CN203585275U - 一种连续可调变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种连续可调变速器。一种连续可调变速器，它由动力输入机构、动力输出机构、多个传动单元和调速机构构成，每个传动单元上串联有离合器和不等速机构，每个传动单元分别连接动力输入机构和动力输出机构，调速机构连接每个传动单元上的不等速机构。本实用新型的最大优点是可以连续调节不等速机构具有无级变速的能力，选择合适的离合器还可以传递大功率，另外，使用多个不等速机构通过叠加作用容易实现较宽的调速范围。本实用新型适用于对扭矩脉动不敏感，并且需要经常调速的动力传递系统，如汽车上的变速箱。

Description

一种连续可调变速器

技术领域

本实用新型涉及调速机械领域，更具体地说，涉及一种连续可调变速器。

背景技术

目前，具有连续可调能力的机械式变速器，能够可靠使用的无一例外都要靠摩擦来传动，如汽车上使用的CVT变速箱，其核心就是摩擦传动的带轮结构，由于摩擦传动受到材料和使用寿命等限制，不能传递较大的功率，故该类变速器在生产和生活中难于被广泛应用。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种连续可调变速器，它不仅具有连续可调实现无级变速的能力，还能传递大功率。

本实用新型的目的是这样实现的：一种连续可调变速器，它由动力输入机构、动力输出机构、多个传动单元和调速机构构成，每个传动单元上串联有离合器和不等速机构，每个传动单元分别连接动力输入机构和动力输出机构，调速机构连接每个传动单元上的不等速机构。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还有以下进一步的方案：

所述每个传动单元上的不等速机构有多个。

所述多个传动单元的排列方式为圆周排列或直线排列。

所述离合器为容积式液压泵。

所述动力输入机构和动力输出机构上设有齿轮组。

本实用新型的优点如下：

由于每个传动单元上串联有离合器和不等速机构，故传动单元输入端和输出端的转速可以不一样，在需要的速率段通过离合器控制构成间断传动，通过多个传动单元以接力方式构成连续传动，实现传递动力的目的；动力输入机构可将动力分配到每个传动单元上，动力输出机构可将每个传动单元的动力重新汇聚，调速机构可连续调节不等速机构的幅度从而实现速率可调的目的，故本实用新型具有无极变速的优点，当采用合适的离合器时，还能传递大的功率。

附图说明

图1是本实用新型的原理示意图；

图2是不等速机构的示意图；

图3是本实用新型的总装结构示意图；

图4是传动单元的示意图。

具体实施方式

下面结合附图详述本实用新型的实施方式：

本实用新型是利用不等速机构来传递动力并调速的，其原理和不等速机构的实施方式如下：参见图1，当轴A轴B通过不等速机构连接时，轴A转过角度α后，轴B转过的角度则为β，调节偏心距AB即可调节轴A和轴B的传动比α／β，由于α角或β角只有在小于不等速周期的情况下传动比α／β才有可调意义，故轴A或轴B和不等速机构之间必须连接离合器构成传动单元，通过多个传动单元才能实现连续的动力传递，离合器的作用是在α角或β角范围内使轴A和轴B之间连接并传递动力，在α角或β角范围外则断开轴A与轴B之间的连接。由于轴A和轴B偏心位置的不同，故α／β的值可以大于1或小于1，这意味着不等速机构不仅可以减速输出也可以增速输出。不等速运动必然会存在扭矩脉动，扭矩脉动是由于在传动角度范围内力臂AC或BC发生变化引起的，如当AC不变时，BC会变为BD，这时，减小偏心距AB，增加传动单元的数量即减小α角或β角能有效降低扭矩脉动，另外，当C点和E点速率相同时扭矩脉动也最小，C点和E点速率相同对离合器具有重要意义，理论上可以使离合器在相对速率为零的情况下进行离合操作。本实施例的不等速机构为连杆式，参见图2，连杆式不等速机构由2个曲轴12和连杆13构成，2个曲轴12可以一样也可以不同，连杆13分别与2个曲轴12铰接，在满足一定的条件下如2个曲轴12相同并且2个曲轴12上的轴11偏心，连杆13的中心距大于偏心距，当其中一个曲轴12通过连杆13带动另一个曲轴12并以恒速旋转时，则另一个曲轴12将做不等速旋转运动，这里，也可以把连杆13换成曲轴，这时的曲轴12就变成曲柄轴。当连杆13改成滑块与其中一个曲轴12铰接，另一个曲轴12改为曲柄轴并设置滑槽与滑块形成滑动连接可构成滑块式不等速机构，连杆式和滑块式不等速机构的周期角均为360度。本实用新型中的不等速机构作用相当于联轴器，故不等速机构也可以是不等速联轴器。

