒盘的外面罩有一罩盖，该罩盖通过螺栓固定在所述壳体上。
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