專利名稱:周轉(zhuǎn)輪系變速器的制作方法
本發(fā)明屬于機(jī)構(gòu)傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域：
。是一種以特殊的凸輪控制既能自轉(zhuǎn)，又能以逆行公轉(zhuǎn)的行星輪公轉(zhuǎn)的時(shí)間變化來實(shí)現(xiàn)齒輪結(jié)合變速傳動(dòng)的變速機(jī)構(gòu)。
目前，無級(jí)變速器的已有技術(shù)表明，除了PCTWO82/01406埃里克。威爾莫特(E.Willmet)1981年發(fā)明的可變速比圓滾循環(huán)變速器是一種與本發(fā)明較接近的、以齒輪結(jié)合傳動(dòng)的無級(jí)變速器。在該可變速比圓滾循環(huán)變速器的不同實(shí)施例中，半循環(huán)常連接式變速器，結(jié)構(gòu)完善，傳動(dòng)速比大、轉(zhuǎn)矩大。但它是以100多個(gè)編號(hào)部件(有的同一編號(hào)部件是兩個(gè)以上的相同另件)構(gòu)成的。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。該發(fā)明的另一實(shí)施例半循環(huán)間歇連接式變速器，只能升速不能減速。變速比也較小不如前者應(yīng)用范圍廣。
本發(fā)明的目的是，應(yīng)用與上述發(fā)明完全不同的原理和完全不同的構(gòu)思、創(chuàng)造出結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，只有25個(gè)基本部件構(gòu)成的，而且據(jù)有用單一操縱柄可以實(shí)現(xiàn)無固定速比輻度限制的增速、減速無級(jí)變速傳動(dòng)和1∶0(輸出軸停轉(zhuǎn))的大轉(zhuǎn)矩，大速比、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)異常簡(jiǎn)化，工藝、材質(zhì)無特殊要求的，可廣泛應(yīng)用于各種機(jī)床、車輛以及那些需要無級(jí)變速傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)的齒輪傳動(dòng)型無級(jí)變速器。
下面結(jié)合本發(fā)明的兩個(gè)具體實(shí)施例實(shí)施例1如下圖1、是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)圖。
圖2、是圖1中無級(jí)調(diào)速的關(guān)鍵控制件-一平盤凸輪和速比控制器的放大圖。
如圖1所示，由輸入軸〔4〕帶動(dòng)內(nèi)齒驅(qū)動(dòng)輪〔1〕，輸出軸〔21〕在內(nèi)齒驅(qū)動(dòng)輪〔1〕中心與輸入軸〔4〕同軸線裝于套軸〔23〕中。套軸〔23〕頂端有固定安裝的可以順、逆雙向運(yùn)轉(zhuǎn)的系桿輪〔2〕。在系桿輪〔2〕的外緣上部固定安裝行星軸〔6〕上，軸承動(dòng)配合安裝著外與驅(qū)動(dòng)輪〔1〕內(nèi)齒相嚙合的行星輪〔7〕。輸出齒輪〔3〕與行星輪〔7〕齒數(shù)相同。套軸〔23〕下部固定安裝著逆行從動(dòng)輪〔22〕，與同波型齒槽輪〔18〕連在一起，以軸承配合安裝在逆行傳動(dòng)軸〔9〕底部的逆行傳動(dòng)主動(dòng)輪〔19〕相嚙合。波型齒槽輸，〔18〕是個(gè)圓柱形輪面上，中部帶有波狀環(huán)形齒槽，而且每180°相對(duì)的槽完全峰谷一致。成為偶數(shù)的圓齒。套在波型齒槽輪〔18〕上面內(nèi)觸角套輪〔17〕內(nèi)壁上的兩個(gè)180°裝置的內(nèi)觸角〔25〕伸入波型齒槽輪〔18〕的波狀齒槽內(nèi)。在內(nèi)觸角套輪〔17〕上邊、為兩端下部帶有垂直滑動(dòng)柱〔16〕并以彈簧〔15〕擎托的可以升降的沉浮架〔14〕。在沉浮架〔14〕的水平滑動(dòng)槽內(nèi)，裝有由帶內(nèi)透槽的水平滑動(dòng)板(12)和裝在水平滑動(dòng)板(12)上的球頂獨(dú)齒(11)、操縱柄(13)構(gòu)成的速比控制器〔24〕。獨(dú)齒(11)與上面固定安裝在逆行傳動(dòng)軸(9)上的平盤凸輪(10)的變形齒接觸。逆行傳動(dòng)軸(9)的頂端固定安裝的逆行始動(dòng)輪(8)與內(nèi)齒驅(qū)動(dòng)輪(1)的最下部?jī)?nèi)齒相嚙合。傳動(dòng)系統(tǒng)裝置于載體〔20〕上。