本实用新型由动力输入机构、动力输出机构、多个传动单元和调速机构构成，每个传动单元上串联有离合器和不等速机构，每个传动单元分别连接动力输入机构和动力输出机构，调速机构连接每个传动单元上的不等速机构。参见图3，动力输入机构包括动力输入轴21、固定座24和齿轮组，齿轮组连接所有传动单元，作用是将动力输入轴21上接驳的动力分配到每个传动单元上，动力输入轴21可连接在任意齿轮上，本实施列有4个传动单元，分别连接4个从动齿轮23，动力输入轴21连接在中心齿轮22上，传动单元连接的4个从动齿轮23和中心齿轮22构成齿轮组。参见图3，动力输出机构包括动力输出轴42、固定座41和齿轮组，齿轮组连接所有传动单元，作用是将每个传动单元的动力汇聚到动力输出轴42上，动力输出轴42可连接在齿轮组的任意齿轮上，动力输出机构可采用和动力输入机构相同或类似的结构，动力输入机构和动力输出机构上的齿轮组也可用链轮组或带轮组。参见图4，每个传动单元由输入轴14、输出轴17、离合器15和不等速机构构成，离合器15和不等速机构构成串联结构，输入轴14和输出轴17分别连接动力输入机构和动力输出机构上的齿轮组。传动单元上的不等速机构可以是单个，也可以是多个，当为多个时互相构成串联结构，图4所示的不等速机构为2个。参见图2、图4，当采用多个不等速机构时，以连杆式不等速机构为例，相邻的2个曲轴12可构成一体结构的曲轴16。传动单元有多个，相互之间要错开一定的相位角才能构成连续传动，如本实施例的传动单元为4个，当同向旋转并且不等速机构的周期角为360度时，相邻传动单元错开的相位角为90度。参见图3、图4，调速机构包括调速板31和驱动机构，调速板与曲轴16铰接连接，即调速机构连接不等速机构，驱动机构可以用电动机构或液压机构等，作用是可以使调速板位移改变不等速机构的偏心距，从而达到调速的目的，本实施例的驱动机构为手动控制的调节螺母32，旋转调节螺母32可以使调速板31位移。当多个传动单元为圆周排列时，通过旋转方式控制调速板31也能同时改变不等速机构的偏心距。参见图3、图4，为加强对传动单元的支撑，可在离合器15外或离合器15和不等速机构之间增设加强座25，加强座25与每个传动单元铰接连接，加强座25通过连接杆26与动力输入机构上的固定座24和动力输出机构上的固定座41连接固定，这里，加强座25、连接杆26、固定座24以及固定座41之中的全部或几个可构成一体结构，延展后能形成包容传动单元的外壳。

不等速机构为单个时，调速板31将和动力输入机构或动力输出机构合并，若多个传动单元为圆周排列并且动力输入轴21和动力输出轴42位于圆周中心，通过旋转的方式来调速可以保持动力输入轴21和动力输出轴42的位置不变，但以直线位移方式来调速要保持动力输入轴21和动力输出轴42的位置不变，会使动力输入机构或动力输出机构的结构复杂化，这时使用多个不等速机构如偶数个时，可以使调速板31分离出来任意控制。

