CN103603934A - 一种无级变速机构 - Google Patents

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Abstract

一种无级变速机构，包括动力输入轴以及输出轴，在输入轴和输出轴之间设置有一差速齿轮组，该差速齿轮组包括固定于输入轴上与输入轴同步转动的输入锥齿轮、固定于输出轴上与输出轴同步转动的输出锥齿轮以及多个同时与输入锥齿轮和输出锥齿轮同时啮合的行星锥齿轮，各行星锥齿轮固定于一齿圈内壁，该齿圈与一反馈齿轮啮合，该反馈齿轮固定于一转轴上并与该转轴同步转动，在转轴与输入轴之间设置有调节转速比的调速组件。本发明与现有的无级变速机构相比，结构更加简洁，制作、安装、维护以及控制更加方便，通过控制调速组件可实现真正的无级调速功能，并且可实现正向输出、零输出以及反向输出功能，应用范围广，也更加方便。

Description

一种无级变速机构
技术领域
本发明涉及无级变速机构的改进技术。
背景技术
    现有的无级变速机构特别是应用于车辆中的无级变速机构结构复杂，对于各部件的精度要求较高，制作以及维护复杂、成本较高，并且摩擦损耗大，变速范围有限。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种结构简洁、无级变速范围大、控制方便的无级变速机构。
本发明采取的设计方案为：
一种无级变速机构，包括动力输入轴以及输出轴，在输入轴和输出轴之间设置有一差速齿轮组，该差速齿轮组包括固定于输入轴上与输入轴同步转动的输入锥齿轮、固定于输出轴上与输出轴同步转动的输出锥齿轮以及多个同时与输入锥齿轮和输出锥齿轮同时啮合的行星锥齿轮，各行星锥齿轮固定于一行星架上，在行星架上设置有一齿圈，该齿圈与一反馈齿轮啮合，该反馈齿轮固定于一转轴上并与该转轴同步转动，在转轴与输入轴之间设置有调节转速比的调速组件。
其中，所述的调速组件包括固定于输入轴上并与输入轴同步转动的主动轮固定部分、安装于输入轴上可沿输入轴轴向移动的主动轮活动部分、固定于转轴上并与转轴同步转动的从动轮固定部分以及安装于转轴上可沿转轴轴向移动的从动轮活动部分，主动轮固定部分与主动轮活动部分对应的两内侧面均为向外侧张开的倾斜面，从动轮固定部分和从动轮活动部分对应的两内侧面均为向外侧张开的倾斜面，主动轮固定部分与主动轮活动部分的倾斜面以及从动轮固定部分和从动轮活动部分的倾斜面形成底部宽度小于顶部宽度的环形槽，在两环形槽中安装有传动带，所述主动轮活动部分和从动轮活动部分通过驱动组件驱动实现轴向移动。
其中，所述的传动带由多节连接片通过活动轴销串连而成，连接片外侧壁为与倾斜面匹配的斜面。并且在活动轴销的两端均设置有并列的连接片，该连接片包括位于活动轴销外端部的外连接片以及位于外连接片内侧的内连接片，外连接片与内连接片交替设置，斜面设置于外连接片外侧壁。在斜面上固定有直接与倾斜面接触用于增加摩擦力的摩擦片。
其中，所述的驱动组件包括主动轮液压缸以及从动轮液压缸，主动轮液压缸连接主动轮活动部分并驱动主动轮活动部分移动，从动轮液压缸连接从动轮活动部分并驱动从动轮活动部分移动，主动轮液压缸以及从动轮液压缸之间通过管路连通，在管路中设置有双向泵。
本发明与现有的无级变速机构相比，结构更加简洁，制作、安装、维护以及控制更加方便，通过控制调速组件可实现真正的无级调速功能，并且可实现正向输出、零输出以及反向输出功能，应用范围广，也更加方便。
附图说明
图1为本发明实施例整体原理示意图。
图2为本实施例传动带多个连接片和活动轴销连接结构示意图。
图3为本实施例传动带连接片与活动轴销另一视角结构示意图。
具体实施方式
为了让本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步阐述。
如附图1、2、3所示。本实施例揭示的无级变速机构包括动力输入轴1以及输出轴2，在输入轴1和输出轴2之间设置有一差速齿轮组3。该该差速齿轮组3包括固定于输入轴1上与输入轴1同步转动的输入锥齿轮31、固定于输出轴2上与输出轴2同步转动的输出锥齿轮32以及多个同时与输入锥齿轮31和输出锥齿轮32同时啮合的行星锥齿轮33，各行星锥齿轮33固定于一行星架341上，在行星架341上设置有一齿圈34，该齿圈34与一反馈齿轮4啮合，该反馈齿轮4固定于一转轴5上并与该转轴5同步转动，在转轴5与输入轴1之间设置有调节转速比的调速组件6。
本实施例设计的调速组件6包括固定于输入轴1上并与输入轴1同步转动的主动轮固定部分61、安装于输入轴1上可沿输入轴1轴向移动的主动轮活动部分62、固定于转轴5上并与转轴5同步转动的从动轮固定部分63以及安装于转轴5上可沿转轴5轴向移动的从动轮活动部分64，主动轮固定部分61与主动轮活动部分62对应的两内侧面均为向外侧张开的倾斜面65，从动轮固定部分63和从动轮活动部分64对应的两内侧面同样均为向外侧张开的倾斜面，主动轮固定部分61与主动轮活动部分62的倾斜面以及从动轮固定部分63和从动轮活动部分64的倾斜面形成底部宽度小于顶部宽度的环形槽66，在两环形槽66中安装有传动带67，并且，主动轮活动部分62和从动轮活动部分64通过驱动组件68驱动实现轴向移动。当调节主动轮活动部分或从动轮活动部分使环形槽66的宽度小于传动带67宽度时，在倾斜面65的作用下传动带67 被绕于环形槽66上的部分直径变大，反之则直径变小，通过调节主动轮活动部分62和从动轮活动部分64改变环形槽66的宽度，可使传送带67绕于输入轴1部分的直径与绕于转轴5部分的直径比值改变，从而改变输入轴1和转轴5之间的传速比。
本实施例设计的驱动组件68包括主动轮液压缸68以及从动轮液压缸69，主动轮液压缸68连接主动轮活动部分62并驱动主动轮活动部分62移动，从动轮液压缸69连接从动轮活动部分64并驱动从动轮活动部分64移动，主动轮液压缸68以及从动轮液压缸69之间通过管路连通，在管路中设置有双向泵681。当双向泵681向主动轮液压缸68方向输送压力油时，主动轮液压缸68驱动主动轮活动部分62向主动轮固定部分61移动，该环形槽66宽度缩小，从而可使绕于该环形槽66中的传动带67直径变大，反之使直径变小；当双向泵681向从动轮液压缸69输送压力油时，从动轮液压缸69驱动从动轮活动部分64向从动轮固定部分63移动，该环形槽66宽度缩小，从而可使绕于该环形槽66中的传动带67直径变大，反之使直径变小，与此同时，主动轮液压缸68回缩，与之对应的环形槽宽度变大，绕于该环形槽的传动带67部分直径变小。
本实施例的传动带67由多节连接片671通过活动轴销672串连而成，连接片671外侧壁为与倾斜面匹配的斜面673。更加具体地说，在活动轴销672的两端均设置有并列的连接片671，该连接片671包括位于活动轴销672外端部的外连接片6711以及位于外连接片6711内侧的内连接6712片，外连接片6711与内连接片6712交替设置，既通过活动轴销672首尾串连，斜面设置于外连接片6712的外侧壁。并且，在斜面上固定有直接与倾斜面接触用于增加摩擦力的摩擦片。
为了便于本领域技术人员理解，下面将输出轴为正向、零输出以及输出轴为反向三个方面进行原理说明，首先，假定齿圈34与反馈齿轮4的传速比为2:1。
1.当输出轴输出状态需要为正向时，通过调节调速组件，使绕于主动轮固定部分和主动轮活动部分之间的环形槽中的传动带环绕直径大于绕于从动轮固定部分和从动轮活动部分之间的环形槽中的传动带环绕直径，既，通过调速组件使输入轴与转轴之间的转速比大于1时，输入锥齿轮转速小于通过转轴、反馈齿轮控制的齿圈转速，由此通过行星锥齿轮传递至输出锥齿轮的旋转方向相反，输出轴为正向输出。
2. 当输出轴输出状态需要为反向时，通过调节调速组件，使绕于主动轮固定部分和主动轮活动部分之间的环形槽中的传动带环绕直径小于绕于从动轮固定部分和从动轮活动部分之间的环形槽中的传动带环绕直径，既，通过调速组件使输入轴与转轴之间的转速比小于1时，输入锥齿轮转速大于通过转轴、反馈齿轮控制的齿圈转速，由此通过行星锥齿轮传递至输出锥齿轮的旋转方向相反，输出轴为反向输出。
