專利名稱：無級變速器的制作方法
技術領域：
機械式無級變速器在工業(yè)界受到越來越多的重視和采用，目前已在各種車輛、生產線、機床等設備中得到廣泛的應用。這是因為它具有簡化變速方案、提高生產效率和產品質量、合理利用動力、節(jié)約能源、減輕操作人員的勞動強度等優(yōu)點。然而，現(xiàn)在一般使用的機械式無級變速器普遍存在滑動、承受過載和沖擊的能力差、傳動功率小、體積大等缺點。例如脈動無級變速器由于有往復運動構件和超越離合器以及輸出速度的脈沖性，限制了它只適用于小功率、低轉速、運動平穩(wěn)性要求不高的場合。比較先進的帶鏈式無級變速器也由于傳動功率較小，要與定傳動比的差動行星齒輪機構共同使用。總之，現(xiàn)在使用的變速器還有待進一步改進。
1981澳大利亞人埃里克，威爾莫特(E，Willmot)發(fā)明了一種為人們所稱許的圓滾循環(huán)變速器，據稱這種變速器可以用于洗衣機、自行車、汽車甚至火車上，這種變速器有變速范圍廣、可傳動很大扭矩，效率高、不僅可以變速還可以用于制動。其中如圖2所示的半循環(huán)常連接式結構最完善。然而，這個發(fā)明仍然未能擺脫由于中間過渡裝置使用了齒輪(圖中[68]、[70])、齒條(圖中[32]、[34])結構，給裝置帶來了結構龐大、復雜。工藝性不好等缺點。
中國專利(申請?zhí)?5106717)“周轉輪系變速器在變速部份采用了導軌式速比控制器與平盤凸輪結構，同樣存在工藝性不好，加工困難等缺點。本發(fā)明的目的就是要制造一種能發(fā)揮機械無級變速器有較大的變速范圍?？蓚鲃哟笈ぞ亍⑿矢叩葍?yōu)點。而又克服以往齒輪、齒條傳動帶來的結構龐大、加工困難等缺點的無級變速器。本發(fā)明用調節(jié)偏心輪改變速比，由連桿和過渡齒輪等做為中間過渡機構研制出高變速比、大扭矩、小體積、結構簡單、工藝性好的無級變速器。
以下結合附圖對本發(fā)明的結構和工作狀態(tài)加以說明


圖1、是本發(fā)明結構圖圖3、是埃里克，威爾莫特發(fā)明的半循環(huán)常連接式園滾循環(huán)變速器圖3、是本發(fā)明輸入輸出同速時的工作狀態(tài)圖4、是本發(fā)明的搖桿結構和與滾輪的連接本發(fā)明的無級變速器主要由輸入部份、中間過渡部份、變速部份和輸出部份等組成。
如
圖1所示，本發(fā)明的輸入部份是由輸入軸[1]、圓盤形行星架[2]、三個行星齒輪[4]和為安裝行星齒輪而裝在行星架同一半徑上的三個短軸[3]組成。輸入軸被原動力拖動而旋轉，行星架和行星齒輪也隨之轉動。三個行星齒輪與輸出部份的中心齒輪[18]相嚙合，圍繞中心齒輪[18]轉動，同時也受中心齒輪撥動而自轉。輸入軸與行星齒輪安裝軸分另別被兩個軸承[1，1]、[3，1]所支承。輸入部份在全機中的作用在于輸入轉速和扭矩。
中間過渡部份包括與行星齒輪[4]同軸連接的過渡齒輪[5]及傳入齒輪[6]、齒圈[7]、連桿[8]及搖桿[9]。中間過渡部份在全機中的作用是承接輸入部份輸入的圓周運動的轉速和扭矩，同時也將改變速度后的扭矩傳遞出去(通時行星齒輪[4]傳遞給輸出部份的中心齒輪[18]等)。傳入齒輪[6]與過渡齒輪[5]的軸被帶軸承的連桿連接。傳入齒輪與過渡齒輪相嚙合。傳入齒輪[6]與通過三個螺桿[16]與行星架[2]連接的盤架[15]上的齒圈[7]相嚙合。連桿[8]與傳入齒輪和過渡齒輪同軸，連桿又通過圖4中端部成階梯狀由叉桿[41]、中軸[42]、擺桿[43]和彈簧[44]組成的搖桿[9](
圖1)同軸。圖4中可以擺動的擺桿與
圖1中變速部分的滾輪[10]同軸。
變速部份是本機的主要部份，也是本發(fā)明結構最獨特與先進之處。它是由調速手柄[21]、變速盤[22]、偏心輪[13]等組成。偏心輪是內圈與外圓不同心的環(huán)，它支承在偏心的偏心環(huán)[14]的內圓上。偏心輪上有一小軸[23]，扦入變速盤[22]的徑向小槽[24]內，搖動手柄[21]，帶動變速盤并可同時帶動偏心輪轉動一個角度，從而改變了偏心輪中心線與輸出軸中心線之間的距離，產生一個新的偏心距。與圖4搖桿上的擺桿[43]同軸的滾輪[10]沿偏心輪的內圓滾動，帶動連桿[8]并使傳入齒輪[6]產生新的角位移。滾輪[10]是套在擺桿端部小軸上可以自由轉動的鋼輪。
本發(fā)明的輸出部份是由中心齒輪[18]和輸出軸[11]組成，中心齒輪位于三個行星齒輪[4]的中央，與三個行星齒輪嚙合，與輸出軸連接。
本發(fā)明的無級變速器裝于鑄造成型。由機身[17]與前、后端蓋[12]、[19]連接而成的機殼內，輸出端的端蓋上開有一個供手柄連接變速盤的軸在其中移動的弧形槽[20]。
本發(fā)明的無級變速器運轉過程是原動力拖動輸入軸[1]，起扭矩轉換作用的行星架隨之轉動，并帶動三個短軸[3]及三個行星齒輪[4]、三個過渡齒輪[5]、三個傳入齒輪[6]、三個連桿[8]三個搖桿[9]及三個滾輪[10]使其以一定轉速自轉或公轉。但由于變速盤、偏心輪等組成的變速系統(tǒng)經傳入齒輪傳來新的角位移及扭矩，過渡齒輪便通過行星齒輪使中心齒輪以新的速度與扭矩工作，再經輸出軸輸出，達到升速目的。如
圖1中B-B剖面所示，當偏心輪圓心與偏心環(huán)圓心距最大時，升速最大，而如圖3所示，當偏心輪的圓心與偏心環(huán)園心重合時，可以實現(xiàn)輸入，輸出同速。
本發(fā)明中使用三個行星齒輪、三個過渡齒輪、三個傳入齒輪、三個連桿、三個滾輪等是為了連續(xù)工作，實現(xiàn)一個穩(wěn)定的輸出速度。因為如
圖1所示，滾輪在園周“N“上只有自位置“n1”逆時針運動至“n2”這一段距離時，才是作功行程。而自“n2”逆時針運動至“n1”這段距離則是空行程，它不起主動的拖動作用，而是隨動。故可說是消耗行程，會使速度下降，但有了三套另件組成的變速系統(tǒng)，它們圍繞輸入、輸出軸做循環(huán)運轉，便能達到輸出穩(wěn)定扭矩、穩(wěn)定速度的目的。
本發(fā)明中由于輸出與變速是三套系統(tǒng)同步進行的，并且由于本發(fā)明中主要傳動部份可以根據需要選擇不同材料的直齒或斜齒齒輪完成，因此可以有高效率、傳動大扭矩。本發(fā)明中不采用結構龐大的齒條結構，也不采用復雜的凸輪變速結構，輸出部份無需采用超越離合器等類結構，故實現(xiàn)了全機結構簡單、尺寸小、制造方便、工藝性好的目的、本發(fā)明采用偏心輪、偏心環(huán)合成而成的變速方法，可以實現(xiàn)近于1∶10的升速范圍。本機的投入使用將會使機電設備總體性能大為改善。體積減小，更便于布局，還為減少原材料消耗、合理使用動力、節(jié)約能源創(chuàng)造了有利條件。
