CN211398461U

CN211398461U - 一种可实现大扭矩传递的无级变速装置

Info

Publication number: CN211398461U
Application number: CN201922243537.1U
Authority: CN
Inventors: 于广滨; 李纬国; 毛汉成
Original assignee: Harbin University of Science and Technology
Current assignee: Harbin University of Science and Technology
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2019-12-16
Publication date: 2020-09-01
Anticipated expiration: 2029-12-16

Abstract

一种可实现大扭矩传递的无级变速装置，包括输入轴、两个传动机构、两个调速机构、输出机构、输出轴、机架；所述的输入轴上前后对称安装有两个传动机构；所述的两个调速机构前后对称设置，分别与两个传动机构固定连接，且与输出机构传动连接；所述的输出机构与输出轴传动连接；所述的机架中对称设置有两个方形架、两个竖直架、两组水平安装孔，以及一组竖直安装孔。本实用新型用齿轮齿条啮合传动与蜗轮蜗杆调速相结合的方式实现无级变速，较带式无级变速装置的传动带结构更稳定、更高效，使用寿命更长，可传递较大的扭矩，使整机效率高、可靠性高。

Description

一种可实现大扭矩传递的无级变速装置

技术领域

本实用新型属于无级变速装置领域，特别是涉及一种可实现大扭矩传递的无级变速装置。

背景技术

变速装置作为机械动力传输的关键部件，是重大装备和主机的核心和基础。无级变速技术可以实现发动机与变速装置的最佳匹配，使发动机长时间工作在最佳工况下，显著地提高动力性、经济性和排放性能。现阶段无级变速装置应用较多的是带式无级变速装置，依靠轴向可移动的主、从动锥盘改变所夹持的传动带径向半径，从而实现传动比的无级变化。为了优化变速装置的承载性，公开号为CN104482155B的专利公开了一种能够实现夹紧力调节的电机调节无级变速系统，公开号为CN102124250B的专利公开了带式无级变速器的带轮支撑结构以及带式无级变速器，公开号为CN102478105B的专利公开了智能加压无级变速器，但是由于传动带本身的结构形状和参数问题，在变速过程中容易发生扭曲，造成大量噪声、传动不稳、寿命剧减等问题，并且无法传递大扭矩。因此，研发一种能够实现大扭矩传递和连续可变传动比的机械无级变速装置具有很高的工程应用价值与现实意义。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种更稳定、更高效、能传递大扭矩并且使用寿命长的可实现大扭矩传递的无级变速装置。

本实用新型所采取的技术方案是：包括输入轴100、两个传动机构200、两个调速机构300、输出机构400、输出轴500、机架600；所述的输入轴100上前后对称安装有两个传动机构200；所述的两个调速机构300前后对称设置，分别与两个传动机构200固定连接，且与输出机构400传动连接；所述的输出机构400与输出轴500传动连接；所述的机架600中对称设置有两个方形架601、两个竖直架602、两组水平安装孔603，以及一组竖直安装孔604。

每个所述的传动机构200均包括输入齿轮201、内圈齿条202、传动框203、水平移动框204、连接板205、销轴206、导向台207、水平导杆一208、水平导杆二209；所述的输入齿轮201安装在输入轴100上，与内圈齿条202啮合连接；所述的内圈齿条202固定安装在传动框203内；所述的传动框203安装在水平移动框204内，且传动框203水平方向的自由度被水平移动框204限制；所述的水平移动框204上开设滑槽2040，四角固定设置有带通孔的滑动座一2041、滑动座二2042、滑动座三2043和滑动座四2044；所述的连接板205穿过水平移动框204上开设的滑槽2040，一端与传动框203固定连接，另一端安装有销轴206；所述的销轴206与导向台207外圈接触；所述的导向台207固定安装在机架600的方形架601上；所述的水平移动框204的滑动座一2041和滑动座二2042安装在水平导杆一208上，滑动座三2043和滑动座四2044安装在水平导杆二209上；所述的水平导杆一208及水平导杆二209的两端均安装在所述的机架600的一组水平安装孔603中。

每个所述的调速机构300均包括支撑架301、调速连接板302、安装架303、伺服电机304、联轴器305、蜗杆306、涡轮307、调速轴308、调速板309；所述的支撑架301安装在机架600的竖直架602上；所述的调速连接板302的一端设置有一个下延板3020，另一端穿过支撑架301与传动机构200的水平移动框204固定连接；所述的安装架303固定安装在调速连接板302的下延板3020一端；所述的伺服电机304安装在安装架303上；所述的蜗杆306安装在安装架303上，通过联轴器305与伺服电机304传动连接，且与涡轮307啮合连接；所述的涡轮307与调速轴308传动连接；所述的调速轴308穿过调速连接板302的下延板3020所开设的通孔，末端传动连接有调速板309；所述的调速板309的一端端面上开设有沿直径方向的凹槽3090。

