差動式過零正反轉無級變速器的製作方法

2023-09-20 19:03:55

專利名稱:差動式過零正反轉無級變速器的製作方法
本發明涉及一種無級調速裝置，特別是一種利用差動輪系進行無級變速和改變轉向的裝置。
差動輪系現已被人們用於無級變速傳動，由於這種裝置可以在帶負荷狀態下連續平穩地改變轉速，加之機構並不複雜，因此在工業上有廣泛用途。差動輪系中有一種2K-H型，它是由兩個中心輪(2K)和一個系杆(H)三個基本構件組成。該機構具有兩個活動度，它必須有兩個原動件才能有確定運動。就是說當三個構件中給定其中兩個主動軸的轉速時，其從動軸的轉速是兩個主動軸轉速的合成。現有技術一般採用兩個普通交流電機分別驅動差動輪系的兩個中心輪，從而帶動系杆獲得幾種不同的轉速。也有在兩個驅動電機中採用一個小功率直流電機以實現變速的，這一類裝置都要用到兩個電機分別進行控制，在沒有電機或使用電機不方便的情況下，如內燃機要實現這種無級變速控制則比較困難。尤其是本發明人注意到目前尚未有利用差動輪系實現正反轉過零無級變速的實例及論述。
本發明的目的是提供一種差動輪系的過零無級變速器，在輸入軸保持高速運轉的同時，輸出軸可以方便地實現正轉-零速-反轉，且為無級變速。
本發明根據2K-H型差動輪系的轉速方程式，經過數學推導，得出如下結論(推導過程從略)對於2K-H型差動輪系，當內外中心輪轉向相反時，若內外輪的線速度相等，則行星輪只有自轉，沒有公轉，系杆(H)不動;當內外輪線速度不等時，則行星輪既有自轉，又有公轉，系杆(H)有運動。當內中心輪線速度較大時，系杆的轉向隨內中心輪;當外中心輪速度較大時，系杆的轉向隨外中心輪。
根據以上推論，本發明的解決方案是通過2K-H型差動輪系的輸入軸帶動一機械無級變速裝置控制另一中心輪的轉速。亦即在與一中心輪相聯接的輸入軸和需要控制轉速的另一中心輪之間有一直接被輸入軸驅動的機械式無級變速器。
具體的機械無級變速裝置及傳動方式可以有多種多樣。
以上所說的無級變速器可以是一個沿需控制轉速的中心輪徑向移動的摩擦輪變速器。
以上所說的無級變速器亦可是一多盤無級變速器。
以上所說的無級變速器還可以是鏈條式或皮帶式無級傳動。
以下將結合附圖對本發明作進一步詳細描述。
圖1是差動輪系的摩擦輪無級變速器。
圖2是差動輪系的多盤無級變速器。
圖3是A-A剖面圖。
圖4是B-B剖面擺動齒輪的工作原理示圖。
參見圖1，與中心輪(2)相聯接的輸入軸(9)帶動一對傘齒輪(1)、(3)及摩擦輪(6)轉動。摩擦輪(6)可以沿花鍵軸(7)上下滑動，與中心輪(5)側面不同半徑的點接觸並貼緊，從而起到調速的作用。輪(5)的運轉方向與輸入軸(9)的運轉方向相反。這裡就必然存在一個特定點，使兩中心輪線速度相等，此時系杆轉速為零。若摩擦輪(6)從特定點向輪(5)外圓逐漸移動，則該輪無級地進行減速。這時系杆H從速度為零無級增速到一定值。反之，回到特定點時，系杆的速度又無級減速到零。在以上變速範圍內，輸出軸運轉方向和輸入軸運轉方向相同。若摩擦輪從特定點向軸心逐漸移動時，中心輪(5)無級增速，而系杆H也從零速無級增速到一定值。這和以上增速情況的不同之處，僅在於系杆運動方向相反，也即輸出軸和輸入軸的運轉方向相反。這樣我們就可以方便地改變輸出軸的方向，並可實現無級增速或減速。本實施例實質上是一個差動輪系和一個摩擦輪無級變速器組合而成的具有新的傳動特點的機構，只要各構件選用適當的參數，即可實現輸出軸的正轉、零速及反轉，而且是無級連續的變速過程。本例中是將輸入軸的運動分為兩路，一路通過傘齒輪和帶花鍵的摩擦輪傳到中心輪(5)，另一路帶動中心輪(2)。這兩個中心輪相對獨立地轉動，共同合成了行星輪(4)的轉動，也即系杆的轉動。
