變速器的制造方法
【專利摘要】一種無級的機(jī)械變速器裝置。將動(dòng)力輸入端的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)化為往復(fù)擺動(dòng)，往復(fù)擺動(dòng)推動(dòng)一個(gè)儲(chǔ)能彈簧，儲(chǔ)能彈簧的另一端推動(dòng)一個(gè)單向離合裝置，當(dāng)往復(fù)擺動(dòng)線速度超越單向離合裝置速度時(shí)，單向離合裝置鎖止，往復(fù)擺動(dòng)動(dòng)力通過儲(chǔ)能彈簧向外動(dòng)力輸出端輸出動(dòng)力。往復(fù)擺動(dòng)與單向離合裝置之間的儲(chǔ)能彈簧為柔性連接，可實(shí)現(xiàn)無級變速，且變速比與傳遞的力矩可實(shí)現(xiàn)一定程度的自適應(yīng)效果。該變速器結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、尺寸小、重量輕。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種變速器裝置，特別是一種無級的機(jī)械變速器裝置?？蓱?yīng)用于汽車 和工程機(jī)械等領(lǐng)域。 變速器

【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前機(jī)械變速器包括以下兩種。
[0003] 1)齒輪傳動(dòng)式。齒輪傳動(dòng)式變速器只能實(shí)現(xiàn)有級變速，應(yīng)用于自動(dòng)變速時(shí)，控制結(jié) 構(gòu)復(fù)雜，尺寸大、重量重，成本高昂。
[0004] 2)摩擦傳動(dòng)式。摩擦傳動(dòng)式可實(shí)現(xiàn)無級變速，但存在傳遞力矩小，容易打滑，傳動(dòng) 效率低，控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸大、重量重，成本高昂等不足。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種機(jī)械變速器，該變速器結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、尺寸小、重量輕。該變 速器可實(shí)現(xiàn)無級變速，且變速比與傳遞的力矩可實(shí)現(xiàn)一定程度的自適應(yīng)效果，控制簡單。
[0006] 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是：將動(dòng)力輸入端的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)化為往復(fù)擺動(dòng)， 往復(fù)擺動(dòng)推動(dòng)一個(gè)儲(chǔ)能彈簧，儲(chǔ)能彈簧的另一端推動(dòng)一個(gè)單向離合裝置，當(dāng)往復(fù)擺動(dòng)線速 度超越單向離合裝置速度時(shí)，單向離合裝置鎖止，往復(fù)擺動(dòng)的動(dòng)力通過儲(chǔ)能彈簧向動(dòng)力輸 出端輸出動(dòng)力。往復(fù)擺動(dòng)與單向離合裝置之間的儲(chǔ)能彈簧為柔性連接，可實(shí)現(xiàn)無級變速，具 體實(shí)現(xiàn)方法如下。
[0007] 變速器包含三部分核心裝置：往復(fù)擺動(dòng)裝置、儲(chǔ)能裝置和單向離合裝置。往復(fù)擺動(dòng) 裝置為動(dòng)力輸入端，單向離合裝置為動(dòng)力輸出端。往復(fù)擺動(dòng)裝置連接至儲(chǔ)能裝置，在其往復(fù) 擺動(dòng)過程中向儲(chǔ)能裝置輸送動(dòng)力，同時(shí)儲(chǔ)能裝置還連接至單向離合裝置，將儲(chǔ)存的動(dòng)力向 單向離合裝置輸出。
