專利名稱：齒嚙合傳動無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機械式無級變速裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在的機械式無極變速器(CVT)是摩擦式、鏈式、帶式等。都是接觸處產(chǎn)生 摩擦力進行傳動因此它有許多缺點。用在機動車上時鏈或帶在鏈輪上打滑因此 效率低、傳動扭矩小，要傳動大扭矩必須增大鏈和輪的摩擦力使更多的功在摩 擦中消耗使功耗增加，有Bf停車后再起歩難、變速時噪聲大、傳動不穩(wěn)定、帶
的壽命短，因此CVT變速器現(xiàn)在只用在小型車上。

發(fā)明內(nèi)容
上述CVT變速器諸多的缺點是因為摩擦傳動扭矩造成的，因此根本上改變這
種缺點的技術(shù)是齒嚙合傳動。本發(fā)明提供齒嚙合傳動無極變速技術(shù)，其無極變 速器的速比變換器是一樣的兩個增縮齒輪中一個齒輪直徑增大時另一個齒輪直 徑縮小，經(jīng)齒形鏈嚙合傳遞動力實現(xiàn)無極變速。所謂增縮齒輪是轉(zhuǎn)軸上固定的
一樣的兩個圓盤上有對應(yīng)的4個或4個以上直線槽的直線槽盤，其槽里按放活 動齒，其活動齒是齒身、齒臂、齒腕和齒組成，其中齒臂在直槽里來回移動使 跟槽數(shù)一樣的活動齒組成的整個輪齒的直徑同時、同長、增大或縮小，其齒臂 的移動是齒腕在弧線槽里移動造成的，其弧線槽盤是兩個直線槽盤外兩倒軸上 可以同時、同角度旋轉(zhuǎn)的兩個一樣的弧線槽盤，其上各有直線槽盤上的直線槽 對應(yīng)的同數(shù)、同角度的弧線槽，在弧線槽盤角度旋轉(zhuǎn)時弧線槽里的齒腕移動使 連在一起的齒臂在直線槽里移動使整個輪齒直徑增大或縮小，這樣的齒輪叫增 縮齒輪，其一增一縮的一對增縮齒輪和齒形鏈或滾子鏈嚙合傳動就成了速比變 換器》
采用Jl^技術(shù)的齒嚙合傳動無極變速器有顯著的優(yōu)點，即無變速噪聲、傳動 扭矩大、沒有打滑現(xiàn)象、變速均速性好、起步力矩大、機械性磨損小、變速功 耗小、可以用齒形鏈或滾子鏈嚙合傳動，要傳遞大功率時輪齒和鏈齒的模數(shù)選 大，用滾子鏈時可以用多排鏈，如果傳遞更大功率時一對以上的增縮齒輪對并 聯(lián)使用，要擴大變速范圍時要增加增縮齒輪的直徑或一對以上的增縮齒輪對串 聯(lián)使用。下文結(jié)合附圖進一步說明其特征和實施例


圖l增縮齒輪和齒形鏈嚙合圖
圖2直線槽盤剖視圖
圖3弧線槽盤剖視圖
圖4直線槽盤和弧線槽盤立體圖
圖5弧線槽盤和直線槽盤立體圖
圖6輸入軸線輸出軸線同一軸線式齒嚙合傳動無級變速器剖視圖 圖7平行軸式齒嚙合傳動無極變速器簡圖
1齒輪、2輸.入軸、3離合器、4主動增縮齒輪、5從動增縮齒輪、6齒形鏈、 7太陽齒輪、8行星齒輪、9齒圈、10行星齒輪架、11倒檔制動器、12前進檔 離合器、13主動增縮齒輪軸、14從動增縮齒輪軸、15輸出軸、16直線槽盤、 17直線槽盤輪轂、18直線槽、19行星齒輪軸孔、20輪轂固定用螺絲、21弧線 槽盤、22弧線槽、23行星齒輪軸、24行星齒輪、25齒圈、26弧形錐齒條、27 行星齒輪蓋、28滾珠、29滾珠壓板、30—個齒的活動齒、31齒、32齒身、33 齒臂、34齒腕、35滾筒、36擋片、37兩個齒的活動齒、訴三個齒的活動齒、 39間歇齒形鏈、4()滿齒形鏈、41齒、42外鏈板、43內(nèi)鏈板、44軸、45間歇滾 子鏈、46滾筒、47外鏈板、48內(nèi)鏈板、49滿滾子鏈、50鏈輪活動齒、51齒、 52齒身、53齒臂、54齒腕、55滾筒、56擋片、57兩齒串聯(lián)齒、58兩齒并聯(lián)齒、 59輸入軸、60軸承、61輸入小齒輪、62軸承、63輸入大齒輪、64軸承、65液 壓缸、66直通式旋轉(zhuǎn)閥、67軸承、68輪轂電機、69電機齒輪、70中間齒輪、 71蝸桿齒輪、72蝸輪軸連接的錐齒輪、73軸承、74輸出大齒輪、75正轉(zhuǎn)輸出 小齒輪、76空心軸、77空心軸內(nèi)徑滾珠、78空心軸外徑滾珠、79外徑滾珠擋 圈、80制動鼓、81制動帶、82液壓缸、83直通式旋轉(zhuǎn)閥、84高壓油管、85直 角式旋轉(zhuǎn)閥、86反轉(zhuǎn)輸出小齒輪、87空心軸、88空心軸內(nèi)徑滾珠、89空心軸 外徑滾珠、90外徑滾珠擋圈、91制動鼓固定用螺絲、92制動鼓、93制動帶、 94液壓缸、95軸承、96輸出軸、97齒輪固定架、98彈簧、99齒輪、100彈簧、 101齒輪、102軸套、103軸套固定用螺絲、104軸套、105軸套固定用螺絲。
具體實施例-主動、從動增縮齒輪安裝結(jié)構(gòu)是軸13上直線槽盤21的輪轂17用螺絲20或 用鍵固定安裝，其對應(yīng)面上固定安裝另一個一樣的直線槽盤，其盤外面上各有 圓形突起部，其兩個直線槽盤上對稱的各有4個或4個以上的均等分布的直線 槽18，其長度是變速比大時長、小時短，其兩盤直線槽上安放活動齒30的齒臂 33和另一側(cè)齒臂,直線槽盤外兩側(cè)各安裝弧線槽盤21其兩個弧線槽盤的弧線槽 22的數(shù)和分布角度是跟直線槽盤的直線槽的數(shù)和角度一樣，其弧線槽的長度是 直線槽的最大點和最小處連接的最長的弧線槽做成的，其弧線槽中安放活動齒 30的齒腕34,對面的弧線槽里也對應(yīng)安放齒腕34的另一側(cè)齒腕，其弧線槽盤 上固定安裝的齒圈25是行星齒輪24嚙合，其行星齒輪是一側(cè)面上有兩個或兩 個以上的均等分布的，其齒輪通過軸23連接另一側(cè)行星齒輪，其行星齒輪與另 一側(cè)弧線槽盤上固定安裝的齒圈嚙合使兩側(cè)弧線槽盤中任意一個轉(zhuǎn)動時另一側(cè) 的弧線槽盤也旋轉(zhuǎn)，其弧線槽托起齒腕旋轉(zhuǎn)使活動齒在直線槽里移動使增縮齒 輪直徑的變化，其弧線槽盤的旋轉(zhuǎn)速度決定變皿度。行星齒輪蓋27是固定安 裝在弧線槽盤上，其蓋通過滾珠28接觸軸，其滾珠裝滿蓋內(nèi)徑上，弧線槽盤內(nèi) 側(cè)有圓形突起部套上了直線槽盤外側(cè)上的突起部使弧線槽盤穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)，其動 力是電機或液壓缸轉(zhuǎn)動，可用輪轂電機68旋轉(zhuǎn)帶動齒輪69中間齒輪70旋轉(zhuǎn)中 間齒輪軸連接蝸桿齒輪71和嚙合的蝸輪軸上安裝錐齒輪72,其齒輪和弧線槽盤 上固定安裝的弧形錐齒條26嚙合傳動弧線槽盤。
