專利名稱：斜盤導(dǎo)桿式無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種斜盤導(dǎo)桿式無級變速器，特別涉及一種利用柱塞泵柱塞原理形成
的脈動無級變速器，屬于機(jī)械式變速器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
變速器的在輕工、化工、紡織、食品、污水處理等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。變速器有 機(jī)械式的，有電子式的。在機(jī)械式的無級變速器中大多采用傳動帶式或行星結(jié)構(gòu)式的變 速原理。傳動帶式的變速器的傳動帶容易老化或疲勞，造成變速器易損壞。行星結(jié)構(gòu)式 的變速器結(jié)構(gòu)較龐大，并且需要液控裝置，限制了其應(yīng)用范圍，并且也易損壞。中國專利 CN200510132746. 9公布了一種同軸式連桿無級脈動變速器，其利用斜圓柱式偏心輪，這種 偏心輪的外部輪廓為一個斜圓柱。在這種實(shí)施形式中，所述滑環(huán)套在偏心輪的斜圓柱側(cè)面 上，其中心孔與斜圓柱的側(cè)面形狀吻合。即，該中心孔為一個傾斜度與斜圓柱相同的斜孔。 如果要實(shí)現(xiàn)零變速比，則可使該斜圓柱偏心輪的一個底面與輸入軸同心。這種變速器克服
了結(jié)構(gòu)復(fù)雜、龐大，制造成本高，維修困難，轉(zhuǎn)速比調(diào)節(jié)較困難等現(xiàn)有技術(shù)中的不足，不僅結(jié) 構(gòu)簡單緊湊，而且制造和維修都簡單且成本低，尤其是其可以提供非常低的最低轉(zhuǎn)速比，例
如，最低轉(zhuǎn)速比為零，即，轉(zhuǎn)速比的范圍為從零到設(shè)計的最大轉(zhuǎn)速比；而且，不僅可以在停機(jī) 時變速，也可以在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時變速。但這種脈動變速器的脈動幅度因連桿的數(shù)量而定，脈動 的幅度要求越小，則連桿的數(shù)量要求越多，反之，脈動的幅度要求越大，則連桿的數(shù)量要求 越少，但這種脈動變速器受結(jié)構(gòu)限制，連桿數(shù)量不能設(shè)置很多，這就限制了脈動幅度小的要 求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于利用柱塞泵柱塞原理，提供一種無易損件的機(jī)械式無級脈動 變速器，實(shí)現(xiàn)變速器的無級平緩變速和簡單化。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案斜盤導(dǎo)桿式無級變速器，由主動 機(jī)構(gòu)、輸出機(jī)構(gòu)、箱體組成，其特征在于所述主動機(jī)構(gòu)由傾斜度可調(diào)的斜盤和三個以上的 等角設(shè)置的導(dǎo)桿構(gòu)成，該三個導(dǎo)桿一端帶有可單向轉(zhuǎn)動的斜齒輪，另一端頂在斜盤盤面上， 并可在斜盤盤面做圓周滑動；所述輸出機(jī)構(gòu)由單向轉(zhuǎn)動的輸出軸和套固在輸出軸上與主動 機(jī)構(gòu)中斜齒輪嚙合的大斜齒輪構(gòu)成。 主動機(jī)構(gòu)如下構(gòu)成可主動轉(zhuǎn)動的輸入軸上套固主動齒輪，主動齒輪與空套在輸 出軸上的齒輪嚙合，齒輪帶有至少個以上的花鍵孔，這些花鍵孔圍繞輸出軸等角設(shè)置，每個 孔內(nèi)都安裝有花鍵導(dǎo)桿，導(dǎo)桿的一端與斜盤接觸，另一端安裝有斜齒輪，斜齒輪內(nèi)安裝有只 能做單向轉(zhuǎn)動的超越離合器，該離合器的外圈與斜齒輪固定聯(lián)接，內(nèi)圈與導(dǎo)桿固定聯(lián)接，導(dǎo) 桿上套有使導(dǎo)桿頂向斜盤方向的彈簧，以上部件構(gòu)成可在斜盤盤面做圓周滑動的等角設(shè)置 的導(dǎo)桿；斜盤為一平板，平板的幾何中心在輸出軸的軸線上，沿平板幾何對稱軸設(shè)置一個可 使平板圍繞與輸出軸垂直的方向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，在離轉(zhuǎn)軸遠(yuǎn)處設(shè)置一個連桿與平板鉸接，連桿的另一端與螺母鉸接，螺母嚙合在帶有搖把的螺桿上。