本實(shí)用新型涉及機(jī)械結(jié)構(gòu)領(lǐng)域和機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域，具體是指一種彈簧無極變速裝置。
背景技術(shù)：
變速器是用來改變來自發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)，它能固定或分檔改變輸出軸和輸入軸傳動(dòng)比，又稱變速箱。變速器由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成，有些汽車還有動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)大多用普通齒輪傳動(dòng)，也有的用行星齒輪傳動(dòng)。普通齒輪傳動(dòng)變速機(jī)構(gòu)一般用滑移齒輪和同步器等。當(dāng)從動(dòng)齒輪的齒數(shù)與主動(dòng)齒輪的齒數(shù)之間的關(guān)系發(fā)生變化時(shí)，傳動(dòng)比改變，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變的條件下，會影響輸出軸轉(zhuǎn)速改變，即車輪轉(zhuǎn)速改變。一對相互嚙合的齒輪，使用中齒數(shù)不會變化，因此它的傳動(dòng)比是固定不變的。若在輸入軸上裝有若干個(gè)齒數(shù)不等的齒輪與輸出軸上的對應(yīng)齒數(shù)也是變化的齒輪嚙合，則可以獲得一組傳動(dòng)比不同的有級式變速器。汽車變速器就是按照這個(gè)基本原理實(shí)現(xiàn)換檔變速。
這樣，傳統(tǒng)的有級變速器存在變速操作麻煩、傳動(dòng)效率低、不能充分利用機(jī)械能和變速轉(zhuǎn)換速度慢等問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的在于提供一種彈簧無極變速裝置，通過設(shè)置本實(shí)用新型，從而能快速對輸入和輸出進(jìn)行線性變化，能大大提高機(jī)械傳動(dòng)效率，且操作簡單，系統(tǒng)響應(yīng)快速。
本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種彈簧無極變速裝置，主要由輸入裝置和輸出裝置組成，輸入裝置與輸出裝置相連；輸入裝置主要由輸入軸、輸入軸圓環(huán)、第一輸入軸圓環(huán)柱、第一受力變速叉、第二受力變速叉、第二輸入軸圓環(huán)柱組成，第一輸入軸圓環(huán)柱和第二輸入軸圓環(huán)柱設(shè)置在輸入軸上，第一輸入軸圓環(huán)柱和第二輸入軸圓環(huán)柱相對于輸入軸對稱；第一輸入軸圓環(huán)柱和第二輸入軸圓環(huán)柱與輸入軸圓環(huán)相連，輸入軸圓環(huán)、第一輸入軸圓環(huán)柱和第二輸入軸圓環(huán)柱組成兩個(gè)半圓環(huán)；第一受力變速叉設(shè)置在第一輸入軸圓環(huán)柱與輸入軸圓環(huán)的連接處，第二受力變速叉設(shè)置在第二輸入軸圓環(huán)柱與輸入軸圓環(huán)的連接處。
輸出裝置主要由第一彈簧、輸出軸圓環(huán)、第二彈簧座、第二彈簧、第一輸出軸圓環(huán)柱、輸出軸、第二輸出軸圓環(huán)柱、第一彈簧座組成；第一輸出軸圓環(huán)柱和第二輸出軸圓環(huán)柱設(shè)置在輸出軸上，第一輸出軸圓環(huán)柱和第二輸出軸圓環(huán)柱相對于輸出軸對稱；第一輸出軸圓環(huán)柱和第二輸出軸圓環(huán)柱與輸出軸圓環(huán)相連，輸出軸圓環(huán)、第一輸出軸圓環(huán)柱和第二輸出軸圓環(huán)柱組成兩個(gè)半圓環(huán)；其中一個(gè)半圓環(huán)上設(shè)置有第一彈簧和第一彈簧座，而另一個(gè)半圓環(huán)上設(shè)置有第二彈簧座和第二彈簧；第一彈簧與第一彈簧座相連，第二彈簧座與第二彈簧相連。
受力變速叉與彈簧相連，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，彈簧力為達(dá)到輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)力時(shí)，首先壓縮彈簧，二輸出軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，遮掩輸入軸與輸出軸有一定的速度差，就達(dá)到了減速的目的。
