CN110145570A - 一种锥轮式无级变速机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锥轮式无级变速机构，其包括机箱、动力输入轴和动力输出轴，动力输入轴和动力输出轴平行安装在机箱内，动力输入轴和动力输出轴上分别固定有方向相反的输入锥形轮和输出锥形轮，输入锥形轮和输出锥形轮之间设有伞状扩张机构，伞状扩张机构包括伞状机构、扩张驱动机构和调位驱动机构，伞状机构包括伞轴和多个扩张件，伞轴活动穿设于机箱一侧壁，多个扩张件转动连接在伞轴一端周侧，形成伞状，多个扩张件由扩张驱动机构驱动同时向外扩张用于压紧输入锥形轮和输出锥形轮的锥面以连通动力传输，伞轴另一端转动连接设于机箱外的调位驱动机构，调位驱动机构驱动伞轴带动多个扩张件沿伞轴的轴向移动用于调节压紧位置以实现无极变速。
Description
技术领域
本发明涉及变速器技术领域，尤其涉及一种锥轮式无级变速机构。
背景技术
无级变速器是变速器的一种，是利用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力，以此实现传动比的连续改变。现有的无级变速器包括金属带式无极变速器、链条式无极变速器或者KRG锥环式无极变速器等类型；其中，金属带式无极变速器或链条式无级变速器，其被动带轮需要液压***来精确控制，结构复杂，生产成本高，传动带易损坏或变形，导致性能不稳定，而且对材质要求高；而KRG锥环式无级变速器，其由锥轮和传动环配合传递动力，不仅结构复杂，而且对其物理性能要求也高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种设计合理，结构简单，不易损坏或变形，可施行性强的锥轮式无级变速机构。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种锥轮式无级变速机构，其包括机箱、动力输入轴和动力输出轴，所述动力输入轴和动力输出轴平行安装在机箱内，动力输入轴和动力输出轴上分别固定有方向相反的输入锥形轮和输出锥形轮，所述输入锥形轮和输出锥形轮之间设有伞状扩张机构，所述伞状扩张机构包括伞状机构、扩张驱动机构和调位驱动机构，所述伞状机构包括伞轴和多个扩张件，所述伞轴活动穿设于机箱一侧壁，所述多个扩张件转动连接在伞轴一端周侧，形成伞状，所述多个扩张件由扩张驱动机构驱动同时向外扩张，用于压紧输入锥形轮和输出锥形轮的锥面以连通动力传输，所述伞轴另一端转动连接设于机箱外的调位驱动机构，调位驱动机构驱动伞轴带动多个扩张件沿伞轴的轴向移动，用于调节压紧位置以实现无极变速。
作为优选，所述伞轴一端为中空结构，伞轴一端侧壁沿周侧开设有多个U形槽，所述多个扩张件均由弧形杆以及与弧形杆中部固定连接成T形的支撑杆构成，所述多个扩张件的支撑杆通过多个转轴分别转动连接在多个U形槽的槽口处。
作为优选，所述扩张驱动机构包括拉杆，所述拉杆与伞轴共中心线的活动穿设于机箱另一侧壁，所述拉杆一端活动插置在伞轴一端内，拉杆一端部分别对应多个U形槽固定有延伸出U形槽用于顶推相应支撑杆的多个顶杆，所述拉杆另一端与机箱外设有的推拉机构转动连接，推拉机构驱动拉杆带动多个顶杆向拉杆另一端移动用于驱动多个扩张件同时向外扩张。
作为优选，所述推拉机构包括第一连接块、第一螺杆和第一驱动电机，所述第一连接块一端开设有第一T形腔，拉杆另一端可转动360°的插接在第一T形腔内，拉杆另一端设有用于防止拉杆脱离第一T形腔的第一轴向限位圈，所述第一连接块另一端与第一螺杆一端固定连接，所述第一螺杆上螺纹连接有第一从动齿轮，所述第一驱动电机固定安装于机箱另一侧，第一驱动电机的输出轴上固定套设有第一主动齿轮，第一主动齿轮与第一从动齿轮啮合连接，用于驱动第一螺杆带动拉杆沿轴向移动。