參見圖2，輸入軸(9)帶動一個多盤無級變速器轉動，由於摩擦片(11)之間用彈簧(12)壓緊，它們之間的間隙是可以變化的。隨著擺動盤(16)嵌入深度的變化，傳動比就變化，起到無級調速的作用。這種多盤無級變速器的裝在花鍵軸上的擺動齒輪(14)在改變嚙合深度時，同時繞定軸齒輪(10)的中心作圓弧擺動，以保證與固定齒輪(10)的正確嚙合。通過這種無級調速方式帶動固定齒輪(10)，從而帶動中心輪(5)獲得各種所需的轉速。這種多盤摩擦變速器是已有技術，與差動輪系組合就可以實現正反轉無級調速。圖中的定軸齒輪和擺動齒輪為兩對。在本例中，為了分擔較大的負荷和減少不平衡慣性力，可以增加行星輪的個數，例如2～4個。
本發明中所說的差動輪系既可以是齒輪，也可以是摩擦輪。
根據以上構思設計的差動輪系變速器，可以有效地實現正轉-零-反轉的無級變速要求，由於這種特點必將使它獲得極為廣泛的用途。該種變速器結構緊湊，製造容易，價格低廉，易於控制。工作時不發生齒的脫離，故傳動平穩，無衝擊。在不能使用電機的情況下，尤為方便。
參見圖1、圖2、圖3和圖4，主要零件為1-傘齒輪、2-中心輪、3傘齒輪、4行星輪、5-中心輪、6-摩擦輪、7-花鍵軸、H-系杆 8-輸出軸、9-輸入軸、10-定軸齒輪、11-錐形盤組、12-壓力彈簧、13-行星輪軸、14-擺動齒輪、15-擺動花鍵軸 16-T形摩擦盤組、17-軸承、18-外殼。
權利要求
1.一種差動式過零正反轉無級變速器，由兩個中心輪(2)、(5)、行星輪(4)、系杆H和輸入軸(9)組成，其特徵在於輸入軸(9)帶動一機械式無級變速裝置控制另一中心輪(5)的轉速。
2.如權利要求
1所述的差動式無級變速器，其特徵在於所說的機械式無級變速器裝置是一個可以沿中心輪(5)徑向移動的摩擦輪。
3.如權利要求
1所述的差動式無級變速器，其特徵在於所說的機械式無級變速裝置是一多盤無級變速器。
4.如權利要求
1、2或3所述的差動式無級變速器，其特徵在於所說的機械式無級變速器是皮帶式或鏈條式無級變速器。
專利摘要
一種利用差動輪系進行無級變速和改變轉向的裝置，在輸入軸保持高速運轉的同時，輸出軸可以方便地實現正轉—零—反轉的無級變速要求。本發明通過2K—H型差動輪系的輸入軸(9)帶動一機械式無級變速器控制另一中心輪(5)的轉速。兩個中心輪(2)、(5)相對獨立地轉動，當轉向相反時，若它們的線速度相等，則行星輪沒有公轉，系杆H或輸出軸不動，若它們的線速度不等，系杆隨線速度較快的一個中心輪的方向轉動。
文檔編號F16H3/44GK86106289SQ86106289
公開日1988年3月30日 申請日期1986年9月17日
發明者李建利 申請人:李建利導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan