CN1719066A - 磁控齿轮传动无级变速器 - Google Patents

Abstract

磁控齿轮传动无级变速器，输入轴和输出轴之间安装有中间轴，输入齿轮和主动转子安装在输入轴上，被动转子安装在中间轴上，主动转子和被动转子相对的一面镶嵌有磁铁，两转子上的磁铁异极相对，中间轴上套装带有齿圈，中间轴的后部为太阳轮，行星齿轮与太阳轮和齿圈内齿相啮合，行星架固定安装在输出轴上，在被动转子侧面的调速轴上安装有调速拨叉，侧轴上固定安装有两个齿轮，分别与输入齿轮和齿圈外齿相啮合。本发明不用停电就可以停机，适合应用于经常停机的设备上。本发明具有结构简单，维修方便，成本低，油耗小，无摩擦，使用寿命长，传递功率大，机械效率高，恒功率输出，操作简单，调速方便，变速连续，动力不中断等优点。

Description

磁控齿轮传动无级变速器

技术领域

本发明涉及一种变速装置，具体说是一种采用永久磁铁控制齿轮传动的无级变速器。

背景技术

现有的如三角皮带式、多盘摩擦式、钢球外锥轮式和直流电机、液压马达等无级变速器，传动效率低，传动不平稳、传递动力小。现在车辆采用手动变速器或自动变速器。手动变速器由于经常换档，冲击力大，齿轮磨损严重，换档不连续，而且操作极不方便，容易肇事。自动变速器结构复杂，制造精度高，传动效率低，维修困难，耗油多。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的变速装置，它可以克服现有技术中所存在的缺点，结构简单且易于维修，变速连续可调并操作简便，同时传动平稳效率高、恒功率输出，耗油量低。

本发明的目的是这样实现的：它包括箱体及通过轴承安装在箱体上的输入轴和输出轴，其特征在于在输入轴和输出轴之间安装有中间轴，中间轴的两端与输入轴和输出轴之间安装有轴承，输入齿轮和主动转子固定安装在输入轴上，被动转子安装在中间轴上，与中间轴之间花键用连接，主动转子和被动转子相对的一面镶嵌有磁铁，两转子上的磁铁异极相对，中间轴上套装带有内外齿的齿圈，中间轴的后部为太阳轮，行星齿轮与太阳轮和齿圈内齿相啮合，行星架固定安装在输出轴上，在被动转子侧面的调速轴上安装有调速拨叉，侧轴的两端通过轴承安装在箱体上，侧轴上固定安装有两个齿轮，分别与输入齿轮和齿圈外齿相啮合。

如果在本发明的箱体内安装有倒车装置及速度计量装置，就可以作为汽车变速器使用。

附图说明

图1是本发明用于汽车变速器时的结构剖视图。

图2是图1中的A-A剖视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例及其附图对本发明做进一步详细的说明。

由图可见，28是变速器的箱体，在箱体内前端是输入轴1，后端是输出轴24，输入轴和输出轴用滚动轴承与箱体连接。输入齿轮2、主动转子4用键与输入轴连接。中间轴26的两端分别与输入轴的末端及输出轴的首端用滚针轴承连接，被动转子7与中间轴之间用花键连接。两个永磁环3(也可以用弧型磁块组合而成)异极相对地镶嵌在主动转子和被动转子上。被动转子的后端装有一个滚动轴承32，滚动轴承的外圈上设有两个环33，调速拨叉9的叉头插入环中，调速拨叉的另一端固定在调速轴11的中部，调速轴与箱体之间间隙配合，调速轴一端伸出箱体外，连接有调速杆29，并在调速杆的末端安装有调速手柄30，调速手柄以间隙配合安装在汽车内的安装面板31上。带有内、外齿的齿圈13以间隙配合安装在中间轴上，为防止在轴上串动，安装有卡簧。中间轴的后部为太阳轮，三个行星齿轮22与太阳轮及内齿圈啮合。圆环14与倒车齿轮21之间用三根销轴27联成一体，形成行星齿轮架。行星齿轮架的圆环以间隙配合安装在中间轴上，倒车齿轮用键与输出轴连接。

