CN208605580U - 一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置，包括相互联动连接在一起的一个相位调节器(100)、一个凸轮机构(1)、一个非圆齿轮共用输入输出传动机构和三组非圆齿轮分支传动机构。本实用新型公开的一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置，其可以简单、可靠地让非圆齿轮变速机构能够实现全角度360°范围内的连续传动，具有良好的传动性能，有利于广泛地推广应用，具有重大的生产实践意义。

Description

一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置

技术领域

本实用新型涉及机械传动技术领域，特别是涉及一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置。

背景技术

目前，无级变速传动是指在外部控制下，能实现输入轴与输出轴之间传动比在一定范围内连续变化的一种传动方式，是未来变速器的发展趋势。随着研究的不断深入，非圆齿轮无级变速机构由于具有大功率、大转矩、高效率、宽传动比的优点，引起了人们的广泛重视。

利用非圆齿轮和差速机构实现无级变速的主要思想是，按特定传动比要求，专门设计具有特定传动比函数的两个非圆齿轮对，并将其输出作为差速机构的两路输入，经差速机构叠加后，实现在一定角度范围内传动比恒定，通过相位调节装置，来改变两个非圆齿轮对的相对位置，进而实现总传动比连续变化，然后由多组这样的变速机构组合在一起，依次协调接力实现360°范围内的连续传动。

需要说明的是，非圆齿轮也叫异形齿轮，是分度曲面不是旋转曲面的齿轮，它和另一个齿轮组成齿轮副(齿轮对)以后，在啮合过程中，其瞬时角速度比按某种既定的运动规律而变化。

但是，目前还没有一种技术，其可以简单、可靠地让非圆齿轮变速机构能够实现360°范围内的连续传动。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置，其可以简单、可靠地让非圆齿轮变速机构能够实现全角度360°范围内的连续传动，具有良好的传动性能，有利于广泛地推广应用，具有重大的生产实践意义。

为此，本实用新型提供了一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置，其特征在于，包括相互联动连接在一起的一个相位调节器、一个凸轮机构、一个非圆齿轮共用输入输出传动机构和三组非圆齿轮分支传动机构。

其中，所述非圆齿轮共用输入输出传动机构包括：作为共用输入传动部分的第一输入轴、第二输入轴、第一非圆主动齿轮、第二非圆主动齿轮，以及作为共用输出传动部分的第一圆柱从动齿轮、第二圆柱从动齿轮、第一圆柱齿轮轴、第二圆柱齿轮轴、差速机构和主输出轴；

