專利名稱：基于變節(jié)圓半徑的星形鏈傳動無級變速裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及基于變節(jié)圓半徑的星形鏈傳動無級變速裝置。
背景技術：
現(xiàn)有的無級變速裝置大部分是依靠摩擦カ進行傳動，比如金屬帶推塊式無級變速裝置是借助金屬帶與錐盤之間產生摩擦作用カ進行傳動，要獲得較大的摩擦力，對金屬帯有很高的要求，金屬帶容易損壞，影響使用壽命，而且該類無級變速裝置無法應用于重載、低轉速的設備及エ況中。如要在重載、低轉速的工程設備エ況中應用無級變速裝置，只有增大正壓カ才能獲得較大的摩擦力和大功率傳遞，而在現(xiàn)有的無級變速系統(tǒng)中，一般采用液壓缸來實現(xiàn)大推力即正壓力的調節(jié)，因此，需要配備液壓設備，但液壓設備涉及液壓系統(tǒng)的體積較大，能耗較高。此外，在無級變速系統(tǒng)中，也存在ー些非摩擦型無級變速裝置，如采用齒形鏈作為傳動介質，可實現(xiàn)大扭矩、低轉速下的運動和動カ的傳遞，但齒形鏈的價格較套筒滾子鏈的價格高，其無級變速系統(tǒng)的價格更加昂貴，一般只能在精度要求較高的精密機械設備中采用。
發(fā)明內容針對上述情況，本實用新型的目的在于提供一種既能用于傳遞大功率又不需配用液壓系統(tǒng)并采用套筒滾子鏈作為傳動介質，也不需要離合器，還可在主、從動輪靜止的情況下實現(xiàn)變速，且結構簡單，制造容易，成本低，應用范圍大，便于普及推廣的基于變節(jié)圓半徑的星形鏈傳動無級變速裝置。為了實現(xiàn)上述目的，基于變節(jié)圓半徑的星形鏈傳動無級變速裝置，它由電機帶動傳動主軸上的星型鏈輪裝置，并經套筒滾子鏈配合組成鏈傳動副，所述星型鏈輪裝置包括設置于傳動主軸上的控制輪，分設于控制輪兩側的左副輪和右副輪，控制輪本體內徑設置連接傳動主軸的控制輪定子與控制輪轉子，控制輪外輪廓圓周上均勻布設兩排相互錯開的支座，該支座經連桿與設置于左副輪和右副輪上的同步器相連。為了實現(xiàn)結構、效果優(yōu)化，其進ー步的措施是所述的同步器包括連接左副輪和右副輪的傳動副軸、套裝于傳動副軸的滑齒套。所述的滑齒套的一端為無齒圓柱套，并于無齒圓柱套套端軸向均勻設置數(shù)個配套的定位鍵ロ，滑齒套的內錐面設置細螺紋。所述的傳動副軸從左端起始依次設為小圓柱段、圓錐段、齒輪段和大圓柱段及設置在大圓柱段上的鍵槽，該鍵槽經鍵連接一小鏈輪。所述的控制輪的支座為每排8個分設于兩個軸向平面內。所述的連桿的一端設連接控制輪支座的U型閉式耳座，連桿的另一端設連接傳動副軸的L型開式拔叉。所述的左副輪的軸肩部連接一圓環(huán)形電磁鐵。所述的左副輪和右副輪的徑向圓周上均設有導滑槽及外固定環(huán)和與導滑槽配套的左滑塊、右滑塊。所述的左滑塊的內徑設有內齒圈和滑槽，滑槽內設置滑銷及彈簧。所述的左滑塊和右滑塊的兩側設有與左副輪和右副輪的導滑槽配合的定位凸筋。