CN101975260B

CN101975260B - 速比连续可调的斜盘式脉动无级变速器

Info

Publication number: CN101975260B
Application number: CN 201010527047
Authority: CN
Inventors: 孙建东
Original assignee: Beijing Union University
Current assignee: Beijing Union University
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2010-11-02
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2030-11-02
Also published as: CN101975260A

Abstract

本发明涉及一种斜盘式脉动无级变速器，特别是一种速比连续可调的斜盘式脉动无级变速器，其包括箱体、主动部分、输出部分和速比调节部分。所述主动部分包括导杆机构、斜盘、斜盘支撑轴、空心输入轴。空心输入轴通过输入轴支撑轴承和输入端盖轴承定位在导杆固定支座上。变向滑块嵌入到移动螺母的斜滑槽内，变向滑块通过变向销轴与轴内拉杆的一端铰接。轴内滑块带有一个拉杆轴承，轴内拉杆通过拉杆轴承与轴内滑块联结。轴内拉杆借助于所述滑动轴承的支撑，部分伸入所述空心输入轴。与现有斜盘式脉动无级变速器相比，本发明的斜盘式脉动无级变速器不仅能够实现对斜盘式脉动无级变速器的速比的连续调节，还缩小了变速器尺寸，提高了变速器的可靠性。

Description

速比连续可调的斜盘式脉动无级变速器

技术领域

本发明涉及一种斜盘式脉动无级变速器，特别是一种速比连续可调的斜盘式脉动无级变速器，尤其适用于内燃机车传动***。

背景技术

内燃机使用的传统变速器主要分为普通齿轮组式、行星齿轮式和带（或链）传动式三种。其中，普通齿轮组式和行星齿轮式变速器属于有级变速器，而带（或链）传动式变速器属于无级变速器。由于在舒适性上具有无可比拟的优势，近年来无级变速器得到了广泛的普及。传统的无级变速器因为采用了带传动或链传动结构，传动部件容易老化或疲劳，容易造成无级变速器的损坏，日常维护成本高昂。

申请号为200910210482.2的中国发明专利申请公开了一种斜盘导杆转动式无级变速器，该无级变速器由主动机构、输出机构、箱体组成，所述主动机构由倾斜度可调且可转动的斜盘和至少三个平行等角设置的导杆构成，该导杆一端带有可单向转动的斜齿轮，另一端顶在斜盘盘面上，并可在斜盘盘面滑动；所述输出机构由单向转动的输出轴和套固在输出轴上与主动机构中斜齿轮啮合的大斜齿轮构成。该无级变速器利用了柱塞泵柱塞原理，是一种无易损件的新型的无级变速器，提高了变速器的可靠性，降低了维护成本。然而，对于上述斜盘导杆转动式无级变速器的构造，调节套筒与斜盘都随着输入轴同速旋转。所以，若要对变速器的速比进行调节，只有在输入轴停止转动的时候才能够操控调节套筒；另外，调节套筒自转时产生的惯性力也会影响调节套筒的旋转位置，进而降低了变速器速比的调节精度。

