CN2037791U - 无级变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型无级变速器属于齿轮装置。是一种可以广泛用于各种车辆、调速生产线以及要求调速的机电设备上的变速装置。具有变速比大、传动扭矩大、效率高、结构简单、制造工艺性好、对制造材料无特殊要求等优点。

本实用新型由输入轴、行星架及行星齿轮等组成的输入部份及齿圈、传入齿轮、过渡齿轮、连杆、摇杆等组成的中间过渡部份；滚轮、偏心轮、变速盘、手柄等组成的变速部份；中心齿轮、输出轴等组成的输出部份和机壳等组成。

Description

机械式无级变速器在工业界受到越来越多的重视和采用，目前已在各种车辆、生产线、机床等设备中得到广泛的应用。这是因为它具有简化变速方案、提高生产效率和产品质量、合理利用动力、节约能源、减轻操作人员的劳动强度等优点。然而，现在一般使用的机械式无级变速器普遍存在滑动、承受过载和冲击的能力差、传动功率小、体积大等缺点。例如：脉动无级变速器由于有往复运动构件和超越离合器以及输出速度的脉冲性，限制了它只适用于小功率、低转速、运动平稳性要求不高的场合。比较先进的带链式无级变速器也由于传动功率较小，要与定传动比的差动行星齿轮机构共同使用。总之，现在使用的变速器还有待进一步改进。

1981澳大利亚人埃里克，威尔莫特(E，Willmot)发明了一种为人们所称许的圆滚循环变速器，据称这种变速器可以用于洗衣机、自行车、汽车甚至火车上，这种变速器有变速范围广、可传动很大扭矩，效率高、不仅可以变速还可以用于制动。其中如图2所示的半循环常连接式结构最完善。然而，这个发明仍然未能摆脱由于中间过渡装置使用了齿轮(图中[68]、[70])、齿条(图中[32]、[34])结构，给装置带来了结构庞大、复杂。工艺性不好等缺点。

中国专利(申请号：85106717)“周转轮系变速器在变速部份采用了导轨式速比控制器与平盘凸轮结构，同样存在工艺性不好，加工困难等缺点。本发明的目的就是要制造一种能发挥机械无级变速器有较大的变速范围。可传动大扭矩、效率高等优点。而又克服以往齿轮、齿条传动带来的结构庞大、加工困难等缺点的无级变速器。本发明用调节偏心轮改变速比，由连杆和过渡齿轮等做为中间过渡机构研制出高变速比、大扭矩、小体积、结构简单、工艺性好的无级变速器。

下面结合附图对本发明的结构和工作状态加以说明

  图1、是本发明结构图

  图3、是埃里克，威尔莫特发明的半循环常连接式园滚循环变速器

  图3、是本发明输入输出同速时的工作状态

  图4、是本发明的摇杆结构和与滚轮的连接

本发明的无级变速器主要由输入部份、中间过渡部份、变速部份和输出部份等组成。

如图1所示，本发明的输入部份是由输入轴[1]、圆盘形行星架[2]、三个行星齿轮[4]和为安装行星齿轮而装在行星架同一半径上的三个短轴[3]组成。输入轴被原动力拖动而旋转，行星架和行星齿轮也随之转动。三个行星齿轮与输出部份的中心齿轮[18]相啮合，围绕中心齿轮[18]转动，同时也受中心齿轮拨动而自转。输入轴与行星齿轮安装轴分另别被两个轴承[1，1]、[3，1]所支承。输入部份在全机中的作用在于输入转速和扭矩。

中间过渡部份包括与行星齿轮[4]同轴连接的过渡齿轮[5]及传入齿轮[6]、齿圈[7]、连杆[8]及摇杆[9]。中间过渡部份在全机中的作用是承接输入部份输入的圆周运动的转速和扭矩，同时也将改变速度后的扭矩传递出去(通时行星齿轮[4]传递给输出部份的中心齿轮[18]等)。传入齿轮[6]与过渡齿轮[5]的轴被带轴承的连杆连接。传入齿轮与过渡齿轮相啮合。传入齿轮[6]与通过三个螺杆[16]与行星架[2]连接的盘架[15]上的齿圈[7]相啮合。连杆[8]与传入齿轮和过渡齿轮同轴，连杆又通过图4中端部成阶梯状由叉杆[41]、中轴[42]、摆杆[43]和弹簧[44]组成的摇杆[9](图1)同轴。图4中可以摆动的摆杆与图1中变速部分的滚轮[10]同轴。

变速部份是本机的主要部份，也是本发明结构最独特与先进之处。它是由调速手柄[21]、变速盘[22]、偏心轮[13]等组成。偏心轮是内圈与外圆不同心的环，它支承在偏心的偏心环[14]的内圆上。偏心轮上有一小轴[23]，扦入变速盘[22]的径向小槽[24]内，摇动手柄[21]，带动变速盘并可同时带动偏心轮转动一个角度，从而改变了偏心轮中心线与输出轴中心线之间的距离，产生一个新的偏心距。与图4摇杆上的摆杆[43]同轴的滚轮[10]沿偏心轮的内圆滚动，带动连杆[8]并使传入齿轮[6]产生新的角位移。滚轮[10]是套在摆杆端部小轴上可以自由转动的钢轮。

