本发明涉及变速器,特别是自动无级、他动无级或有级变速器。 公知的自动无级变速器中较为理想的是液力机械式,由增速装置、液力偶合器或液力变矩器、齿轮变速器及液压元件组成。它的结构复杂,因而传动效率低,制造成本高,维修困难,不能被广泛应用。公知的无级变速器中应用较多的是摩擦式机械无级变速器,由摩擦轮与摩擦元件组成。它传动效率低,寿命较短,也不宜广泛应用。
本发明的目的在于克服以上不足之处,提供一种结构简单、工作可靠、效率高、操纵简便的能够普遍应用于各种需要变速器械的变速器。
在本发明的变速器中,输入轴上装有斜盘。斜盘的外圆周上装有双向止推轴承。该轴承外圈上固装有若干根径向摆杆。摆杆端部在固定的导向槽中滑动。摆杆上装有关节轴承。关节轴承的外圈上装有连杆。连杆的另一端绞装在可控双向超越离合器外圈上。离合器装在输出轴上。离合器的数量与摆杆相对应。
自输入轴传入的转动通过斜盘、摆杆带动连杆往复移动,从而推动离合器外圈转动。若干个离合器交替摆动带动输出轴单向转动。改变斜盘的倾角即可改变速比,从而达到变速目的。
本发明的优点在于该装置结构简单,零部件少且精度要求不高,因而降低了制造成本,维修简便。它地传动链短,从而提高了系统的机械效率,实现节能。
本发明有以下附图。
图1是自动无级变速器结构示意图。其中:(1)输入轴;(2)斜盘;(3)摆杆;(4)导向槽;(5)离合器;(6)输出轴;(7)连杆;(8)关节轴承;(9)双向止推轴承。
图2是图1的轴向布置图。
图3是自动无级变速器结构示意图。其中:(10)高低速限位盘;(11)调速连杆;(12)调速器轴;(13)离心调速器;(14)轴承;(15)弹簧;(16)推盘;(17)轴承;(18)锥齿轮。
图4是自动无级变速器结构示意图。其中:(19)平衡重。
图5是自动无级变速器结构示意图。其中:(20)蝶形弹簧组。
图6为他动无级变速器调节装置结构示意图。其中:(21)螺母;(22)蜗杆;(23)键;(24)滑套;(25)空心螺杆;(26)推杆;(27)蜗轮。
图7为减速器示意图。
图8为变速器示意图。其中,(28)螺杆;(29)螺母盘。
下面结合附图详细阐述本发明的实施例。
实施例1如图1、图2所示。支承在箱体上的输入轴(1)为弹簧钢制作的弹性轴。轴上对称固装有两个倾斜安装角为β的斜盘(2)。斜盘(2)的外圆上装有双向止推轴承(9)。每个轴承(9)外圈上固装2根摆杆(3)。摆杆(3)的端部可在固定在箱体上的导向槽(4)中滑动。摆杆(3)上套装有关节轴承(8)。关节轴承(8)的外圈上装有连杆(7)。连杆(7)的另一端绞装在可控双向超越离合器(5)的外圈上。离合器(5)装在输出轴(6)上,其数目与连杆数相同。
工作时,输入轴(1)带动斜盘(2)转动,进而带动摆杆(3)摆动,连杆(7)作平面运动,离合器(5)外圈也随之摆动。由于离合器(5)是可控的,在同一方向时便成为单向超越离合器。这样,在4个连杆(7)推动下的4个离合器(5)分别交替旋转带动输出轴(6)单向转动,输出运动。因输入轴(1)为弹性轴,在旋转时,轴上的斜盘(2)、摆杆(3)、连杆(7)等零件会在同一平面内形成一对方向相反、大小相等的惯性力矩,当力矩大于某一数值时,迫使输入轴(1)弯曲。惯性力矩大小随输入转速的平方成正比增长,轴的弯曲变形量也随之增长,则轴上斜盘倾角增大,自动提高输出转速。反之亦然,当惯性力矩之和等于轴的弹性阻力矩时,就达到了瞬时平衡。输入转速变化后,又出现新的惯性力矩之和及弹性力矩,又建立新的瞬时平衡。一个瞬时平衡就是一个较稳定的输出转速。
