CN201250889Y - 一种脉动式无级变速器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种脉动式无级变速器，包括一个输出轴和一个主动轴，主动轴上连接有至少一个被主动轴驱动旋转的连架杆，对应每一个连架杆均有第一超越离合器和第二超越离合器安装在所述的输出轴上，一个第一摇杆固定连接在第一超越离合器的输入部件上，一个第二摇杆固定连接在第二超越离合器的输入部件上，且第一摇杆和第二摇杆分别位于输出轴与主动轴之间的连线的两侧，第一摇杆上铰接有第一连杆，第二摇杆上铰接有第二连杆，第一连杆还与第二连杆铰接在一起，所述的连架杆还铰接在第一连杆上，第一连杆上的与第一摇杆、第二连杆以及连架杆铰接的三个铰接点呈三角形排列。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种无级变速器，具体来说涉及的是脉动式无级变速器。
背景技术
脉动式无级变速器的研究与应用领域以德国、美国、日本等发达国家的发展最为迅速。德国以GUSA型为代表的脉动式无级变速器已标准化，它是三相并列曲柄摇块式脉动无级变速器，目前有GUSA-I型(三相偏置摇块)和GUSA-II型(三相对心摇块)两种结构型式。美国Zero-Max公司研制开发的Zero-Max型四相并列连杆脉动式无级变速器，即四相曲柄摇杆为脉动式无级变速器主传动机构，为便于微量调节和自锁功能的实现，应用蜗杆调节调速摇杆的位置，以达到无级变速的目的。德国的Philamat脉动式无级变速器，采用曲柄摇杆机构作为主传动机构，将定轴齿轮机构后置，五相结构星式布置，通过改变曲柄长进行调速。由美国MORSE链传动公司推出的Morse型脉动无级变速器，用偏心盘代换Watt型六杆机构中的曲柄，运用三相结构星式布置，传动比为0.008～0.25，输入转速为240r/min，输出转速为1.8～60r/min。
上述脉动无级变速器均是为多相机构的错位排列，利用其输出摇杆的运动交替重叠，从而使输出轴作单向连续的脉动旋转，使自由行程机构运动速度波动减小，输出运动更为均匀。但这些脉动式无级变速器均采用单输出的连杆机构作为脉冲发生器，为保证输出轴获得连续转动并具有高的运动平稳性，即减小输出速度的脉动值，必须采用具有较大急回特性的且相差一定相位的多套机构，一般为3-4套共用一个曲柄且具有相同结构的四杆或六杆平面连杆机构所形成的组合传动机构，将摇杆的某一行程的摆动(一般均用慢行程)作为输出，通过超越离合器过滤和叠加得到具有一定波动的单向的连续转动，这样势必造成系统的结构复杂。其次，有些传动机构(如GUSA型)由于含较多的移动副，因而摩擦损失较大，使得传动效率降低。同时由于移动副本身以及含有移动副的运动链中存在大量对误差敏感的过约束，为保证系统的平面约束特性及运动传递的顺畅性，常需要很高的制造与安装精度。另外，传统的传动机构输入轴在一个运动循环里，从动件正、反行程中仅有一个行程作为工作行程而传递动力，而另一个行程则为空载，于是在机构的主动曲柄上的动力输出不连续，形成频繁的动力突然结合、突然消失，不可避免地产生动力脉动性，引起系统的冲击和振动。所以，这种非连续作用形式的缺点已成为当前脉动式无级变速器动力学性能不佳、运转不稳定的一个突出的共性问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种新型的脉动式无级变速器结构，这种无级变速器与现有产品在相数相同时而传动机构更简单，输出更平稳。
本实用新型采用如下技术方案：一种脉动式无级变速器，包括一个输出轴和一个主动轴，主动轴上连接有至少一个被主动轴驱动旋转的连架杆，对应每一个连架杆均有第一超越离合器和第二超越离合器安装在所述的输出轴上，一个第一摇杆固定连接在第一超越离合器的输入部件上，一个第二摇杆固定连接在第二超越离合器的输入部件上，且第一摇杆和第二摇杆分别位于输出轴与主动轴之间的连线的两侧，第一摇杆上铰接有第一连杆，第二摇杆上铰接有第二连杆，第一连杆还与第二连杆铰接在一起，所述的连架杆还铰接在第一连杆上，第一连杆上的与第一摇杆、第二连杆以及连架杆铰接的三个铰接点呈三角形排列。