[0008] 往復(fù)擺動(dòng)裝置包括曲軸、滑塊和帶滑槽的擺桿?；瑝K裝于曲軸與擺桿的滑槽之間， 滑塊可以繞曲軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)可以在擺桿的滑槽內(nèi)做直線滑動(dòng)。擺桿在滑塊作用下，在曲軸的 旋轉(zhuǎn)平面上作往復(fù)擺動(dòng)，擺動(dòng)形式可以為直線往復(fù)擺動(dòng)，也可以為圓周往復(fù)擺動(dòng)。擺桿的擺 動(dòng)幅度由曲軸偏心確定。
[0009] 單向離合裝置包括內(nèi)圈、外圈和介于兩者之間方向可控的單向鎖止機(jī)構(gòu)，內(nèi)圈和 外圈可同軸旋轉(zhuǎn)。單向鎖止機(jī)構(gòu)的鎖止方向可以被設(shè)置為雙向釋放、單正向和單反向，單 向鎖止機(jī)構(gòu)為公知技術(shù)，這里不具體展開說明。當(dāng)單向鎖止機(jī)構(gòu)的鎖止方向被設(shè)置為雙向 釋放時(shí)，內(nèi)圈與外圈可分別自由旋轉(zhuǎn)，互不干涉，此時(shí)變速器不能傳遞動(dòng)力，處于空擋狀態(tài)。 當(dāng)單向鎖止機(jī)構(gòu)的鎖止方向被設(shè)置為單正向時(shí)，如果內(nèi)圈在正向方向上的旋轉(zhuǎn)速度低于外 圈，則內(nèi)圈與外圈可分別旋轉(zhuǎn)，互不干涉，如果內(nèi)圈在正向方向上呈現(xiàn)超越外圈的趨勢，則 單向鎖止機(jī)構(gòu)進(jìn)入鎖止?fàn)顟B(tài)，內(nèi)圈與外圈被鎖止保持同步旋轉(zhuǎn)，此時(shí)變速器只能正向傳遞 動(dòng)力，處于前進(jìn)擋狀態(tài)。當(dāng)單向鎖止機(jī)構(gòu)的鎖止方向被設(shè)置為單反向時(shí)，如果內(nèi)圈在反向方 向上的旋轉(zhuǎn)速度低于外圈，則內(nèi)圈與外圈可分別旋轉(zhuǎn)，互不干涉，如果內(nèi)圈在反向方向上呈 現(xiàn)超越外圈的趨勢，則單向鎖止機(jī)構(gòu)進(jìn)入鎖止?fàn)顟B(tài)，內(nèi)圈與外圈被鎖止保持同步旋轉(zhuǎn)，此時(shí) 變速器只能反向傳遞動(dòng)力，處于倒擋狀態(tài)。改變單向鎖止機(jī)構(gòu)的鎖止?fàn)顟B(tài)，變速器可以在空 擋、前進(jìn)擋和倒擋之間切換擋位模式。
[0010] 儲(chǔ)能裝置包括儲(chǔ)能彈簧，儲(chǔ)能彈簧的伸縮方向與往復(fù)擺動(dòng)裝置的擺動(dòng)方向一致或 近似，其兩端同時(shí)與往復(fù)擺動(dòng)裝置上的擺桿卡口、以及單向離合裝置上的內(nèi)圈卡口相抵接 并被預(yù)壓縮。擺桿卡口和內(nèi)圈卡口互相錯(cuò)開，可分別在各自不同的擺動(dòng)平面上擺動(dòng)，互不干 涉。
[0011] 常態(tài)下，單向鎖止機(jī)構(gòu)未進(jìn)入鎖止?fàn)顟B(tài)時(shí)，其內(nèi)圈在儲(chǔ)能彈簧預(yù)壓縮力作用下與 擺桿保持同步擺動(dòng)。當(dāng)單向鎖止機(jī)構(gòu)進(jìn)入鎖止?fàn)顟B(tài)時(shí)，內(nèi)圈與外圈保持同步旋轉(zhuǎn)，而不再與 擺桿的擺動(dòng)同步，此時(shí)擺桿推動(dòng)儲(chǔ)能彈簧、儲(chǔ)能彈簧推動(dòng)內(nèi)圈、內(nèi)圈推動(dòng)外圈，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力由 往復(fù)擺動(dòng)裝置向單向離合裝置輸出，擺桿卡口與內(nèi)圈卡口之間的相位差越大，儲(chǔ)能彈簧壓 縮量也越大，傳遞的動(dòng)力力矩和儲(chǔ)存的能量也就越大；隨著擺桿的擺動(dòng)速度下降、擺桿卡口 與內(nèi)圈卡口之間的相位差越來越小，儲(chǔ)能彈簧向內(nèi)圈釋放能量，直到儲(chǔ)能彈簧逐漸恢復(fù)到 預(yù)壓縮長度、內(nèi)圈與擺桿再次保持同步擺動(dòng)為止，此時(shí)，內(nèi)圈的速度已低于外圈，單向鎖止 機(jī)構(gòu)脫離鎖止，之后內(nèi)圈回程擺動(dòng)，而外圈繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。