所述第一非圆主动齿轮的左侧固定设置有一个水平分布的第一输入轴；

所述第二非圆主动齿轮内横向贯穿设置有第二输入轴；

所述第一圆柱从动齿轮的右侧固定设置有一个第一圆柱齿轮轴；

所述第一圆柱齿轮轴内横向设置有第二圆柱齿轮轴，所述第二圆柱齿轮轴横向贯穿通过所述第二圆柱从动齿轮。

其中，所述差速机构为双内啮合齿轮机构，所述差速机构具体包括齿圈，所述齿圈内设置有行星架和太阳轮，所述行星架位于所述太阳轮的外侧；

所述行星架内侧和太阳轮外侧相互啮合；

所述第一圆柱齿轮轴的外侧和差速机构内齿圈的内侧之间为键连接；

所述第二圆柱齿轮轴外侧和所述差速机构内的行星架内侧之间为键连接；

所述差速机构内的太阳轮右端外侧和主输出轴内侧之间为键连接。

其中，所述第一输入轴与第一非圆主动齿轮为一体成型结构；

所述第二输入轴的右端外侧和第二非圆主动齿轮的内侧之间为键连接；

所述第二圆柱齿轮轴的右侧贯穿通过第一圆柱齿轮轴，第二圆柱齿轮轴的右端外表面和第一圆柱齿轮轴内侧壁之间装有轴承。

其中，每组所述非圆齿轮分支传动机构，包括：第一非圆从动齿轮、第一圆柱主动齿轮、锥形离合器、第二非圆从动齿轮和第二圆柱主动齿轮、其中

所述第一非圆从动齿轮与所述第一非圆主动齿轮相互啮合；

所述第一圆柱主动齿轮与所述第一圆柱从动齿轮相互啮合；

所述第一圆柱主动齿轮内横向贯穿设置有一个水平分布的中间支撑轴；

所述中间支撑轴的左端横向贯穿通过一个第一中间轴内部，并且所述中间支撑轴的左端外侧与第一中间轴的内侧之间为键连接，两者实现相对固定；

所述第二非圆从动齿轮与第二非圆主动齿轮相互啮合；

所述第二圆柱主动齿轮与第二圆柱从动齿轮相互啮合；

所述中间支撑轴的右端横向贯穿通过一个第二中间轴内部，并且所述中间支撑轴的右端外侧与第二中间轴的内侧之间装有轴承，两者可相对转动。

其中，所述第一非圆从动齿轮内侧通过所述锥形离合器与所述第一中间轴固连；

所述中间支撑轴与第一圆柱主动齿轮为一体成型结构，所述第一圆柱从动齿轮和第一圆柱齿轮轴为一体成型结构；

所述第二非圆从动齿轮内侧通过所述锥形离合器和所述第二中间轴固连。

其中，所述相位调节器包括定子和转子，其中：

所述定子与所述第一输入轴之间为键连接；

所述转子与所述第二输入轴之间为键连接。

其中，所述锥形离合器包括两个操纵块、两个内轴套、两个外锥盘和两个回位弹簧，其中：

所述两个操纵块、两个内轴套、两个外锥盘和两个回位弹簧中贯穿通过所述中间支撑轴；

所述中间支撑轴的左右两端外侧分别设置有所述第一中间轴和第二中间轴；

所述第一中间轴和第二中间轴外壁分别设置有一个所述内轴套；两个内轴套之间对称设置有两个所述操纵块；

两个所述操纵块相向的一端分别与所述凸轮机构相接触；

两个内轴套相背的一端外壁分别套有一个所述外锥盘；

所述第一中间轴和第二中间轴相背的一端外壁还分别设置有一个所述回位弹簧；

所述内轴套与所述回位弹簧之间为轴向接触；

所述第一中间轴和第二中间轴分别与所述内轴套之间还分别设置有一个轴承；

两个轴承的内圈分别与所述第一中间轴和第二中间轴固定连接，两个轴承的外圈分别与所述两个内轴套固定连接；

所述轴承与所述操纵块之间为轴向接触，即内轴套通过轴承与所述操纵块进行轴向接触；

所述两个外锥盘分别与第一非圆从动齿轮和第二非圆从动齿轮之间为键连接；

所述第一非圆从动齿轮内侧与所述锥形离合器左端具有的外锥盘外侧之间为键连接。

其中，所述凸轮机构包括凸轮机构主体，所述凸轮机构主体的中心位置枢接有一个凸轮主动件；

所述凸轮机构主体沿着圆周方向等间隔分布有三个开槽，每个所述开槽内外两侧开口；

每个所述开槽内设置有一个锥形从动件，每个所述开槽在所述锥形从动件的外侧固定设置有一个膜片弹簧；

每个所述锥形从动件的内侧设置有一个滚轮；

每个所述滚轮与所述凸轮主动件相接触。

其中，所述凸轮主动件上具有圆形的主动件本体，所述圆形的主动件本体上设置有一个凸起；

所述凸起对应的圆心角为°；

所述凸轮主动件与所述第二输入轴之间为键连接；

两个所述操纵块相向的一端分别与所述凸轮机构中的锥形从动件左右两侧轴向接触。

由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置，其可以简单、可靠地让非圆齿轮变速机构能够实现全角度360°范围内的连续传动，具有良好的传动性能，有利于广泛地推广应用，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置中一个非圆齿轮共用输入输出传动机构和三组非圆齿轮分支传动机构的连接状态立体结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置中任意一组非圆齿轮变速机构与凸轮机构之间的立体***结构示意图，该图省略相位调节器；

图4为本实用新型提供的一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置中任意一组非圆齿轮变速机构与凸轮机构之间相互配合时的剖视图；

图5为本实用新型提供的一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置中相位调节器的立体结构示意图；