所述的连架杆可以为两个，呈180°夹角安装在所述输入轴上，对应的四个摇杆通过四个超越离合器驱动所述的输出轴，从而提高整个无级变速器的效率，并降低输出的脉动值。
本实用新型的这种同脉动式无级变速器，采用一个六杆平面连杆机构可以产生两个输出，形成两相输出，这样一套机构就相当于原来的两套，在输入轴转一周的过程可实现两次运动输出，因此与现有脉动式无级变速器相比在同样相数时结构更加简单。
附图说明
图1为本实用新型的脉动式无级变速器的原理图。
图2相位差为180°的两套六杆函数发生机构摇杆角速度曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以助于理解本实用新型的内容。
如图1所示，是一种脉动式无级变速器，包括一个输出轴E和一个主动轴O(即输入)，主动轴O上连接有一个连架杆2，对应该连架杆2有第一超越离合器5和第二超越离合器(图中未示出)安装在输出轴E上，一个第一摇杆4固定连接在第一超越离合器5的输入部件上，一个第二摇杆6固定连接在第二超越离合器的输入部件上，且第一摇杆4和第二摇杆6分别位于主动轴O与输出轴E之间的连线OE(即机架)的两侧，第一摇杆4在点B处铰接有第一连杆3，第二摇杆6上在D处铰接有第二连杆1，第一连杆3还与第二连杆1在点C处铰接在一起，连架杆2还铰接在第一连杆3上A点处，第一连杆3上的三个铰接点A、B、C呈三角形排列，形成具有两相输出的六连杆(OA、ABC、BE、CD、DE、OE)脉冲发生器。
工作时输入轴O转动时，驱动连架杆2作整周旋转，连架杆2带动第一连杆3和第二连杆1作平面运动，从而使作为输出摇杆的第一摇杆4和第二摇杆6作绕输出轴E的摆动。因为摇杆4和摇杆6均装在对应的超越离合器的输入部件上，因此会驱动输出轴E转动，形成两相输出。
如图1所示在运动过程中，连架件2为输入运动，对应图1中所示的超越离合器，摇杆4和摇杆6均是顺时针为工作行程，逆时针为空回行程。以图1中所示状态为例，当连架杆2顺时针转动时，通过连杆3推动摇杆4顺时针绕E摆动，此时相应超越离合5有输出使输出轴E转动，此过程为工作过程；而此过程中连架杆2还通过连杆1推动摇杆6作逆时针摆动，此时对应的超越离合器为空回过程。当摇杆4、6均达到顶点位置后在连架杆2进一步旋转时，连杆3会使摇杆4逆时针转动，对应的超越离合器5无输出为空回行程，而此时摇杆6则做顺时针摆动，对应的超越离合器工作驱动输出轴E转动输出。因此在输入轴O转一圈时，两个超越离合器各交替输出一次，形成两相脉动输出。
为了提高整个无级变速器的效率，可以让两套该机构并联，即与OA呈180位置再加一个与连架杆2完全相同的构件，两者共同装在输入轴O上且没有相对转动。其后的各构件安装方式都与前套机构相同，即会有新的连杆和摇杆，而两个新摇杆及其对应的超越离合器也同轴安装于输出轴E上。这样，在电机的每个运动行程，就会有四相输出运动，从而使脉动值大大降低。
OA点之间的连架杆2作为曲柄，可以采用曲轴的结构形式，其他各连杆以及摇杆也可以采用其它结构形式或形状，但要尽可能保持较好的平衡性，且各铰接点之间的长度不发生改变。
作为脉动式无级变速器装置，最重要的是输出运动的平稳性，即脉动值与效率。为了减小脉动值，要求输出摇杆工作行程角速度，在极值附近能近似等速，而且尽可能在极值附近两端工作起止点的输出角速度相等。经计算机仿真分析及尺度综合优化，得到了各点距离具有如下比例的尺寸参数时输出最平稳，为表达准确，对应杆件以两铰接点之间距离表示。其结果见表1