其中的齒輪與輸出軸可以通過軸 承套接，以減小兩者間的摩擦力。其中的彈簧套在導(dǎo)桿上，在齒輪的花鍵孔內(nèi)設(shè)有凸臺，彈 簧一頭頂在花鍵孔內(nèi)的凸臺上，一頭與導(dǎo)桿鉸接，并使導(dǎo)桿頂向斜盤。為了使頂在斜盤上的 導(dǎo)桿滑動順暢，可以在斜盤的盤面覆上摩擦系數(shù)小的耐磨材料，如貼覆尼龍墊片或涂覆聚 碳酸酯；也可以在導(dǎo)桿與斜盤接觸的端部安裝滾軸；還可以在斜盤上方的箱體上設(shè)油孔， 通過該油孔加潤滑油到斜盤盤面上。 輸出機(jī)構(gòu)如下構(gòu)成輸出機(jī)構(gòu)由輸出軸、大斜齒輪、單向超越離合器構(gòu)成，其中，大 斜齒輪用鍵與輸出軸聯(lián)接，同時用單向超越離合器與箱體聯(lián)接。
與現(xiàn)有的無級變速器相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn) 1)采用手動的斜盤調(diào)節(jié)導(dǎo)桿的行程大小，可以動態(tài)調(diào)速，也可以靜態(tài)調(diào)速； 2)由于導(dǎo)桿的行程可以是零，所以最低轉(zhuǎn)速可以為零； 3)通過增加導(dǎo)桿的數(shù)量，可以實(shí)現(xiàn)脈動度小的要求，輸出平穩(wěn)轉(zhuǎn)速。


圖1為按照本發(fā)明的斜盤導(dǎo)桿式無級變速器的優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的A-A向結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖1的B-B向結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中1、輸入軸，2、輸出軸，3、大斜齒輪，4、斜齒輪，5、齒輪，6、彈簧，7、導(dǎo)桿，8、螺 桿，9、連桿，10、螺母，11、斜盤軸，12、斜盤，13、主動齒輪，14、超越離合器，15、箱體。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明 如圖1所示，輸入軸1與主動齒輪13固定聯(lián)接。主動齒輪13與齒輪5嚙合，齒輪 5空套在輸出軸2上，齒輪5帶有至少3個以上的花鍵孔，每個孔內(nèi)都安裝有花鍵導(dǎo)桿7，導(dǎo) 桿7的右端與斜盤12接觸，左端安裝有斜齒輪4，斜齒輪4內(nèi)安裝有只能做單向轉(zhuǎn)動的超越 離合器，該離合器的外圈與斜齒輪4聯(lián)接，內(nèi)圈與導(dǎo)桿7固定聯(lián)接，因而斜齒輪4只能相對 于導(dǎo)桿7作單向的轉(zhuǎn)動，如圖2中的&所示的方向。導(dǎo)桿7在孔內(nèi)只能左右移動，不能轉(zhuǎn) 動，因而斜齒輪4也跟隨導(dǎo)桿7左右移動。這些斜齒輪4都同時與大斜齒輪3嚙合。大斜 齒輪3用鍵與輸出軸2聯(lián)接，同時用單向超越離合器14與箱體15聯(lián)接。因而輸出軸只能 相對于箱體作單向轉(zhuǎn)動，如圖2中n2所示的方向。 圖1中彈簧6的彈力方向總是使導(dǎo)桿7有向右移動的趨勢。導(dǎo)桿7的右端在彈簧 力的作用下始終與斜盤12保持接觸。斜盤12為一種傾角可以調(diào)節(jié)的圓盤。圖1中，螺桿8 為帶搖把的手搖螺桿，螺母10嚙合在螺桿8上，連桿9的一端與螺母10鉸接，另一端與斜 盤12鉸接。轉(zhuǎn)動螺桿8，螺母10上下移動，螺母帶動連桿9運(yùn)動，連桿9帶動斜盤12繞斜 盤軸11轉(zhuǎn)動。圖3中指示了斜盤12與斜盤軸11的關(guān)系。 