CN2367839Y - 双环机械无级自动变速器 - Google Patents

Abstract

一种双环机械无级自动变速器,是在同一壳体(9)内一定距离上连接轴(3)、(6),每一轴上又分别连接着啮合副锥盘(1)、(7),轴的中部外表面和啮合副锥盘的内孔都加工成螺旋方向相反的螺纹或齿键,在每个啮合副锥盘的凹部导轨内配有与其相对应的表面带有斜齿的移动传力轮(2),移动传力轮与齿链传输带咬接。还可根据需要增设轴(12)、(13)和啮合副锥盘(14)、(15),以适应不同工况,因而具有动力消耗小,变速平稳,冲击磨损少,使用寿命长,制造安装维修方便的特点。

Description

双环机械无级自动变速器

本实用新型涉及机械类双环机械自动变速器的制作技术领域。

公知技术中常用的多为蜗轮副式变速器，它的扭力大，不能无级自动变速，而且应用范围比较窄；液力的或行星轮式的变速器，虽然较前一种进步一些，但其不足之处仍然未能克服。

本实用新型的目的，在于提供一种动力消耗小，变速平稳，冲击磨损小，使用寿命长，制造安装维修均为方便的双环机械无级自动变速器。

本实用新型所采用的技术方案是：

同一壳体(9)内在一定距离上连接轴(3)、(6)，每一轴上又分别连接着可轴向活动的啮合副(1)、(7)，每个啮合副锥盘凹部的导轨内都配有与其相对应的表面带有斜齿的移动传力轮(2)，两轴啮合副间的移动传力轮是通过封闭的圆形齿链传输带(4)连接并传动。

轴(3)、(6)的中部表面上是螺旋方向相反、长度相等的螺纹或齿键。啮合副(1)、(7)的单件侧视形状为一锥盘状，在其锥面上设若干凸(10)、凹(11)工作面，每一凸凹部为一单元，其单元数为偶数。

每一啮合副锥盘(1)、(7)的内孔，是与轴(3)、(6)、相匹配的，即螺纹或齿键螺旋方向相反的螺纹或齿键，其长度比轴的螺纹或齿键长度短一个移动距离以上。

啮合副锥盘(1)、(7)、(14)、(15)的凸凹部工作面，由靠近圆心一端等份划分后，向边缘制成长方形，凸凹部之间的部位制成凸凹锥形。

工作面的凸部每两个为一组，其表面制成斜齿，斜齿方向与两个凸部之间的夹角的平分线平行，凸部表面中间开槽，边缘部位开孔。

凹部两侧的凸部表面下方开槽，作为连接移动传力轮(2)的轨道。齿链传输带(4)是由若干个齿牙相互连接而成，并有序排列在内侧面，构成封闭的圆形带状。

轴(3)、(6)端设限位装置(5)，啮合副(1)、(7)端设离心力平衡装置(8)。

同一壳体(9)内还可以增设轴(12)、(13)，和相应的啮合副(14)、(15)，通过轴承(16)传动轴(6)。

以轴(12)为主动轴，经啮合副(14)传动啮合副(15)，带动轴(13)，再传动轴(3)，由啮合副(1)传动啮合副(7)，带动轴(6)输出。

本实用新型的优点是：

1、与液力变速器比较，机械传递动力，减少动力损耗，提高机械效率；

2、变速平稳，减少相关运动机件的冲击磨损，延长机件使用寿命。

3、机件尺寸相同，便于制造、安装、维修、更换。

4、根据一、二轴动力和负荷的变化情况，自动调节选择最佳传动比例；

5、因机械效率提高，对节省能源，保护环境起到积极作用。

可广泛应用于汽车、摩托车、工程机械、船舶、航空机械等行业。

本实用新型的附图及图面说明是：

图1是双环机械无级自动变速器的结构剖视图；

图2是啮合副锥盘的侧视图；

图3是啮合副锥盘的正视图；

图4是移动平衡轮的侧视图；

图5是齿链传输带的齿形图；

图6是限位装置的示意图；

图7是离心力平衡装置示意图；

图8是本实用新型的第二种实施例的示意图；

图9是本实用新型的第三种实施例的示意图；

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示：轴3和6制成两根尺寸相同的轴，中部制成尺寸相同、旋转方向相反的螺纹或齿键，其上安装一对啮合副，啮合副锥盘尺寸相等，内孔螺纹或齿键旋转方向相反，与轴配合，螺纹或齿键长度比轴的螺纹或齿键长度短一个移动距离以上。