另一種方法是油壓來轉(zhuǎn)動的即高壓油經(jīng)直通式旋轉(zhuǎn)閥66進入軸后進液壓缸65 通過活塞杠桿推動弧槽盤角度旋轉(zhuǎn)，無論采用電機或液壓缸都要使兩個增縮齒 輪同步同距增大或縮小，直線槽盤上的活動齒30是可以用人字齒或斜齒可是其 嫘旋角不要過大，可以用一個齒30或兩個齒37或兩個以上齒，還可以用多個 不同的個數(shù)齒混合使用，其基本型是2個齒37齒數(shù)多后槽盤的體積也要相應(yīng)的 增加，滾筒35是齒腕34外徑上套上的，其在弧線槽里滾動旋轉(zhuǎn)使移動時減少 摩擦力，活動齒上擋片36是防止齒鏈或滾子鏈直接接觸直線槽盤產(chǎn)生磨損和噪 聲，齒形鏈6如果轉(zhuǎn)速高時用間歇齒形鏈39轉(zhuǎn)速低時可以用滿齒形鏈40,其活 動齒和齒形鏈的齒尖要修緣成三角形而且齒要加工負變位齒使活動齒和齒形鏈 有足夠的間隙，如果用滾子鏈也要轉(zhuǎn)速高時用間歇滾子鏈45低速時可以用滿滾 子鏈49滾子鏈的滾筒直徑要比標準小，齒也要加工負變位齒使齒和滾子鏈有較 大的間隙，滾子鏈嚙合的活動齒可以用一個齒50或一個以上串聯(lián)齒57或并聯(lián)齒58等。如果傳矩大時可以用多排鏈。上述齒形鏈或滾子鏈與增縮齒輪嚙合轉(zhuǎn) 動高轉(zhuǎn)速下變速時輪齒的增大速度快齒形鏈的移動速度快時有可能互相卡住， 為了防止此現(xiàn)象齒輪固定架97上安裝齒輪99和101，它的作用是托起齒形鏈或 滾子鏈要和增縮齒輪的嚙合角度大使不卡住，它的另外作用是通過彈簧98和100 使齒形鏈或滾子鏈的張緊作用，其增縮齒輪轉(zhuǎn)速和變速速度不高時齒輪99和100 不用，可以用間歇齒鏈或間歇滾子鏈直接安裝增縮齒輪上。
上述增縮齒輪和齒形鏈嚙合技術(shù)可以制造平行軸式齒嚙合無級變速器和輸入 輸出軸線同一線的同一軸線式齒嚙合轉(zhuǎn)動無級變速器。先說明平行軸式其變速 器輸入軸1和輸出軸15是平行的，原動機的旋轉(zhuǎn)經(jīng)離合器3轉(zhuǎn)動主動增縮齒輪 4，其齒輪和齒形鏈6嚙合轉(zhuǎn)動從動增縮齒輪5這兩個增縮齒輪各一增一縮完成 變速，其變速器正、反轉(zhuǎn)換檔輪系是軸14另連接的太陽齒輪7和行星齒輪8、 齒圈9、行星齒輪架IO、倒檔制動器ll、前進擋離合器12、聯(lián)合組成正、反轉(zhuǎn) 換檔輪系，其正反轉(zhuǎn)換檔技術(shù)是公知技術(shù)不多提了。上述正、反轉(zhuǎn)換檔輪系安 裝在輸出軸上，如果輸入軸上安裝時增縮齒輪頻繁的正反轉(zhuǎn)使齒形鏈和滾子鏈 有速度的突變引起一系列的不良效果，因此正反轉(zhuǎn)換檔齒輪系安裝在輸出軸上。 輸入軸線和輸出軸線同一軸線式齒嚙合傳動無級變速器是輸入軸59上安裝輸入 小齒輪61 ，其齒輪嚙合輸入大齒輪63其齒輪是主動增縮齒輪軸13上用鍵固定 安裝，其軸上固定安裝的主動增縮齒輪4的轉(zhuǎn)動使齒形鏈6帶動從動增縮齒輪5 旋轉(zhuǎn)其兩個增縮齒輪組成速比變換器，其從動增縮齒輪是軸14上用鍵或螺絲20 來固定安裝，其軸末端用鍵固定安裝輸出大齒輪74其兩側(cè)分別安裝常嚙合旋轉(zhuǎn) 的正轉(zhuǎn)輸出小齒輪75和反轉(zhuǎn)輸出小齒輪86。