CN219492961U - 无级差动变速装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及变速装置技术领域，尤其是指一种无级差动变速装置，其包括壳体、动力输入轴和动力输出轴，所述壳体安装有与动力输入轴连接的传动轴、连接传动轴的第一齿轮架、安装在第一齿轮架的至少两个第一齿轮组、与动力输出轴连接的输出齿轮、套装在传动轴的传动轴套、连接传动轴套的锁止调速机构以及与传动轴套传动连接的调速齿轮，所述第一齿轮组包括与第一齿轮架连接的第一齿轮轴、固定安装在第一齿轮轴的第一传动齿轮和第二传动齿轮；所述动力输入轴驱动减速齿轮组运作，减速齿轮组分别驱动传动轴和传动轴套转动。实现无级调速的同时，整体结构紧凑可靠，以实现传递效率高、传递力矩大和维护成本低。

Description

无级差动变速装置

技术领域

本实用新型涉及变速装置技术领域，尤其是指一种无级差动变速装置。

背景技术

变速装置是用来改变来自发动机的转速和转矩的机构，它能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比，又称变速箱。现在普遍使用的无级机械变速装置多为基于摩擦传动技术的变速装置，比如皮带(金属皮带)传动的CVT无级变速器，滚轮或滚球传动的工业无级变速器等。通过调整主动轮和从动轮的有效直径(力矩)比实现无级变速。该类无级变速装置都有着传递效率低、传递力矩小，易磨损维护成本高的缺点。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种传递效率高、传递力矩大、维护成本低的无级差动变速装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种无级差动变速装置，包括壳体、动力输入轴和动力输出轴，所述壳体安装有与动力输入轴连接的传动轴、连接传动轴的第一齿轮架、安装在第一齿轮架的至少两个第一齿轮组、与动力输出轴连接的输出齿轮、套装在传动轴的传动轴套、连接传动轴套的锁止调速机构以及与传动轴套传动连接的调速齿轮，所述第一齿轮组包括与第一齿轮架连接的第一齿轮轴、固定安装在第一齿轮轴的第一传动齿轮和第二传动齿轮；

所述传动轴驱动第一齿轮架带动第一传动齿轮围绕调速齿轮转动、第二传动齿轮围绕输出齿轮转动。

优选的，所述传动轴套连接有联动齿轮组，所述传动轴套通过联动齿轮组与调速齿轮传动连接，所述联动齿轮组包括与传动轴套连接的第二齿轮架、安装在第二齿轮架的第二齿轮组、固定安装在壳体的锁止齿轮以及与调速齿轮连接的驱动齿轮，所述第二齿轮组包括第二齿轮轴、固定安装在第二齿轮轴的第三传动齿轮和第四传动齿轮；

所述传动轴套驱动第二齿轮架带动第三传动齿轮围绕锁止齿轮转动、第四传动齿轮围绕驱动齿轮转动。

优选的，所述锁止齿轮、驱动齿轮、第三传动齿轮和第四传动齿轮均为锥形齿轮。

优选的，所述驱动齿轮和调速齿轮同步转动。

优选的，所述驱动齿轮和调速齿轮通过轴套连接，该轴套套装在传动轴。

优选的，所述动力输入轴连接有减速齿轮组，所述动力输入轴通过减速齿轮组分别驱动传动轴和传动轴套转动。

优选的，所述减速齿轮组为行星齿轮，所述行星齿轮包括行星齿轮架、安装在行星齿轮架的至少两个行星轮、与行星轮传动连接的太阳轮和内齿圈。

优选的，所述行星齿轮架连接动力输入轴，所述太阳轮连接传动轴，所述内齿圈连接传动轴套。

优选的，所述太阳轮连接动力输入轴，所述行星齿轮架连接传动轴，所述内齿圈连接传动轴套。

优选的，所述行星齿轮架连接动力输入轴，所述太阳轮连接传动轴套，所述内齿圈连接传动轴。

优选的，所述调速齿轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮和输出齿轮均为锥形齿轮。

优选的，所述锁止调速机构包括套装于传动轴套的涡轮以及与涡轮传动连接的蜗杆。

本实用新型的有益效果在于：提供了一种无级差动变速装置，通过设置两条动力传动路径，通过锁止调速机构控制其中一条传动路径的转动和停止，以实现无级变速的调速功能。具体的第一条路径为传动轴、第一齿轮架、第一齿轮组、输出齿轮而后到动力输出轴；具体的第二条路径为传动轴套、调速齿轮、第一齿轮组、输出齿轮而后到动力输出轴，该条路径中的传动轴套连接锁止调速机构，锁止调速机构控制传动轴套的停止时，只有第一条路径在输出动力，动力输出轴转速较低，当锁止调速机构控制传动轴套的转动时，第一条路径和第二条路径同时输出动力，动力输出轴转速提升。本申请在实现无级调速的同时，整体结构紧凑可靠，以实现传递效率高、传递力矩大和维护成本低。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图。