傳統(tǒng)的減速裝置均是以小齒輪帶動(dòng)大齒輪，實(shí)現(xiàn)輸出軸的減速增力或者加速減力；本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于利用杠桿原理和能量守恒原理，采用彈簧的儲能特性，將轉(zhuǎn)動(dòng)力轉(zhuǎn)化為推動(dòng)力，達(dá)到了減速增力的目的。
例如，以輸入軸直徑為25毫米，軸上固定圓環(huán)100毫米，輸入軸受力半徑12.5毫米杠桿長度，二圓環(huán)受力半徑50毫米杠桿長度，正好是軸的四倍。同樣，輸出軸軸徑25毫米，輸出軸圓環(huán)直徑100毫米；以鋼制殼體加軸承安裝在一起，同軸心。彈簧處于xN常壓狀態(tài)，當(dāng)輸出軸的力為xN時(shí)，彈簧不會被壓縮，輸入軸與輸出軸同步；當(dāng)輸出軸的力為4xN時(shí)，彈簧壓縮45°，每段彈簧的彈力為2xN，輸入軸壓縮彈簧而合力達(dá)到4xN；因恒定壓縮力矩，彈簧就起到變速作用；而工作減速時(shí)，彈簧始終是壓縮45°工作，做90°循環(huán)，既彈簧在壓縮狀態(tài)后，輸入軸推力為xN，就能有4xN的推動(dòng)力，這樣減速作用達(dá)到。若輸入軸的力小于4xN，則彈簧可以自動(dòng)回縮調(diào)整杠桿力長度運(yùn)行。這時(shí)輸入軸與輸出軸未能同步，因圓環(huán)杠桿長度是輸入軸杠桿長度的4倍，力增大到4xN。實(shí)現(xiàn)輸入軸圓環(huán)大角度推動(dòng)小角度；由輸入輸出功率相等可得，力量增大4倍，相應(yīng)的轉(zhuǎn)速變慢4倍，達(dá)到了減速的目的。此時(shí)本裝置所達(dá)到的效果和齒輪傳動(dòng)的效果一樣。通過設(shè)置本實(shí)用新型，從而能快速對輸入和輸出進(jìn)行線性變化，能大大提高機(jī)械傳動(dòng)效率，且操作簡單，系統(tǒng)響應(yīng)快速。
進(jìn)一步地，本實(shí)用新型公開了一種彈簧無極變速裝置的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，即：所述圓環(huán)的第一受力變速叉與第一彈簧相連，第二受力變速叉與第二彈簧相連。這樣，就能將輸入輸出裝置連接成一個(gè)整體，達(dá)到減速的目的。
進(jìn)一步地，所述輸入軸的軸線和輸出軸的軸線在一條直線上。
進(jìn)一步地，所述輸出軸圓環(huán)上還設(shè)置有一層耐磨材料。第一彈簧和第二彈簧與輸出軸圓環(huán)之間有相對位移，在輸出軸圓環(huán)上設(shè)置耐磨材料能降低摩擦帶來的機(jī)械磨損和能量損失，提高傳動(dòng)效率，降低機(jī)械噪音。
進(jìn)一步地，所述第一彈簧座和第二彈簧座上開有銷孔，第一彈簧座和第二彈簧座通過連接銷釘與輸出軸圓環(huán)相連。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的有益效果為：
(1)通過設(shè)置本實(shí)用新型，從而能快速對輸入和輸出進(jìn)行線性變化，能大大提高機(jī)械傳動(dòng)效率，且操作簡單，系統(tǒng)響應(yīng)快速。
(2)通過設(shè)置本實(shí)用新型，從而能降低摩擦帶來的機(jī)械磨損和能量損失，提高傳動(dòng)效率，降低機(jī)械噪音。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。
其中：1—輸入軸，2—輸入軸圓環(huán)，3—第一輸入軸圓環(huán)柱，4—第一受力變速叉，5—第二受力變速叉，6—第二輸入軸圓環(huán)柱，7—第一彈簧，8—輸出軸圓環(huán)，9—第二彈簧座，10—第二彈簧，11—第一輸出軸圓環(huán)柱，12—輸出軸，13—第二輸出軸圓環(huán)柱，14—第一彈簧座。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例1：
如圖1所示，一種彈簧無極變速裝置，主要由輸入裝置和輸出裝置組成，輸入裝置與輸出裝置相連；輸入裝置主要由輸入軸1、輸入軸圓環(huán)2、第一輸入軸圓環(huán)柱3、第一受力變速叉4、第二受力變速叉5、第二輸入軸圓環(huán)柱6組成，第一輸入軸圓環(huán)柱3和第二輸入軸圓環(huán)柱6設(shè)置在輸入軸1上，第一輸入軸圓環(huán)柱3和第二輸入軸圓環(huán)柱6相對于輸入軸1對稱；第一輸入軸圓環(huán)柱3 和第二輸入軸圓環(huán)柱6與輸入軸圓環(huán)2相連，輸入軸圓環(huán)2、第一輸入軸圓環(huán)柱3和第二輸入軸圓環(huán)柱6組成兩個(gè)半圓環(huán)；第一受力變速叉4設(shè)置在第一輸入軸圓環(huán)柱3與輸入軸圓環(huán)2的連接處，第二受力變速叉5設(shè)置在第二輸入軸圓環(huán)柱6與輸入軸圓環(huán)2的連接處。