其同軸式正、反轉(zhuǎn)換檔輪系是正轉(zhuǎn) 輸出小齒輪75是輸出軸％的一側(cè)上安裝的空心軸76兩側(cè)外徑滾珠78上接觸 旋轉(zhuǎn)，其滾珠是空心軸外徑Jl裝滿的，其滾珠一側(cè)是外徑滾珠擋圈79，另一側(cè) 是固定安裝在正轉(zhuǎn)輸出小齒輪75上的制動鼓80來定位齒輪在空心軸上的位置， 其空心軸內(nèi)徑兩側(cè)上安放的滾珠77是輸出軸96接觸，其滾珠是空心軸內(nèi)徑上 裝滿的，其滾珠一側(cè)是輸出軸軸肩，另一側(cè)是軸套02來定位空心軸在輸出軸 上的位置，其軸套是螺絲103來固定安裝在軸上。制動鼓80外徑上有輸出軸上 固定安裝的制動帶81其帶是液壓缸82和活塞杠桿來松緊，而且控制齒輪制動， 緊時輸出軸％正傳，松時空檔。其液壓缸的高壓油是直通式旋轉(zhuǎn)閥83進入， 另反轉(zhuǎn)輸出小齒輪86是輸出軸96的另一側(cè)安裝的空心軸87兩側(cè)上的外徑滾珠89接觸旋轉(zhuǎn)，其滾珠是空心軸外徑上裝滿的，其滾珠一側(cè)是固定在齒輪86上安 裝的制動鼓92，另一側(cè)是外徑滾珠擋圈90來定位齒輪86在空心軸上的位置， 其空心軸內(nèi)徑兩側(cè)上滾珠88是和輸出軸96接觸，其滾珠是在空心軸內(nèi)徑上裝 滿的，其一側(cè)是輸出軸軸肩，另一側(cè)是軸套104來定位空心軸在輸出軸96上 的位置，其軸套是螺絲105來軸上固定安裝。制動帶93是安裝在制動鼓92的 外徑上，其帶是輸出軸96上固定安裝，用液壓缸94和活塞杠桿來松緊而且控 制齒輪86制動，緊Bf輸出軸96反轉(zhuǎn)，松時空檔。高壓油是直角式旋轉(zhuǎn)閥85 進液壓缸94.上述正反轉(zhuǎn)用制動器都緊B寸輸出大齒輪74制動,都松時輸出軸96 空檔，其帶式制動器也可以用多摩擦片式制動器或可控單向超越離合器來代替， 此時超越離合器拔爪的拔動是液壓缸和活塞杠桿來拔動。其正反轉(zhuǎn)齒輪是懸浮 于同一軸上各反方向旋轉(zhuǎn)，互相不影響而且軸上相對速度不高。如果沒有空心 軸只安裝滾珠或軸承時其互相轉(zhuǎn)動相對轉(zhuǎn)速高兩倍，此時對零件的磨損大、噪 聲也大。
上述同軸式正、反轉(zhuǎn)換檔輪系，比行星齒輪正反轉(zhuǎn)換檔輪系體積小、用齒輪 個數(shù)少、簡單的優(yōu)點。
上述本發(fā)明是解決了摩擦式無級變速器的諸多的缺點而且實現(xiàn)了真正的齒與 齒嚙合傳動的無級變速器，使轉(zhuǎn)動扭矩大、體積小、結(jié)構(gòu)簡單，可以用在小型、 大型機動車和固定場合上的大、小機械上。
權(quán)利要求
1. 一種齒嚙合傳動無級變速器，至少包括輸入軸、主動增縮齒輪軸、從動增縮齒輪軸、輸出軸，其輸入軸和輸出軸線是同一軸線的，其主動齒輪軸上安裝主動增縮齒輪(4)，從動齒輪軸上安裝從動增縮齒輪(5)，其兩個增縮齒輪和齒形鏈或滾子鏈嚙合組成速比變換器，其速比變換器可以用一對或一對以上并聯(lián)或串聯(lián)使用，其增縮齒輪是軸上固定安裝的直線槽盤(16)，其直線槽(18)里安放的活動齒(30)，直線槽盤外兩側(cè)軸上托起活動齒一起旋轉(zhuǎn)的兩個弧線槽盤(21)組成。其弧線槽盤是用電機或液壓缸、活塞杠桿來角度旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。