申请号为200910210481.8的中国发明专利申请公开了一种速比可调的斜盘式脉动无级变速器，该无级变速器由主动机构、输出机构、箱体组成，主动机构由倾斜度可调的斜盘和三个以上等角设置的导杆构成，该三个导杆一头带有可单向转动的斜齿轮，另一头顶在斜盘盘面上，并可在斜盘盘面上做圆周滑动。输出机构由单向转动的输出轴和套固在输出轴上与主动机构中的斜齿轮啮合的大斜齿轮构成。由于调速机构的阻力比较小，故转速的变换可以在变速器工作时进行，也可以在变速器停止工作时进行。但是，由于调解斜盘倾斜度的机械机构为传统的连杆结构，必须留有足够大的连杆活动空间。故该无级变速器自身体积大，可靠性低，在实际应用中受到了许多空间上的限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的斜盘式脉动无级变速器，其克服了部分现有斜盘式脉动无级变速器在运行时无法调节速比的缺陷，能够实现对斜盘式脉动无级变速器的速比的连续调节；此外，变速器的速比调节机构设计紧凑，缩小变速器尺寸，提高可靠性。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：提供一种速比连续可调的斜盘式脉动无级变速器，其包括箱体、主动部分、输出部分和速比调节部分。所述主动部分包括导杆机构、斜盘、斜盘支撑轴、空心输入轴。所述导杆机构包括导杆固定支座和至少三个平行等角设置的导杆。所述导杆固定支座上等角设置有至少三个花键孔。每根所述导杆通过其外花键可以在其所在的花键孔内移动。每根所述导杆的一端都安装有内置单向离合器的导杆斜齿轮，另一端通过回位弹簧顶在斜盘盘面上的同时还以在斜盘盘面上滑动。所述斜盘支撑轴为两段式对称安装，其轴线同时与斜盘的直径线和空心输入轴的直径线重合，将斜盘与空心输入轴铰接。所述空心输入轴通过输入轴支撑轴承和输入端盖轴承定位在导杆固定支座上。所述空心输入轴的内部空心结构为圆柱形，且轴体两侧对称设有矩形窗口。所述速比调节部分包括速比调节手柄、速比调节螺杆、移动螺母、变向滑块、轴内拉杆、轴内滑块和斜盘连杆。所述速比调节手柄与所述速比调节螺杆固接。所述速比调节螺杆通过螺杆支撑座定位在导杆固定支座内。所述速比调节螺杆与所述移动螺母通过螺纹旋合。所述移动螺母从剖面上看为口字形，并且带有斜滑槽。所述变向滑块嵌入到所述移动螺母的斜滑槽内，与所述斜滑槽构成移动副。所述变向滑块通过变向销轴与所述轴内拉杆的一端铰接。所述轴内滑块带有拉杆轴承和小端盖。所述小端盖将拉杆轴承固定在轴内滑块中。所述拉杆轴承的内圈与所述轴内拉杆的另一端通过过渡配合固接，所述拉杆轴承的外圈紧压在轴内滑块的内圈，进而能够实现轴内滑块相对于轴内拉杆的转动。所述轴内销轴穿过矩形窗口，将所述斜盘连杆与所述轴内滑块铰接。所述斜盘连杆的另一端与所述斜盘通过斜盘销轴铰接。所述轴内拉杆依助于所述滑动轴承的支撑，部分伸入所述空心输入轴。所述输出滑块与所述空心输入轴构成移动副。所述输出部分包括输出轴、输出斜齿轮。所述输出斜齿轮固套在输出轴上，且同时与所有的导杆斜齿轮啮合。

优选的是，所述移动螺母在其两侧各开有一个斜滑槽，且有两个所述变向滑块分别嵌入到所述两个斜滑槽内，每个变向滑块与其相对应的斜滑槽构成移动副。这样有利于减少移动副的磨损，延长使用寿命。一种替代方案是所述移动螺母在其内侧只开有一个斜滑槽，且只有一个所述变向滑块嵌入到所述移动螺母的斜滑槽内，变向滑块与斜滑槽构成移动副。该结构其优点为制造工艺简单。

优选的是，所述滑动轴承的外圆与所述空心输入轴的内圆采用过盈配合，滑动轴承的内圆与轴内拉杆采用间隙配合。

优选的是，所述拉杆轴承选用一对向心推力轴承，其优点为既可以承受径向载荷又可以承受轴向载荷，以便提高轴内拉杆与轴内滑块的连接可靠性。

优选的是，所述斜盘连杆与所述轴内滑块之间置有小滑块，三者同时以轴内销轴为铰接件铰链连接在一起。这样的优点为保证斜盘连杆铰接位置保持在面接触状态，防止因摩擦不均减少元件寿命。

本发明的速比连续可调的斜盘式脉动无级变速器与现有斜盘式脉动无级变速器相比，由于使用了新型的螺母滑块式角度调节机构，可以在变速器输入轴转动时调节变速器的速比，实现了对斜盘式脉动无级变速器的速比的连续调节；此外，该变速器结构紧凑，制造成本降低，可靠性较高。

附图说明

为了使本发明便于理解，现在结合附图描述本发明的最佳实施例。

图1为本发明的速比连续可调的斜盘式脉动无级变速器的一优选实施例的正视剖视图。

图2为图1所示速比连续可调的斜盘式脉动无级变速器的速比调节部分的优选实施例的正视剖视图。

图3为图1所示速比连续可调的斜盘式脉动无级变速器的速比调节部分的优选实施例的俯视剖视图。

图4为图2所示正视剖视图的局部放大图。

图5为图3所示俯视剖视图的局部放大图。

图6为图1所示速比连续可调的斜盘式脉动无级变速器的移动螺母的正剖图。

图7为图1所示速比连续可调的斜盘式脉动无级变速器的移动螺母的侧剖图。

附图标记：1.导杆固定支座，2.紧定螺钉，3.速比调节手柄，4.速比调节螺杆，5.螺杆支承座，6.移动螺母，7.变向滑块，8.变向销轴，9.轴内拉杆，10.滑动轴承，11.斜盘，12.斜盘销轴，13.斜盘连杆，14.轴内销轴，15.输入端盖轴承，16.输入端盖，17.轴内滑块，18.拉杆轴承，19.空心输入轴，20.输入轴支撑轴承，21.小滑块，22.斜盘支承轴，23.输出轴，24.导杆，25.输出斜齿轮，26.导杆斜齿轮，27.矩形窗口，28.箱体, 29.小端盖, 30.斜滑槽。