[0012] 由上所述，擺桿在設(shè)定的單向鎖止方向的線速度大于外圈線速度時(shí)，擺桿才能通 過壓縮儲(chǔ)能彈簧向單向離合裝置輸出動(dòng)力，速度差越大,輸出動(dòng)力力矩也越大。阻力矩變大 時(shí)速度差即速比會(huì)自動(dòng)降低，反之阻力矩變小時(shí)速比會(huì)自動(dòng)升高，因此，該過程具有負(fù)反饋 特性，變速比具有自適應(yīng)效果，在一定程度上不需要額外干預(yù)調(diào)節(jié)變速比。
[0013] 然而，這種自適應(yīng)效果仍不能完全滿足全力矩范圍的需要，通過調(diào)節(jié)擺桿擺動(dòng)幅 度，從而調(diào)節(jié)儲(chǔ)能彈簧最大壓縮量，改變可傳遞的力矩大小。通過改變曲軸偏心幅度，即可 實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)擺桿擺動(dòng)幅度，方案如下。
[0014] 曲軸包括偏心曲柄、曲軸座、控制蝸桿。偏心曲柄安裝于曲軸座上，其旋轉(zhuǎn)軸心與 曲軸座的旋轉(zhuǎn)軸心呈偏心結(jié)構(gòu)，偏心量為曲軸座偏心。
[0015] 偏心曲柄上設(shè)置有曲柄銷，曲柄銷的軸心與偏心曲柄的旋轉(zhuǎn)中心也呈偏心結(jié)構(gòu)， 偏心量為曲柄偏心。
[0016] 曲軸座上設(shè)置有控制蝸桿，控制蝸桿與偏心曲柄為蝸桿-齒輪機(jī)構(gòu)，控制蝸桿的 旋轉(zhuǎn)可驅(qū)動(dòng)偏心曲柄繞自身旋轉(zhuǎn)軸心產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)量為曲柄偏轉(zhuǎn)角（β )。
[0017] 曲軸座偏心等于曲柄偏心，曲軸偏心為曲軸座偏心與曲柄偏心和曲柄偏轉(zhuǎn)角（β ) 的綜合合成結(jié)果，曲柄偏轉(zhuǎn)角（β)為0°時(shí)，曲軸偏心為0,曲柄偏轉(zhuǎn)角（β)為180°時(shí)，曲 軸偏心達(dá)到最大值，為曲軸座偏心的兩倍。
[0018] 通過控制蝸桿，可調(diào)節(jié)曲軸偏心幅度、即擺桿擺動(dòng)幅度。
[0019] 由于只有在擺桿線速度大于外圈時(shí)變速器才會(huì)傳遞動(dòng)力，因此動(dòng)力的傳遞是不連 續(xù)的。為了增加動(dòng)力傳遞平穩(wěn)性，在曲軸上并列布置多套上述往復(fù)擺動(dòng)裝置、儲(chǔ)能裝置和 單向離合裝置，各套擺桿的擺動(dòng)相位在一周即360°內(nèi)均勻相隔，擺桿設(shè)定為直線擺動(dòng)結(jié)構(gòu) 時(shí)，其中相位差互呈180°的兩套擺桿可以合并為一體。與多套往復(fù)擺動(dòng)裝置相對應(yīng)地，布 置有各自的單向離合裝置和儲(chǔ)能裝置，全部單向離合裝置中的外圈可合并為一體。
[0020] 綜上所述，本專利區(qū)別當(dāng)前公知技術(shù)最根本的新穎之處，通過儲(chǔ)能彈簧和單向離 合裝置，有選擇性地將擺桿的擺動(dòng)傳遞至動(dòng)力輸出端，動(dòng)力傳遞為柔性連接。其最顯著的有 益效果就是結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、尺寸小、重量輕，可實(shí)現(xiàn)無級變速，且變速比與傳遞的力矩 可實(shí)現(xiàn)一定程度的自適應(yīng)效果。

【專利附圖】

【附圖說明】 [0021]