图2为本实用新型实施例二的结构示意图。

图3为本实用新型实施例三的结构示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。

如图1所示为本实用新型的实施例一，一种无级差动变速装置，包括壳体、动力输入轴1、动力输出轴11和减速齿轮组，所述壳体安装有与动力输入轴1连接的传动轴2、连接传动轴2的第一齿轮架3、安装在第一齿轮架3的至少两个第一齿轮组、与动力输出轴11连接的输出齿轮4、套装在传动轴2的传动轴套5、连接传动轴套5的锁止调速机构6以及与传动轴套5传动连接的调速齿轮7，所述第一齿轮组包括与第一齿轮架3连接的第一齿轮轴31、固定安装在第一齿轮轴31的第一传动齿轮32和第二传动齿轮33，该第一传动齿轮32和第二传动齿轮33通过键与第一齿轮轴31固定连接；

所述动力输入轴1驱动减速齿轮组运作，减速齿轮组分别驱动传动轴2和传动轴套5转动，所述传动轴2驱动第一齿轮架3带动第一齿轮组的第一传动齿轮32围绕调速齿轮7转动、第二传动齿轮33围绕输出齿轮4转动；

所述减速齿轮组为行星齿轮，所述行星齿轮包括行星齿轮架9、安装在行星齿轮架9的至少两个行星轮91、与行星轮91传动连接的太阳轮92和内齿圈93；

所述行星齿轮架9连接动力输入轴1，所述太阳轮92连接传动轴2，所述内齿圈93连接传动轴套5；

所述调速齿轮7、第一传动齿轮32、第二传动齿轮33和输出齿轮4均为锥形齿轮。

所述锁止调速机构6可以采用电机驱动的涡轮蜗杆锁止调速机构或其它的机构设置，该机构不是本申请的改进点，在此不再赘述。

本实施例的无级差动变速装置，实际运作过程如下：

最低速传动状态，动力输入轴1驱动行星轮91架正向旋转，行星轮91架带动太阳轮92和内齿圈93正向旋转，此时锁止调速机构6为锁止装置，内齿圈93以及调速齿轮7被锁止不能转动，动力输入经太阳轮92、传动轴2带动第一齿轮架3正向转动，第一齿轮架3驱动第一传动齿轮32绕调速齿轮7反向转动，第一传动齿轮32驱动第一齿轮轴31带动第二传动齿轮33同步反向转动，输出齿轮4在第一齿轮架3正向转动以及第二传动齿轮33反向转动的共同驱动作用下转动，从而驱动动力输出轴11转动，此时实现最大差动比的低速动力输出；

变速转动状态，在上述最低速传动状态下，动力从动力输入轴1输入，带动行星齿轮架9正向旋转，行星齿轮架9带动太阳轮92和内齿圈93正向旋转，此时锁止调速机构6为调速转动状态，内齿圈93以及调速齿轮7被连续调速开始加速正向转动，此时动力输入分为两路，一路由行星齿轮架9带动太阳轮92、传动轴2带动第一齿轮架3正向转动，第一齿轮架3驱动第一传动齿轮32绕调速齿轮7反向转动；另一路由行星齿轮架9带动内齿圈93、传动轴套5，调速齿轮7驱动第一传动齿轮32正向转动，第一传动齿轮32驱动第一齿轮轴31带动第二传动齿轮33同步作差动反向转动，从而共同驱动输出齿轮4和动力输出轴11转动，此时实现转速逐步提高的无级变速动力输出。

如图2所示为本实用新型的实施例二，与实施例一的不同之处在于：所述传动轴套5通过联动齿轮组与调速齿轮7传动连接，所述联动齿轮组包括与传动轴套5连接的第二齿轮架8、安装在第二齿轮架8的第二齿轮组、固定安装在壳体的锁止齿轮81以及与调速齿轮7连接的驱动齿轮82，所述第二齿轮组包括第二齿轮轴83、固定安装在第二齿轮轴83的第三传动齿轮84和第四传动齿轮85，该第三传动齿轮84和第四传动齿轮85通过键与第二齿轮轴83固定连接；

