CN103697125B - 一种无级变速装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机械传动技术领域，具体的是一种无级变速机构。它包括动力输入轴（1）、中间传动体和动力输出轴（5），所述动力输入轴（1）上设置有主动锥轮（2），所述动力输出轴（5）上设置有与主动锥轮（2）匹配的从动锥轮（6），所述主动锥轮（2）通过中间传动体与从动锥轮（6）配合摩擦传动。该无级变速机构结构简单，方便控制。

Description

一种无级变速装置
技术领域
本发明涉及机械传动技术领域，具体的是一种无级变速机构。
背景技术
公知的无级变速器传动通常分为牵引式和摩擦式两种，牵引式传动通过接触面间的液体介质分子力传递动力；摩擦式传动通过接触面的摩擦力传递动力。牵引式传动无级变速器典型运用就是牵引环式无级变速器，其优点是可以串联布置多组牵引环，传递的扭矩大，效率高，但缺点是装置热负荷高，对液体介质物理化学性质要求很高，传递的转速较低。摩擦式无级变速器的典型应用就是金属V带式无级变速器，通过轴向的调节V形带槽宽度，控制主动轮和从动轮V带实际接触面的半径，从而实现连续调节传动比。金属带式无级变速器的构件多，结构复杂，加工要求较高。这就是现有技术所存在的不足之处。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种结构简单的无级变速机构。
本方案是通过如下技术措施来实现的：一种无级变速机构，它包括动力输入轴、中间传动体和动力输出轴，所述动力输入轴上设置有主动锥轮，所述动力输出轴上设置有与主动锥轮匹配的从动锥轮，所述主动锥轮通过中间传动体与从动锥轮配合摩擦传动。
上述主动锥轮和从动锥轮的尺寸大小相同，所述相对应，所述主动锥轮小端与从动锥轮小端相对应。
上述中间传动体可以为以下两种结构：
（一）上述中间传动体包括可径向移动的中间传动轴，所述中间传动轴上设置有中间传动盘，所述动力输入轴、中间传动轴和动力输出轴的轴线平行，所述中间传动盘与主动锥轮和从动锥轮配合传动。沿中间传动轴径向方向设置有与中间传动轴位置匹配的滑槽结构，所述中间传动轴可沿着滑槽径向移动，其轴向移动和旋转运动被限制，所述中间传动盘绕着中间传动轴旋转，但在中间传动轴上的位置固定，所述中间传动盘又分为以下两种结构：1.所述中间传动盘横截面两端的轮廓线为与主动锥轮和从动锥轮母线接触的弧线，所述中间传动盘与主动锥轮和从动锥轮形成点接触；2.所述中间传动盘横截面两端的轮廓线为与主动锥轮和从动锥轮母线平行的直线，所述中间传动盘与主动锥轮和从动锥轮形成线接触。
（二）所述中间传动体包括可径向移动的中间传动轴，沿中间传动轴径向方向设置有与中间传动轴位置匹配的滑槽结构，所述中间传动轴可沿着滑槽径向移动，其轴向移动和旋转运动被限制，所述中间传动轴中间固定连接有支架，所述支架包括对称设置的支架Ⅰ和支架Ⅱ，所述支架Ⅰ上设置有绕支架Ⅰ转动的连接套筒Ⅰ，所述连接套筒Ⅰ两端固定连接有摩擦盘Ⅰ和锥齿轮Ⅰ，所述支架Ⅱ上设置有绕支架Ⅱ转动的连接套筒Ⅱ，所述连接套筒Ⅱ两端分别固定连接有与摩擦盘Ⅰ和锥齿轮Ⅰ尺寸相等的摩擦盘Ⅱ和锥齿轮Ⅱ，所述锥齿轮Ⅰ与锥齿轮Ⅱ啮合传动，所述动力输入轴、中间传动轴和动力输出轴的轴线平行。所述摩擦盘Ⅰ截面两端的轮廓线为与主动锥轮母线接触的弧线，所述摩擦盘Ⅰ与主动锥轮形成点接触，所述摩擦盘Ⅱ截面两端的轮廓线为与从动锥轮母线接触的弧线，所述摩擦盘Ⅱ与从动锥轮形成点接触；所述摩擦盘Ⅰ截面两端的轮廓线为与主动锥轮母线平行的直线，所述摩擦盘Ⅰ与主动锥轮形成线接触，所述摩擦盘Ⅱ截面两端的轮廓线为与从动锥轮母线平行的直线，所述摩擦盘Ⅱ与从动锥轮形成线接触。
上述动力输入轴与主动锥轮配合安装方式可以有以下两种：
（一）上述动力输入轴上设置有导向键，所述主动锥轮通过导向键与动力输入轴配合安装，在这种安装方式中动力输入轴两端通过轴承固定，主动锥轮为滑移锥轮，在气缸或液压缸的驱动下，主动锥轮可以沿着导向键在动力输入轴上滑动。
（二）上述主动锥轮固定连接在可轴向移动的动力输入轴上，在这种安装方式中动力输入轴两端连接有内部设置有轴承的轴承座，液压缸或气缸驱动轴承座，使得动力输入轴可以轴向移动。
与动力输入轴和主动锥轮配合安装的方式一样，上述动力输出轴与从动锥轮的安装方式也有以下两种:
（一）上述动力输出轴上设置有导向键，所述从动锥轮通过导向键与动力输出轴配合安装，在这种安装方式中动力输出轴两端通过轴承固定，从动锥轮为滑移锥轮，在气缸或液压缸的驱动下，从动锥轮可以沿着导向键在动力输出轴上滑动。
（二）上述从动锥轮固定连接在可轴向移动的动力输出轴上，在这种安装方式中动力输出轴两端连接有内部设置有轴承的轴承座，液压缸或气缸驱动轴承座，使得动力输出轴可以轴向移动。
无级变速时的驱动方式有以下两种：
（一）用气缸或液压缸给予主动锥轮（动力输入轴）和从动锥轮（动力输出轴）同样的驱动力，中间传动体与主动锥轮和从动锥轮的接触位置不变，从而保持恒定的传动比，通过气缸、液压缸或杠杆机构给予中间传动体适当的驱动力，来改变中间传动体与主动锥轮和从动锥轮的接触位置，从而改变传动比。
（二）用气缸或液压缸给予主动锥轮（动力输入轴）和从动锥轮（动力输出轴）同样的驱动力，中间传动体与主动锥轮和从动锥轮的接触位置不变，从而保持恒定的传动比，通过气缸或液压缸给予主动锥轮和从动锥轮不同的驱动力，来改变中间传动体与主动锥轮和从动锥轮的接触位置，从而改变传动比。
本发明的有益效果从上述的技术方案可以得知：一种无级变速机构，通过中间传动体与主动锥轮和从动锥轮接触，依靠摩擦力将动力从动力输入轴传至动力输出轴，中间传动体通过与主动锥轮和从动锥轮的不同位置接触可实现无级变速，通过控制气缸或液压缸给予主动锥轮和从动锥轮的驱动力大小来改变中间传动体与主动锥轮和从动锥轮的接触位置；或是给予主动锥轮和从动锥轮同样大小的驱动力，通过气缸、液压缸或杠杆机构对中间传动体施加作用力来改变中间传动体与主动锥轮和从动锥轮的接触位置，即可实现传动比的调整，本无级变速机构结构简单，控制方便，降低了装配工艺复杂性与技术性，成本较低。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1为具体实施例1的结构示意图；
图2为具体实施例2的结构示意图；
图3为具体实施例3的结构示意图；
图4为具体实施例4的结构示意图。