实施例2如图3所示。输入轴(1)为刚性轴。轴上对称绞装有两个斜盘(2)、摆杆(3)、连杆(7)等。离合器(5)装在输出轴(6)上。在输入轴(1)上斜盘(2)的一侧设有高低速限位盘(10),另一侧为与斜盘(2)绞装的调节推盘(16)。推盘(16)的侧面装有轴承(17)。轴承(17)通过调速连杆(11)与离心调速器(13)相连。调速器轴(12)通过锥齿轮付与输出轴(6)相连。大锥齿轮(18)装在输出轴(6)上。在本实施例中,离心调速器(13)布置在两个斜盘(2)中间,其轴线与输入轴(1)垂直。离心调速器(13)也可以布置在两个斜盘的一侧与输入轴(1)同轴线。
工作时,输入轴(1)通过斜盘系统将运动传到输出轴(6)。输出轴(6)通过链齿轮付带动离心调速器(13)。调速器轴(12)的转速低于某设定值时,离心调速器(13)产生的轴向推力小于调速器弹簧(15)的弹力,两斜盘(2)倾角β保持在所需的最小角度上。随着输出轴转速增长,离心调速器(13)产生的轴向推力大于弹簧(15)的弹力时,调速连杆(11)同步动作,通过轴承(17)推动推盘(16),迫使斜盘(2)增大β角、摆杆(3)和连杆(7)增大位移距离、离合器(5)增大转动角,从而进一步提高了输出轴的转速。输出转速降低时,通过离合器反馈的运动信号会自动减小斜盘(2)倾角,从而实现自动减速。当系统的阻力(包括调速器弹簧力)等于系统惯性力及调速器离心力的和时,系统处于瞬时平衡,β角瞬时恒定。前几个因素有变化时,则建立新的平衡,β角又在新的数值上瞬时恒定。
实施例3如图4所示,输出轴(1)上绞装有一个斜盘(2)。调速器(13)与输入轴(1)同轴线布置。工作原理与实施例2相类似。
实施例4如图5所示。其传动部分与实施例2相同。只是用装在输入轴(1)上推盘(16)侧面的弹性装置取代了离心调速器(13)。弹性装置是蝶形弹簧组(20)或其它形式的弹簧。弹簧的弹力限定了斜盘倾角。轴旋转时,斜盘系统有增大β角的趋势。当系统惯性力矩大于弹簧阻力矩时,斜盘增大倾角。力矩平衡时,β角稳定在某一角度,变速器输出一稳定转速。输入转速减低,弹性力矩大于惯性力矩,弹簧推动斜盘减小倾角,从而降低了输出转速。
以上所述的自动无级变速器适于与发动机匹配。如装在汽车后桥处。输入轴(1)与发动机输出轴相接,输出轴(6)就是后桥中的差速器壳体。
实施例5传动部分为单盘或双盘绞装布置。其斜盘调节机构如图6所示。与箱体固定的空心螺杆(25)套装在输入轴(1)上。与空心螺杆(25)相配的螺母(21)外圆上固装着滑套(24)、蜗轮(27)。蜗轮(27)与蜗杆(22)啮合。滑套(24)上固定着推杆(26),推杆(26)的端部绞装在斜盘(2)一侧面。需要变速时,用电机或手摇等方式带动蜗杆正转或反转。于是蜗轮(27)带动螺母(21)轴向位移,从而使滑套(24)带动推杆(26)改变斜盘(2)的倾斜角度,实现变速。这种他动无级变速器适用于各类机床。它可以实现不停车变速。
实施例6如图7所示。两个斜盘(2)对称固装或一个斜盘固装在刚性的输入轴(1)上。利用该装置可以实现定比减速。
实施例7如图8所示。斜盘(2)绞装在刚性输入轴(1)上。斜盘调节机构为端部与斜盘(2)绞接的螺杆(28)及固定的螺母盘(29)。同步反向转动螺杆(28),即可改变速比,这是一种他动无级变速器。