3.当输出轴输出状态为零，既输出轴为无输出静止状态时，通过调节调速组件，使绕于主动轮固定部分和主动轮活动部分之间的环形槽中的传动带环绕直径等于绕于从动轮固定部分和从动轮活动部分之间的环形槽中的传动带环绕直径，既，通过调速组件使输入轴与转轴之间的转速比等于1时，输入锥齿轮转速等于通过转轴、反馈齿轮控制的齿圈转速，由此通过行星锥齿轮传递至输出锥齿轮的动力为零，输出轴无输出状态。
从上面各过程可看出，通过合适的绕于主动轮固定部分和主动轮活动部分之间的环形槽中的传动带环绕直径及绕于从动轮固定部分和从动轮活动部分之间的环形槽中的传动带环绕直径的比值，可达到输出轴正向输出无级调节、输出轴反向输出以及无输出的控制，控制方便，极大扩充了无级变速器的应用范围。
本发明设计的无级变速机构无需复杂的后方部件，同时也无需其他离合控制器，简化了应用时后方结构的复杂性。并且在动力的传输中，传动带仅为速度控制部件之一，不是动力传递的主要或唯一部件，减少了传动带的负荷，提高了传动带的使用寿命。
以上为本发明较佳的实现方式，需要说明的是，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，这些改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种无级变速机构，包括动力输入轴（1）以及输出轴（2），其特征在于，在输入轴和输出轴之间设置有一差速齿轮组（3），该差速齿轮组包括固定于输入轴上与输入轴同步转动的输入锥齿轮（31）、固定于输出轴上与输出轴同步转动的输出锥齿轮（32）以及多个同时与输入锥齿轮和输出锥齿轮同时啮合的行星锥齿轮（33），各行星锥齿轮固定于一行星架（341）上，在行星架上设置有一齿圈（34），该齿圈与一反馈齿轮（4）啮合，该反馈齿轮固定于一转轴（5）上并与该转轴同步转动，在转轴与输入轴之间设置有调节转速比的调速组件（6）。
2.根据权利要求1所述的无级变速机构，其特征在于，所述的调速组件包括固定于输入轴上并与输入轴同步转动的主动轮固定部分（61）、安装于输入轴上可沿输入轴轴向移动的主动轮活动部分（62）、固定于转轴上并与转轴同步转动的从动轮固定部分（63）以及安装于转轴上可沿转轴轴向移动的从动轮活动部分（64），主动轮固定部分与主动轮活动部分对应的两内侧面均为向外侧张开的倾斜面（65），从动轮固定部分和从动轮活动部分对应的两内侧面均为向外侧张开的倾斜面，主动轮固定部分与主动轮活动部分的倾斜面以及从动轮固定部分和从动轮活动部分的倾斜面形成底部宽度小于顶部宽度的环形槽（66），在两环形槽中安装有传动带（67），所述主动轮活动部分和从动轮活动部分通过驱动组件驱动实现轴向移动。
3.根据权利要求2所述的无级变速机构，其特征在于，所述的传动带由多节连接片（671）通过活动轴销（672）串连而成，连接片外侧壁为与倾斜面匹配的斜面（673）。
4.根据权利要求3所述的无级变速机构，其特征在于，在活动轴销的两端均设置有并列的连接片，该连接片包括位于活动轴销外端部的外连接片（6711）以及位于外连接片内侧的内连接（6712）片，外连接片与内连接片交替设置，斜面设置于外连接片外侧壁。
5.根据权利要求4所述的无级变速机构，其特征在于，在斜面上固定有直接与倾斜面接触用于增加摩擦力的摩擦片。
6.根据权利要求2所述的无级变速机构，其特征在于，所述的驱动组件包括主动轮液压缸（68）以及从动轮液压缸（69），主动轮液压缸连接主动轮活动部分并驱动主动轮活动部分移动，从动轮液压缸连接从动轮活动部分并驱动从动轮活动部分移动，主动轮液压缸以及从动轮液压缸之间通过管路连通，在管路中设置有双向泵（681）。
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