所述传动轴套5驱动第二齿轮架8带动第二齿轮组的第三传动齿轮84围绕锁止齿轮81转动、第四传动齿轮85围绕驱动齿轮82转动；

所述锁止齿轮81、驱动齿轮82、第三传动齿轮84和第四传动齿轮85均为锥形齿轮；

所述驱动齿轮82和调速齿轮7同步转动，所述驱动齿轮82和调速齿轮7通过轴套连接，该轴套套装在传动轴2。

本实施例的无级差动变速装置，实际运作过程如下：

最低速传动状态，动力从动力输入轴1输入，带动行星齿轮架9旋转，此时锁止调速机构6为锁止状态，内齿圈93、传动轴套5、第二齿轮架8、驱动齿轮82以及调速齿轮7被锁止不能转动。动力输入经太阳轮92、传动轴2带动第一齿轮架3转动，第一传动齿轮32绕调速齿轮7转动，由于第一传动齿轮32、第一齿轮轴31与第二传动齿轮33固定连接一起转动，从而驱动输出齿轮4和动力输出轴11转动，此时实现最大差动比的低转速动力输出。

比如设定调速齿轮7的齿数为49个齿，输出齿轮4的齿数为50个齿，调速齿轮7被锁止不能转动的情况下，第一齿轮架3正向转动一周，也驱动输出齿轮4转动一周50个齿，此外第一齿轮架3也同时驱动第一传动齿轮32绕着调速齿轮7反向转动了一周-49个齿，第一传动齿轮32反向转动了49个齿，因而通过第一齿轮轴31带动第二传动齿轮33同步反向转动了49个齿。因此输出齿轮4在第一齿轮架3正向转动一周的情况下，被第一齿轮架3驱动正向转动50个齿，同时被第二传动齿轮33同步反向转动了49个齿，最终输出齿轮4正向转速差为1个齿，也就是第一齿轮架3转了一圈，输出齿轮4转动了1个齿，实现了50:1的减速传动。

变速传动状态的实现，动力从动力输入轴1输入，带动行星齿轮架9旋转。此时锁止调速机构6为调速转动状态，内齿圈93以及第二齿轮架8被连续调速开始加速转动。动力的输入分为两路：一路经太阳轮92、传动轴2带动第一齿轮架3转动，第一传动齿轮32绕调速齿轮7转动。由于第二传动齿轮33、第一齿轮轴31与第一传动齿轮32固定连接一起也跟随一起转动；另一路经内齿圈93、传动轴套5，第二齿轮架8驱动第三传动齿轮84绕锁止齿轮81转动。由于第三传动齿轮84、第二齿轮轴83与第四传动齿轮85国定连接一起转动，因此驱动齿轮82和调速齿轮7转动。从而共同驱动输出齿轮4和动力输出轴11转动，此时实现转速逐步提高的无级变速动力输出。

假如设定调速齿轮7的某个时刻转速为第一齿轮架3的4/50即第一齿轮架3正向转动一周时调速齿轮7正向转动4个齿。第一齿轮架3正向转动一周，也驱动输出齿轮4正向转动一周50个齿，此外第一齿轮架3也同时驱动第一传动齿轮32绕着调速齿轮7反向转动了一周-49个齿，与此同时调速齿轮7又正向转动4个齿，因此第一传动齿轮32反向转动了45个齿，因而通过第一齿轮轴31带动第二传动齿轮33同步反向转动了45个齿。因此输出齿轮4在第一齿轮架3正向转动一周的情况下，被第一齿轮架3驱动正向转动50个齿，同时也被第二传动齿轮33同步反向转动了45个齿，最终输出齿轮4正向转速差为5个齿，也就是第一齿轮架3转了一圈，输出齿轮4转动了5个齿，实现了10:1的减速传动。因此在连续加速调节调速齿轮7的转速的情况下可以连续增加输出动力的转速，降低输入输出动力的传动比；在连续减速调节调速齿轮7的转速最低转速为0的情况下可以连续降低输出动力的转速，提高输入输出动力的传动比。从而实现无级变速的调速功能。