如图2、3所示，啮合锥盘表面每一凸10、凹11部为一单元，其单元数为偶数，工作面凸凹部由靠近圆心一端等份划分后，向边缘制成长方形，凸凹部之间的部位制成相同的凸凹锥形，工作面凸部每两个为一组，其表面制成斜齿，斜齿方向与两凸部之间的夹角的平分线平行，凸部表面中间开槽，边缘部位开孔，以安装离心力平衡装置8。凹部两侧的凸部表面下方开槽，以安装传力轮2，并作为传力轮移动的轨道。

传力轮宽度与啮合副锥盘凸凹部宽度相等，表面制作与锥盘凸部同等尺寸的斜齿，两种齿线方向相反的传力轮，相间排列在啮合锥盘上，与另一锥盘表面的凸部斜齿啮合，传力轮两边中部制小轴，安装在啮合锥盘凹部两侧的导轨内，表面中部开小槽以安装克服其离心力的平衡装置8。

齿链传输带4由齿牙相互连接而成，齿根与齿顶的宽度按啮合锥盘在最小转动半径时的弧长确定，齿根大于齿顶的宽度部分制作齿槽，以便于啮合器工作半径变大或两齿之间无夹角时，两齿的相互钳合，两齿用带尾的八字环、销子连接，成“剪刀”状，以保证工作时齿顶间距离的恒定。与传力轮啮合的齿面制成两面弧形，齿面斜度与传力轮正反斜齿均吻合。齿顶部位一边制成半圆凸点、一边制作半圆凹坑，安装后两齿相互钳合。

轴一端或两端安装限位装置5，或安装状态锁定装置，以避免由于某一啮合副工作半径迅速增大的趋势对齿链产生的压力。为克服传力轮离心力，安装离心力平衡装置，平衡装置可根据图7所示制造，也可以做一质量比传力略大的装置，安装在锥盘背面，与传力轮连接，工作时起平衡作用。

它们之间的关系是：啮合锥盘工作斜面长度＝传力轮周长-齿顶的一面弧长。

工作过程：

轴3转速高于轴6转速时

此时轴3是主动轴，轴6为从动轴。旋转力使一轴上的正反螺纹或齿键给其上的啮合锥盘提供相互靠拢的轴向运动趋势，使啮合副产生锥面上升的趋势，经传力轮2顶动齿键，齿链张力增强，带动轴6啮合副及轴转动。轴6啮合副和轴6螺纹或齿键的共同作用，使轴6盘产生相互分离的轴向运动趋势，当轴3上的动力增大或轴6上的负荷减小时，上述的运动趋势便成为实质运动，由此，轴3啮合副工作锥面增大，轴6啮合副工作锥面缩小，使轴3、6传动比增大。直到轴3啮合副至最大工作锥面、轴6啮合副至最小工作锥面。

当轴3动力与轴6负荷达到某种平衡时，

轴3与其啮合副，轴6与其啮合副均无相对运动。因此，轴3，6传动比均衡不变。

当轴6转速大于轴3转速时

此时，轴3，6的主、从关系互换，上述运动过程相反，其结果，轴3上的啮合副回到最小工作锥面，轴6啮合副回到最大工作锥面。

在上述运动过程中，平衡装置通过与工作面的共同作用，克服了传力轮2的离心力。限位装置8使啮合副轴向运动得以限制，或者轴3、6的啮合副运动状态得以锁定。

啮合锥盘表面凸凹数目均为偶数，因而其工作表面斜齿线所连接的以圆心为中心的多边形为等边的偶数多边形，在这一多边形上，任意一点与其对应点至圆心的距离相等。

啮合锥盘工作表面的斜齿线分组，两个为一级，其斜齿线与各自工作面的中心线通过圆心形成的夹角的平分线平行，该斜线反应在传力轮上，在空间上构成相同的环圈，传力轮表面的斜齿，是这个环圈或它的一段弧长，从传力轮表面看，斜齿方向相反，因此可视为两种纵向方向对称的环圈，啮合副只需此两种环圈即可保证传力轮在齿距不变的情况下，既能颈向移动，又能传递动力。