作为优选，所述调位驱动机构包括第二连接块、第二螺杆和第二驱动电机，所述第二连接块一端开设有第二T形腔，伞轴另一端可转动360°的插接在第二T形腔内，伞轴另一端设有用于防止伞轴脱离第二T形腔的第二轴向限位圈，所述第二连接块另一端与第二螺杆一端固定连接，所述第二螺杆上螺纹连接有第二从动齿轮，所述第二驱动电机固定安装于机箱一侧，第二驱动电机的输出轴上固定套设有第二主动齿轮，第二主动齿轮与第二从动齿轮啮合连接，用于驱动第二螺杆带动伞轴沿轴向移动。
作为优选，所述伞轴中心线与输入锥形轮锥面的距离和伞轴中心线与输出锥形轮锥面的距离相同。
作为优选，所述第一螺杆和第二螺杆的螺纹方向相同，且第一从动齿轮和第二从动齿轮的螺纹方向相同；所述第一驱动电机和第二驱动电机均为正反转电机。
作为优选，所述动力输入轴、动力输出轴、伞轴和拉杆分别与机箱轴套配合，可实现绕轴中心线转动。
本发明采用以上技术方案，由于第一驱动电机和第二驱动电机均为固定安装，和/或第一从动齿轮和第二从动齿轮在轴向限位机构的作用下，使得第一从动齿轮和第二从动齿轮只能进行周向转动而不能进行轴向移动，使其能够通过控制第一驱动电机和第二驱动电机先同向转动，带动伞轴和拉杆同步沿轴向向右或者向左移动，来调节多个扩张件所需压紧位置，之后维持多个扩张件轴向位置不变，并控制第一驱动电机带动拉杆向右移动，带动多个顶杆分别靠近顶推多个扩张件，以驱动多个扩张件同时向外扩张压紧输入锥形轮和输出锥形轮的锥面，实现动力传输的连通。具体地，例如，控制第一驱动电机和第二驱动电机先进行正转，带动各主动齿轮及各从动齿轮正向转动，带动各螺杆经各连接块沿轴向向右移动，从而带动伞轴及多个扩张件、拉杆及多个顶杆均沿伞轴的轴向向右移动，以将多个扩张件预压紧输入锥形轮和输出锥形轮锥面的压紧位置调节至右端位置，此时输入锥形轮半径变小且输出锥形轮半径变大，传动比增大，从而实现将速比调大；反之，将多个扩张件调节至左端位置，可实现将速比调小；在调节好预压紧位置后，控制多个扩张件的轴向位置不变，通过控制第一驱动电机进行正转，驱动第一主动齿轮和第一从动齿轮正向转动，带动第一螺杆经第一连接块带动拉杆及多个顶杆沿轴向向右移动靠近并顶推多个扩张件，以驱动多个扩张件同时向外扩张直至压紧输入锥形轮和输出锥形轮的锥面，从而实现动力传输的连通。本发明设计合理，结构简单，生产成本低，不易损坏或变形，使用寿命长，工作性能稳定，可施行性强，适于推广应用。
附图说明
现结合附图对本发明作进一步阐述：
图1为本发明锥轮式无级变速机构的结构示意图；
图2为本发明多个扩张件同时向外扩张时的状态示意图之一；
图3为本发明多个扩张件同时向外扩张时的状态示意图之二；
图4为本发明扩张件的结构示意图；
图5为本发明伞轴一端的结构示意图；
图6为本发明拉杆一端的结构示意图。
具体实施方式
如图1-6之一所示，本发明的锥轮式无级变速机构，其包括机箱1、动力输入轴2和动力输出轴5，所述动力输入轴2和动力输出轴5平行安装在机箱1内，动力输入轴2和动力输出轴5上分别固定有方向相反的输入锥形轮3和输出锥形轮4，所述输入锥形轮3和输出锥形轮4之间设有伞状扩张机构，所述伞状扩张机构包括伞状机构6、扩张驱动机构7和调位驱动机构8，所述伞状机构6包括伞轴61和多个扩张件62，所述伞轴61活动穿设于机箱1一侧壁，所述多个扩张件62转动连接在伞轴61一端周侧，形成伞状，所述多个扩张件62由扩张驱动机构7驱动同时向外扩张，用于压紧输入锥形轮3和输出锥形轮4的锥面以连通动力传输，所述伞轴61另一端转动连接设于机箱1外的调位驱动机构8，调位驱动机构8驱动伞轴61带动多个扩张件62沿伞轴61的轴向移动，用于调节压紧位置以实现无极变速。