本发明的输出部份是由中心齿轮[18]和输出轴[11]组成，中心齿轮位于三个行星齿轮[4]的中央，与三个行星齿轮啮合，与输出轴连接。

本发明的无级变速器装于铸造成型。由机身[17]与前、后端盖[12]、[19]连接而成的机壳内，输出端的端盖上开有一个供手柄连接变速盘的轴在其中移动的弧形槽[20]。

本发明的无级变速器运转过程是：原动力拖动输入轴[1]，起扭矩转换作用的行星架随之转动，并带动三个短轴[3]及三个行星齿轮[4]、三个过渡齿轮[5]、三个传入齿轮[6]、三个连杆[8]三个摇杆[9]及三个滚轮[10]使其以一定转速自转或公转。但由于变速盘、偏心轮等组成的变速系统经传入齿轮传来新的角位移及扭矩，过渡齿轮便通过行星齿轮使中心齿轮以新的速度与扭矩工作，再经输出轴输出，达到升速目的。如图1中B-B剖面所示，当偏心轮圆心与偏心环圆心距最大时，升速最大，而如图3所示，当偏心轮的圆心与偏心环园心重合时，可以实现输入，输出同速。

本发明中使用三个行星齿轮、三个过渡齿轮、三个传入齿轮、三个连杆、三个滚轮等是为了连续工作，实现一个稳定的输出速度。因为如图1所示，滚轮在园周“N“上只有自位置“n1”逆时针运动至“n2”这一段距离时，才是作功行程。而自“n2”逆时针运动至“n1”这段距离则是空行程，它不起主动的拖动作用，而是随动。故可说是消耗行程，会使速度下降，但有了三套另件组成的变速系统，它们围绕输入、输出轴做循环运转，便能达到输出稳定扭矩、稳定速度的目的。

本发明中由于输出与变速是三套系统同步进行的，并且由于本发明中主要传动部份可以根据需要选择不同材料的直齿或斜齿齿轮完成，因此可以有高效率、传动大扭矩。本发明中不采用结构庞大的齿条结构，也不采用复杂的凸轮变速结构，输出部份无需采用超越离合器等类结构，故实现了全机结构简单、尺寸小、制造方便、工艺性好的目的、本发明采用偏心轮、偏心环合成而成的变速方法，可以实现近于1∶10的升速范围。本机的投入使用将会使机电设备总体性能大为改善。体积减小，更便于布局，还为减少原材料消耗、合理使用动力、节约能源创造了有利条件。

Claims (7)

1、一种用于各种车辆、调速生产线及各种要求变速的机电设备上具有升速功能，由齿轮传动的无级变速器，其特征在于它由输入轴、行星架、行星齿轮等组成的输入部份；齿圈、过渡齿轮、传入齿轮、连杆、摇杆等组成的中间过渡部份；滚轮、偏心轮、偏心环、变速盘、手柄等组成的变速部份；中心齿轮、输出轴组成的输出部份及机壳等组成。

2、根据权利要求1、所述的无级变速器其特征在于输入部份的圆盘形的行星架与两个轴承支承的输入轴连成一体，行星架上同一半径的圆周上装有三个由轴承支承的轴，轴端各装有一个随行星架一起转动并与输出部份的中心齿轮啮合，围绕输出部份的中心齿轮公转，也受中心齿轮拨动而自转的行星齿轮，行星架随输入轴被原动力拖动而旋转。

3、根据权利要求1、所述的无级变速器其特征在于中间过渡部分的过渡齿轮与行星齿轮同轴、固定连接，承接输入扭矩与圆周运动。同时也将变速后经连杆与传入齿轮传来的速度传递给行星齿轮直至输出部份的中心齿轮。传入齿轮与装在盘架上并通过螺杆与行星架连接的齿圈啮合，连杆与其内部轴承将过渡齿轮的轴与传入齿轮的轴连接起来，传入齿轮与过渡齿轮又相啮合。连杆通过摇杆可以摆动的一端与变速部分的滚轮同轴相连。

4、根据权利要求1、所述的无级变速器其特征在于变速部份的滚轮沿偏心轮的内圆做圆周运动，套在小轴上的滚轮是一个可以自由转动的钢制轮，滚轮与连杆同轴。搬动装在机壳外的手柄，可转动机壳内的圆形变速盘，通过变速盘上径向槽带动扦入径向槽内的偏心轮上的小轴，可使偏心轮转动一个角度，实现偏心轮圆心相对输出轴轴心的径向移动。偏心轮是一个内圆与外圆不同心的圆盘，偏心轮通过套在其外的偏心环装于机壳上。

5、根据权利要求1、所述的无级变速器其特征在于输出部份的输出轴与位于输入部份的三个行星齿轮中央的中心齿轮固定连接，中心齿轮接受行星齿轮传递来的转速与扭矩，经输出轴输出，输出轴由两个轴承支承。

6、根据权利要求1、所述的无级变速器其特征在于各齿轮根据传递扭矩与转速需要可选择不同材料制成，可为直齿或斜齿。机壳由铸造的壳身与前、后端盖连接而成。

7、根据权利要求1、所述的变速器其特征在于变速性能不受输入轴转动方向的限制。

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