本無級變速器的工作原理如下輸入軸1轉(zhuǎn)動，帶動齒輪13轉(zhuǎn)動，齒輪13帶動齒 輪5轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動方向如圖2中ri5所示的方向。齒輪5空套在輸出軸2上。齒輪5同時也 帶動安裝在其孔中的導(dǎo)桿7繞輸出軸2 —起轉(zhuǎn)動，又由于導(dǎo)桿7的右端在彈簧6的作用下 始終與斜盤保持接觸，故導(dǎo)桿7的運(yùn)動是一種復(fù)合運(yùn)動，即繞輸出軸2轉(zhuǎn)動的同時，又沿著導(dǎo)桿自己的軸線左右移動。而安裝在導(dǎo)桿7左端的斜齒輪4的運(yùn)動也包含了導(dǎo)桿7的運(yùn) 動，同時還比導(dǎo)桿7多了一種運(yùn)動，即繞導(dǎo)桿7的軸線的轉(zhuǎn)動。故斜齒輪4的運(yùn)動是一種 包含了 3種單一運(yùn)動的復(fù)合運(yùn)動。這三種單一的運(yùn)動是繞輸出軸2的公轉(zhuǎn)&、繞導(dǎo)桿7的 軸線的自轉(zhuǎn)n4和沿著導(dǎo)桿7的軸線的左右移動。 不考慮其他兩種運(yùn)動，只考察斜齒輪4的左右移動，當(dāng)斜齒輪4從與其嚙合的大斜 齒輪3的右端移動到左端得時，若斜齒輪4不轉(zhuǎn)，則必然使大斜齒輪3轉(zhuǎn)過一個角度A伊2，這 個角度的大小與斜齒輪4的行程的大小和斜齒輪的分度圓螺旋角(固定值)的大小有關(guān)， 大斜齒輪3的轉(zhuǎn)動方向如圖2中的n2的方向所示。 再考察斜齒輪4的其他兩種單一的運(yùn)動對斜齒輪3的影響。當(dāng)齒輪5按圖2中n5 的方向轉(zhuǎn)動時，斜齒輪4自轉(zhuǎn)的方向如圖2中n4的方向。在輪齒嚙合時的摩擦力作用下， 大斜齒輪3有向n2相反方向轉(zhuǎn)動的趨勢，但在單向超越離合器14的作用下，大斜齒輪3無 法作與化相反方向轉(zhuǎn)動。 綜上所述，大斜齒輪3只受到與其嚙合的斜齒輪4左右移動的影響，沿著n2的方 向轉(zhuǎn)動。 只要在齒輪5的四周等角布置3個以上的帶有斜齒輪4的導(dǎo)桿7，就可以使輸出 軸2連續(xù)轉(zhuǎn)動，導(dǎo)桿7的數(shù)量越多，化的波動(脈動)度就越小，運(yùn)動就越平穩(wěn)。顯然在一 定范圍內(nèi)增加導(dǎo)桿的數(shù)量不會增大變速器的體積。這就是本無級變速器的一大特點(diǎn)。
斜齒輪4內(nèi)所安裝的單向超越離合器，是保證斜齒輪4從大斜齒輪3的左端移動 到右端(回程)時，不會與其他的斜齒輪4的運(yùn)動發(fā)生干涉。 變換速比時，只要轉(zhuǎn)動螺桿8，就可以改變斜盤12的傾角，因而改變了斜齒輪4的 行程，從而改變了大斜齒輪3的轉(zhuǎn)角A伊2的大小，輸出軸的轉(zhuǎn)速化的大小也發(fā)生了改變。顯 然，A^2越大，輸出軸的轉(zhuǎn)速n2越大。 當(dāng)斜盤的傾角為90。(與輸出軸2的軸線垂直)時，斜齒輪4的行程的大小為零， 因而A伊fO;所以，輸出軸的轉(zhuǎn)速n2的大小為零。 由于調(diào)速機(jī)構(gòu)的阻力比較小，故轉(zhuǎn)速的變換可以在變速器工作時進(jìn)行，也可以在 變速器停止工作時進(jìn)行。這也是本無級變速器的另一大特點(diǎn)。
權(quán)利要求
斜盤導(dǎo)桿式無級變速器，由主動機(jī)構(gòu)、輸出機(jī)構(gòu)、箱體(15)組成，其特征在于所述主動機(jī)構(gòu)由傾斜度可調(diào)的斜盤(12)和三個以上等角設(shè)置的導(dǎo)桿構(gòu)成，該導(dǎo)桿一端帶有可單向轉(zhuǎn)動的斜齒輪，另一端頂在斜盤盤面上，并可在斜盤盤面做圓周滑動；所述輸出機(jī)構(gòu)由單向轉(zhuǎn)動的輸出軸(2)和套固在輸出軸(2)上與主動機(jī)構(gòu)中斜齒輪(4)嚙合的大斜齒輪(3)構(gòu)成。