图中1-动力输入轴，2-主动锥轮，3-中间传动轴，4-中间传动盘，5-动力输出轴，6-从动锥轮，7.1-支架Ⅰ，7.2-支架Ⅱ，8.1-摩擦盘Ⅰ，8.2-摩擦盘Ⅱ，9.1-连接套筒Ⅰ，9.2-连接套筒Ⅱ，10.1-锥齿轮Ⅰ，10. 2-锥齿轮Ⅱ。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。在具体实施方式中所提及的上下左右与说明书附图中的上下左右方向一致。
具体实施方式一：
如图1所示，一种无级变速机构，它包括动力输入轴1、中间传动体和动力输出轴5，所述动力输入轴1上设置有主动锥轮2，所述动力输出轴5上设置有与主动锥轮2匹配的从动锥轮6，所述主动锥轮2通过中间传动体与从动锥轮6
配合摩擦传动。
上述主动锥轮2和从动锥轮6的尺寸大小相同，所述主动锥轮2大端与从动锥轮6大端相对应，所述主动锥轮2小端与从动锥轮6小端相对应。
上述中间传动体包括可径向移动的中间传动轴3，沿中间传动轴3径向方向设置有与中间传动轴3位置匹配的滑槽结构（图中未示出），所述中间传动轴3可沿着滑槽径向移动，其轴向移动和旋转运动被限制，所述中间传动轴3上设置有中间传动盘4，所述中间传动盘4绕着中间传动轴3旋转，但在中间传动轴3上的位置固定。所述动力输入轴1、中间传动轴3和动力输出轴5的轴线平行，所述中间传动盘4与主动锥轮2和从动锥轮6配合传动。所述中间传动盘4横截面两端的轮廓线为与主动锥轮2和从动锥轮6母线接触的弧线，所述中间传动盘4与主动锥轮2和从动锥轮6形成点接触。
上述动力输入轴与主动锥轮配合安装方式有以下两种：
（一）上述动力输入轴1上设置有导向键，所述主动锥轮2通过导向键与动力输入轴1配合安装，在这种安装方式中动力输入轴1两端通过轴承固定，主动锥轮2为滑移锥轮，其可以在气缸或液压缸的驱动下沿着导向键在动力输入轴1上滑动。
（二）上述主动锥轮2固定连接在可轴向移动的动力输入轴1上，在这种安装方式中动力输入轴1在驱动装置下沿着轴向移动，带动主动锥轮2轴向移动，动力输入轴1两端连接有内部设置有轴承的轴承座，轴承座可在液压缸或气缸的驱动下带动动力输入轴1轴向移动。
与动力输入轴1和主动锥轮2配合安装的方式一样，上述动力输出轴5与从动锥轮6的安装方式在此不再赘述。
无级变速时的驱动方式有以下两种：
（一）用气缸或液压缸给予主动锥轮2（动力输入轴1）和从动锥轮6（动力输出轴5）同样的驱动力，中间传动体与主动锥轮2和从动锥轮6的接触位置不变，此时保持恒定的传动比，通过气缸、液压缸或杠杆机构给予中间传动体适当的驱动力，来改变中间传动体与主动锥轮2和从动锥轮6的接触位置，从而改变传动比。
（二）用气缸或液压缸给予主动锥轮2（动力输入轴1）和从动锥轮6（动力输出轴5）同样的驱动力，中间传动体与主动锥轮2和从动锥轮6的接触位置不变，此时保持恒定的传动比，通过气缸或液压缸给予主动锥轮2和从动锥轮6不同的驱动力，来改变中间传动体与主动锥轮2和从动锥轮6的接触位置，从而改变传动比。在本实施例中，主动锥轮2和从动锥轮6都是分别通过导向键与动力输入轴1和动力输出轴5配合安装，通过气缸给予主动锥轮2和从动锥轮6同样的驱动力，保持固定的传动比传动，通过气缸或液压缸给予主动锥轮2和从动锥轮6不同的驱动力，来改变中间传动体与主动锥轮2和从动锥轮6的接触位置，就能得到不同的传动比。