2. 如權(quán)利要求1所述的齒嚙合傳動無級變速器其特征在于直線槽盤(16)內(nèi) 面有輪轂(17)用螺絲(20)或鍵固定安裝在軸(13)上，其直線槽(18)是 兩個對應(yīng)的直線槽盤上各有四個或四個以上均等分布的，其直線槽盤外面上有 圓形突起部，弧線槽盤(21)的弧線槽(22)數(shù)和分布角度是跟直線槽盤上直 線槽數(shù)和角度一樣，其弧線槽盤是通過其槽盤上固定安裝的行星齒輪蓋(27) 的滾珠(28)接觸軸，其盤內(nèi)面上有圓形突起部套上直線槽盤外面上的圓形突 起部，其弧線槽盤外面上固定安裝弧形錐齒條(26)或活塞杠桿，其盤上另固 定安裝齒圈(25)其齒圈是行星齒輪(24)嚙合，其行星齒輪是連接軸(23) 與另一側(cè)行星齒輪連接，其行星齒輪是各兩個或兩個以上均等分布于兩惻齒圈 嚙合的結(jié)構(gòu)。
3. 如權(quán)利要求1所述的齒嚙合傳動無級變速器其特征在于活動齒(30)是齒 (31)、齒身(32)、齒臂(33)、齒腕(34)、滾筒(35)、當片(36)組成，齒形鏈嚙合的活動齒的齒數(shù)是一個齒(30〉或一個以上的齒(37)或不同個數(shù) 的齒混合使用，其基本型是兩個齒(37)其活動齒是斜齒或人字齒，與滾子鏈 嚙合的活動齒的齒數(shù)是一個齒(50)或一個以上串聯(lián)或并聯(lián)的齒(57)、 (58) 組成。
4. 如權(quán)利要求l所述的齒嚙合傳動無級變速器其特征在于齒形鏈和活動齒的 模數(shù)是一樣，可以用斜齒或人字齒，其齒形鏈是間歇齒i^鏈(39)或滿齒形鏈(40)滾子鏈是可以用間歇滾子鏈(45)或滿滾子鏈(49)或多排鏈，其齒形 鏈或滾子鏈是通過齒輪(99)、 (101)安裝于兩個增縮齒輪，也可以不用齒輪 (99)、 (101)用間歇齒形鏈或間歇滾子鏈直接安裝增縮齒輪上的結(jié)構(gòu)。
5. 如權(quán)利要求1所述的齒嚙合傳動無級變速器其特征在于弧線槽盤的轉(zhuǎn)動可 用電機(68)轉(zhuǎn)動齒輪(69)、 (70)和蝸桿齒輪(71)和蝸輪，其蝸輪軸和錐齒輪(72)連接，其錐齒輪嚙合弧線槽盤上固定安裝的錐齒條(26)旋轉(zhuǎn)，也可以用油壓來旋轉(zhuǎn)弧線槽盤，其高壓油經(jīng)直通式旋轉(zhuǎn)閥(66)進液壓缸(65) 活塞杠桿推動弧線槽盤角度旋轉(zhuǎn)。
6. 如權(quán)利要求1所述的齒嚙合傳動無級變速器其特征在于其輸入軸線和輸出 軸線是同一軸線式是由輸入軸(59)上固定安裝的輸入小齒輪(61)嚙合輸入 大齒輪(63)其齒輪用鍵固定安裝軸(13)上，其軸上安裝主動增縮齒輪(4) 和直通式旋轉(zhuǎn)閥(66)和液壓缸(65)和活塞杠桿，其主動增縮齒輪通過齒形 鏈或滾子鏈嚙合從動增縮齒輪(5)其增縮齒輪是軸(14)上用鍵或螺絲(20) 固定安裝，其軸上另安裝直通式旋轉(zhuǎn)閥、液壓缸和活塞杠桿，其軸末端用鍵固 定安裝輸出大齒輪(74)其齒輪嚙合輸出軸上的小齒輪的結(jié)構(gòu)。