本發(fā)明的工作原理是，輸出軸(4)帶動(dòng)內(nèi)齒驅(qū)動(dòng)輪(1)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)齒同時(shí)帶動(dòng)行星輪(7)和逆行始動(dòng)齒輪(8)轉(zhuǎn)動(dòng)。在沒有外力控制系桿輪(2)時(shí)，行星輪(7)轉(zhuǎn)動(dòng)，必然按其轉(zhuǎn)動(dòng)的同方向，帶動(dòng)回轉(zhuǎn)盤(2)以輸出軸〔21〕和輸出齒輪(3)為中心做公轉(zhuǎn)運(yùn)行。因?yàn)檩敵鳊X輪(3)與行星輪(7)齒數(shù)相同，所以行星輪(7)在圍繞輸出齒輪(3)公轉(zhuǎn)時(shí)，輸出齒輪(3)并不轉(zhuǎn)動(dòng)。因而輸出軸〔21〕的輸出轉(zhuǎn)數(shù)為“O”。但此時(shí)系桿輪(2)與行星輪(7)的公轉(zhuǎn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)。系桿輪(2)通過套軸〔23〕帶動(dòng)逆行傳動(dòng)從動(dòng)輪〔22〕卻成了順行主動(dòng)輪，帶動(dòng)與之相嚙合的逆行傳動(dòng)主動(dòng)齒輪(19)和互相連在一起的波型齒槽輪(18)轉(zhuǎn)動(dòng)。但是，逆行傳動(dòng)主動(dòng)齒輪(19)和連在一起的波型齒槽輪(18)都與逆行傳動(dòng)軸(9)是動(dòng)配合，因而不能帶動(dòng)逆行傳動(dòng)軸(9)轉(zhuǎn)動(dòng)。波型齒槽輪(18)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，波型圓齒槽通過內(nèi)觸角帶動(dòng)內(nèi)觸角套輪〔17〕在逆行傳動(dòng)軸(9)的花鍵軸段上做上下起伏滑動(dòng)，成為此段傳動(dòng)的最終運(yùn)動(dòng)。對(duì)輸出軸〔21〕來說，仍是1∶0的無功轉(zhuǎn)動(dòng)。
如闡述本發(fā)明的工作原理開頭所述，輸出軸(4)帶動(dòng)內(nèi)齒驅(qū)動(dòng)輪(1)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，同時(shí)由內(nèi)齒驅(qū)動(dòng)輪(1)帶動(dòng)行星齒輪(7)和逆行始動(dòng)輪(8)轉(zhuǎn)動(dòng)。逆行始動(dòng)輪(8)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過逆行傳動(dòng)軸(9)帶動(dòng)軸上部的平盤凸輪(10)和軸下部的內(nèi)觸角套輪〔17〕與逆行始動(dòng)輪(8)同向同步轉(zhuǎn)動(dòng)。平盤凸輪(10)如圖2所示，輪面上有個(gè)偏置的蘋果形凹槽，輪面則顯示為與凹槽相對(duì)凸起的，一個(gè)齒頂尖〔10a〕隔著一定間隙對(duì)著輪孔，逐漸向輪外緣做弧線外展擴(kuò)大齒寬，最后形成輪面外緣的凸起圓環(huán)〔10b〕的從一個(gè)齒尖逐漸擴(kuò)展為無齒凸環(huán)的異型齒凸面輪。從齒頂尖〔10a〕到外緣凸圓環(huán)〔10b〕，都有由凹槽向凸起齒面過渡的斜面。