[0022] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0023] 圖1是第一個(gè)實(shí)施例的構(gòu)造示意圖。
[0024] 圖2是偏心量可調(diào)的曲軸構(gòu)造示意圖。
[0025] 圖3是第一個(gè)實(shí)施例的工作特性示意圖。
[0026] 圖4是第二個(gè)實(shí)施例的構(gòu)造示意圖。

【具體實(shí)施方式】 [0027]
[0028] 圖1所示第一個(gè)實(shí)施例，變速器包含三部分核心裝置：往復(fù)擺動(dòng)裝置（3)、儲(chǔ)能裝 置（2)和單向離合裝置（1)。往復(fù)擺動(dòng)裝置（3)為動(dòng)力輸入端，單向離合裝置（1)為動(dòng)力輸 出端。往復(fù)擺動(dòng)裝置（3 )連接至儲(chǔ)能裝置（2 )，在其往復(fù)擺動(dòng)過程中向儲(chǔ)能裝置（2 )輸送動(dòng) 力，同時(shí)儲(chǔ)能裝置（2)還連接至單向離合裝置（1)，將儲(chǔ)存的動(dòng)力向單向離合裝置（1)輸出。
[0029] 往復(fù)擺動(dòng)裝置（3)包括曲軸（5)、滑塊（6)和帶滑槽的擺桿（4)?；瑝K（6)裝于曲 軸（5)與擺桿（4)的滑槽之間，滑塊（6)可以繞曲軸（5)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)可以在擺桿（4)的滑槽 內(nèi)做直線滑動(dòng)。擺桿（4)在支座（7 )約束下可做直線滑動(dòng)，隨著曲軸（5 )繞旋轉(zhuǎn)中心（0)旋 轉(zhuǎn)，擺桿（4)在滑塊（6)和支座（7)共同作用下，在曲軸（5)的旋轉(zhuǎn)平面上作直線往復(fù)擺動(dòng)， 擺動(dòng)幅度由曲軸偏心（e)確定。
[0030] 單向離合裝置（1)包括內(nèi)圈（8)、外圈（9)和介于兩者之間方向可控的單向鎖止機(jī) 構(gòu)（10 )，內(nèi)圈（8 )和外圈（9 )可同軸旋轉(zhuǎn)。單向鎖止機(jī)構(gòu)（10 )的鎖止方向可以被設(shè)置為雙向 釋放、單正向和單反向，單向鎖止機(jī)構(gòu)（10)的鎖止原理為公知技術(shù)，這里不具體展開說明。 當(dāng)單向鎖止機(jī)構(gòu)（10)的鎖止方向被設(shè)置為雙向釋放時(shí)，內(nèi)圈（8)與外圈（9)可分別自由旋 轉(zhuǎn)，互不干涉，此時(shí)變速器不能傳遞動(dòng)力，處于空擋狀態(tài)。當(dāng)單向鎖止機(jī)構(gòu)（10)的鎖止方向 被設(shè)置為單正向時(shí)，如果內(nèi)圈（8)在正向方向上的旋轉(zhuǎn)速度低于外圈（9)，則內(nèi)圈（8)與外 圈（9)可分別旋轉(zhuǎn)，互不干涉，如果內(nèi)圈（8)在正向方向上呈現(xiàn)超越外圈（9)的趨勢，則單向 鎖止機(jī)構(gòu)（10)進(jìn)入鎖止?fàn)顟B(tài)，內(nèi)圈（8)與外圈（9)被鎖止保持同步旋轉(zhuǎn)，此時(shí)變速器只能正 向傳遞動(dòng)力，處于前進(jìn)擋狀態(tài)。當(dāng)單向鎖止機(jī)構(gòu)（10)的鎖止方向被設(shè)置為單反向時(shí)，如果 內(nèi)圈（8)在反向方向上的旋轉(zhuǎn)速度低于外圈（9)，則內(nèi)圈（8)與外圈（9)可分別旋轉(zhuǎn)，互不干 涉，如果內(nèi)圈（8)在反向方向上呈現(xiàn)超越外圈（9)的趨勢，則單向鎖止機(jī)構(gòu)（10)進(jìn)入鎖止?fàn)?態(tài)，內(nèi)圈（8)與外圈（9)被鎖止保持同步旋轉(zhuǎn)，但此時(shí)變速器只能反向傳遞動(dòng)力，處于倒擋 狀態(tài)。改變單向鎖止機(jī)構(gòu)（10)的鎖止?fàn)顟B(tài)，變速器可以在空擋、前進(jìn)擋和倒擋之間切換擋 位模式。圖1所示的單向鎖止機(jī)構(gòu)（10)的鎖止方向處于單正向、即前進(jìn)擋狀態(tài)（D)。