7. —種齒嚙合傳動無級變速器其同一軸式正、反轉(zhuǎn)換檔齒輪系是至少包括輸 出軸，其軸上安裝的兩個空心軸，其空心軸上安裝的正轉(zhuǎn)齒輪，反轉(zhuǎn)齒輪和正、 反轉(zhuǎn)用制動器組成，正傳輸出小齒輪(75)是空心軸(76)上安裝的，其空心 軸是通過內(nèi)徑兩側(cè)滾珠(77)接觸輸出軸(96)其內(nèi)徑滾珠一倒是輸出軸的軸 肩，另一側(cè)是軸套(102)來定位空心軸在輸出軸上的位置，其軸套是用螺絲(103)固定在軸上，其空心軸外徑兩側(cè)滾珠(78) —側(cè)是外徑滾珠擋圈(79) 另一側(cè)是正轉(zhuǎn)輸出小齒輪(75)上固定安裝的制動鼓(80)來定位正轉(zhuǎn)輸出小 齒輪(75)在空心軸上的位置，其齒輪和輸出大齒輪(74)常嚙合，其制動鼓 外徑上有制動帶(81)其制動帶是液壓缸(82)和活塞杠桿來松緊，其制動帶 是輸出軸上固定安裝，其液壓缸的高壓油是軸中心孔進入，其油是通過直通式 旋轉(zhuǎn)閥(83)進入，另反轉(zhuǎn)輸出小齒輪(86)是輸出大齒輪(74)的另一側(cè)常 嚙合，其齒輪通過內(nèi)徑兩側(cè)滾珠(89)接觸空心軸(87),其滾珠一側(cè)是外徑 滾珠擋圈(90)另一側(cè)是反轉(zhuǎn)輸出小齒輪(86)上固定安裝的制動鼓(92)來 定位齒輪在空心軸上的位置，其空心軸是通過兩側(cè)內(nèi)徑滾珠(88)和輸出軸接 觸一側(cè)是輸出軸軸肩，另一側(cè)是軸套(104)來定位空心軸在輸出軸(96)上 的位置，其軸套是用螺絲(105)固定在軸上，其制動鼓(92)外徑上有制動 帶(93)其制動帶是液壓缸(94)通過活塞杠桿來松緊，其制動帶是輸出軸上 固定安裝，其制動鼓、制動帶、液壓缸、直角式旋轉(zhuǎn)閥、活塞杠桿組成帶式制 動器，其制動器也可以用多摩擦片式制動器或可控單向超越離合器。
8. —種齒嚙合傳動無級變速器至少包括輸入軸、主動齒輪軸和從動齒^^軸、輸出軸是平行組成的，其平行軸式是有輸入軸(2)通過離合器(3)接合主動 增縮齒輪軸(13),其軸上安裝主動增縮齒輪(4),從動增縮齒輪軸(14)上 固定安裝從動增縮齒輪(5)其兩個增縮齒輪用齒形鏈或滾子鏈嚙合組成速比 變換器，其從動增縮齒輪軸輸出端接合太陽齒輪(7)、行星齒輪(8)、齒圈(9)、 行星齒輪架(10)、倒檔制動器(11)、前進擋離合器(12)組成正、反轉(zhuǎn)換檔 行星輪系。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機械式無級變速器裝置。本發(fā)明的齒嚙合傳動無級變速器是兩個齒輪直徑按需要可變的增縮齒輪來做速比變換器，一個增縮齒輪輪齒直徑增大時另一個增縮齒輪直徑同時、同長縮小，其兩個齒輪用齒形鏈嚙合傳動的無級變速器。其發(fā)明解決了摩擦式無級變速器(CVT)的傳矩小、鏈和輪打滑、起動力矩小、變速功耗高等缺點，真正實現(xiàn)了齒與齒嚙合傳動的無級變速。此齒嚙合無級變速器傳遞扭矩大、體積小、結(jié)構(gòu)簡單，能用在大、小型機動車和固定場合上的各種大、小機械上。
文檔編號F16H9/24GK101435493SQ20081018844
公開日2009年5月20日 申請日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月23日
發(fā)明者金哲跟 申請人:金哲跟