所述的输出机构400包括随动轴401、连接座402、输出架403、竖直导杆一404、竖直导杆二405、竖直导杆三406、竖直导杆四407、直齿条一408、直齿条二409、输出齿轮一410、输出齿轮二411、超越离合器412；所述的随动轴401安装在连接座402中，且随动轴401的两端分别置于两个调速机构300的调速板309的凹槽3090内；所述的连接座402固定安装在输出架403上；所述的输出架403上开设有竖直方向安装槽4030，且在四角前后对称固定设置有滑座一4031、滑座二4032、滑座三4033、滑座四4034、滑座五4035、滑座六4036、滑座七4037和滑座八4038，且每个滑座均开设有通孔；所述的竖直导杆一404安装在输出架403的滑座一4031和滑座二4032中；所述的竖直导杆二405安装在输出架403的滑座三4033和滑座四4034中；所述的竖直导杆三406安装在输出架403的滑座五4035和滑座六4036中；所述的竖直导杆四407安装在输出架403的滑座七4037和滑座八4038中，且所述的竖直导杆一404、竖直导杆二405、竖直导杆三406和竖直导杆四407的两端均安装在所述的机架600的一组竖直安装孔604中；所述的直齿条一408和直齿条二409分别安装在输出架403的安装槽4030的左右两侧，且二者前后相对错位设置；所述的输出齿轮一410与直齿条一408啮合连接；所述的输出齿轮二411与直齿条二409啮合连接；所述的输出齿轮一410和输出齿轮二411内均安装有超越离合器412；所述的输出轴500与超越离合器412传动连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于是：本实用新型采用齿轮齿条啮合传动与蜗轮蜗杆调速相结合的方式实现无级变速，较带式无级变速装置的传动带结构更稳定、更高效，使用寿命更长，由于多采用轮齿啮合传动，可传递很大的扭矩，使整机效率高、可靠性高，工艺简单，并且制造成本明显低于带式无级变速装置，得到运动转化部分冲击小、噪音小、传动误差小的有益效果。

附图说明

图1是本实用新型的轴测图；

图2是本实用新型拆除机架的结构图；

图3是本实用新型传动机构的传动框和水平移动框的结构图；

图4是本实用新型的调速机构的结构图；

图5是本实用新型的输出机构的结构图；

图6是本实用新型的输出架的机构图；

图7是本实用新型的调速连接板和调速板的结构图；

图8是本实用新型的机架的结构图；

其中：100-输入轴；200-传动机构；201-输入齿轮；202-内圈齿条；203-传动框；204-水平移动框；2040-滑槽；2041-滑动座一；2042-滑动座二；2043-滑动座三；2044-滑动座四；205-连接板；206-销轴；207-导向台；208-水平导杆一；209-水平导杆二；300-调速机构；301-支撑架；302-调速连接板；3020-下延板；303-安装架；304-伺服电机；305-联轴器；306-蜗杆；307-涡轮；308-调速轴；309-调速板；3090-凹槽；400-输出机构；401-随动轴；402-连接座；403-输出架；4030-安装槽；4031-滑座一；4032-滑座二；4033-滑座三；4034-滑座四；4035-滑座五；4036-滑座六；4037-滑座七；4038-滑座八；404-竖直导杆一；405-竖直导杆二；406-竖直导杆三；407-竖直导杆四；408-直齿条一；409-直齿条二；410-输出齿轮一；411-输出齿轮二；412-超越离合器；500-输出轴；600-机架。

具体实施方式

如图1~图8所示，一种可实现大扭矩传递的无级变速装置，包括输入轴100、两个传动机构200、两个调速机构300、输出机构400、输出轴500、机架600；所述的输入轴100上前后对称安装有两个传动机构200；所述的两个调速机构300通过螺钉前后对称安装到两个传动机构200上；所述的输出机构400安装在输出轴500上；所述的机架600中对称设置有两个方形架601、两个竖直架602、两组水平安装孔603，以及一组竖直安装孔604。

每个所述的传动机构200均包括输入齿轮201、内圈齿条202、传动框203、水平移动框204、连接板205、销轴206、导向台207、水平导杆一208、水平导杆二209；所述的输入齿轮201安装在输入轴100上，与内圈齿条202啮合传动；所述的内圈齿条202通过螺钉固定安装在传动框203内；所述的传动框203安装在水平移动框204内，传动框203外侧与水平移动框204内侧等长不等宽，且传动框203在水平移动框204内上下滑动并带动水平移动框204水平左右滑动；所述的水平移动框204上开设有滑槽2040，四角固定设置有带通孔的滑动座一2041、滑动座二2042、滑动座三2043和滑动座四2044；所述的连接板205穿过水平移动框204上开设的滑槽2040，一端通过螺钉固定在传动框203上，另一端安装有销轴206；所述的销轴206沿导向台207的外圈滚动；所述的导向台207通过螺钉固定安装在机架600的方形架601上；所述的水平移动框204的滑动座一2041和滑动座二2042套装在水平导杆一208上，滑动座三2043和滑动座四2044套装在水平导杆二209上；所述的水平导杆一208及水平导杆二209的两端均通过螺纹安装在所述的机架600的一组水平安装孔603中。