各参数中，除OA可任意长度而满足无级调速的目的，其余各杆长(准确地进各铰接点之间的距离)按上述的比例进行增长或缩短，即可保证具有平稳的输出特性。通过调节连架杆2的长度即OA之间的距离达到调节输出角速度的目的，OA间距离越短输出转速越低。若输入电机的转速为1500r/min，当OA＝19mm，两摇杆的平均转速约为300r/min，为该机构常用的最大转速；当OA＝9mm，两摇杆的平均转速约为150r/min，为该机构常用的额定转速；当OA＝0mm，两摇杆的平均转速约为0r/min，为该机构常用的最小转速；因此，该机构可以在0—300r/min之间实现无级调速。
表1 双输出脉动式无级变速器尺度比例参数
| 构件名称 | 长度 | 构件名称 | 长度 |
| 连架杆OA | 0-19 | 连杆AC | 10 |
| 连杆AB | 90 | 连杆CD | 88 |
| 连杆BC | 90 | 摇杆DE | 90 |
| 摇杆BE | 100 | 机架OE | 75 |
采用上述比例参数，相位差为180°的两套六杆函数发生机构摇杆角速度曲线如图2所示。由图2可以看出其输出比较平稳，其脉动值为10.5％。
第一连杆3既可以如图1所示为一个整体构件，也可以由三个构件在三个铰接点固定而成，只要保证三个铰接点的相对固定即可。
Claims (3)
1、一种脉动式无级变速器，包括一个输出轴和一个主动轴，主动轴上连接有至少一个被主动轴驱动旋转的连架杆，其特征在于：对应每一个连架杆均有第一超越离合器和第二超越离合器安装在所述的输出轴上，一个第一摇杆固定连接在第一超越离合器的输入部件上，一个第二摇杆固定连接在第二超越离合器的输入部件上，且第一摇杆和第二摇杆分别位于输出轴与主动轴之间的连线的两侧，第一摇杆上铰接有第一连杆，第二摇杆上铰接有第二连杆，第一连杆还与第二连杆铰接在一起，所述的连架杆还铰接在第一连杆上，第一连杆上的与第一摇杆、第二连杆以及连架杆铰接的三个铰接点呈三角形排列。
2、如权利要求1所述的脉动式无级变速器，其特征在于：所述的连架杆为两个，呈180°夹角安装在所述输入轴上，对应两个连架杆的四个摇杆连接的四个超越离合器均装在所述的输出轴上。
3、如权利要求1或2所述的脉动式无级变速器，其特征在于各部件长度比例为：所述主动轴与输出轴轴心之间的距离为75，对应地第一摇杆与第一连杆铰接点到输出轴轴心的距离为100，第一摇杆与第一连杆铰接点到连架杆与第一连杆铰接点的距离为90，连架杆与第一连杆铰接点到第一连杆与第二连杆铰接点的距离为10，第一摇杆与第一连杆铰接点到第一连杆与第二连杆铰接点的距离为90，第一连杆与第二连杆铰接点到第二连杆与第二摇杆铰接点之间的距离为88，第二连杆与第二摇杆铰接点到输出轴轴心的距离为90，连架杆与第一连杆铰接点到主动轴轴心的距离为0-19可以调节。
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| CNU2008200994144U CN201250889Y (zh) | 2008-07-07 | 2008-07-07 | 一种脉动式无级变速器 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101324263B (zh) * | 2008-07-07 | 2010-06-02 | 重庆工商大学 | 同轴多输出脉动式无级变速器 |
| CN104930181A (zh) * | 2014-03-20 | 2015-09-23 | 本田技研工业株式会社 | 无级变速器 |
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2008
- 2008-07-07 CN CNU2008200994144U patent/CN201250889Y/zh not_active Expired - Lifetime
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