權利要求1.一種用于各種車輛、調速生產線及各種要求變速的機電設備上具有升速功能，由齒輪傳動的無級變速器，其特征在于它由輸入軸、行星架、行星齒輪等組成的輸入部份；齒圈、過渡齒輪、傳入齒輪、連桿、搖桿等組成的中間過渡部份；滾輪、偏心輪、偏心環(huán)、變速盤、手柄等組成的變速部份；中心齒輪、輸出軸組成的輸出部份及機殼等組成。
2.根據權利要求1、所述的無級變速器其特征在于輸入部份的圓盤形的行星架與兩個軸承支承的輸入軸連成一體，行星架上同一半徑的圓周上裝有三個由軸承支承的軸，軸端各裝有一個隨行星架一起轉動并與輸出部份的中心齒輪嚙合，圍繞輸出部份的中心齒輪公轉，也受中心齒輪撥動而自轉的行星齒輪，行星架隨輸入軸被原動力拖動而旋轉。
3.根據權利要求1、所述的無級變速器其特征在于中間過渡部分的過渡齒輪與行星齒輪同軸、固定連接，承接輸入扭矩與圓周運動。同時也將變速后經連桿與傳入齒輪傳來的速度傳遞給行星齒輪直至輸出部份的中心齒輪。傳入齒輪與裝在盤架上并通過螺桿與行星架連接的齒圈嚙合，連桿與其內部軸承將過渡齒輪的軸與傳入齒輪的軸連接起來，傳入齒輪與過渡齒輪又相嚙合。連桿通過搖桿可以擺動的一端與變速部分的滾輪同軸相連。
4.根據權利要求1、所述的無級變速器其特征在于變速部份的滾輪沿偏心輪的內圓做圓周運動，套在小軸上的滾輪是一個可以自由轉動的鋼制輪，滾輪與連桿同軸。搬動裝在機殼外的手柄，可轉動機殼內的圓形變速盤，通過變速盤上徑向槽帶動扦入徑向槽內的偏心輪上的小軸，可使偏心輪轉動一個角度，實現(xiàn)偏心輪圓心相對輸出軸軸心的徑向移動。偏心輪是一個內圓與外圓不同心的圓盤，偏心輪通過套在其外的偏心環(huán)裝于機殼上。
5.根據權利要求1、所述的無級變速器其特征在于輸出部份的輸出軸與位于輸入部份的三個行星齒輪中央的中心齒輪固定連接，中心齒輪接受行星齒輪傳遞來的轉速與扭矩，經輸出軸輸出，輸出軸由兩個軸承支承。
6.根據權利要求1、所述的無級變速器其特征在于各齒輪根據傳遞扭矩與轉速需要可選擇不同材料制成，可為直齒或斜齒。機殼由鑄造的殼身與前、后端蓋連接而成。
7.根據權利要求1、所述的變速器其特征在于變速性能不受輸入軸轉動方向的限制。
專利摘要本實用新型無級變速器屬于齒輪裝置。是一種可以廣泛用于各種車輛、調速生產線以及要求調速的機電設備上的變速裝置。具有變速比大、傳動扭矩大、效率高、結構簡單、制造工藝性好、對制造材料無特殊要求等優(yōu)點。本實用新型由輸入軸、行星架及行星齒輪等組成的輸入部份及齒圈、傳入齒輪、過渡齒輪、連桿、搖桿等組成的中間過渡部份；滾輪、偏心輪、變速盤、手柄等組成的變速部份；中心齒輪、輸出軸等組成的輸出部份和機殼等組成。
文檔編號F16H3/44GK2037791SQ8821515
公開日1989年5月17日 申請日期1988年10月22日 優(yōu)先權日1988年10月22日
發(fā)明者鐘建民 申請人:鐘建民