图6为本实用新型提供的一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置中相位调节器的立体***结构示意图；

图7为本实用新型提供的一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置中相位调节器与第一输入轴和第二输入轴之间的连接关系立体结构示意图；

图8为本实用新型提供的一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置中任意一组非圆齿轮变速机构具有的锥形离合器与中间支撑轴、第一中间轴相互连接在一起时的剖视图；

图9为本实用新型提供的一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置中任意一组非圆齿轮变速机构具有的锥形离合器的立体***结构示意图；

图10为本实用新型提供的一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置中凸轮机构的结构示意图；

图11为本实用新型提供的一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置中任意一组非圆齿轮变速机构的动力传递路线示意简图；

图12为本实用新型提供的一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置的具体实施例在一般参数相位差为0°时的传动比倒数的图像；

图13为本实用新型提供的一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置的具体实施例在特定参数相位差为0°时的传动比倒数的图像；

图14为本实用新型提供的一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置的具体实施例在特定参数相位差为-130°时的传动比倒数的图像；

图15为本实用新型提供的一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置的具体实施例在特定参数相位差为-130°时的传动比倒数的图像；

图16为本实用新型提供的一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置的具体实施例在特定参数不同相位差时的总传动比图像；

图中，1为凸轮机构；2为第二圆柱齿轮轴；

3为第一非圆主动齿轮；4为第一非圆从动齿轮；

31为第一输入轴；41中间支撑轴；5为第一圆柱齿轮轴；

40为第一圆柱主动齿轮；30为第一圆柱从动齿轮；

700为差速机构，6为太阳轮；7为行星架；9为齿圈；

8为主输出轴；10为离合器；42为第一中间轴；111第二中间轴；

11为第二非圆从动齿轮；110为第二圆柱主动齿轮；

12为第二非圆主动齿轮；120为第二圆柱从动齿轮；121为第二输入轴；

1001为膜片弹簧；1002为凸轮主动件；1003滚轮；1004锥形从动件；

101为操纵块；102为内轴套；103为外锥盘；104为回位弹簧；

10100为定子，10200为转子，1020为轴承，10021为主动件本体，10022 为凸起，800为壳体。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

参见图1至图11，本实用新型提供了一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置，其可以简单、可靠地让非圆齿轮变速机构能够实现360°范围内的连续传动，具有良好的传动性能，具体包括：相互联动连接在一起的一个相位调节器100、一个凸轮机构1、一个非圆齿轮共用输入输出传动机构和三组非圆齿轮分支传动机构。

在本实用新型中，具体实现上，所述非圆齿轮共用输入输出传动机构包括：作为共用输入传动部分的第一输入轴31、第二输入轴121、第一非圆主动齿轮3、第二非圆主动齿轮12，以及作为共用输出传动部分的第一圆柱从动齿轮30、第二圆柱从动齿轮120、第一圆柱齿轮轴5、第二圆柱齿轮轴2、差速机构700和主输出轴8；

