CN201166108Y - 磁电非接触无级传动变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于磁电非接触无级传动变速器，它包括有主动轴和从动轴，在主动轴上安装有轴套，轴套上安装有主N、S极磁铁块的阀环，在主S、N极磁铁块内端有安装在箱体上套筒，套筒上设有主电磁线圈，主S、N极磁铁块与主电磁线圈之间同轴且具有一个间隙，套筒与轴套之间也具有一个间隙。从动轴上的结构与主动轴对应相同，主电磁线圈的导线通过控制电路与从电磁线圈导线相连。本实用新型磁电非接触无级传动变速器，灵活性强，实现主动轴与从动轴分开、主从动轴可任意角度传动、方便于实际应用，非接触传动无需润滑、无噪声、清洁、无摩擦能耗、传动平稳；启动力矩较低并具有过载保护作用，发热量低等优点。

Description

磁电非接触无级传动变速器

技术领域

本实用新型涉及一种机械传动技术，具体地说是一种基于磁电非接触无级传动变速器，属于无级变速传动技术领域。

背景技术

目前，大量使用的有级变速器或箱，无论是自动变速还是手动变速，在其工作的过程中，经常需要进行档与档之间的变换。当传动比发生变化时，也就是说在换档过程中，发动机需要加速和减速，工作处于不稳定的状态，带来动力传动系统的冲击，使发动机的排放污染增加。此外，传动的变速器大部分是采用齿轮装置传动，是靠轮齿间的啮合传递动力，属接触式传动。这种齿轮虽然已经是成熟产品，虽然加工精度和性能随加工设备的进步而不断提高，但这种齿轮的结构形式和传动方式，使其存在一些固有的缺点。如轮齿受到弯曲应力和表面接触应力而引起轮齿疲劳和齿面的磨损，因此工作寿命有限；而且轮齿的啮合面上必须采取润滑，又牵涉及到对齿轮的润滑和密封等一列问题；而且传动的齿轮在工作中还有振动和噪声等问题。而无级变速传动CVT(continuously variable transmission)系统能够使发动机工作在最高效益区，达到最高的燃油经济性能，从而获得最低的排放。无级变速系统和其他传动相比，操纵方便性和乘坐舒适性均可与电子控制的有级式自动变速箱相比美，其传动效率远高于带有液力传动的有级式自动变速箱，在变速过程中由于没有动力的中断，因而提高了动力性能。就目前国内外动态看，CVT的种类繁多，主要方案有：皮带传动、金属带传动、牵引环式传动、轴向牵引传动和几何变形传动。但有应用前景的多限于金属带式。金属带式无级变速传动是迄今为止应用最成功的车辆无级变速传动。装有金属带式无级变速器的汽车，其经济性、动力性及排放比装有液力自动变速器和手动机械变速器的汽车更佳。尽管CVT变速器已投入生产，许多控制问题仍然值得大量地反复地去试验加以解决。研究所关注的一个焦点是动力传递的数字表达式显示主动带轮和从动带轮间推块的倾斜和带轮的变形将影响带轮所获得的传动比。因此，必须在未来的应用中对CVT性能的综合模型进行传动优化。此外，CVT变速器还存在的问题是CVT从研究开发到走上生产线，其制造技术的研究日益突现，CVT系统需要使工作充分有效的高精度零部件。它的尺寸和重量一直是长期以来备受关注，并且这种装置不可能实现输入轴与输出轴任意角度的传动，同样也存在润滑问题。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种从传动机理到结构形式都是全新的非接触无级变速器。其传动机理是建立在电磁感应定律和电磁力定律的基础上，核心是基于线圈电磁感应原理，电动机的主动轴的电枢线圈在切割磁力线，线圈产生感应电流，从而使从动轴线圈的电流发生一致变化，带动从动轴转动，运行负载。通过对线圈感应电流或电压或频率的检测，并加控制电路对其大小进行控制，从而达到对从动轴的转速进行控制，实现无级变速传动。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种磁电非接触无级传动变速器，在主动轴上安装有第一轴套，第一轴套上安装有主N、S极磁铁块的第一阀环，形成一个主N、S极相间的第一圆柱体，在主S、N极磁铁块内端有安装在第一箱体上的第一套筒，第一套筒上设有主电磁线圈，主S、N极磁铁块与主电磁线圈之间同轴且具有一个间隙，第一套筒与第一轴套之间也具有一个间隙，在从动轴上安装有第二轴套，第二轴套上安装有从N、S极磁铁块的第二阀环，形成一个从N、S极相间的第二圆柱体，在从S、N极磁铁块内端有安装在第二箱体上的第二套筒，第二套筒上设有从电磁线圈，从S、N极磁铁块与从电磁线圈之间同轴且具有一个间隙，第二套筒与第二轴套之间也具有一个间隙，主电磁线圈的导线通过电路控制器与从电磁线圈相连。