每个所述的调速机构300均包括支撑架301、调速连接板302、安装架303、伺服电机304、联轴器305、蜗杆306、涡轮307、调速轴308、调速板309；所述的支撑架301通过螺钉安装在机架600的竖直架602上；所述的调速连接板302的一端设置有一个下延板3020，另一端穿过支撑架301与传动机构200的水平移动框204通过螺钉固定连接；所述的安装架303通过螺钉固定安装在调速连接板302的下延板3020一端；所述的伺服电机304通过螺钉安装在安装架303上；所述的蜗杆306通过轴承安装在安装架303上，通过联轴器305与伺服电机304传动连接，且蜗杆306与涡轮307啮合；所述的涡轮307通过键安装在调速轴308上，所述的调速轴308穿过调速连接板302的下延板3020所开设的通孔，末端通过键安装有调速板309，所述的调速板309的一端端面上开设有沿直径方向的凹槽3090。

所述的伺服电机304和联轴器305均为现有技术。

所述的输出机构400包括随动轴401、连接座402、输出架403、竖直导杆一404、竖直导杆二405、竖直导杆三406、竖直导杆四407、直齿条一408、直齿条二409、输出齿轮一410、输出齿轮二411、超越离合器412；所述的随动轴401套装在连接座402中，且随动轴401的两端分别置于两个调速机构300的调速板309的凹槽3090内；所述的连接座402通过螺钉固定安装在输出架403上；所述的输出架403上开设有竖直方向安装槽4030，且在四角前后对称固定设置有滑座一4031、滑座二4032、滑座三4033、滑座四4034、滑座五4035、滑座六4036、滑座七4037和滑座八4038，且每个滑座均开设有通孔；所述的竖直导杆一404上套装有输出架403的滑座一4031和滑座二4032，所述的竖直导杆二405上套装有输出架403的滑座三4033和滑座四4034，所述的竖直导杆三406上套装有输出架403的滑座五4035和滑座六4036，所述的竖直导杆四407上套装有输出架403的滑座七4037和滑座八4038，且所述的竖直导杆一404、竖直导杆二405、竖直导杆三406和竖直导杆四407的两端均通过螺纹安装在所述的机架600的一组竖直安装孔604中；所述的直齿条一408和直齿条二409通过螺钉分别固定在输出架403的安装槽4030的左右两侧，且二者前后相对错位安装；所述的输出齿轮一410与直齿条一408啮合；所述的输出齿轮二411与直齿条二409啮合；所述的输出齿轮一410和输出齿轮二411内均套装有超越离合器412，所述的超越离合器412通过键安装在输出轴500上。

所述的超越离合器412为现有技术。

本实用新型工作时，输入轴100带动两个输入齿轮201做匀速圆周运动，两个输入齿轮201与两个传动机构200的内圈齿条202啮合传动，然后驱动传动框203运动，由于两个传动框203固连的连接板205上有可绕导向台207外围滚动的销轴206，起到了支撑整个传动框203运动的作用，使得两个传动框203可在两个水平移动框204内上下滑动，并实现两个传动框203绕两个输入齿轮201的左右往复运动，进而两个传动框203带动两个水平移动框204左右水平往复直线运动，从而驱动两个与之固连的调速机构300整体做同样的左右水平往复直线运动。两个调速机构300的调速板309通过驱动随动轴401运动，进而驱动输出架403做竖直往复运动，从而使直齿条一408、直齿条二409分别驱动与之啮合的输出齿轮一410、输出齿轮二411往复旋转运动，由于对称安装的超越离合器412具有单向推力的作用，所以输出轴500的运动为稳定的单向旋转运动。

本实用新型的变速原理如下：同步控制两个调速机构300的伺服电机304转动，驱动蜗杆306转动，进而驱动涡轮307和调速板309同步转动，以改变调速板309凹槽5090的倾斜角α（0~45°），使水平往复直线运动转变为竖直往复直线运动的速度发生改变，从而实现输出轴500的变速。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种可实现大扭矩传递的无级变速装置，其特征在于：包括输入轴（100）、两个传动机构（200）、两个调速机构（300）、输出机构（400）、输出轴（500）、机架（600）；所述的输入轴（100）上前后对称安装有两个传动机构（200）；所述的两个调速机构（300）前后对称设置，分别与两个传动机构（200）固定连接，且与输出机构（400）传动连接；所述的输出机构（400）与输出轴（500）传动连接；所述的机架（600）中对称设置有两个方形架（601）、两个竖直架（602）、两组水平安装孔（603），以及一组竖直安装孔（604）。