所述第一非圆主动齿轮3的左侧固定设置有一个水平分布的第一输入轴 31；

所述第二非圆主动齿轮12内横向贯穿设置有第二输入轴121；

所述第一圆柱从动齿轮30的右侧固定设置有一个第一圆柱齿轮轴5；

所述第一圆柱齿轮轴5内横向设置有第二圆柱齿轮轴2，所述第二圆柱齿轮轴2横向贯穿通过所述第二圆柱从动齿轮120。

在本实用新型中，具体实现上，所述差速机构700为双内啮合齿轮机构，具体包括齿圈9，所述齿圈9内设置有行星架7和太阳轮6，所述行星架7 位于所述太阳轮6的外侧；

所述行星架7内侧和太阳轮6外侧相互啮合；

所述第一圆柱齿轮轴5的外侧和差速机构700内齿圈9(作为第一输入元件)的内侧之间为键连接；

所述第二圆柱齿轮轴2外侧和所述差速机构700内的行星架7内侧(作为第二输入元件)之间为键连接；

具体实现上，所述差速机构700内的太阳轮6(作为输出元件)右端外侧和主输出轴8内侧之间为键连接，从而保持同速转动。

具体实现上，所述差速机构可以为锥齿轮差速机构、传统的行星齿轮机构或双内啮合行星齿轮机构。如图4所示的为双内啮合行星齿轮机构。

具体实现上，所述第一输入轴31与第一非圆主动齿轮3为一体成型结构。

具体实现上，所述第二输入轴121的右端外侧和第二非圆主动齿轮12 的内侧之间为键连接。

需要说明的是，对于本实用新型，所述第二圆柱齿轮轴2的右侧贯穿通过第一圆柱齿轮轴5，第二圆柱齿轮轴2的右端外表面和第一圆柱齿轮轴5 内侧壁之间装有轴承，可相对转动。对于本实用新型，需要说明的是，理论上，每组非圆齿轮分支传动机构只要工作120°，但为了保持动力的连续性，应有一定的角度重叠，实际每组工作的角度应大于120°，在本实用新型中，设定每组非圆齿轮分支传动机构的工作角度为130°。

需要说明的是，无级变速传动是指可以连续获得变速范围内任何传动比的传动。

对于本实用新型，每组所述非圆齿轮分支传动机构，包括：第一非圆从动齿轮4、第一圆柱主动齿轮40、锥形离合器10、第二非圆从动齿轮11和第二圆柱主动齿轮110、其中：

所述第一非圆从动齿轮4与所述第一非圆主动齿轮3相互啮合(具体通过两者外侧的轮齿)，两者组成第一非圆齿轮对；

所述第一圆柱主动齿轮40与所述第一圆柱从动齿轮30相互啮合(具体通过两者外侧的轮齿)，两者组成第一圆柱齿轮对；

所述第一圆柱主动齿轮40内横向贯穿设置有一个水平分布的中间支撑轴41；

所述中间支撑轴41的左端横向贯穿通过一个第一中间轴42内部，并且所述中间支撑轴41的左端外侧与第一中间轴42的内侧之间为键连接，两者实现相对固定；

所述第二非圆从动齿轮11与第二非圆主动齿轮12相互啮合(具体通过两者外侧的轮齿)，两者组成第二非圆齿轮对；

所述第二圆柱主动齿轮110与第二圆柱从动齿轮120相互啮合(具体通过两者外侧的轮齿)，两者组成第二圆柱齿轮对；

所述中间支撑轴41的右端横向贯穿通过一个第二中间轴111内部，并且所述中间支撑轴41的右端外侧与第二中间轴111的内侧之间装有轴承，两者可相对转动；

具体实现上，所述第一非圆齿轮对、第二非圆齿轮对、第一圆柱齿轮对、第二圆柱齿轮对、锥形离合器10和一个差速机构700位于一个中空的壳体 800里面。

具体实现上，所述第一非圆从动齿轮4内侧通过所述锥形离合器10与所述第一中间轴42固连(即固定连接)。

具体实现上，所述中间支撑轴41与第一圆柱主动齿轮40为一体成型结构，所述第一圆柱从动齿轮30和第一圆柱齿轮轴5为一体成型结构。

具体实现上，所述第二非圆从动齿轮11内侧通过所述锥形离合器10和所述第二中间轴111固连(即固定连接)。

具体实现上，所述第二中间轴11和第二圆柱主动齿轮110为一体成型结构，所述第二圆柱从动齿轮120和第二圆柱齿轮轴2为一体成型结构。

在本实用新型中，具体实现上，参见图4、图5、图6，所述相位调节器 100包括：定子10100和转子10200，其中：

所述定子10100与所述第一输入轴31之间为键连接，两者相对固定，同转速转动；

所述转子10200与所述第二输入轴121之间为键连接，两者相对固定，同转速转动；

需要说明的是，所述相位调节器(100)与所述非圆齿轮共用输入输出传动机构中的共用输入传动部分相连接，用于控制改变第一非圆齿轮对和第二非圆齿轮对的相对位置(即相位)，实现变速比传动。

需要说明的是，所述转子10200采用动平衡结构，在外部摆动缸或螺旋机构(即外部驱动装置)的调节作用下，转子10200可相对定子10100转动，转动的角度范围为-130°～+130°，即转子转动时带动第二输入轴121同时转动，进而调节第一输入轴31上固定连接的第一非圆主动齿轮3的相位位置，从而改变第一非圆齿轮对、第二非圆齿轮对这两个非圆齿轮对的相位，实现变速比传动。