作为优选，所述伞轴61一端为中空结构，伞轴61一端侧壁沿周侧开设有多个U形槽611，所述多个扩张件62均由弧形杆621以及与弧形杆621中部固定连接成T形的支撑杆622构成，支撑杆622上设有轴孔623，所述多个扩张件62的支撑杆622通过多个转轴63分别转动连接在多个U形槽611的槽口处。
作为优选，所述扩张驱动机构7包括拉杆71，所述拉杆71与伞轴61共中心线的活动穿设于机箱1另一侧壁，所述拉杆71一端活动插置在伞轴61一端内，拉杆71一端部分别对应多个U形槽611固定有延伸出U形槽611用于顶推相应支撑杆622的多个顶杆72，所述拉杆71另一端与机箱1外设有的推拉机构9转动连接，推拉机构9驱动拉杆71带动多个顶杆72向拉杆71另一端移动用于驱动多个扩张件62同时向外扩张。
作为优选，所述推拉机构9包括第一连接块91、第一螺杆92和第一驱动电机95，所述第一连接块91一端开设有第一T形腔，拉杆71另一端可转动360°的插接在第一T形腔内，拉杆71另一端设有用于防止拉杆71脱离第一T形腔的第一轴向限位圈，所述第一连接块91另一端与第一螺杆92一端固定连接，所述第一螺杆92上螺纹连接有第一从动齿轮93，所述第一驱动电机95固定安装于机箱1另一侧，第一驱动电机95的输出轴上固定套设有第一主动齿轮94，第一主动齿轮94与第一从动齿轮93啮合连接，用于驱动第一螺杆92带动拉杆71沿轴向移动。
作为优选，所述调位驱动机构8包括第二连接块81、第二螺杆82和第二驱动电机85，所述第二连接块81一端开设有第二T形腔，伞轴61另一端可转动360°的插接在第二T形腔内，伞轴61另一端设有用于防止伞轴61脱离第二T形腔的第二轴向限位圈，所述第二连接块81另一端与第二螺杆82一端固定连接，所述第二螺杆82上螺纹连接有第二从动齿轮83，所述第二驱动电机85固定安装于机箱1一侧，第二驱动电机85的输出轴上固定套设有第二主动齿轮84，第二主动齿轮84与第二从动齿轮83啮合连接，用于驱动第二螺杆82带动伞轴61沿轴向移动。
作为优选，所述伞轴61中心线与输入锥形轮3锥面的距离和伞轴61中心线与输出锥形轮4锥面的距离相同。
作为优选，所述第一螺杆92和第二螺杆82的螺纹方向相同，且第一从动齿轮93和第二从动齿轮83的螺纹方向相同；所述第一驱动电机95和第二驱动电机85均为正反转电机。
作为优选，所述动力输入轴2、动力输出轴5、伞轴61和拉杆71分别与机箱1轴套配合，可实现绕轴中心线转动。
本发明采用以上技术方案，由于第一驱动电机95和第二驱动电机85均为固定安装，和/或第一从动齿轮93和第二从动齿轮83在轴向限位机构的作用下，使得第一从动齿轮93和第二从动齿轮83只能进行周向转动而不能进行轴向移动，使其能够通过控制第一驱动电机95和第二驱动电机85先同向转动，带动伞轴61和拉杆71同步沿轴向向右或者向左移动，来调节多个扩张件62所需压紧位置，之后维持多个扩张件62轴向位置不变，并控制第一驱动电机95带动拉杆71向右移动，带动多个顶杆72分别靠近顶推多个扩张件62，以驱动多个扩张件62同时向外扩张压紧输入锥形轮3和输出锥形轮4的锥面，实现动力传输的连通。