以下是对进一步方案的说明：

所述离合器为容积式液压泵。本实用新型中的离合器需要有高频切换的特性，故采用超越离合器或液压控制的离合器能较好的满足这一条件，当本实用新型使用超越离合器时，具有自动控制离合，自动在不同离合器之间切换的独特优点，但其最大缺点是，由于超越特性使得无论如何调节不等速机构的偏心位置都无法用于减速输出，即传动单元上输出端的平均转速不可能小于输入端的平均转速，这种增速输出方式使输出端的转速和不等速运动的幅度、扭矩脉动成正比关系，当输出端转速提高时，不等速机构的偏心距增大，机械特性和传动效率都会下降，故超越离合器只在速率不高，调速范围不大时才具有一定的使用价值。液压控制的离合器中可使用容积式液压泵，使用容积式液压泵时至少需要有2个容积可变的工作腔，将泵的转子和定子同轴心连接在传动单元上，通过液压控制将分别连接各个工作腔的通道独立封闭或互相导通即可实现离合功能，对于液压泵，根据受力方式是否对称选择最少的工作腔，还可以省略配流机构。由于液压泵当作离合器来使用时定子和转子的差速小，液压工质流速低不需要传递动力，故具有耗能小、过载保护等优点，适宜传递大功率。使用液压泵不但能增速输出还能减速输出，减速输出时，传动单元输出端的转速和不等速运动的幅度、扭矩脉动成反比关系，随着输出端转速提高，不等速机构的偏心距逐渐变小，这样传动效率及稳定性会随之提高，符合原动机如发动机、电动机的转速功率特性，故减速输出是本实用新型最理想的使用方式。当使用超越离合器时，离合器适宜设置在传动单元的输入端，当使用其他离合器并主要用于减速输出时，离合器适宜设置在传动单元的输出端。

所述每个传动单元上的不等速机构有多个。使用多个不等速机构的最主要优点是通过叠加作用在偏心距不变的条件下可以大大增加调速范围，而在减速输出时其扭矩脉动的叠加增量却较小，这在工程上具有重要意义，在既定的调速范围内可以减小偏心距来改善不等速机构的机械特性，另外，尽可能减小不等速机构的旋转半径也是改善其机械特性的有效手段。使用多个串联的不等速机构时，为使传动单元的输入端和输出端同轴心，相邻不等速机构要错开一半的不等速周期角度才能有叠加作用。

所述多个传动单元的排列方式为圆周排列或直线排列。传动单元排列方式的不同可以使本实用新型具有不同的外形，如圆形或矩形，可以适应特殊形状的需要。

所述动力输入机构和动力输出机构上设有齿轮组。对于动力传递，使用齿轮组具有高效、高速、高载等优点。

本实用新型的最大优点是可以连续调节不等速机构具有无级变速的能力，选择合适的离合器还可以传递大功率，另外，使用多个不等速机构通过叠加作用容易实现较宽的调速范围。本实用新型适用于对扭矩脉动不敏感，并且需要经常调速的动力传递系统，如汽车上的变速箱。

Claims (5)

1.一种连续可调变速器，其特征在于，它由动力输入机构、动力输出机构、多个传动单元和调速机构构成，每个传动单元上串联有离合器和不等速机构，每个传动单元分别连接动力输入机构和动力输出机构，调速机构连接每个传动单元上的不等速机构。

2.根据权利要求1所述的一种连续可调变速器，其特征在于，所述每个传动单元上的不等速机构有多个。

3.根据权利要求1所述的一种连续可调变速器，其特征在于，所述多个传动单元的排列方式为圆周排列或直线排列。

4.根据权利要求1所述的一种连续可调变速器，其特征在于，所述离合器为容积式液压泵。

5.根据权利要求1所述的一种连续可调变速器，其特征在于，所述动力输入机构和动力输出机构上设有齿轮组。

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