在本实用新型中，具体实现上，在每组所述非圆齿轮分支传动机构中，所述锥形离合器10包括：两个操纵块101、两个内轴套102、两个外锥盘103 和两个回位弹簧104，其中：

所述两个操纵块101、两个内轴套102、两个外锥盘103和两个回位弹簧104中贯穿通过所述中间支撑轴41；

所述中间支撑轴41的左右两端外侧分别设置有所述第一中间轴42和第二中间轴111；

所述第一中间轴42和第二中间轴111外壁分别设置有一个所述内轴套 102。两个内轴套102之间对称设置有两个所述操纵块101；

两个所述操纵块101相向的一端分别与所述凸轮机构1相接触；

两个内轴套102相背的一端(即相远离的一端)外壁分别套有一个所述外锥盘103；

所述第一中间轴42和第二中间轴111相背的一端(即相远离的一端) 外壁还分别设置有一个所述回位弹簧104；

所述内轴套102与所述回位弹簧104之间为轴向接触；

所述第一中间轴42和第二中间轴111分别与所述内轴套102之间还分别设置有一个轴承1020；

两个轴承1020的内圈分别与所述第一中间轴42和第二中间轴111固定连接，两个轴承1020的外圈分别与所述两个内轴套102固定连接；

所述轴承1020与所述操纵块101之间为轴向接触，即内轴套102通过轴承1020与所述操纵块101进行轴向接触；

具体实现上，所述两个外锥盘103分别与第一非圆从动齿轮4和第二非圆从动齿轮11之间为键连接，实现同转速转动。

具体实现上，所述第一非圆从动齿轮4内侧与所述锥形离合器10左端具有的外锥盘103外侧之间为键连接，两者实现相对固定。

在本实用新型中，具体实现上，所述凸轮机构1包括：凸轮机构主体 1005，所述凸轮机构主体1005的中心位置枢接有一个凸轮主动件1002(即凸轮主动件1002可以进行360°的旋转)；

所述凸轮机构主体1005沿着圆周方向等间隔分布有三个开槽1006(即所述三个开槽1006之间间隔120°)，每个所述开槽1006内外两侧开口；

每个所述开槽1006内设置有一个锥形从动件1004，每个所述开槽1006 在所述锥形从动件1004的外侧固定设置有一个膜片弹簧1001；

每个所述锥形从动件1004的内侧设置有一个滚轮1003；

每个所述滚轮1003与所述凸轮主动件1002相接触；

所述凸轮机构主体1005上开有第一贯穿孔1007和第二贯穿孔1008。

对于本实用新型，需要说明的是，所述凸轮机构1，分别对应与一组非圆齿轮分支传动机构相连接，用于控制三组非圆齿轮分支传动机构依次配合非圆齿轮共用输入输出传动机构进行动力传递，实现全角度360°范围内的连续传动，即通过连续的协调接力，来完成360°功率流的连续变换。

需要说明的是，在本实用新型中，所述第一贯穿孔1007和第二贯穿孔起减重作用。

具体实现上，所述凸轮主动件1002上具有圆形的主动件本体10021，所述圆形的主动件本体10021本体上设置有一个凸起10022(具体为一体成型)；

所述凸起10022对应的圆心角为130°。

具体实现上，所述凸轮主动件1002与所述第二输入轴121通过花键固连(即键连接)，相互之间保持同转速转动。

具体实现上，两个所述操纵块101相向的一端分别与所述凸轮机构1中的锥形从动件1004左右两侧轴向接触。

需要说明的是，在本实用新型中，所述滚轮1003和锥形从动件1004接触，凸轮从动件1004和膜片弹簧1001接触。因此，当凸轮机构主动件1002 在凸起的圆心角度130°的范围内和某组滚轮1003接触时，通过滚轮1003能够推动锥形从动件1004径向向外移动，膜片弹簧1001被压缩，锥形从动件 1004的作用下，能够实现该组非圆齿轮分支传动机构中的锥形离合器10的接合，进而实现该组非圆齿轮分支传动机构的动力传递。