具体实施方式

下文中所采用的描述方位的词语“上”、“下”、“左”、“右”等均是为了说明的方便基于附图中图面所示的方位而言的，在实际装置中这些方位可能由于装置的摆放方式而有所不同。

下面结合附图，对本发明的速比连续可调的斜盘式脉动无级变速器的优选实施例进行结构描述。导杆固定支座1固定于箱体28之内。导杆固定支座1上等角设置有至少三个花键孔，每根导杆24通过其外花键可以在其所在的花键孔内移动。每根导杆24的一端都安装有内置单向离合器的导杆斜齿轮26，另一端通过回位弹簧顶在斜盘11的盘面同时可以在斜盘11的盘面上滑动。斜盘支撑轴22为两段式对称安装，其轴线同时与斜盘11的直径线和空心输入轴19的直径线重合，将斜盘11与空心输入轴19铰接。斜盘11即可以与空心输入轴19同步旋转，还可以绕斜盘支撑轴22转动。空心输入轴19通过输入轴支撑轴承20和输入端盖轴承15定位，并可以围绕其自身轴线转动。所述空心输入轴19的内部空心结构为圆柱形，且轴体两侧对称设有矩形窗口27。速比调节手柄3与速比调节螺杆4固接。速比调节螺杆3通过螺杆支撑座5定位在导杆固定支座1内，并可以在导杆固定支座1内围绕自身轴线转动。速比调节螺杆4与移动螺母6通过螺纹旋合。移动螺母6从剖面上看为口字形，在其两侧各开有一个斜滑槽30。两个变向滑块7分别嵌入到移动螺母6的斜滑槽30内，分别与相对应的斜滑槽30构成移动副。变向滑块7通过变向销轴8与轴内拉杆9的一端铰接。小端盖29将一对儿拉杆轴承18固定在轴内滑块17上。轴内拉杆9的另一端与拉杆轴承18的内圈通过过渡配合固接，进而实现了轴内滑块17可以相对轴内拉杆9转动，也实现了轴内拉杆9带动轴内滑块17在空心输入轴19内部同步移动。轴内销轴14穿过矩形窗口27，将斜盘连杆13、小滑块21与轴内滑块17铰接。斜盘连杆13的另一端与斜盘11通过斜盘销轴12铰接。轴内拉杆9依助于滑动轴承10的支撑，部分伸入空心输入轴19。输出滑块17与空心输入轴19构成移动副。输出斜齿轮25固套在输出轴23上，且同时与所有的导杆斜齿轮26啮合。滑动轴承10的外圆与所述空心输入轴19的内圆采用过盈配合，滑动轴承10的内圆与轴内拉杆9采用间隙配合。

下面举例说明本发明的速比连续可调的斜盘式脉动无级变速器的图示最佳实施例的工作过程。动力由输入端盖16右侧驱动空心输入轴19转动，空心输入轴19同步带动斜盘连杆13和斜盘11旋转。虽然轴内滑块18会被空心输入轴19带动旋转，但由于拉杆轴承18的作用，轴内拉杆9不会跟随旋转。若斜盘11的轴线与空心输入轴19的轴线不重合，斜盘11在旋转过程中便会推动导杆24向左右往复移动。由于导杆斜齿轮26与输出斜齿轮25啮合，导杆24向左推进的过程中推动输出斜齿轮25，进而推动输出轴23转动。由于导杆斜齿轮26安装有单向离合器，导杆24向右退回时，导杆斜齿轮26绕导杆24空转，不推动输出轴23转动。斜盘11旋转一周，导杆斜齿轮26左右运动一个循环。导杆固定支座1上至少安装三根导杆24，不论任何时刻，至少有一个导杆斜齿轮26处在向左推进的行程中。因此，输出斜齿轮25会连续转动。导杆固定支座1上安装的导杆越多，输出轴23的脉动越小，动力输出越平顺。斜盘式脉动无级变速器的速比由斜盘11的轴线与空心输入轴19的轴线夹角大小决定。空心输入轴19转速不变的条件下，斜盘11的轴线与空心输入轴19的轴线夹角越大，则输出轴23的转速也越大。当操作员希望调节本斜盘式脉动无级变速器的速比时：松开紧定螺钉2，转动速比调节手柄3，使其带动移动螺母6向下移动，通过移动螺母4内斜滑槽30的作用进而推动两个变向滑块7向右移动。两个变向滑块7通过变向销轴8推动轴内拉杆9右移。在滑动轴承10的支承下，轴内拉杆9带动轴内滑块17一同沿空心输入轴19向右移动。斜盘11在斜盘连杆13的作用下，围绕斜盘支承轴22向右倾斜，增大了斜盘11的轴线与空心输入轴19的轴线夹角，变速器速比增大。同理，反向旋转输入螺杆4，斜盘11将围绕斜盘支承轴22向左倾斜，变速器速比减小。