本實用新型采用由電機帶動傳動主軸上的星型鏈輪裝置，并經套筒滾子鏈配合組成鏈傳動副，所述星型鏈輪裝置包括設置于傳動主軸上的控制輪，分設于控制輪兩側的左副輪和右副輪，控制輪本體內徑設置連接傳動主軸的控制輪定子與控制輪轉子，控制輪外輪廓圓周上均勻布設兩排相互錯開的支座，該支座經連桿與設置于左副輪和右副輪上的同步器相連的技術方案，解決了現(xiàn)有傳統(tǒng)摩擦型無級變速器一定需要摩擦力才能完成動カ傳遞，大功率無級變速器則需要采用液壓系統(tǒng)實現(xiàn)大推力的調節(jié)和齒形鏈傳動無級變速系統(tǒng)的價格較昂貴等難題。本實用新型相比現(xiàn)有技術所產生的有益效果(I)本實用新型采用普通的套筒滾子鏈進行動カ的傳遞，傳遞功率，傳遞カ矩遠大于摩擦型無級變速裝置；(II)本實用新型采用的零部件都較普通，沒有特殊的精度要求，結構簡單、加工容易，生產成本低；(III)本實用新型采用全機械式結構實現(xiàn)無級變速，不但省去了復雜的液壓系統(tǒng)，而且裝置的體積大大縮小，變速過程所耗能量也少于傳統(tǒng)的液壓式無級變速器；(IV)本實用新型采用滑齒套與傳動副軸結合的結構，能有效減少變速過程中的沖擊，達到平穩(wěn)變速的效果；(V)本實用新型只要適配ー步進電機，其整個變速過程就完全能實現(xiàn)自動控制，如通過程序模塊設計或傳感器反饋信號使機器在工作過程中，變速器的傳動比連續(xù)變化成某條合適的曲線，輸出轉速也會作相應變化，達到最佳工作效果和最高工作效率；(VI)本實用新型能在主動輪從動輪都靜止的情況且不需要外加的離合器的情況下實現(xiàn)變速；(VII)本實用新型變速的過程不需要使用離合器，可以隨時變速，減少了復雜的變速程序和機構；(VIII)本實用新型的主動輪和從動輪采用同樣的結構，可以同時變速，即可以增速又可以減速，還可以使速度不變；即當傳動比小于I時為增速器，等于I時，速度不變，大于I時為減速器；傳動比變化的范圍大；(IX)本實用新型還可以拓展為多排鏈傳動，使傳動功率進ー步増大；(X)本實用新型使用套筒滾子鏈作傳動介質，不需要投入新的生產設備且生產エ藝過程改善，操作容易，維護方便，生產效率高，產品質量好，應用范圍擴大，便于普及推廣。本實用新型適合作重載低速エ況下使用的各種重型工程設備。比如中高檔轎車，機床、起重機械、載重汽車，電梯，傳送機械.
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進ー步詳細說明。

圖I為本實用新型鏈傳動副的主視圖。圖2為本實用新型星型鏈輪裝置的剖視圖。[0031]圖3為本實用新型同步器與左滑塊連接的局部放大圖。圖4為本實用新型左滑塊與左副輪結合的局部放大圖。圖5為本實用新型左滑塊的主視圖。圖6為本實用新型左滑塊的剖視圖。圖7為本實用新型左副輪的半剖視圖。圖8為圖7的A-A剖視圖。圖9為本實用新型控制輪的主視圖。圖10為圖9的C-C剖視圖。圖11為本實用新型傳動副軸的主視圖。圖12為本實用新型傳動副軸的左側視圖。圖13為本實用新型右副輪的徑向半剖視圖。圖14為本實用新型滑齒套的主視圖。圖15為本實用新型圖14的F-F的剖視圖。圖16為本實用新型右滑塊的主視圖。圖17為本實用新型連桿的主視圖。圖18為本實用新型連桿的左側視圖。圖中1、電機，2、傳動主軸，3、星型鏈輪裝置，30、凸筋，31、控制輪，311、支座，312、控制輪定子，313、控制輪轉子，32、左副輪，323、圓環(huán)形電磁鐵，33、右副輪，34、連桿，341、U型閉式耳座，342、L型開式拔叉，35、同步器，351、傳動副軸，352、滑齒套，353、定位鍵ロ，354、小鏈輪，36、導滑槽，37、左滑塊，371、內齒圈，372、滑槽，373、滑銷，38、右滑塊，39、外固定環(huán)，4、套筒滾子鏈，5、張緊輪。