而当凸轮机构主动件1002的其余部分(即凸起之外的230°圆心角部分) 范围内与滚轮1003接触时，在膜片弹簧1001的弹力作用下，锥形从动件1004 和滚轮1003回落至初始位置，同时，在此230°范围内，凸轮机构主动件1002 依次通过另外两个滚轮1003，来依次控制另外两个锥形从动件1004沿着径向向外移动，从而能够依次对另外两组非圆齿轮分支传动机构起到作用，依次实现另外两组非圆齿轮分支传动机构的动力传递。

因此，由以上技术方案可知，对于本实用新型，在凸轮机构1和锥形离合器10的配合下，对于三组非圆齿轮分支传动机构，凸轮主动件1002每旋转一周，就可以依次控制三组非圆齿轮分支传动机构在在非圆齿轮共用输入输出传动机构的配合下进行协调接力，从而实现360°范围内的动力传递。

此外，还需要说明的是，对于本实用新型，当凸轮机构1中的锥形从动件1004径向向外运动时，推动两侧的操纵块101轴向移动，进而推动内轴套102轴向移动，压缩回位弹簧104，此时，内轴套102和外锥盘103的摩擦面相互接触，并在轴向推力的作用下压紧，内轴套102和外锥盘103相对固定，同转速转动，同时，鉴于所述两个外锥盘103分别与第一非圆从动齿轮4和第二非圆从动齿轮11之间为键连接，以及所述第一中间轴42和第二中间轴111分别与内轴套102固定连接，因此对于本实用新型，可以进而实现第一非圆从动齿轮4和第一中间轴42之间的固连，以及第二非圆从动齿轮11和第二中间轴111的固连。

同时，当凸轮机构1中的锥形从动件1004径向回落时，在回位弹簧 104的弹力作用下，实现内轴套102和外锥盘103的分离，即切断第一非圆从动齿轮4和第一中间轴42的动力传递以及第二非圆从动齿轮11和第二中间轴111间的动力传递。

对于本实用新型，参见图11所示，对于非圆齿轮共用输入输出传动机构，由外部驱动装置输入的动力，经过相位调节器100分两路，分别输入到第一输入轴31和第二输入轴121这两个输入元件，然后通过主输出轴8 这个输出元件以恒定的传动比输出。具体的动力传递路线，如图11所示。

对于本实用新型，在具体实施例中，可以设定输入转速为n_in，输出转速为n_out，第一非圆齿轮对的主、从动轮齿数分别为z₃、z₄，传动比倒数为ω₄，第二非圆齿轮对的主、从动轮齿数分别为z₁₂、z₁₁，传动比倒数为ω₁₁，第一圆柱齿轮对的主、从动轮齿数分别为z′₄、z′₃，第二圆柱齿轮对的主、从动轮齿数分别为z′₁₁、z′₁₂，差速机构行星架转速为n_H，太阳轮转速为n_S，齿圈转速为n_R则n₃＝n₁₂＝n_i， n_S＝n_out。双内啮合行星差速机构特征参数值为k，由双内啮合行星差速机构运动特性方程n_s+(k-1)n_H-kn_R＝0，可得：

即

如图12所示，r₄和r₁₁分别为第一和第二非圆齿轮对传动比倒数的平均值，ω₄和ω₁₁在0°～260°范围内均是线性变化，s₄和s₁₁分别为第一和第二非圆齿轮对传动比倒数图像线性段幅值，则其传动比倒数函数分别为:

为使非圆齿轮节曲线封面连续、极径不至过小，通常取r₄＝r₁₁＝1，为避免非圆齿轮的节曲线有尖点，非线性段采用正余弦曲线。由于初始位置相位差为0°时，在0°～260°范围内有恒定的总传动比，记作i₀，特殊地，取t＝0,130°,260°，则