以上结合本发明的最佳实施例做了详细描述，但这并非是对本发明的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围。

Claims

1.速比连续可调的斜盘式脉动无级变速器，其包括箱体、主动部分、输出部分和速比调节部分，所述输出部分包括输出轴、输出斜齿轮，输出斜齿轮固套在输出轴上，且同时与所有的导杆斜齿轮啮合，所述主动部分包括导杆机构、斜盘、斜盘支撑轴，所述导杆机构包括导杆固定支座和至少三个平行等角设置的导杆；所述导杆固定支座上等角设置有至少三个花键孔，每根所述导杆通过其外花键可以在其所在的花键孔内移动；每根所述导杆的一端都安装有内置单向离合器的导杆斜齿轮，另一端通过回位弹簧顶在斜盘盘面上的同时还可以在斜盘盘面上滑动，其特征在于：所述主动部分还包括空心输入轴；所述斜盘支撑轴为两段式对称安装，其轴线同时与斜盘的直径线和空心输入轴的直径线重合，将斜盘与空心输入轴铰接；所述空心输入轴通过输入轴支撑轴承和输入端盖轴承定位在导杆固定支座上；所述空心输入轴的内部空心结构为圆柱形，且轴体两侧对称设有矩形窗口；所述速比调节部分包括速比调节手柄、速比调节螺杆、移动螺母、变向滑块、轴内拉杆、轴内滑块和斜盘连杆；所述速比调节手柄与所述速比调节螺杆固接；所述速比调节螺杆通过螺杆支撑座定位在导杆固定支座内；所述速比调节螺杆与所述移动螺母通过螺纹旋合；所述移动螺母从剖面上看为口字形，并且带有斜滑槽；所述变向滑块嵌入到所述移动螺母的斜滑槽内，与所述斜滑槽构成移动副；所述变向滑块通过变向销轴与所述轴内拉杆的一端铰接；所述轴内滑块带有拉杆轴承和小端盖；所述小端盖将拉杆轴承固定在轴内滑块中；所述拉杆轴承的内圈与所述轴内拉杆的另一端通过过渡配合固接，所述拉杆轴承的外圈紧压在轴内滑块的内圈；轴内销轴穿过矩形窗口，将所述斜盘连杆与所述轴内滑块铰接；所述斜盘连杆的另一端与所述斜盘通过斜盘销轴铰接；所述轴内拉杆通过滑动轴承的支撑，部分伸入所述空心输入轴；所述输出滑块与所述空心输入轴构成移动副。

2.如权利要求1所述的速比连续可调的斜盘式脉动无级变速器，其特征在于：所述滑动轴承的外圆与所述空心输入轴的内圆采用过盈配合，滑动轴承的内圆与轴内拉杆采用间隙配合。

3.如权利要求1所述的速比连续可调的斜盘式脉动无级变速器，其特征在于：所述拉杆轴承选用一对向心推力轴承。

4.如权利要求2所述的速比连续可调的斜盘式脉动无级变速器，其特征在于：所述拉杆轴承选用一对向心推力轴承。

5.如权利要求1-4中任一项所述的速比连续可调的斜盘式脉动无级变速器，其特征在于：所述斜盘连杆与所述轴内滑块之间置有小滑块，三者同时以轴内销轴为铰接件铰链连接在一起。

6.如权利要求1-4中任一项所述的速比连续可调的斜盘式脉动无级变速器，其特征在于：所述移动螺母在其两侧各开有一个斜滑槽，且有两个所述变向滑块分别嵌入到所述两个斜滑槽内，每个变向滑块与其相对应的斜滑槽构成移动副。

7.如权利要求5所述的速比连续可调的斜盘式脉动无级变速器，其特征在于：所述移动螺母在其两侧各开有一个斜滑槽，且有两个所述变向滑块分别嵌入到所述两个斜滑槽内，每个变向滑块与其相对应的斜滑槽构成移动副。

8.如权利要求1-4中任一项所述的速比连续可调的斜盘式脉动无级变速器，其特征在于：所述移动螺母在其内侧只开有一个斜滑槽，且只有一个所述变向滑块嵌入到所述移动螺母的斜滑槽内，变向滑块与斜滑槽构成移动副。

9.如权利要求5所述的速比连续可调的斜盘式脉动无级变速器，其特征在于：所述移动螺母在其内侧只开有一个斜滑槽，且只有一个所述变向滑块嵌入到所述移动螺母的斜滑槽内，变向滑块与斜滑槽构成移动副。