[0031] 儲(chǔ)能裝置（2)包括儲(chǔ)能彈簧（11)，儲(chǔ)能彈簧（11)的伸縮方向與往復(fù)擺動(dòng)裝置（3) 的擺動(dòng)方向一致或近似，其兩端同時(shí)與往復(fù)擺動(dòng)裝置（3)上的擺桿卡口（4k)、以及單向離 合裝置（1)上的內(nèi)圈卡口（8k)相抵接并被預(yù)壓縮。擺桿卡口（4k)和內(nèi)圈卡口（8k)互相錯(cuò) 開，可分別在各自不同的擺動(dòng)平面上擺動(dòng)，互不干涉。
[0032] 常態(tài)下，單向鎖止機(jī)構(gòu)（10)未進(jìn)入鎖止?fàn)顟B(tài)時(shí)，其內(nèi)圈（8)在儲(chǔ)能彈簧（11)預(yù)壓 縮力作用下與擺桿（4)保持同步擺動(dòng)。當(dāng)單向鎖止機(jī)構(gòu)（10)進(jìn)入鎖止?fàn)顟B(tài)時(shí)，內(nèi)圈（8)與 外圈（9)保持同步旋轉(zhuǎn)，因而不再與擺桿（4)的擺動(dòng)同步，此時(shí)擺桿（4)推動(dòng)儲(chǔ)能彈簧（11)、 儲(chǔ)能彈簧（11)推動(dòng)內(nèi)圈（8)、內(nèi)圈（8)推動(dòng)外圈（9)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力由往復(fù)擺動(dòng)裝置（3)向單向 離合裝置（1)輸出，擺桿卡口（4k)與內(nèi)圈卡口（8k)之間的相位差（X)越大，儲(chǔ)能彈簧（11) 壓縮量也越大，傳遞的動(dòng)力力矩和儲(chǔ)存的能量也就越大；隨著擺桿（4)的擺動(dòng)速度下降、擺 桿卡口（4k)與內(nèi)圈卡口（8k)之間的相位差（X)越來越小，儲(chǔ)能彈簧（11)向內(nèi)圈（8)釋放 能量，直到儲(chǔ)能彈簧（11)逐漸恢復(fù)到預(yù)壓縮長度、內(nèi)圈（8)與擺桿（4)再次保持同步擺動(dòng)為 止，此時(shí)，內(nèi)圈（8)的速度已低于外圈（9)，單向鎖止機(jī)構(gòu)（10)脫離鎖止，之后內(nèi)圈（8)回程 擺動(dòng)，而外圈（9)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。
[0033] 由上所述，擺桿（4)在設(shè)定的單向鎖止方向的線速度大于外圈（9)線速度時(shí)，擺桿 (4)才能通過壓縮儲(chǔ)能彈簧（11)向單向離合裝置（1)輸出動(dòng)力，速度差越大，輸出動(dòng)力力矩 也越大。阻力矩變大時(shí)速度差即速比會(huì)自動(dòng)降低，反之阻力矩變小時(shí)速比會(huì)自動(dòng)升高，因 此，該過程具有負(fù)反饋特性，變速比具有自適應(yīng)效果，在一定程度上不需要額外干預(yù)調(diào)節(jié)變 速比。
[0034] 由于只有在擺桿（4)線速度大于外圈（9)時(shí)變速器才會(huì)傳遞動(dòng)力，因此動(dòng)力的傳 遞是不連續(xù)的。為了增加動(dòng)力傳遞平穩(wěn)性，在本實(shí)施例中，在曲軸（5)上并列設(shè)置了四套上 述的往復(fù)擺動(dòng)裝置（3)、儲(chǔ)能裝置（2)和單向離合裝置（1)，四套擺桿（4)的擺動(dòng)相位在一周 即360°內(nèi)均勻相隔，其中相位差互呈180°的兩套擺桿（4)可以合并為一體，即四套擺桿 (4)合并為互相垂直的兩組。與四套往復(fù)擺動(dòng)裝置（3)相對應(yīng)地，布置有各自的儲(chǔ)能裝置 (2)和單向離合裝置（1)，全部單向離合裝置（1)中的外圈（9)可合并為一體。
[0035] 圖2所示為一種偏心量可調(diào)的曲軸。曲軸包括偏心曲柄（12)、曲軸座（14)、控制蝸 桿（15 )。偏心曲柄（12 )安裝于曲軸座（14)上，其旋轉(zhuǎn)軸心（0c )與曲軸座（14)的旋轉(zhuǎn)軸心 (0)呈偏心結(jié)構(gòu)，偏心量為曲軸座偏心（ec)。