于是，

设ω₄相对ω₁₁左移为负、右移为正，且-130≤t₄-t₁₁≤130，则

所以，机械无级变速器的总传动比范围为

在本实用新型的实施例中,传动比范围前进挡为1～10、倒挡为-5～ -10,故：

因未知量有五个，而方程只有三个，一般先给定双内啮合行星差速机构的特征参数值k和ω₁₁线性段幅值s₁₁，具体结合机构特性和非圆齿轮对节曲线形状确定。本实施例中取k＝1.6，s₁₁＝0.4，则相位差为0°、极限相位差时的两非圆齿轮对传动比倒数，如图12至图15 所示。不同相位差时的有效总传动比变化曲线，如图16所示。在图12至图16中，W4是第一非圆从动齿轮4非圆齿轮4传动比倒数的曲线；W11 是第二非圆从动齿轮传动比倒数的曲线。

综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置，其可以简单、可靠地让非圆齿轮变速机构能够实现全角度360°范围内的连续传动，具有良好的传动性能，有利于广泛地推广应用，具有重大的生产实践意义。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置，其特征在于，包括相互联动连接在一起的一个相位调节器(100)、一个凸轮机构(1)、一个非圆齿轮共用输入输出传动机构和三组非圆齿轮分支传动机构。

2.如权利要求1所述的新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置，其特征在于，所述非圆齿轮共用输入输出传动机构包括：作为共用输入传动部分的第一输入轴(31)、第二输入轴(121)、第一非圆主动齿轮(3)、第二非圆主动齿轮(12)，以及作为共用输出传动部分的第一圆柱从动齿轮(30)、第二圆柱从动齿轮(120)、第一圆柱齿轮轴(5)、第二圆柱齿轮轴(2)、差速机构(700)和主输出轴(8)；

所述第一非圆主动齿轮(3)的左侧固定设置有一个水平分布的第一输入轴(31)；

所述第二非圆主动齿轮(12)内横向贯穿设置有第二输入轴(121)；

所述第一圆柱从动齿轮(30)的右侧固定设置有一个第一圆柱齿轮轴(5)；

所述第一圆柱齿轮轴(5)内横向设置有第二圆柱齿轮轴(2)，所述第二圆柱齿轮轴(2)横向贯穿通过所述第二圆柱从动齿轮(120)。

3.如权利要求2所述的新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置，其特征在于，所述差速机构(700)为双内啮合齿轮机构，所述差速机构(700)具体包括齿圈(9)，所述齿圈(9)内设置有行星架(7)和太阳轮(6)，所述行星架(7)位于所述太阳轮(6)的外侧；

所述行星架(7)内侧和太阳轮(6)外侧相互啮合；

所述第一圆柱齿轮轴(5)的外侧和差速机构(700)内齿圈(9)的内侧之间为键连接；

所述第二圆柱齿轮轴(2)外侧和所述差速机构(700)内的行星架(7)内侧之间为键连接；

所述差速机构(700)内的太阳轮(6)右端外侧和主输出轴(8)内侧之间为键连接。

4.如权利要求2所述的新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置，其特征在于，所述第一输入轴(31)与第一非圆主动齿轮(3)为一体成型结构；

所述第二输入轴(121)的右端外侧和第二非圆主动齿轮(12)的内侧之间为键连接；

所述第二圆柱齿轮轴(2)的右侧贯穿通过第一圆柱齿轮轴(5)，第二圆柱齿轮轴(2)的右端外表面和第一圆柱齿轮轴(5)内侧壁之间装有轴承。

5.如权利要求2所述的新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置，其特征在于，每组所述非圆齿轮分支传动机构，包括：第一非圆从动齿轮(4)、第一圆柱主动齿轮(40)、锥形离合器(10)、第二非圆从动齿轮(11)和第二圆柱主动齿轮(110)、其中

所述第一非圆从动齿轮(4)与所述第一非圆主动齿轮(3)相互啮合；

所述第一圆柱主动齿轮(40)与所述第一圆柱从动齿轮(30)相互啮合；

所述第一圆柱主动齿轮(40)内横向贯穿设置有一个水平分布的中间支撑轴(41)；

所述中间支撑轴(41)的左端横向贯穿通过一个第一中间轴(42)内部，并且所述中间支撑轴(41)的左端外侧与第一中间轴(42)的内侧之间为键连接，两者实现相对固定；