所述主动轴是通过第一键与第一轴套相联接，第一轴套通过第一螺栓与第一阀环相联，第一阀环通过粘合剂粘结主N、S极磁铁块；第一套筒通过第二螺栓联接在第一箱体上；从动轴是通过第二键与第二轴套相联接，第二轴套通过第三螺栓与第二阀环相联，第二阀环通过粘合剂粘结从N、S极磁铁块；第二套筒通过第四螺栓联接在第二箱体上。

所述主电磁线圈是绕在第一套筒上的线圈架上，线圈架是均匀分布在第一套筒的外环上；从电磁线圈是绕在第二套筒上线圈架上，线圈架是均匀分布在第二套筒的外环上。

所述第一阀环外套有第一箱体，主动轴的两端分别通过主动轴的轴承安装在第一箱体上，主电磁线圈是通过第一套筒固定在第一箱体上；第二阀环外套有第二箱体，从动轴的两端分别通过从动轴的轴承安装在第二箱体上，从电磁线圈是通过第二套筒固定在第二箱体上。

所述第一轴套端面与主动轴之间安装有第一锁紧垫圈和第一锁紧螺母；第二轴套端面与从动轴之间安装有第二锁紧垫圈和第二锁紧螺母。

它具有以下这些优点：

①灵活性强：可以实现主动轴与从动轴分开，方便于实际应用，使得传动变得灵活，不受原有在位置上的局限性的限制。

②取材容易：它是基于线圈电磁感应原理，主材是电枢线圈和磁极，而其两种材料目前技术已成熟。

③非接触传动而无需润滑、无噪声、清洁、无磨擦能耗、传动平稳：这是与原有渐开线机械齿轮传动最本质的区别。渐开线机械齿轮由于必须通过齿间的接触才能进行传动，必然存在磨擦磨损问题，需对齿进行润滑，而此研究的无级变速传动系统不存在着齿轮，也就不存在噪声、油污及磨擦能耗。

④启动力矩较低并具有过载保护作用：由于没有齿轮，所以也就没有齿轮间的冲击，只需很小的转矩就能带动从动轴传动起来。

⑤发热量低：由于传统的无级变速传动系统突出的特点是带式，是靠摩擦力传动，因而发热量大，而本新型的无级变速传动系统是通过电磁感应，因而大大的降低了发热量。

附图说明

图1是本实用新型的结构装置图；

图2是本实用新型的任意角度传动示意图；

图3是本实用新型的从电磁线圈结构示意图；

图4是本实用新型的从N、S极磁铁块结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的实施例1：如图1所示，采用完全不导磁的材料制作主动轴1，主动轴1在传递动力时要转动，要承受转矩，但不导磁。在主动轴1通过第一键45和第一锁紧螺母39、第一锁紧垫圈40安装第一轴套7，第一轴套7通过第一螺栓41、第一垫圈42联结第一阀环8，第一阀环8通过粘合剂粘结主N、S极磁铁块9，形成一个主N、S极相间的圆柱体(如图4所示)，这样，主N、S极相间的圆柱体将随着主动轴一起旋转。第一阀环8外套有第一箱体4，主动轴1的两端分别通过主动轴的轴承37、46安装在第一箱体4上，主电磁线圈10是绕在第一套筒11上的线圈架上，线圈架是均匀分布在第一套筒11的外环上(如图3所示)，主电磁线圈10是通过第一套筒11经第二螺栓5、第二垫圈6固定在第一箱体4上，不随主动轴1一起转动，同时，为了增大磁力作用，主电磁线圈10与主N、S极磁铁块9间的间隙应该尽量小，但彼此不能触碰在一起，线圈由普通铜线绕制而成，缠绕的圈数根据所需传递转矩的大小而定，主线圈的两个导线12置于同一端经第一箱体4壁上的孔引出，与电路控制器13相连，另外，第一套筒11采用完全不导磁材料，且第一套筒11与第一轴套7间应留有间隙；最后，在第一箱体4通过第五螺栓35、第五垫圈36安装主动轴的轴承37的第一端盖38和通过第六螺栓2、第六垫圈3安装另一端主动轴的轴承46的第二端盖47，保证第一箱体4内的密封性。同样，采用完全不导磁的材料制作从动轴25，从动轴25在传递动力时要转动，要承受转矩，但不导磁。在从动轴25通过第二键28和第二锁紧螺母30、第二锁紧垫圈29安装第二轴套19，第二轴套19通过第三螺栓43、第三垫圈44联结第二阀环18，第二阀环18通过粘合剂粘结从N、S极磁铁块17，形成一个从N、S极相间的圆柱体(如图4所示)，这样，从N、S极相间的圆柱体将随着从动轴一起旋转。第二阀环1 8外套有第二箱体22，从动轴25的两端分别通过从动轴的轴承27、32安装在第二箱体22上，从电磁线圈16是绕在第二套筒15上线圈架上，线圈架是均匀分布在第二套筒15的外环上(如图3所示)，从电磁线圈16是通过第二套筒15经第四螺栓20、第四垫圈21固定在箱体22上，不随从动轴25一起转动，同时，为了增大磁力作用，从电磁线圈16与从N、S极磁铁块17间的间隙应该尽量小，但彼此不能触碰在一起。线圈由普通铜线绕制而成，缠绕的圈数根据所需传递转矩的大小而定，从线圈的两个导线14置于同一端经第二箱体22壁上的孔引出，与电路控制器13相连，另外，第二套筒15采用完全不导磁材料，且第二套筒15与第二轴套19间应留有间隙；最后，在第二箱体22通过第五螺栓23、第五垫圈24安装从动轴的轴承27的第三端盖26和通过第六螺栓33、第六垫圈34安装另一端从动轴的轴承32的第四端盖31，保证第二箱体22内的密封性。这样，主动轴1转动时，将带动主N、S极磁铁块9旋转，由电磁原理可得，将会在主电磁线圈10中产生电流，该电流经主动线圈的导线12输入到电路控制器13中，经过实际需要的变化控制，输出电流输入了从动线圈的导线14，这样将会导致从N、S极磁铁块17旋转，带动从动轴25转动，从而实现了动力传输。