例如，当中间传动盘与主动锥轮2的大端和从动锥轮6小端接触时，传动比最高，通过气压缸给予从动锥轮6大端较大的向上推力时，从动锥轮6向上移动，中间传动盘在从动锥轮6的作用下向右移动，主动锥轮2向下移动，传动比降低，通过给予主动锥轮2和从动锥轮6大端不同的推力，能够改变主动锥轮2、中间传动盘和从动锥轮6的相对位置，就能得到不同的传动比。
具体实施方式二：
与具体实施方式一的不同之处在于：所述中间传动盘4横截面两端的轮廓线为与主动锥轮2和从动锥轮6母线平行的直线，所述中间传动盘4与主动锥轮2和从动锥轮6形成线接触。
具体实施方式三：
与具体实施方式一的不同之处在于：所述中间传动体包括中间传动轴3，沿中间传动轴3径向方向设置有与中间传动轴3位置匹配的滑槽结构，所述中间传动轴3可沿着滑槽径向移动，其轴向移动和旋转运动被限制，所述中间传动轴3中间固定连接有支架，所述支架包括对称设置的支架Ⅰ7.1和支架Ⅱ7.2，所述支架Ⅰ7.1上设置有绕支架Ⅰ7.1转动的连接套筒Ⅰ9.1，所述连接套筒Ⅰ9.1两端固定连接有摩擦盘Ⅰ8.1和锥齿轮Ⅰ10.1，所述支架Ⅱ7.2上设置有绕支架Ⅱ7.2转动的连接套筒Ⅱ9.2，所述连接套筒Ⅱ9.2两端分别固定连接有与摩擦盘Ⅰ8.1和锥齿轮Ⅰ10.1尺寸相等的摩擦盘Ⅱ8.2和锥齿轮Ⅱ10.2，所述锥齿轮Ⅰ10.1与锥齿轮Ⅱ10.2啮合传动，所述动力输入轴1、中间传动轴3和动力输出轴5的轴线平行。所述摩擦盘Ⅰ8.1截面两端的轮廓线为与主动锥轮2母线接触的弧线，所述摩擦盘Ⅰ8.1与主动锥轮2形成点接触，所述摩擦盘Ⅱ8.2截面两端的轮廓线为与从动锥轮6母线接触的弧线，所述摩擦盘Ⅱ8.2与从动锥轮6形成点接触。
具体实施方式四：
与具体实施方式三的不同之处在于：所述摩擦盘Ⅰ8.1截面两端的轮廓线为与主动锥轮2母线平行的直线，所述摩擦盘Ⅰ8.1与主动锥轮2形成线接触，所述摩擦盘Ⅱ8.2截面两端的轮廓线为与从动锥轮6母线平行的直线，所述摩擦盘Ⅱ8.2与从动锥轮6形成线接触。

Claims (10)

1.一种无级变速机构，其特征是：它包括动力输入轴（1）、中间传动体和动力输出轴（5），所述动力输入轴（1）上设置有主动锥轮（2），所述动力输出轴（5）上设置有与主动锥轮（2）匹配的从动锥轮（6），所述主动锥轮（2）通过中间传动体与从动锥轮（6）配合摩擦传动，所述中间传动体包括可径向移动的中间传动轴（3），所述中间传动轴（3）上设置有绕其旋转的中间传动盘（4），所述动力输入轴（1）、中间传动轴（3）和动力输出轴（5）的轴线平行。
2.根据权利要求1所述的无级变速机构，其特征是：所述主动锥轮（2）和从动锥轮（6）的尺寸大小相同，所述主动锥轮（2）的大端与从动锥轮（6）的大端相对应，所述主动锥轮（2）的小端与从动锥轮（6）的小端相对应。
3.根据权利要求1所述的无级变速机构，其特征是：所述中间传动盘（4）的横截面中两端的轮廓线为与主动锥轮（2）和从动锥轮（6）母线接触的弧线，所述中间传动盘（4）与主动锥轮（2）和从动锥轮（6）形成点接触。