[0036] 偏心曲柄（12)上設(shè)置有曲柄銷（13)，曲柄銷（13)的軸心（Op)與偏心曲柄（12)的 旋轉(zhuǎn)中心（〇c)也呈偏心結(jié)構(gòu)，偏心量為曲柄偏心（?。?。
[0037] 曲軸座（14)上設(shè)置有控制蝸桿（15)，控制蝸桿（15)與偏心曲柄（12)為蝸桿-齒 輪嚙合結(jié)構(gòu)，控制蝸桿（15)的旋轉(zhuǎn)可驅(qū)動(dòng)偏心曲柄（12)繞自身旋轉(zhuǎn)軸心（0c)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，偏 轉(zhuǎn)量為曲柄偏轉(zhuǎn)角（β )。
[0038] 曲軸座偏心（ec)等于曲柄偏心（ep)，曲軸偏心（e)為曲軸座偏心（ec)與曲柄偏心 (ep)和曲柄偏轉(zhuǎn)角（β )的綜合合成結(jié)果，曲柄偏轉(zhuǎn)角（β )為0°時(shí)，曲軸偏心（e)為0,曲 柄偏轉(zhuǎn)角（β )為180°時(shí)，曲軸偏心（e)達(dá)到最大值，為曲軸座偏心（ec)的兩倍。
[0039] 通過控制蝸桿（15)，可調(diào)節(jié)曲軸偏心（e)幅度、即擺桿（4)擺動(dòng)幅度。
[0040] 驅(qū)動(dòng)控制蝸桿（15)的方法可以是液壓式，也可以是機(jī)械齒輪式，這里不作具體說 明。
[0041] 圖3所示為第一個(gè)實(shí)施例的工作特性示意圖，下面結(jié)合圖1展開說明。
[0042] 示意圖橫坐標(biāo)為曲軸（5)轉(zhuǎn)角CrS (° )，縱坐標(biāo)為擺桿（4)、內(nèi)圈（8)和外圈（9) 折算到同一半徑切線方向上的線速度（V)。
[0043] 圖3 (a)以前進(jìn)擋為例，繪制了一套擺桿（4)、內(nèi)圈（8)和外圈（9)速度特性。擺 桿線速度（Vs)呈正弦特性，考慮到輸出端相對較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，外圈線速度（Vo)可被近似 視為等速。內(nèi)圈（8)被設(shè)置為單正向鎖止，當(dāng)擺桿線速度（Vs)低于外圈線速度（Vo)時(shí)，內(nèi) 圈線速度（Vi)等于擺桿線速度（Vs)，當(dāng)擺桿線速度（Vs)高于外圈線速度（Vo)時(shí)，內(nèi)圈線速 度（Vi)等于外圈線速度（Vo)，內(nèi)圈線速度（Vi)如圖中粗虛線所示，其數(shù)值等于被外圈線速 度（Vo)限幅削波后的擺桿線速度（Vs)。
[0044] 擺桿線速度（Vs)高于外圈線速度（Vo)時(shí)，儲(chǔ)能彈簧（11)才能傳遞動(dòng)力，傳遞的動(dòng) 力如圖中陰影（S )所示，陰影（S )面積越大，傳遞的動(dòng)力力矩也越大。
[0045] 圖3 (b)所示為當(dāng)輸出端速度變化后的效果，此處以速度減小為例，顯示出陰影 (S )面積增大，說明傳遞的動(dòng)力力矩也相應(yīng)地增大了，力矩增大將有利于提高輸出端速度， 因此，該過程具有負(fù)反饋特性，變速具有自適應(yīng)效果。
[0046] 圖3 (c)所示為當(dāng)調(diào)節(jié)曲軸偏心（e)幅度變化、即擺桿（4)擺幅變化后的效果，此 處以曲軸偏心（e)幅度增大、即擺桿（4)擺幅增大為例，顯示出陰影（S)面積增大，說明傳遞 的動(dòng)力力矩也相應(yīng)地增大了。因此，調(diào)節(jié)曲軸偏心（e)幅度變化，可實(shí)現(xiàn)更大范圍的動(dòng)力力 矩傳輸。
[0047] 從圖3 (a)、3 (b)和3 (c)中都可以看出，動(dòng)力的傳遞是斷續(xù)的。