2. 如權(quán)利要求l所述的斜盤導(dǎo)桿式無級變速器，其特征在于可主動轉(zhuǎn)動的輸入軸(1) 上套固主動齒輪(13)，主動齒輪(13)與空套在輸出軸(2)上的齒輪(5)嚙合，齒輪(5)上 圍繞輸出軸(2)至少等角設(shè)置有3個以上的花鍵孔，每個孔內(nèi)都安裝有花鍵導(dǎo)桿(7)，導(dǎo)桿 (7)的一端與斜盤(12)接觸，另一端安裝有斜齒輪(4)，斜齒輪(4)內(nèi)安裝有只能做單向轉(zhuǎn) 動的超越離合器，該離合器的外圈與斜齒輪(4)固定聯(lián)接，內(nèi)圈與導(dǎo)桿(7)固定聯(lián)接，導(dǎo)桿 (7)上設(shè)置有使導(dǎo)桿(7)頂向斜盤(12)方向的彈簧(6)。
3. 如權(quán)利要求2所述的斜盤導(dǎo)桿式無級變速器，其特征在于所述齒輪(5)與輸出軸 (2)通過軸承套接。
4. 如權(quán)利要求2所述的斜盤導(dǎo)桿式無級變速器，其特征在于所述齒輪(5)的花鍵孔 內(nèi)設(shè)有凸臺，所述彈簧(6)套在導(dǎo)桿(7)上，一頭頂在花鍵孔內(nèi)的凸臺上，一頭鉸接導(dǎo)桿 (7)，并使導(dǎo)桿(7)頂向斜盤(12)。
5. 如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的斜盤導(dǎo)桿式無級變速器，其特征在于所述主動機(jī) 構(gòu)中的斜盤(12)為一平板，平板的幾何中心在輸出軸(2)的軸線上，沿平板幾何對稱軸設(shè) 置一個可使平板圍繞與輸出軸(2)垂直的方向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸(ll)，在離轉(zhuǎn)軸(11)遠(yuǎn)處設(shè)置一 個連桿(9)與平板鉸接，連桿(9)的另一端與螺母(10)鉸接，螺母(10)嚙合在帶有搖把的 螺桿(8)上。
6. 如權(quán)利要求5所述的斜盤導(dǎo)桿式無級變速器，其特征在于所述輸出機(jī)構(gòu)由輸出軸 (2)、大斜齒輪(3)、單向超越離合器(14)構(gòu)成，其中，大斜齒輪(3)用鍵與輸出軸(2)聯(lián)接， 同時用單向超越離合器(14)與箱體(15)聯(lián)接。
7. 如權(quán)利要求6所述的斜盤導(dǎo)桿式無級變速器，其特征在于所述主動機(jī)構(gòu)中的斜盤 (12)盤面上覆有摩擦系數(shù)小的耐磨材料。
8. 如權(quán)利要求7所述的斜盤導(dǎo)桿式無級變速器，其特征在于所述耐磨材料為尼龍墊片。
9. 如權(quán)利要求6所述的斜盤導(dǎo)桿式無級變速器，其特征在于所述主動機(jī)構(gòu)中的導(dǎo)桿 在與斜盤(12)接觸的端部安裝有滾軸。
10. 如權(quán)利要求6所述的斜盤導(dǎo)桿式無級變速器，其特征在于在斜盤(12)上方的箱 體上設(shè)有油孔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種斜盤導(dǎo)桿式無級變速器，屬于機(jī)械式變速器技術(shù)領(lǐng)域。按照本發(fā)明，斜盤導(dǎo)桿式無級變速器由主動機(jī)構(gòu)、輸出機(jī)構(gòu)、箱體(15)組成，主動機(jī)構(gòu)由傾斜度可調(diào)的斜盤(12)和三個以上等角設(shè)置的導(dǎo)桿構(gòu)成，該三個導(dǎo)桿一頭帶有可單向轉(zhuǎn)動的斜齒輪，另一頭頂在斜盤盤面上，并可在斜盤盤面上做圓周滑動。輸出機(jī)構(gòu)由單向轉(zhuǎn)動的輸出軸(2)和套固在輸出軸(2)上與主動機(jī)構(gòu)中的斜齒輪(4)嚙合的大斜齒輪(3)構(gòu)成。輸出平穩(wěn)且體積小是本無級變速器的一大特點(diǎn)。由于調(diào)速機(jī)構(gòu)的阻力比較小，故轉(zhuǎn)速的變換可以在變速器工作時進(jìn)行，也可以在變速器停止工作時進(jìn)行，這是本無級變速器的另一大特點(diǎn)。
文檔編號F16H37/12GK101696720SQ20091021048
公開日2010年4月21日 申請日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者樂娜, 孫建東 申請人:北京聯(lián)合大學(xué);