CN113404825A - 一种平行齿滑动无级变速装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种平行齿滑动无级变速装置，包括齿圈安装盘、齿圈组合、输出轴、主动齿轮、编码器及控制***，齿圈组合固定在齿圈安装盘上，齿圈组合由多个齿圈组合而成，齿圈之间设有间隙，所述齿圈上设有一个至多个变速点，齿圈位于变速点所在位置的齿为平行齿，齿圈位于同一变速点所在位置平行齿的齿槽在同一直线上；本发明通过主动齿轮在齿圈之间的切换，实现了不同的传动比，实现了齿圈平行齿之间的滑动无级变速。

Description

一种平行齿滑动无级变速装置
技术领域
本发明涉及一种平行齿滑动无级变速装置。
背景技术
无级变速是自动挡车型变速箱中的一种，指可以连续获得变速范围内任何传动比的变速***。通过无级变速可以得到传动系与发动机工况的最佳匹配。常见的无级变速器有液力机械式无级变速器和金属带式无级变速器(VDT-CVT)以及可变斜面式无级变速器。
传统无级变速(CVT)基于主光滑锥形盘/圆盘，从盘在主盘面上移动以实现传动比改变(主盘盘经变化)，但力的传递为摩擦力，切换范围较广，实现变速的切换时间相对较长，导致其其稳定性小，实现的初始扭矩小，并且使用成本较高，以不能满足现有的变速需要。因此需要研发一款新型的无级变速装置，以满足生产及使用的需要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种使用方便，操作简单，齿轮在齿圈之间切换方便，灵活性好，能快速实现变速比的调整，具有实用性和使用广泛性的平行齿滑动无级变速装置。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种平行齿滑动无级变速装置，包括齿圈安装盘、齿圈组合、输出轴、主动齿轮、编码器及控制***，齿圈组合固定在齿圈安装盘上，齿圈组合由多个齿圈组合而成，齿圈之间设有间隙，所述齿圈上设有一个至多个变速点，齿圈位于变速点所在位置的齿为平行齿，齿圈位于同一变速点所在位置平行齿的齿槽在同一直线上。
优选的，当变速点处平行齿的齿槽中心线与输出轴轴向一致时，主动齿轮能够在相邻齿圈之间进行位置切换。
该设置，便于主动齿轮在齿圈上移动，从而实现传动比的改变。
优选的，所有齿圈上齿的参数相同。
该设置，保证了输出比或传动比的一致性及稳定性。
优选的，所有齿圈都处于同一平面上，且齿圈厚度相同。
该设置，保证了主动齿轮在同一平面上的位置切换，切换过程中不会受到干扰。
优选的，所述齿圈都为圆形。
该设置，实现了不同的传动比，实现了无级变速。
优选的，所述变速点的多少依据齿圈大小、齿的密度及参数而设定；同等情况下，齿圈越大、齿的密度越高，齿圈之间形成的变速点越多。
该设置，便于根据实际使用情况进行变速点多少的设置。
优选的，所述编码器上设有编码器轴，编码器轴连接齿轮安装盘中心，编码器检测齿轮安装盘转动位置。
该设置，通过编码器的作用检测平行齿的位置，保证主动齿轮的精准***及位置的变换。
本发明的有益效果是：
1、结构简单，操作方便，使用成本低；
2、切换灵活，能实现不同的传动比；
3、安装方便，适用范围广；
4、切换过程中无离合切换，动力不中断。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，但并不是对本发明保护范围的限制。
图1为本发明的齿圈组合结构示意图；
图2为本发明的变速点位置示意图；
图3为本发明的结构示意图；
图4为本发明的原理示意图；
图5为本发明的使用状态示意图；
图6为本发明的齿槽位置示意图；
其中，1.齿圈安装盘，2.齿圈一，3.齿圈二，4.齿圈三，5.齿圈四，6.变速点一，7.变速点二，8.输出轴，9.主动齿轮，10.编码器， 11.编码器轴，12.传动电机，13.伺服电机，14.丝杆，15.滑台，16. 同步带，17.导杆，18.齿槽，19.支架。
具体实施方式
参阅图1至图6所示的一种平行齿滑动无级变速装置，包括齿圈安装盘1、齿圈组合、输出轴8、主动齿轮9、编码器10及控制***，齿圈组合固定在齿圈安装盘1上，齿圈组合由多个齿圈组合而成，齿圈之间设有间隙，所述齿圈上设有一个至多个变速点，齿圈位于变速点所在位置的齿为平行齿，齿圈位于同一变速点所在位置平行齿的齿槽在同一直线上。
进一步，当变速点处平行齿的齿槽中心线与输出轴轴向一致时，主动齿轮能够在相邻齿圈之间进行位置切换。
进一步，所有齿圈上齿的参数相同。