[0048] 圖3 (d)所示，為增加動(dòng)力傳遞的平順性，增加往復(fù)擺動(dòng)裝置（3)、儲(chǔ)能裝置（2)和 單向離合裝置（1)的套數(shù)至共四套后的效果。四套擺桿（4)的擺桿線速度（Vsl，Vs2, Vs3， Vs4)相位在一周即360°內(nèi)均勻相隔。如圖所示，陰影（S)總面積增加，可以傳遞的最大合 力矩變大，同時(shí)動(dòng)力傳遞更加平順。
[0049] 圖3 (f)所示為起步特性。起步時(shí)，外圈線速度（Vo)為零，曲軸偏心（e)幅度從零 逐步增大，陰影（S)面積亦從零逐漸增加，可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)起步。
[0050] 圖4所示為第二個(gè)實(shí)施例。與第一個(gè)實(shí)施例根本不同之處在于，擺桿（4)的往復(fù)擺 動(dòng)形式為圓周往復(fù)擺動(dòng)，具體主要不同之處有：擺桿（4)與內(nèi)圈（8)、外圈（9)同軸旋轉(zhuǎn)，擺 桿（4)與曲軸（5)旋轉(zhuǎn)中心（0)不同軸；儲(chǔ)能彈簧（11)可從采用弧形彈簧，伸縮方向?yàn)閳A周 切向；變速器由均布的三組擺桿（4)、與之對應(yīng)的儲(chǔ)能裝置（2)和單向離合裝置（1)組成；三 組擺桿（4)分別由各自的曲軸（5)驅(qū)動(dòng)，三組曲軸（5)均通過各自齒輪（16)由太陽輪（17) 驅(qū)動(dòng)并相互保持同步。
【權(quán)利要求】
1. 一種變速器，其特征是： 包含三部分核心裝置：往復(fù)擺動(dòng)裝置（3)、儲(chǔ)能裝置（2)和單向離合裝置（1); 往復(fù)擺動(dòng)裝置（3)為動(dòng)力輸入端，單向離合裝置（1)為動(dòng)力輸出端； 往復(fù)擺動(dòng)裝置（3)連接至儲(chǔ)能裝置（2)，在其往復(fù)擺動(dòng)過程中向儲(chǔ)能裝置（2)輸送動(dòng) 力，同時(shí)儲(chǔ)能裝置（2)還連接至單向離合裝置（1)，將儲(chǔ)存的動(dòng)力向單向離合裝置（1)輸出。
2. 權(quán)利要求1所述的變速器，其特征是： 所述往復(fù)擺動(dòng)裝置（3)包括曲軸（5)、滑塊（6)和帶滑槽的擺桿（4); 滑塊（6)裝于曲軸（5)與擺桿（4)的滑槽之間，滑塊（6)可以繞曲軸（5)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)可 以在擺桿（4)的滑槽內(nèi)做直線滑動(dòng)； 擺桿（4)在滑塊（6)作用下，在曲軸（5)的旋轉(zhuǎn)平面上作往復(fù)擺動(dòng)，擺動(dòng)形式可以為直 線往復(fù)擺動(dòng)，也可以為圓周往復(fù)擺動(dòng)；擺桿（4)擺動(dòng)幅度由曲軸偏心（e)確定。
3. 權(quán)利要求1所述的變速器，其特征是： 所述單向離合裝置（1)包括內(nèi)圈（8)、外圈（9)和介于兩者之間方向可控的單向鎖止機(jī) 構(gòu)（10);內(nèi)圈（8)和外圈（9)可同軸旋轉(zhuǎn)； 單向鎖止機(jī)構(gòu)（10)的鎖止方向可以被設(shè)置為雙向釋放、單正向和單反向； 當(dāng)單向鎖止機(jī)構(gòu)（10)的鎖止方向被設(shè)置為雙向釋放時(shí)，內(nèi)圈（8)與外圈（9)可分別自 由旋轉(zhuǎn)，互不干涉，此時(shí)變速器不能傳遞動(dòng)力，處于空擋狀態(tài)； 當(dāng)單向鎖止機(jī)構(gòu)（10)的鎖止方向被設(shè)置為單正向時(shí)，如果內(nèi)圈（8)在正向方向上的旋 轉(zhuǎn)速度低于外圈（9)，則內(nèi)圈（8)與外圈（9)可分別旋轉(zhuǎn)，互不干涉，如果內(nèi)圈（8)在正向方 向上呈現(xiàn)超越外圈（9)的趨勢，則單向鎖止機(jī)構(gòu)（10)進(jìn)入鎖止?fàn)顟B(tài)，內(nèi)圈（8)與外圈（9)被 鎖止保持同步旋轉(zhuǎn)，此時(shí)變速器只能正向傳遞動(dòng)力，處于前進(jìn)擋狀態(tài)； 