本实用新型的实施例三，与实施例一和二的不同之处在于：所述太阳轮92连接动力输入轴1，所述行星齿轮架9连接传动轴2，所述内齿圈93连接传动轴套5。

本实用新型的实施例四，与实施例一、二和三的不同之处在于：所述行星齿轮架9连接动力输入轴1，所述太阳轮92连接传动轴套5，所述内齿圈93连接传动轴2。

前述的两个实施例均为行星齿轮与动力输入轴1、传动轴2和传动轴套5的不同传动连接关系，均能实现无级调速功能。

如图3所示为本实用新型的实施例五，与实施例一、二、三和四的不同之处在于：本实施例没有设置减速齿轮组，所述锁止调速机构6包括套装于传动轴套的涡轮以及与涡轮传动连接的蜗杆，动力输入轴1直接驱动传动轴2转动，锁止调速机构6直接驱动传动轴套5转动或锁止传动轴套5，该实施例同样能够实现无级调速功能。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向(X)”、“纵向(Y)”、“竖向(Z)”“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本实用新型描述中，“数个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的若干实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.无级差动变速装置，包括壳体、动力输入轴(1)和动力输出轴(11)，其特征在于：所述壳体安装有与动力输入轴(1)连接的传动轴(2)、连接传动轴(2)的第一齿轮架(3)、安装在第一齿轮架(3)的至少两个第一齿轮组、与动力输出轴(11)连接的输出齿轮(4)、套装在传动轴(2)的传动轴套(5)、连接传动轴套(5)的锁止调速机构(6)以及与传动轴套(5)传动连接的调速齿轮(7)，所述第一齿轮组包括第一传动齿轮(32)和第二传动齿轮(33)；

所述传动轴(2)驱动第一齿轮架(3)带动第一传动齿轮(32)围绕调速齿轮(7)转动、第二传动齿轮(33)围绕输出齿轮(4)转动。

2.根据权利要求1所述的无级差动变速装置，其特征在于：所述传动轴套(5)连接有联动齿轮组，所述传动轴套(5)通过联动齿轮组与调速齿轮(7)传动连接，所述联动齿轮组包括与传动轴套(5)连接的第二齿轮架(8)、安装在第二齿轮架(8)的第二齿轮组、固定安装在壳体的锁止齿轮(81)以及与调速齿轮(7)连接的驱动齿轮(82)，所述第二齿轮组包括第三传动齿轮(84)和第四传动齿轮(85)；

所述传动轴套(5)驱动第二齿轮架(8)带动第三传动齿轮(84)围绕锁止齿轮(81)转动、第四传动齿轮(85)围绕驱动齿轮(82)转动。

3.根据权利要求2所述的无级差动变速装置，其特征在于：所述第二齿轮组包括与第二齿轮架(8)连接的第二齿轮轴(83)，所述第三传动齿轮(84)和第四传动齿轮(85)固定安装在第二齿轮轴(83)。

4.根据权利要求2所述的无级差动变速装置，其特征在于：所述驱动齿轮(82)和调速齿轮(7)同步转动。

5.根据权利要求4所述的无级差动变速装置，其特征在于：所述驱动齿轮(82)和调速齿轮(7)通过轴套连接，该轴套套装在传动轴(2)。

6.根据权利要求1所述的无级差动变速装置，其特征在于：所述动力输入轴(1)连接有减速齿轮组，所述动力输入轴(1)通过减速齿轮组分别驱动传动轴(2)和传动轴套(5)转动。

7.根据权利要求6所述的无级差动变速装置，其特征在于：所述减速齿轮组为行星齿轮，所述行星齿轮包括行星齿轮架(9)、安装在行星齿轮架(9)的至少两个行星轮(91)、与行星轮(91)传动连接的太阳轮(92)和内齿圈(93)。

8.根据权利要求7所述的无级差动变速装置，其特征在于：所述行星齿轮架(9)连接动力输入轴(1)，所述太阳轮(92)连接传动轴(2)，所述内齿圈(93)连接传动轴套(5)。

9.根据权利要求1所述的无级差动变速装置，其特征在于：所述第一齿轮组包括与第一齿轮架(3)连接的第一齿轮轴(31)，所述第一传动齿轮(32)和第二传动齿轮(33)固定安装在第一齿轮轴(31)。

10.根据权利要求1所述的无级差动变速装置，其特征在于：所述锁止调速机构(6)包括套装于传动轴套(5)的涡轮以及与涡轮传动连接的蜗杆。