进一步，所有齿圈都处于同一平面上，且齿圈厚度相同。
进一步，所述齿圈都为圆形。
进一步，所述变速点的多少依据齿圈大小、齿的密度及参数而设定；同等情况下，齿圈越大、齿的密度越高，齿圈之间形成的变速点越多。
进一步，所述编码器10上设有编码器轴11，编码器轴11连接齿轮安装盘1中心，编码器检测齿轮安装盘转动位置。
实施例一：结合图1至图6，在支架19上安装伺服电机13、丝杆14、滑台15和导杆17，滑台15固定在丝杆14和导杆17上，丝杆的一端与伺服电机连接；同时在滑台上安装传动电机12，在输出轴上安装同步轮，通过同步带16将同步轮与传动电机连接，传动电机通过同步带带动输出轴转动，输出轴带动主动齿轮转动；在此案例中设定齿圈数目为四个，分别为齿圈一2、齿圈二3、齿圈三4和齿圈四5，设定齿圈一2、齿圈二3、齿圈三4、齿圈四5宽度为1cm且之间间隔为0.1cm，当确定齿圈一的圆周为2*π*9.5＝59.66cm时，齿圈二3、齿圈三4、齿圈四5依次实现的传动圆周为：
2*π*8.4＝52.752cm；
2*π*7.3＝45.844cm；
2*π*6.2＝38.936cm；
实现齿圈一至齿圈四的传动比为：1:1.53；同时在齿圈一至齿圈四上出现两个变速点，为变速点一6、变速点二7；此时齿圈一2、齿圈二3、齿圈三4、齿圈四5位于所述变速点一6、变速点7二位置的齿为平行齿，平行齿的齿槽18在同一直线上；当齿圈一2、齿圈二3、齿圈三4、齿圈四5的平行齿齿槽18中心线与输出轴8轴向处于同一垂直平面时，主动齿轮9在齿圈一2、齿圈二3、齿圈三4、齿圈四5之间完成齿圈位置切换。
使用时，当需要转变变速比时，如需要将主动齿轮由齿圈一切换至齿圈二上；编码器检测齿轮安装盘转动的位置，当齿圈组合的平行齿的齿槽中心线与输出轴的轴向一致时，伺服电机控制丝杆转动，丝杆带动滑台移动1.1cm距离，同时主动齿轮由齿圈一的平行齿所在齿槽移动至齿圈二的平行齿所在齿槽中；从而完成主动齿轮在不同齿圈之间位置上的切换，实现无级变速。
在实施的过程中，编码器负责检查圆盘转动角度当检测到平行齿出现，将信号送达至控制***，控制***发起信号驱动伺服电机执行 1.1cm的位移(移动得迅速，否则也同样会导致打齿)，同时主动齿轮在切换的过程中齿轮会同时会和当前圈齿圈啮合也会和下一圈齿轮啮合以达到无离合切换且动力不中断。
上述实施例一中：
齿圈一2、齿圈二3、齿圈三4、齿圈四5齿的参数相同，且齿数依次减少，齿圈二3设置在齿圈一2的内侧，齿圈三4设置在齿圈二3的内侧，齿圈四5设置在齿圈三4的内侧；
齿圈一2、齿圈二3、齿圈三4、齿圈四5处于同一平面，其厚度相同。
齿圈一2、齿圈二3、齿圈三4和齿圈四5都为圆形。
齿圈一2、齿圈二3、齿圈三4、齿圈四5通过螺钉、螺栓等固定的方式固定在齿圈安装盘上。
本发明的主动齿轮齿数可以根据实际使用情况做出改变。
本发明所述齿圈的厚度为：任一齿圈垂直于齿圈安装盘高度的数值。
本发明所述齿圈的宽度为：任一齿圈内圈与外圈之间的距离。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种平行齿滑动无级变速装置，其特征在于：包括齿圈安装盘、齿圈组合、输出轴、主动齿轮、编码器及控制***，齿圈组合固定在齿圈安装盘上，齿圈组合由多个齿圈组合而成，齿圈之间设有间隙，所述齿圈上设有一个至多个变速点，齿圈位于变速点所在位置的齿为平行齿，齿圈位于同一变速点所在位置平行齿的齿槽在同一直线上。
2.根据权利要求1所述的一种平行齿滑动无级变速装置，其特征在于：当变速点处平行齿的齿槽中心线与输出轴轴向一致时，主动齿轮能够在相邻齿圈之间进行位置切换。
3.根据权利要求1所述的一种平行齿滑动无级变速装置，其特征在于：所有齿圈上齿的参数相同。
4.根据权利要求1所述的一种平行齿滑动无级变速装置，其特征在于：所有齿圈都处于同一平面上，且齿圈厚度相同。
5.根据权利要求1所述的一种平行齿滑动无级变速装置，其特征在于：所述齿圈都为圆形。
6.根据权利要求1所述的一种平行齿滑动无级变速装置，其特征在于：所述变速点的多少依据齿圈大小、齿的密度及参数而设定；同等情况下，齿圈越大、齿的密度越高，齿圈之间形成的变速点越多。
7.根据权利要求1所述的一种平行齿滑动无级变速装置，其特征在于：所述编码器上设有编码器轴，编码器轴连接齿轮安装盘中心，编码器检测齿轮安装盘转动位置。
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