輸出裝置主要由第一彈簧7、輸出軸圓環(huán)8、第二彈簧座9、第二彈簧 10、第一輸出軸圓環(huán)柱11、輸出軸12、第二輸出軸圓環(huán)柱13、第一彈簧座14 組成；第一輸出軸圓環(huán)柱11和第二輸出軸圓環(huán)柱13設(shè)置在輸出軸12上，第一輸出軸圓環(huán)柱11和第二輸出軸圓環(huán)柱13相對于輸出軸12對稱；第一輸出軸圓環(huán)柱11和第二輸出軸圓環(huán)柱13與輸出軸圓環(huán)8相連，輸出軸圓環(huán)8、第一輸出軸圓環(huán)柱11和第二輸出軸圓環(huán)柱13組成兩個(gè)半圓環(huán)；其中一個(gè)半圓環(huán)上設(shè)置有第一彈簧7和第一彈簧座14，而另一個(gè)半圓環(huán)上設(shè)置有第二彈簧座9 和第二彈簧10；第一彈簧7與第一彈簧座14相連，第二彈簧座9與第二彈簧 10相連。
受力變速叉與彈簧相連，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，彈簧力為達(dá)到輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)力時(shí)，首先壓縮彈簧，二輸出軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，遮掩輸入軸與輸出軸有一定的速度差，就達(dá)到了減速的目的。
傳統(tǒng)的減速裝置均是以小齒輪帶動(dòng)大齒輪，實(shí)現(xiàn)輸出軸的減速增力或者加速減力；本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于利用杠桿原理和能量守恒原理，采用彈簧的儲能特性，將轉(zhuǎn)動(dòng)力轉(zhuǎn)化為推動(dòng)力，達(dá)到了減速增力的目的。
例如，以輸入軸直徑為25毫米，軸上固定圓環(huán)100毫米，輸入軸受力半徑12.5毫米杠桿長度，二圓環(huán)受力半徑50毫米杠桿長度，正好是軸的四倍。同樣，輸出軸軸徑25毫米，輸出軸圓環(huán)直徑100毫米；以鋼制殼體加軸承安裝在一起，同軸心。彈簧處于xN常壓狀態(tài)，當(dāng)輸出軸的力為xN時(shí)，彈簧不會被壓縮，輸入軸與輸出軸同步；當(dāng)輸出軸的力為4xN時(shí)，彈簧壓縮45°，每段彈簧的彈力為2xN，輸入軸壓縮彈簧而合力達(dá)到4xN；因恒定壓縮力矩，彈簧就起到變速作用；而工作減速時(shí)，彈簧始終是壓縮45°工作，做90°循環(huán)，既彈簧在壓縮狀態(tài)后，輸入軸推力為xN，就能有4xN的推動(dòng)力，這樣減速作用達(dá)到。若輸入軸的力小于4xN，則彈簧可以自動(dòng)回縮調(diào)整杠桿力長度運(yùn)行。這時(shí)輸入軸與輸出軸未能同步，因圓環(huán)杠桿長度是輸入軸杠桿長度的4倍，力增大到4xN。實(shí)現(xiàn)輸入軸圓環(huán)大角度推動(dòng)小角度；由輸入輸出功率相等可得，力量增大4倍，相應(yīng)的轉(zhuǎn)速變慢4倍，達(dá)到了減速的目的。此時(shí)本裝置所達(dá)到的效果和齒輪傳動(dòng)的效果一樣。通過設(shè)置本實(shí)用新型，從而能快速對輸入和輸出進(jìn)行線性變化，能大大提高機(jī)械傳動(dòng)效率，且操作簡單，系統(tǒng)響應(yīng)快速。
實(shí)施例2：
本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，公開了一種彈簧無極變速裝置的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，如圖1所示，所述圓環(huán)的第一受力變速叉4與第一彈簧7相連，第二受力變速叉5與第二彈簧10相連。這樣，就能將輸入輸出裝置連接成一個(gè)整體達(dá)到減速的目的。
進(jìn)一步地，所述輸入軸1的軸線和輸出軸的軸線在一條直線上。
進(jìn)一步地，所述輸出軸圓環(huán)8上還設(shè)置有一層耐磨材料。第一彈簧7和第二彈簧10與輸出軸圓環(huán)8之間有相對位移，在輸出軸圓環(huán)8上設(shè)置耐磨材料能降低摩擦帶來的機(jī)械磨損和能量損失，提高傳動(dòng)效率，降低機(jī)械噪音。
進(jìn)一步地，所述第一彈簧座14和第二彈簧座9上開有銷孔，第一彈簧座 14和第二彈簧座9通過連接銷釘與輸出軸圓環(huán)8相連。本實(shí)施例的其他部分與實(shí)施例1相同，不再贅述。
以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。