中间轴的上面安装有与中间轴平行的侧轴18，侧轴的两端用轴承与箱体连接。侧轴上固定安装有两个齿轮，一个是与侧轴用键连接、与输入齿轮相啮合的侧齿轮6，另一个是与侧轴之间用花键连接的换档齿轮15。换档齿轮具有连体的大小两个齿轮，正常行驶时大齿轮与齿圈外齿啮合，换档时小齿轮通过惰轮19与行星齿轮架的倒车齿轮21啮合。图中20是惰轮的安装轴。如果用于不需要倒车档的变速器时，只需要一个与齿圈外齿啮合的齿轮就可以了。

在箱体上部还安装有换档轴17，换档轴的两端插装在箱体两侧的管内，使换档轴可以在其中移动。换档轴上固定装有换档拨叉16，换档拨叉的叉头位于换档齿轮的大、小齿轮之间的环形凹槽内。

箱体上还安装有换档轴的移动装置，它是一个由驾驶室内换档搬手控制的可以转动的拨杆12，拨杆的头部插装在换档轴上开出的一个长孔中。

在箱体上安装有换档轴的锁紧装置10，锁紧装置采用的是弹簧钢球式的结构，换档轴上开有两个凹槽，锁紧装置的钢球卡在其中的一个凹槽中。

在换档轴前端的箱体上安装有倒车灯开关8，当汽车倒车时，换档轴向左侧移动，触及开关，使倒车灯亮。

在输出轴的输出端安装有速度计量装置25，该计量装置为通常结构的汽车使用的速度计量装置，图中23是速度计推动齿轮。

本发明的工作原理：发动机启动后，车辆在怠速运转时，由于车体自重输出轴有负载，与输出轴连接的行星架不转动，输入轴上的动力经过输入齿轮、侧齿轮、侧轴、换档齿轮中的大轮、齿圈，行星轮(自转)、太阳轮、中间轴传递给被动转子，使被动转子反向转动。这些齿轮都是定轴轮系定比传动。当逐渐加大油门时，这些齿轮的转速逐渐提高，被动转子的反向转速也在不断提高，此时车辆仍然不动，主、被动转子处于分离状态。要想使车辆起步与加速，只有转动调速轴11，使调速轴上的调速拨叉9拨动被动转子，使其移向主动转子。由于主、被动转子上的磁铁所产生的磁场相互感应，主动转子转动时，在被动转子上产生一个正向的磁感应力矩，在被动转子移向主动转子的过程中，该力矩不断加大，使被动转子的反向转速不断降低，经过0速后，正向转速不断增加。太阳轮的反向转速也不断降低，经过0速后，正向转速不断增加。此时行星轮的自转转速开始逐渐减小，正向的公转转速由0速开始不断增加，通过行星架带动输出轴正向转动，且转速逐渐增加。当被动转子靠近主动转子时，主、被动转子的转速差逐渐减小。当被动转子与主动转子帖合时，两个转子的转速相同。在输入齿轮的节圆直径等于齿圈外齿节圆直径时，太阳轮、齿圈、行星架、行星轮公转(自转转速为0)、以及输出轴的转速和转向都与输入轴的转速和转向相同。当输入齿轮的节圆直径大于齿圈外齿节圆直径时，输出轴的转速大于输入轴的转速。

反向转动调速轴，使被动转子逐渐离开主动转子，输出轴的转速逐渐减小，以至为0速，这样就实现了无级变速。

输入轴的动力分为两路传动：一路经输入齿轮、侧齿轮、侧轴、换档齿轮的大齿轮、齿圈、行星齿轮传递给行星架。另一路经主动转子、被动转子、中间轴、太阳轮、行星齿轮传递给行星架。两路的动力在行星架上合为一路，由输出轴输出。实现了行星传动中以变速的传动由太阳轮输入、以定比的传动由齿圈输入，两种传动合在一起，以变速的传动由行星架输出。

