[實用新型]齒輪嚙合傳動無級變速器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 95243062.2
• 申請日: 1995-04-12
• 公開（公告）號: CN2224950Y
• 公開（公告）日: 1996-04-17
• 發(fā)明（設計）人: 張中
• 申請（專利權）人: 張中
• 主分類號: F16H3/44
• 分類號: F16H3/44
• 代理公司: 綿陽市專利事務所
• 代理人: 周小樸

本實用新型為機械傳動裝置，特別是齒輪嚙合無級變速器。

從機械傳動的出現(xiàn)至今，變速形式大體分有級變速和無級變速。隨著對速度控制的精細化，對設備要求簡單化、小型化的發(fā)展，無級變速在許多場合正取代有級變速，得到廣泛應用。目前無級調速大體有三類：a、機械式；b、液壓式；c、電氣式。液壓傳動變速范圍小、效率底。電氣式只適用于電動機作動力。而機械式大都采用摩擦傳動，其間彈性滑動、幾何滑動，打滑不可避免，調速范圍大多在10以下，功率一般在20千瓦以下，結構顯得較大。中國專利93202275.8公開了一種“用于機動車輛的無級變速裝置”，該裝置是在第一行星輪系的行星架設置分扭矩輸出機構，在周轉輪系旁設置由分扭矩輸出機構驅動的旁路傳動機構，并由旁路傳動機構作用于第二行星輪系的行星架，第一和第二行星輪的齒環(huán)為一整體，齒環(huán)上設有棘輪機構，在旁路傳動機構或分扭矩輸出機構上設置有可控制其轉速的控制裝置。其缺點是：由于該變速裝置通過摩擦離合器結合的松緊控制輸出軸的轉速，相應得到的輸出轉速不穩(wěn)定，摩擦離合器本身消耗能量較大，輸出效率較低，且結構復雜。

本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種結構簡單，傳動功率大，變速比大，速比精確，并有倒速功能的齒輪嚙合傳動無級變速器。

本實用新型的解決方案是：一種齒輪嚙合傳動無級變速器，包括輸入構件、輸出構件、內齒輪、中心輪，以及在內齒輪和中心輪之間的行星輪系，輸入構件與行星輪系相連，輸出構件與中心輪相連，其特點是內齒輪和中心輪為螺旋齒輪，其旋向相同，中心輪相對內齒輪偏心，行星輪系由與中心輪配合的有自鎖特性的蝸桿、與有自鎖特性的蝸桿同軸的從動輪，與從動輪嚙合的傳動輪，與傳動輪同軸并與內齒輪嚙合的外齒輪構成，行星輪系運動軌跡的平面與內齒輪和中心輪的平面的夾角通過行星輪系的運動軸調整。本實用新型的工作原理是：由于中心輪相對內齒輪偏心，而行星輪系的外齒輪通過輸入構件將其控制與內齒輪始終嚙合，所以在大部份區(qū)域內有自鎖特性的蝸桿將不與中心輪嚙合，只有運動到中心輪偏向方向一段區(qū)域內有自鎖特性的蝸桿才與中心輪嚙合。當輸入構件帶動行星輪系運動到嚙合區(qū)時，有自鎖特性的蝸桿的齒開始插入中心輪的齒槽中；同時，在輸入構件帶動行星輪系以內齒輪圓心為軸點運動時，有自鎖特性的蝸桿將帶動中心輪轉動，輸出動力；相應內齒輪與外齒輪始終嚙合，所以也隨行星輪系轉動，在行星輪系運動到脫離嚙合區(qū)時，另一行星輪系將進入嚙合區(qū)，重復上述動作。由于行星輪系運動軌跡的平面與內齒輪和中心輪的平面的夾角通過行星輪系的運動軸調整，通過調整運動軸，可達到調整有自鎖特性的蝸桿的運動角度，從而可對有自鎖特性的蝸桿的齒施加到中心輪齒槽運動的方向進行控制，達到對輸出速度控制，當運動軸控制蝸桿的齒與中心輪齒槽的方向相同進入嚙合時，蝸桿的齒在齒槽內滑動或滾動，帶動不了中心輪轉動，輸出速度為零；當蝸桿的齒與中心輪齒槽方向成一定角度時，蝸桿的齒轉動將接觸齒槽的齒壁，從而推動中心輪轉動，輸出動力，角度越大，中心輪轉速越高；當蝸桿的齒與中心輪嚙合使中心輪反轉時，將輸出倒速。由于運動軸對行星輪系運動軌跡的平面調角是無級的，相應蝸桿的齒與中心輪齒槽的角度偏轉也是無級的，所以形成了無級調速。由于蝸桿有自鎖特性，所以當蝸桿不動時，中心輪轉動將使行星輪系自鎖，不會形成反向帶動。由于本裝置的調速機理主要是由行星輪系的運動軸使行星輪系相對內齒輪、中心輪平面成不同角度，從而使蝸桿的齒在嚙合時相對中心輪齒槽成不同角度得到不同的輸出速度，因此要求行星輪系在不同角度時，蝸桿的齒在進入嚙合區(qū)時都要與中心輪的齒槽嚙合。實現(xiàn)上述過程的工作原理是：行星輪系脫離嚙合區(qū)后，蝸桿的齒不與中心輪配合，而外齒輪始終與內齒輪嚙合。當行星輪系的運動軌跡與內齒輪、中心輪在同一平面時，由于一行星輪系在脫離嚙合區(qū)時，另一行星輪系剛好進入嚙合區(qū)，且嚙合區(qū)內外齒輪與內齒輪同步轉動，所以整個行星輪系均與內齒輪同步轉動，每一蝸桿的齒在嚙合開始時均能進入中心輪的齒槽中。當行星輪系的運動軌跡與內齒輪、中心輪平面偏離一角度時，使得在嚙合區(qū)外內齒輪與行星輪運動速度不同，在嚙合區(qū)外行星輪與內齒輪不同步，行星輪與內齒輪的相對速度由偏離角度確定，這時行星輪的外齒輪與內齒輪將相互嚙合運動，即外齒輪將統(tǒng)自己的軸轉動，并通過同軸的傳動輪帶動從動輪轉動，與從動輪同軸的蝸桿也將隨之轉動，達到調整蝸桿的齒進入嚙合區(qū)的角度位置，使蝸桿的齒在進入嚙合區(qū)能順利插入中心輪的齒槽中，行星輪系與內齒輪、中心輪平面的不同偏離角度，得到行星輪系與內齒輪的不同相對速度，從而使蝸桿的轉動角度不同。本實用新型的解決方案中為使蝸桿的齒與中心輪的齒槽在進入嚙合區(qū)很好的配合，可使中心輪與內齒輪的傳動比為：i＝1＋2e/d₂；其中：d₂為中心輪的分度圓直徑，e為中心輪的偏心距。