所述第二非圆从动齿轮(11)与第二非圆主动齿轮(12)相互啮合；

所述第二圆柱主动齿轮(110)与第二圆柱从动齿轮(120)相互啮合；

所述中间支撑轴(41)的右端横向贯穿通过一个第二中间轴(111)内部，并且所述中间支撑轴(41)的右端外侧与第二中间轴(111)的内侧之间装有轴承，两者可相对转动。

6.如权利要求5所述的新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置，其特征在于，所述第一非圆从动齿轮(4)内侧通过所述锥形离合器(10)与所述第一中间轴(42)固连；

所述中间支撑轴(41)与第一圆柱主动齿轮(40)为一体成型结构，所述第一圆柱从动齿轮(30)和第一圆柱齿轮轴(5)为一体成型结构；

所述第二非圆从动齿轮(11)内侧通过所述锥形离合器(10)和所述第二中间轴(111)固连。

7.如权利要求4至6中任一项所述的新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置，其特征在于，所述相位调节器(100)包括定子(10100)和转子(10200)，其中：

所述定子(10100)与所述第一输入轴(31)之间为键连接；

所述转子(10200)与所述第二输入轴(121)之间为键连接。

8.如权利要求5或6中任一项所述的新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置，其特征在于，所述锥形离合器(10)包括两个操纵块(101)、两个内轴套(102)、两个外锥盘(103)和两个回位弹簧(104)，其中：

所述两个操纵块(101)、两个内轴套(102)、两个外锥盘(103)和两个回位弹簧(104)中贯穿通过所述中间支撑轴(41)；

所述中间支撑轴(41)的左右两端外侧分别设置有所述第一中间轴(42)和第二中间轴(111)；

所述第一中间轴(42)和第二中间轴(111)外壁分别设置有一个所述内轴套(102)；

两个内轴套(102)之间对称设置有两个所述操纵块(101)；

两个所述操纵块(101)相向的一端分别与所述凸轮机构(1)相接触；

两个内轴套(102)相背的一端外壁分别套有一个所述外锥盘(103)；

所述第一中间轴(42)和第二中间轴(111)相背的一端外壁还分别设置有一个所述回位弹簧(104)；

所述内轴套(102)与所述回位弹簧(104)之间为轴向接触；

所述第一中间轴(42)和第二中间轴(111)分别与所述内轴套(102)之间还分别设置有一个轴承(1020)；

两个轴承(1020)的内圈分别与所述第一中间轴(42)和第二中间轴(111)固定连接，两个轴承(1020)的外圈分别与所述两个内轴套(102)固定连接；

所述轴承(1020)与所述操纵块(101)之间为轴向接触，即内轴套(102)通过轴承(1020)与所述操纵块(101)进行轴向接触；

所述两个外锥盘(103)分别与第一非圆从动齿轮(4)和第二非圆从动齿轮(11)之间为键连接；

所述第一非圆从动齿轮(4)内侧与所述锥形离合器(10)左端具有的外锥盘(103)外侧之间为键连接。

9.如权利要求8所述的新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置，其特征在于，所述凸轮机构(1)包括凸轮机构主体(1005)，所述凸轮机构主体(1005)的中心位置枢接有一个凸轮主动件(1002)；

所述凸轮机构主体(1005)沿着圆周方向等间隔分布有三个开槽(1006)，每个所述开槽(1006)内外两侧开口；

每个所述开槽(1006)内设置有一个锥形从动件(1004)，每个所述开槽(1006)在所述锥形从动件(1004)的外侧固定设置有一个膜片弹簧(1001)；

每个所述锥形从动件(1004)的内侧设置有一个滚轮(1003)；

每个所述滚轮(1003)与所述凸轮主动件(1002)相接触。

10.如权利要求9所述的新型三分支非圆齿轮无级变速传动装置，其特征在于，所述凸轮主动件(1002)上具有圆形的主动件本体(10021)，所述圆形的主动件本体(10021)本体上设置有一个凸起(10022)；

所述凸起(10022)对应的圆心角为(130)°；

所述凸轮主动件(1002)与所述第二输入轴(121)之间为键连接；

两个所述操纵块(101)相向的一端分别与所述凸轮机构(1)中的锥形从动件(1004)左右两侧轴向接触。