當(dāng)向內(nèi)推動(dòng)變速控制器〔24〕的手柄(13)到達(dá)內(nèi)極點(diǎn)時(shí)，變速控制器上的球頂獨(dú)齒(11)處于變型齒尖〔10a〕與輪孔間的間隙空檔凹面位置。即轉(zhuǎn)動(dòng)的平盤凸輪(10)的凸起齒面任何部分都與球頂獨(dú)齒(11)不接觸。此時(shí)平盤凸輪(10)的轉(zhuǎn)動(dòng)不能對(duì)其它任何傳動(dòng)部件發(fā)生作用，輸出軸〔21〕的轉(zhuǎn)速仍為0。當(dāng)向外拉動(dòng)速比控制器〔24〕的手柄(13)，則球頂獨(dú)齒(11)向平盤凸輪(10)外緣移動(dòng)，開始與變型齒尖〔10a〕接觸。變型齒尖〔10a〕對(duì)獨(dú)齒(11)產(chǎn)生徑向扭力與軸向壓力。因球頂獨(dú)齒(11)是固定在只能沿浮沉架(14)的水平滑槽直線水平運(yùn)動(dòng)而不能園周運(yùn)動(dòng)的速比控制器〔24〕水平滑板(12)上，所以，平盤凸輪(10)的齒尖〔10a〕不能使獨(dú)齒(11)徑向轉(zhuǎn)動(dòng)，只能以對(duì)球頂獨(dú)齒(11)的軸向壓力使獨(dú)齒(11)帶動(dòng)連在一起的速比控制器〔24〕的水平滑板(12)和浮沉架(14)向下克服擎托彈簧(15)的彈力，壓在波浪起伏運(yùn)動(dòng)著的內(nèi)觸角套輪〔17〕上，使它只“伏”而不能“起”。此時(shí)，內(nèi)觸角套輪〔17〕的內(nèi)觸角〔25〕則固定在波型齒槽輪〔18〕的園型齒間的谷凹內(nèi)，形成無法滑脫的穩(wěn)定嚙合。內(nèi)觸角套輪〔17〕是裝在逆行傳動(dòng)軸(9)的花鍵軸段上的，它與逆行傳動(dòng)軸(9)同步轉(zhuǎn)運(yùn)。因而帶動(dòng)波型齒槽輪〔18〕和連在一起的逆行傳動(dòng)主動(dòng)齒輪〔19〕與逆行始動(dòng)輪(8)同向同步轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)逆行傳動(dòng)從動(dòng)輪〔22〕改變由行星輪(7)順行公轉(zhuǎn)傳動(dòng)下來的順轉(zhuǎn)動(dòng)方向，而通過套軸〔23〕、系桿輪(2)，使行星輪(7)由原來的順行公轉(zhuǎn)變?yōu)槟嫘泄D(zhuǎn)。因?yàn)榻邮苣嫘兄鲃?dòng)齒輪〔19〕的轉(zhuǎn)矩而轉(zhuǎn)動(dòng)的逆行傳動(dòng)從動(dòng)齒輪〔22〕、通過套軸〔23〕傳至做為行星齒輪(7)公轉(zhuǎn)軌道的系桿輪(2)的轉(zhuǎn)矩是以固定的靜配合傳動(dòng)的。而行星輪(7)與回轉(zhuǎn)盤(2)上的行星軸(6)是動(dòng)配合。所以送行傳動(dòng)系統(tǒng)可以帶動(dòng)行星輪(7)逆行公轉(zhuǎn)，而行星輪(7)則不能以順行公轉(zhuǎn)帶動(dòng)逆行傳動(dòng)軸(9)轉(zhuǎn)動(dòng)。
行星齒輪(7)逆行公轉(zhuǎn)的結(jié)果，將內(nèi)齒驅(qū)動(dòng)輪(1)的轉(zhuǎn)矩傳至輸出輪(3)，使輸出輪(3)通過起緩解脈沖傳動(dòng)作用的棘輪(5)帶動(dòng)輸出軸〔21〕轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，行星齒輪不僅以內(nèi)齒驅(qū)動(dòng)輪(1)對(duì)自身的速比帶動(dòng)輸出輪(3)轉(zhuǎn)動(dòng)，而且由于公轉(zhuǎn)方向與自轉(zhuǎn)方向相反，而造成對(duì)輸出齒輪(3)在原速比基礎(chǔ)上的再加速。行星輪(7)逆行公轉(zhuǎn)的速度越大，則輸出齒輪(3)獲得的加速度越大。
控制行星齒輪(7)逆行公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的是通過調(diào)節(jié)速比控制器〔24〕的球頂獨(dú)齒(11)與平盤凸輪(10)輪面變型齒的接觸點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)的。速比控制器〔24〕的球頂獨(dú)齒(11)與平盤凸輪(10)的變型齒尖〔10a〕接觸時(shí)，通過逆行傳動(dòng)系統(tǒng)使行星齒輪(7)逆行公轉(zhuǎn)，但平盤凸輪(10)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，則球頂獨(dú)齒(11)與平盤凸輪(10)的變型齒尖〔10a〕即脫離接觸，而進(jìn)入變齒異型輪(10)的空檔凹面。