2.根据权利要求1所述的一种可实现大扭矩传递的无级变速装置，其特征在于：每个所述的传动机构（200）均包括输入齿轮（201）、内圈齿条（202）、传动框（203）、水平移动框（204）、连接板（205）、销轴（206）、导向台（207）、水平导杆一（208）、水平导杆二（209）；所述的输入齿轮（201）安装在输入轴（100）上，与内圈齿条（202）啮合连接；所述的内圈齿条（202）固定安装在传动框（203）内；所述的传动框（203）安装在水平移动框（204）内，且传动框（203）水平方向的自由度被水平移动框（204）限制；所述的水平移动框（204）上开设滑槽（2040），四角固定设置有带通孔的滑动座一（2041）、滑动座二（2042）、滑动座三（2043）和滑动座四（2044）；所述的连接板（205）穿过水平移动框（204）上开设的滑槽（2040），一端与传动框（203）固定连接，另一端安装有销轴（206）；所述的销轴（206）与导向台（207）外圈接触；所述的导向台（207）固定安装在机架（600）的方形架（601）上；所述的水平移动框（204）的滑动座一（2041）和滑动座二（2042）安装在水平导杆一（208）上，滑动座三（2043）和滑动座四（2044）安装在水平导杆二（209）上；所述的水平导杆一（208）及水平导杆二（209）的两端均安装在所述的机架（600）的一组水平安装孔（603）中。

3.根据权利要求1所述的一种可实现大扭矩传递的无级变速装置，其特征在于：每个所述的调速机构（300）均包括支撑架（301）、调速连接板（302）、安装架（303）、伺服电机（304）、联轴器（305）、蜗杆（306）、涡轮（307）、调速轴（308）、调速板（309）；所述的支撑架（301）安装在机架（600）的竖直架（602）上；所述的调速连接板（302）的一端设置有一个下延板（3020），另一端穿过支撑架（301）与传动机构（200）的水平移动框（204）固定连接；所述的安装架（303）固定安装在调速连接板（302）的下延板（3020）一端；所述的伺服电机（304）安装在安装架（303）上；所述的蜗杆（306）安装在安装架（303）上，通过联轴器（305）与伺服电机（304）传动连接，且与涡轮（307）啮合连接；所述的涡轮（307）与调速轴（308）传动连接；所述的调速轴（308）穿过调速连接板（302）的下延板（3020）所开设的通孔，末端传动连接有调速板（309）；所述的调速板（309）的一端端面上开设有沿直径方向的凹槽（3090）。

4.根据权利要求1所述的一种可实现大扭矩传递的无级变速装置，其特征在于：所述的输出机构（400）包括随动轴（401）、连接座（402）、输出架（403）、竖直导杆一（404）、竖直导杆二（405）、竖直导杆三（406）、竖直导杆四（407）、直齿条一（408）、直齿条二（409）、输出齿轮一（410）、输出齿轮二（411）、超越离合器（412）；所述的随动轴（401）安装在连接座（402）中，且随动轴（401）的两端分别置于两个调速机构（300）的调速板（309）的凹槽（3090）内；所述的连接座（402）固定安装在输出架（403）上；所述的输出架（403）上开设有竖直方向安装槽（4030），且在四角前后对称固定设置有通孔的滑座一（4031）、滑座二（4032）、滑座三（4033）、滑座四（4034）、滑座五（4035）、滑座六（4036）、滑座七（4037）和滑座八（4038）；所述的竖直导杆一（404）安装在输出架（403）的滑座一（4031）和滑座二（4032）中；所述的竖直导杆二（405）安装在输出架（403）的滑座三（4033）和滑座四（4034）中；所述的竖直导杆三（406）安装在输出架（403）的滑座五（4035）和滑座六（4036）中；所述的竖直导杆四（407）安装在输出架（403）的滑座七（4037）和滑座八（4038）中，且所述的竖直导杆一（404）、竖直导杆二（405）、竖直导杆三（406）和竖直导杆四（407）的两端均安装在所述的机架（600）的一组竖直安装孔（604）中；所述的直齿条一（408）和直齿条二（409）分别安装在输出架（403）的安装槽（4030）的左右两侧，且二者前后相对错位设置；所述的输出齿轮一（410）与直齿条一（408）啮合连接；所述的输出齿轮二（411）与直齿条二（409）啮合连接；所述的输出齿轮一（410）和输出齿轮二（411）内均安装有超越离合器（412）；所述的输出轴（500）与超越离合器（412）传动连接。