具體實施方式
結合附圖，基于變節(jié)圓半徑的星形鏈傳動無級變速裝置，它由電機I帶動傳動主軸2上的星型鏈輪裝置3，并經套筒滾子鏈4配合組成鏈傳動副，所述星型鏈輪裝置3包括設置于傳動主軸2上的控制輪31，分設于控制輪31兩側的左副輪32和右副輪33，控制輪31本體內徑設置連接傳動主軸2的控制輪定子312與控制輪轉子313，控制輪定子312通過花鍵與傳動主軸2過盈配合，控制輪轉子313與控制輪定子312配合，控制輪轉子313可在控制信號的驅動下繞控制輪定子312轉動一角度，控制輪轉子313與控制輪31本體相連，并一起運動；控制輪31外輪廓圓周上均勻布設兩排相互錯開的支座311，該支座311經連桿34與設置于左副輪32和右副輪33上的同步器35相連。同步器35包括連接左副輪32和右副輪33的傳動副軸351、套裝于傳動副軸351的滑齒套352?；X套352的一端為無齒圓柱套，并于無齒圓柱套套端軸向均勻設置3個以上配套的定位鍵ロ 353 ;為了増大滑齒套352的內錐面與傳動副軸351上圓錐段外錐面的摩擦力，使傳動副軸351能夠快速相對于左滑塊37同歩，故在滑齒套352的內錐面設置能破壞滑齒套352的內錐面與傳動副軸351上圓錐段外錐面兩個錐面間的潤滑油膜的細螺紋。傳動副軸351從左端起始依次設為小圓柱段、圓錐段、齒輪段和大圓柱段及設置在大圓柱段上的鍵槽，該鍵槽經鍵連接ー小鏈輪354?？刂戚?1的支座311為每排8個分設于兩個軸向平面內。支座311與連桿34 —端的U型閉式耳座341連接，連桿34的另一端為L型開式拔叉342，它與傳動副軸351卡式連接。為 了使左副輪32內的左滑塊37的內齒圈371與傳動副軸351上齒輪段的外齒脫離，傳動副軸351能夠自轉，在左副輪32的軸肩部連接ー吸弓I左副輪32本體的圓環(huán)形電磁鐵323。左副輪32和右副輪33的徑向圓周上均設有導滑槽36及外固定環(huán)39和與導滑槽36配套的左滑塊37、右滑塊38。為了使傳動副軸與左滑塊在變速的第三階段即復位階段同步，在左滑塊37的內徑設有內齒圈371和滑槽372，滑槽372內設置滑銷373及彈簧。為了保證滑塊能夠在相應的滑槽內不會因為左右位置受カ不均而引起的卡死現(xiàn)象，故在左滑塊37和右滑塊38的兩側設有與左副輪33和右副輪34的導滑槽37配合的定位凸筋30。左副輪32與傳動主軸2通過花鍵間隙配合，其能在圓環(huán)形電磁鐵323的作用下向左移動，左滑塊37上的凸筋30與左副輪32上的導滑槽36配合，左副輪32和左滑塊37 —起隨傳動主軸2公轉，右副輪33通過花鍵與傳動主軸2過盈配合，右滑塊38上的凸筋30與右副輪33上的導滑槽36配合，右副輪33和右滑塊38 —起隨傳動主軸2公轉，確定傳動副軸351在星型鏈輪裝置3中的軸向位置。由附圖所示，本實用新型基于變節(jié)圓半徑的星形鏈傳動無級變速裝置的工作原理是本實用新型根據鏈傳動多邊形原理，將傳統(tǒng)的定半徑傳動鏈輪沿徑向拆分成若干部分，通過改變每一部分的長度，達到改變鏈輪傳動的節(jié)圓半徑。