具体地，例如，控制第一驱动电机95和第二驱动电机85先进行正转，带动各主动齿轮及各从动齿轮正向转动，带动各螺杆经各连接块沿轴向向右移动，从而带动伞轴61及多个扩张件62、拉杆71及多个顶杆72均沿伞轴61的轴向向右移动，以将多个扩张件62预压紧输入锥形轮3和输出锥形轮4锥面的压紧位置调节至右端位置，此时输入锥形轮3半径变小且输出锥形轮4半径变大，传动比增大，从而实现将速比调大；反之，将多个扩张件62调节至左端位置，可实现将速比调小；在调节好预压紧位置后，控制多个扩张件62的轴向位置不变，通过控制第一驱动电机95进行正转，驱动第一主动齿轮94和第一从动齿轮93正向转动，带动第一螺杆92经第一连接块91带动拉杆71及多个顶杆72沿轴向向右移动靠近并顶推多个扩张件62，以驱动多个扩张件62同时向外扩张直至压紧输入锥形轮3和输出锥形轮4的锥面，从而实现动力传输的连通。
以上描述不应对本发明的保护范围有任何限定。
Claims (6)
1.一种锥轮式无级变速机构，包括机箱、动力输入轴和动力输出轴，所述动力输入轴和动力输出轴平行安装在机箱内，动力输入轴和动力输出轴上分别固定有方向相反的输入锥形轮和输出锥形轮，其特征在于：所述输入锥形轮和输出锥形轮之间设有伞状扩张机构，所述伞状扩张机构包括伞状机构、扩张驱动机构和调位驱动机构，所述伞状机构包括伞轴和多个扩张件，所述伞轴活动穿设于机箱一侧壁，所述多个扩张件转动连接在伞轴一端周侧，形成伞状，所述多个扩张件由扩张驱动机构驱动同时向外扩张，用于压紧输入锥形轮和输出锥形轮的锥面以连通动力传输，所述伞轴另一端转动连接设于机箱外的调位驱动机构，调位驱动机构驱动伞轴带动多个扩张件沿伞轴的轴向移动，用于调节压紧位置以实现无极变速。
2.根据权利要求1所述的一种锥轮式无级变速机构，其特征在于：所述伞轴一端为中空结构，伞轴一端侧壁沿周侧开设有多个U形槽，所述多个扩张件均由弧形杆以及与弧形杆中部固定连接成T形的支撑杆构成，所述多个扩张件的支撑杆通过多个转轴分别转动连接在多个U形槽的槽口处。
3.根据权利要求2所述的一种锥轮式无级变速机构，其特征在于：所述扩张驱动机构包括拉杆，所述拉杆与伞轴共中心线的活动穿设于机箱另一侧壁，所述拉杆一端活动插置在伞轴一端内，拉杆一端部分别对应多个U形槽固定有延伸出U形槽用于顶推相应支撑杆的多个顶杆，所述拉杆另一端与机箱外设有的推拉机构转动连接，推拉机构驱动拉杆带动多个顶杆向拉杆另一端移动用于驱动多个扩张件同时向外扩张。
4.根据权利要求3所述的一种锥轮式无级变速机构，其特征在于：所述推拉机构包括第一连接块、第一螺杆和第一驱动电机，所述第一连接块一端开设有第一T形腔，拉杆另一端可转动360°的插接在第一T形腔内，拉杆另一端设有用于防止拉杆脱离第一T形腔的第一轴向限位圈，所述第一连接块另一端与第一螺杆一端固定连接，所述第一螺杆上螺纹连接有第一从动齿轮，所述第一驱动电机固定安装于机箱另一侧，第一驱动电机的输出轴上固定套设有第一主动齿轮，第一主动齿轮与第一从动齿轮啮合连接。
5.根据权利要求1所述的一种锥轮式无级变速机构，其特征在于：所述调位驱动机构包括第二连接块、第二螺杆和第二驱动电机，所述第二连接块一端开设有第二T形腔，伞轴另一端可转动360°的插接在第二T形腔内，伞轴另一端设有用于防止伞轴脱离第二T形腔的第二轴向限位圈，所述第二连接块另一端与第二螺杆一端固定连接，所述第二螺杆上螺纹连接有第二从动齿轮，所述第二驱动电机固定安装于机箱一侧，第二驱动电机的输出轴上固定套设有第二主动齿轮，第二主动齿轮与第二从动齿轮啮合连接。
6.根据权利要求1所述的一种锥轮式无级变速机构，其特征在于：所述伞轴中心线与输入锥形轮锥面的距离和伞轴中心线与输出锥形轮锥面的距离相同。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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