本实用新型的实施例2：为了实现主从轴任意角度传输，只需将从动部分的位置依照所需的要求安装即可，如图2所示。

Claims (5)

1.一种磁电非接触无级传动变速器，其特征是：在主动轴(1)上安装有第一轴套(7)，第一轴套(7)上安装有主N、S极磁铁块(9)的第一阀环(8)，形成一个主N、S极相间的第一圆柱体，在主S、N极磁铁块(9)内端有安装在第一箱体(4)上的第一套筒(11)，第一套筒(11)上设有主电磁线圈(10)，主S、N极磁铁块(9)与主电磁线圈(10)之间同轴且具有一个间隙，第一套筒(11)与第一轴套(7)之间也具有一个间隙，在从动轴(23)上安装有第二轴套(19)，第二轴套(19)上安装有从N、S极磁铁块(17)的第二阀环(18)，形成一个从N、S极相间的第二圆柱体，在从S、N极磁铁块(17)内端有安装在第二箱体(22)上的第二套筒(15)，第二套筒(15)上设有从电磁线圈(16)，从S、N极磁铁块(17)与从电磁线圈(16)之间同轴且具有一个间隙，第二套筒(15)与第二轴套(19)之间也具有一个间隙，主电磁线圈的导线(12)通过电路控制器(13)与从电磁线圈导线(14)相连。

2.如权利要求1所述的磁电非接触无级传动变速器，其特征在于：主动轴(1)是通过第一键(45)与第一轴套(7)相联接，第一轴套(7)通过第一螺栓(41)与第一阀环(8)相联，第一阀环(8)通过粘合剂粘结主N、S极磁铁块(9)；第一套筒(11)通过第二螺栓(5)联接在第一箱体(4)上；从动轴(23)是通过第二键(28)与第二轴套(19)相联接，第二轴套(19)通过第三螺栓(43)与第二阀环(18)相联，第二阀环(18)通过粘合剂粘结从N、S极磁铁块(17)；第二套筒(15)通过第四螺栓(20)联接在第二箱体(22)上。

3.如权利要求1所述的磁电非接触无级传动变速器，其特征在于：主电磁线圈(10)是绕在第一套筒(11)上的线圈架上，线圈架是均匀分布在第一套筒(11)的外环上；从电磁线圈(16)是绕在第二套筒(15)上线圈架上，线圈架是均匀分布在第二套筒(15)的外环上。

4.如权利要求1所述的磁电非接触无级传动变速器，其特征在于：第一阀环(8)外套有第一箱体(4)，主动轴(1)的两端分别通过主动轴的轴承(37，46)安装在第一箱体(4)上，主电磁线圈(10)是通过第一套筒(11)固定在第一箱体(4)上；第二阀环(18)外套有第二箱体(22)，从动轴(25)的两端分别通过从动轴的轴承(27，32)安装在第二箱体(22)上，从电磁线圈(16)是通过第二套筒(15)固定在第二箱体(22)上。

5.如权利要求1所述的磁电非接触无级传动变速器，其特征在于：第一轴套(7)端面与主动轴(1)之间安装有第一锁紧垫圈(40)和第一锁紧螺母(39)；第二轴套(19)端面与从动轴(23)之间安装有第二锁紧垫圈(29)和第二锁紧螺母(30)。

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