具體措施是參見附圖，本裝置變速過程分為三個步驟，一、分離階段，ニ、變速階段，三、復位階段。變速的過程變速的第ー步分離階段；即在圓環(huán)形電磁鐵323的作用下，左副輪32向左移動ー小段距離，與此同時，左副輪32帶動左滑塊37 —起運動，使得左滑塊37的內齒圈371與傳動副軸351上齒輪段的外齒脫離，此時傳動副軸351能夠相對于左副輪32、右副輪33自由轉動即自轉，傳動主軸2上的動カ無法傳到傳動副軸351上；第ニ步變速階段；此時，控制輪31在相應的控制系統(tǒng)控制下，控制輪31的控制輪轉子313相對于控制輪31的控制輪定子312轉動一角度，即控制輪31本體相對于傳動主軸2轉動一角度；連接控制輪31支座311的連桿34帶動同步器35中傳動副軸351上的左滑塊37、右滑塊38沿左副輪32、右副輪33導滑槽36運行，從而改變同步器35的位置，即改變星形鏈傳動無級變速裝置的節(jié)圓半徑；此過程中，安裝于傳動副軸351的小鏈輪354是自由轉動，即小鏈輪354自轉；在張緊輪5的協(xié)同作用下，保證鏈條始終是張緊狀態(tài)，且不會出現(xiàn)跳齒、卡死、打滑現(xiàn)象；第三歩復位階段；當同步器35運行至新的位置，小鏈輪354亦同時達到新的位置；此時，圓環(huán)形電磁鐵323斷電，左副輪32在圓環(huán)形電磁鐵323內的復位彈簧作用下向右移動，左滑塊37在左副輪32帶動下也向右移動，同時滑槽372內的滑銷373也推動滑齒套352向右移動，直到滑齒套352的內錐面與傳動副軸351的圓錐段的外錐面接觸，接觸后，滑齒套352內錐面上的細螺紋亦會破壞滑齒套352的內錐面與傳動副軸351的圓錐段的外錐面間的潤滑油膜，滑齒套352的內錐面與傳動副軸351的圓錐段的外錐面產生摩擦力，此時，左滑塊37繼續(xù)右移，滑銷373與左滑塊37之間的彈簧被壓縮，滑齒套352與傳動副軸351之間的摩擦力進ー步増大，傳動副軸351速度降低，當滑齒套352被完全壓縮進左滑塊37時，左滑塊37內齒圈371與傳動副軸351齒輪段的外齒輪在齒端倒角的導向作用下嚙合，左滑塊37繼續(xù)右移直至左滑塊37的內齒圈371與傳動副軸351齒輪段的外齒輪完全嚙合，小鏈輪354被鎖死，傳動主軸2上的轉動カ矩通過左副輪32，左滑塊37，傳動副軸351，小鏈輪354傳遞到套筒滾子鏈4上，從而將電機I輸出的動カ通過星型鏈輪裝置3傳到從動輪；星形鏈傳動無級變速裝置的變速任務完成。
權利要求1.基于變節(jié)圓半徑的星形鏈傳動無級變速裝置，其特征在于它由電機(I)帶動傳動主軸(2)上的星型鏈輪裝置(3)，并經套筒滾子鏈(4)配合組成鏈傳動副，所述星型鏈輪裝置(3)包括設置于傳動主軸(2)上的控制輪(31)，分設于控制輪(31)兩側的左副輪(32)和右副輪(33)，控制輪(31)本體內徑設置連接傳動主軸(2)的控制輪定子(312)與控制輪轉子(313)，控制輪(31)外輪廓圓周上均勻布設兩排相互錯開的支座(311)，該支座(311)經連桿(34)與設置于左副輪(32)和右副輪(33)上的同步器(35)相連。