倒车时，换档搬手由原档搬到倒档，换档齿轮的小齿轮与惰轮啮合，换档齿轮的大齿轮与齿圈分离。此时，输入轴的动力经输入齿轮、侧齿轮、侧轴、换档齿轮的小齿轮、惰轮、倒车齿轮传递给输出轴。这些齿轮都是定比传动，输出轴的转向与输入轴的转向相反，输出轴的转速由油门控制。倒车完毕，将换档搬手搬回到原档，换档齿轮的小齿轮与惰轮分离，换档齿轮的大齿轮与齿圈外齿啮合。

本发明的调速范围可随意设定。当输入轴转速恒定时，输出轴的转速可由0速增加到最大值，又可由最大值减小到0速，在0速与最大转速之间可任意固定在某一转速上。在输入轴转速变化时，也能使输出轴的转速固定在某一转速上，输入轴的转速不轮多大，输出轴的转速皆可为0速，这些都是其它变速器无可比拟的。

本发明属于齿轮传动，与现有的如三角皮带式、多盘摩擦式、钢球外锥轮式和直流电机、液压马达等无级变速器相比，具有传动平稳、准确、传递动力大的优点。可应用于轻型、中型及重型设备中，而且低速、高速都可以应用。由于本发明变速特别快，所以适用于轿车、赛车和高速列车等。由于本发明不用停电就可以停机，所以也适合应用于经常停机的设备上。本发明在启动电机时，由空转逐渐增加负载，不可能因启动而烧毁电机。应用本发明的车辆只是在启动和换倒车档时踩离合器踏板，所以离合器上的摩擦片基本不用更换。综上所述，本发明具有结构简单，维修方便，成本低，油耗小，无摩擦，使用寿命长，传递功率大，机械效率高，恒功率输出，操作简单，调速方便，变速连续，动力不中断等优点。

Claims (4)

1、磁控齿轮传动无级变速器，它包括箱体及通过轴承安装在箱体上的输入轴和输出轴，其特征在于在输入轴和输出轴之间安装有中间轴，中间轴的两端与输入轴和输出轴之间安装有轴承，输入齿轮和主动转子固定安装在输入轴上，被动转子安装在中间轴上，与中间轴之间用花键连接，主动转子和被动转子相对的一面镶嵌有磁铁，两转子上的磁铁异极相对，中间轴上套装带有内外齿的齿圈，中间轴的后部为太阳轮，行星齿轮与太阳轮和齿圈内齿相啮合，行星架固定安装在输出轴上，在被动转子侧面的调速轴上安装有调速拨叉，侧轴的两端通过轴承安装在箱体上，侧轴上固定安装有两个齿轮，分别与输入齿轮和齿圈外齿相啮合。

2、根据权利要求1所说的磁控齿轮传动无级变速器，其特征在于与齿圈外齿啮合的齿轮为换档齿轮，它具有相连接的大、小两个齿轮，固定安装在输出轴上的行星架是一个倒车齿轮，它可以通过一个惰轮与换档齿轮的小齿轮啮合，侧轴的一侧平行安装有换档轴，在换档轴上固定安装有换档拨叉，拨叉的叉头位于换档齿轮大、小齿轮之间的环形凹槽中，箱体上安装有由驾驶室内换档搬手控制的可以转动的拨杆，拨杆的头部插装在换档轴上开出的一个长孔中，在箱体上安装有换档轴的锁紧装置，锁紧装置采用的是弹簧钢球式的结构，换档轴上开有两个凹槽，锁紧装置的钢球卡在其中的一个凹槽中，在换档轴前端的箱体上安装有倒车灯开关。

3、根据权利要求1所说的磁控齿轮传动无级变速器，其特征在于镶嵌在主动转子和被动转子上的磁铁可以是环形，也可以是多个弧形组合而成。

4、根据权利要求1所说的磁控齿轮传动无级变速器，其特征在于在输出轴的输出端安装有速度计量装置。

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