當(dāng)單向鎖止機(jī)構(gòu)（10)的鎖止方向被設(shè)置為單反向時(shí)，如果內(nèi)圈（8)在反向方向上的旋 轉(zhuǎn)速度低于外圈（9)，則內(nèi)圈（8)與外圈（9)可分別旋轉(zhuǎn)，互不干涉，如果內(nèi)圈（8)在反向方 向上呈現(xiàn)超越外圈（9)的趨勢，則單向鎖止機(jī)構(gòu)（10)進(jìn)入鎖止?fàn)顟B(tài)，內(nèi)圈（8)與外圈（9)被 鎖止保持同步旋轉(zhuǎn)，此時(shí)變速器只能反向傳遞動(dòng)力，處于倒擋狀態(tài)； 改變單向鎖止機(jī)構(gòu)（10)的鎖止?fàn)顟B(tài)，變速器可在空擋、前進(jìn)擋和倒擋之間切換擋位模 式。
4. 權(quán)利要求1所述的變速器，其特征是： 所述儲(chǔ)能裝置（2 )包括儲(chǔ)能彈簧（11 )，儲(chǔ)能彈簧（11)的伸縮方向與所述往復(fù)擺動(dòng)裝置 (3)的擺動(dòng)方向一致或近似，其兩端同時(shí)與往復(fù)擺動(dòng)裝置（3)上的擺桿卡口（4k)、以及所述 單向離合裝置（1)上的內(nèi)圈卡口（8k)相抵接并被預(yù)壓縮； 擺桿卡口（4k)和內(nèi)圈卡口（8k)互相錯(cuò)開，可分別在各自不同的擺動(dòng)平面上擺動(dòng)，互不 干涉。
5. 權(quán)利要求2所述的變速器，其特征是： 所述曲軸（5)包括偏心曲柄（12)、曲軸座（14)、控制蝸桿（15); 偏心曲柄（12)安裝于曲軸座（14)上，其旋轉(zhuǎn)軸心（Oc)與曲軸座（14)的旋轉(zhuǎn)軸心（0) 呈偏心結(jié)構(gòu)，偏心量為曲軸座偏心（ec); 偏心曲柄（12)上設(shè)置有曲柄銷（13)，曲柄銷（13)的軸心（Op)與偏心曲柄（12)的旋轉(zhuǎn) 中心（0c)也呈偏心結(jié)構(gòu)，偏心量為曲柄偏心（?。?； 曲軸座（14)上設(shè)置有控制蝸桿（15)，控制蝸桿（15)與偏心曲柄（12)為蝸桿-齒輪機(jī) 構(gòu)，控制蝸桿（15)的旋轉(zhuǎn)可驅(qū)動(dòng)偏心曲柄（12)繞自身旋轉(zhuǎn)軸心（Oc)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)量為曲 柄偏轉(zhuǎn)角（β ); 曲軸座偏心（ec)等于曲柄偏心（ep)，曲軸偏心（e)為曲軸座偏心（ec)與曲柄偏心（ep) 和曲柄偏轉(zhuǎn)角（β )的綜合合成結(jié)果，曲柄偏轉(zhuǎn)角（β )為〇°時(shí)，曲軸偏心（e)為0,曲柄偏 轉(zhuǎn)角（β )為180°時(shí)，曲軸偏心（e)達(dá)到最大值，為曲軸座偏心（ec)的兩倍； 通過控制蝸桿（15)，可調(diào)節(jié)曲軸偏心（e)幅度、即擺桿（4)擺動(dòng)幅度。
6.權(quán)利要求2所述的變速器，其特征是： 在所述曲軸（5)上并列布置多套所述往復(fù)擺動(dòng)裝置（3)、儲(chǔ)能裝置（2)和單向離合裝置 (1)，各套擺桿（4)的擺動(dòng)相位在一周即360°內(nèi)均勻相隔； 擺桿（4)設(shè)定為直線擺動(dòng)結(jié)構(gòu)時(shí)，其中相位差互呈180°的兩套擺桿（4)可以合并為一 體； 與多套往復(fù)擺動(dòng)裝置（3)相對應(yīng)地，布置有各自的儲(chǔ)能裝置（2)和單向離合裝置（1 )， 全部單向離合裝置（1)中的外圈（9)可合并為一體。
【文檔編號】F16H37/12GK203847653SQ201420068272
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年2月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月17日
【發(fā)明者】袁輝 申請人:袁輝