4.根据权利要求1所述的无级变速机构，其特征是：所述中间传动盘（4）横截面两端的轮廓线为与主动锥轮（2）和从动锥轮（6）母线平行的直线，所述中间传动盘（4）与主动锥轮（2）和从动锥轮（6）形成线接触。
5.根据权利要求1或2所述的无级变速机构，其特征是：所述动力输入轴（1）和动力输出轴（5）上分别设置有导向键，所述主动锥轮（2）和从动锥轮（6）分别通过导向键与动力输入轴（1）和动力输出轴（5）配合安装。
6.根据权利要求1或2所述的无级变速机构，其特征是：所述主动锥轮（2）固定在可轴向移动的动力输入轴（1）上，所述动力输入轴（1）的轴向移动由气缸或液压缸驱动，所述从动锥轮（6）固定在可轴向移动的动力输出轴（5）上，所述动力输出轴（5）由气缸或液压缸驱动。
7.一种无级变速机构，其特征是：它包括动力输入轴（1）、中间传动体和动力输出轴（5），所述动力输入轴（1）上设置有主动锥轮（2），所述动力输出轴（5）上设置有与主动锥轮（2）匹配的从动锥轮（6），所述主动锥轮（2）通过中间传动体与从动锥轮（6）配合摩擦传动，所述中间传动体包括可径向移动的中间传动轴（3），所述中间传动轴（3）中间固定连接有支架，所述支架包括对称设置的支架Ⅰ（7.1）和支架Ⅱ（7.2），所述支架Ⅰ（7.1）上设置有绕其转动的连接套筒Ⅰ（9.1），所述连接套筒Ⅰ（9.1）两端固定连接有摩擦盘Ⅰ（8.1）和锥齿轮Ⅰ（10.1），所述支架Ⅱ（7.2）上设置有绕其转动的连接套筒Ⅱ（9.2），所述连接套筒Ⅱ（9.2）两端分别固定连接有与摩擦盘Ⅰ（8.1）和锥齿轮Ⅰ（10.1）尺寸相等的摩擦盘Ⅱ（8.2）和锥齿轮Ⅱ（10.2），所述锥齿轮Ⅰ（10.1）与锥齿轮Ⅱ（10.2）啮合传动，所述动力输入轴（1）、中间传动轴（3）和动力输出轴（5）的轴线平行；
所述主动锥轮（2）为安装在动力输入轴（1）上的滑移锥轮，所述从动锥轮（6）为安装在动力输出轴（5）上的滑移锥轮；
或者所述主动锥轮（2）固定在可轴向移动的动力输入轴（1）上，所述从动锥轮（6）固定在可轴向移动的动力输出轴（5）上。
8.根据权利要求7所述的无级变速机构，其特征是：所述主动锥轮（2）和从动锥轮（6）的尺寸大小相同，所述主动锥轮（2）的大端与从动锥轮（6）的大端相对应，所述主动锥轮（2）的小端与从动锥轮（6）的小端相对应。
9.根据权利要求7或8所述的无级变速机构，其特征是：所述摩擦盘Ⅰ（8.1）截面两端的轮廓线为与主动锥轮（2）的母线接触的弧线，所述摩擦盘Ⅰ（8.1）与主动锥轮（2）形成点接触，所述摩擦盘Ⅱ（8.2）截面两端的轮廓线为与从动锥轮（6）的母线接触的弧线，所述摩擦盘Ⅱ（8.2）与从动锥轮（6）形成点接触。
10.根据权利要求7或8所述的无级变速机构，其特征是：所述摩擦盘Ⅰ（8.1）截面两端的轮廓线为与主动锥轮（2）的母线平行的直线，所述摩擦盘Ⅰ（8.1）
与主动锥轮（2）形成线接触，所述摩擦盘Ⅱ（8.2）截面两端的轮廓线为与从动锥轮（6）的母线平行的直线，所述摩擦盘Ⅱ（8.2）与从动锥轮（6）形成线接触。
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