2.根據權利要求I所述的基于變節(jié)圓半徑的星形鏈傳動無級變速裝置，其特征在于所述的同步器(35)包括連接左副輪(32)和右副輪(33)的傳動副軸(351)、套裝于傳動副軸(351)的滑齒套(352)。
3.根據權利要求2所述的基于變節(jié)圓半徑的星形鏈傳動無級變速裝置，其特征在于所述的滑齒套(352)的一端為無齒圓柱套，并于無齒圓柱套套端軸向均勻設置數(shù)個配套的定 位鍵ロ(353)，滑齒套(352)的內錐面設置細螺紋。
4.根據權利要求2所述的基于變節(jié)圓半徑的星形鏈傳動無級變速裝置，其特征在于所述的傳動副軸(351)從左端起始依次設為小圓柱段、圓錐段、齒輪段和大圓柱段及設置在大圓柱段上的鍵槽，該鍵槽經鍵連接ー小鏈輪(354)。
5.根據權利要求I所述的基于變節(jié)圓半徑的星形鏈傳動無級變速裝置，其特征在于所述的控制輪(31)的支座(311)為每排8個分設于兩個軸向平面內。
6.根據權利要求I所述的基于變節(jié)圓半徑的星形鏈傳動無級變速裝置，其特征在于所述的連桿(34)的一端設連接控制輪(31)支座(311)的U型閉式耳座(341)，連桿(34)的另一端設連接傳動副軸(351)的L型開式拔叉(342)。
7.根據權利要求I所述的基于變節(jié)圓半徑的星形鏈傳動無級變速裝置，其特征在于所述的左副輪(32)的軸肩部連接ー圓環(huán)形電磁鐵(323)。
8.根據權利要求I所述的基于變節(jié)圓半徑的星形鏈傳動無級變速裝置，其特征在于所述的左副輪(32)和右副輪(33)的徑向圓周上均設有導滑槽(36)及外固定環(huán)(39)和與導滑槽(36)配套的左滑塊(37)、右滑塊(38)。
9.根據權利要求8所述的基于變節(jié)圓半徑的星形鏈傳動無級變速裝置，其特征在于所述的左滑塊(37)的內徑設有內齒圈(371)和滑槽(372)，滑槽(372)內設置滑銷(373)及彈黃。
10.根據權利要求8所述的基于變節(jié)圓半徑的星形鏈傳動無級變速裝置，其特征在于所述的左滑塊(37)和右滑塊(38)的兩側設有與左副輪(33)和右副輪(34)的導滑槽(37)配合的定位凸筋(30)。
專利摘要基于變節(jié)圓半徑的星形鏈傳動無級變速裝置，采用由電機帶動傳動主軸上的星型鏈輪裝置，并經套筒滾子鏈配合組成鏈傳動副，星型鏈輪裝置包括設置于傳動主軸上的控制輪，分設于控制輪兩側的左副輪和右副輪，控制輪本體內徑設置連接傳動主軸的控制輪定子與控制輪轉子，控制輪外輪廓圓周上均勻布設兩排相互錯開的支座，該支座經連桿與設置于左副輪和右副輪上的同步器相連的技術方案；解決了現(xiàn)有傳統(tǒng)摩擦型無級變速器一定需要摩擦力才能完成動力傳遞，大功率無級變速器則需要采用液壓系統(tǒng)實現(xiàn)大推力的調節(jié)和齒形鏈傳動無級變速系統(tǒng)的價格較昂貴等難題；適合作重載低速工況下使用的各種重型工程設備，比如中高檔轎車，機床、起重機械、載重汽車，電梯，傳送機械。
文檔編號F16H9/24GK202402581SQ20112053531
公開日2012年8月29日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權日2011年12月20日
發(fā)明者余以道, 曹興榮, 陳立鋒, 龍亞彬 申請人:湖南科技大學