啮合锥盘工作面凸凹部制成长方形，便于尺寸不变的传力轮运动。

轴上正、反螺纹或齿链与啮合副配合，该结构使齿链在运动过程中保持稳定的轴向位置。

轴3、6、12、13上的啮合副尺寸相等。

齿牙之间为“剪刀”形连接结构。

变速器根据各轴动力和负荷的变化情况，自动调节选择最佳传动比例。

该变速器有多种组合，即横向(同轴)排列；纵向排列。

横向排列(一轴)，可将啮合副的一个锥盘与轴制成一体(齿链轴向移动)，增强机械强度。每增加一对啮合副，强度提高一倍，传递动力的能力相应提高。

纵向排列，可根据实际需要增大变速比例。

实施例2：

如图8所示，可根据实际需要增设轴12、13，和相应的啮合副14、15，通过轴承16，传动轴6。

实施例3：

如图9所示，可根据实际需要增设轴12、13，和相应的啮合副14、15，以轴12为主动轴，经啮合副14传动啮合副15，带动轴13，再传动轴3，由啮合副1传动啮合副7，带动轴6输出。

Claims (10)

1、一种双环机械无级自动变速器，是由壳体、传动轴、啮合副、传动轮、传输带、限位装置、平衡装置所组成，其特征在于：同一壳体(9)内一定距离上连接轴(3)和轴(6)，每一轴上又分别连接可轴向活动的啮合副(1)和(7)，每个啮合副锥盘凹部的导轨内配有与其相对应的表面带有斜齿的移动传力轮(2)，两轴啮合副间的移动传力轮，通过封闭的圆形齿链传输带(4)连接并传动。

2、根据权利要求1所述的变速器，其特征在于：轴(3)、(6)、的中部表面上是螺旋方向相反、长度相等的两段螺纹或齿键。

3、根据权利要求1所述的变速器，其特征在于：每一啮合副锥盘(1)、(7)的内孔，是与轴(3)、(6)相匹配的，即螺纹或齿键螺旋方向相反的螺纹或齿键，其长度比轴的螺纹或齿键长度短一个移动距离以上。

4、根据权利要求1所述的变速器，其特征在于：啮合副(1)、(7)的单件侧视形状为一锥盘状，在其锥面上设若干凸(10)、凹(11)的工作面，每一凸凹部为一单元，其单元数为偶数。

5、根据权利要求1所述的变速器，其特征在于：啮合副锥盘(1)、(7)的凸凹部工作面，由靠近圆心一端等份划分后，向边缘制成长方形，凸凹部之间的部位制成凸凹锥形。

6、根据权利要求1所述的变速器，其特征在于：啮合副锥盘工作面的凸部每两个为一组，其表面是斜齿，斜齿方向与两个凸部之间夹角的平行线平行，凸部表面中间开槽，作为连接移动传力轮的轨道。

7、根据权利要求1所述的变速器，其特征在于：齿链传输带(4)是由若干个齿牙相互连接而成，并有序排列在齿链传输带的内侧面，构成封闭的圆形带状。

8、根据权利要求1所述的变速器，其特征在于：轴(3)、(6)端设置限位装置(5)，啮合副(1)、(7)端设置离心力平衡装置(8)。

9、根据权利要求1所述的变速器，其特征在于：同一壳体(9)内还可以经过轴(12)、(13)和相应的啮合副(14)、(15)，通过轴承(16)传动轴(6)。

10、根据权利要求1所述的变速器，其特征在于：以轴(12)为主动轴，经啮合副(14)传动啮合副(15)，带动轴(13)，再传动轴(3)，后由啮合副(1)传动啮合副(7)，带动轴(6)输出。

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