擺脫變齒異型輪(10)的軸向壓力而上升。于是，變速控制器〔24〕的水平滑板(12)、浮沉架(14)又在擎托彈簧(15)的彈力作用下向上浮升。解除了對(duì)內(nèi)觸角套輪〔17〕的壓力，使內(nèi)觸角〔25〕脫離了與波型齒槽輪〔18〕的波型圓齒的穩(wěn)定嚙合，而使內(nèi)觸角套輪〔17〕恢復(fù)波浪起伏上下運(yùn)動(dòng)。終止了逆行傳動(dòng)。當(dāng)變齒異型輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，變型齒尖〔10a〕再次與球頂獨(dú)齒接觸，又重新發(fā)生如前所述的逆行傳動(dòng)。
當(dāng)繼續(xù)向外拉動(dòng)速比控制器〔24〕的手柄(13)，則球頂獨(dú)齒(11)向平盤凸輪(10)的外緣方向移動(dòng)，變換了球頂獨(dú)齒(11)對(duì)平盤凸輪(10)的變型凸齒面由窄到寬的接觸位置。這樣，平盤凸輪(10)每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，施加于球頂獨(dú)齒(11)的復(fù)壓線矩則隨球頂獨(dú)齒(11)的外移或內(nèi)移而增大或縮小。從而決定了平盤凸輪(10)每轉(zhuǎn)動(dòng)一周帶動(dòng)行星齒輪(7)逆行公轉(zhuǎn)行程的大小。當(dāng)球頂獨(dú)齒(11)在內(nèi)極點(diǎn)位置時(shí)，傳動(dòng)速比為1∶0;當(dāng)球頂獨(dú)齒(11)在平盤凸輪(10)的凸面齒尖〔10a〕位置時(shí)，為最大減速比;球頂獨(dú)齒(11)在平盤凸輪(10)的外緣凸面環(huán)〔10b〕位置，即外極點(diǎn)位置時(shí)，為最大升速比。這樣，輸出軸〔21〕便可以產(chǎn)生從O開始的任意低轉(zhuǎn)速和直至內(nèi)齒驅(qū)動(dòng)輪(1)與行星輪(7)的速比、內(nèi)齒驅(qū)動(dòng)輪(1)與逆行始動(dòng)輪(8)的速比、逆行傳動(dòng)主動(dòng)輪〔19〕與送行傳動(dòng)從動(dòng)輪〔22〕的速比，三個(gè)速比乘積的高速比轉(zhuǎn)速。
下面是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)
具體實(shí)施方式
圖3為該裝置主要部分的軸側(cè)投影圖。
圖4為該裝置的主要傳動(dòng)示意圖。
該實(shí)施方案與第一個(gè)實(shí)施例的發(fā)明構(gòu)思是一致的。參見圖3其中主要區(qū)別在于將原來的內(nèi)齒輪(1)嚙合變?yōu)橥恺X輪〔1a〕與行星輪〔7a〕相嚙合。另外將原來的平盤凸輪(10)改成圓柱凸輪〔10C〕，其特點(diǎn)是為在立體圖中比較容易地看出的那種形式園柱兩端的園柱半徑不同，上端半徑較小，相當(dāng)凹面;下端直徑較大，相當(dāng)凸面。中間的一段是一個(gè)過渡面。它們是這樣設(shè)計(jì)的由上至下依次作一系列園柱的橫斷面的話，則這些凸面在圓周所形成的弧線長(zhǎng)度是依次遞增的。這樣設(shè)計(jì)的作用顯然是和平盤凸輪(10)是一樣的。凸凹園柱面交界處為便于滾輪作用，做成斜坡。
另一個(gè)略有不同的構(gòu)件是波型槽輪〔18a〕它與對(duì)應(yīng)的構(gòu)件〔18〕的區(qū)別是中間的孔;后者是與軸滑配的園孔，而前者則做成與軸相配的花鍵內(nèi)孔。之所以這樣是由于結(jié)構(gòu)布置上的需要，這一點(diǎn)為本領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員所不難理解的。同樣不難理解的是，內(nèi)觸角套輪17a和17，其中間孔也做了相似的交換處理。
還有不同的是園柱凸輪〔10a〕與波型槽輪〔18a〕兩部分的連接結(jié)構(gòu);它們采用滑架〔12a〕，可用手柄隨意調(diào)整其上下位置，以改變滾輪與凸輪的接觸狀況。支承〔12a〕的是帶水平導(dǎo)向，用彈簧單向作用以保持滾輪與園柱凸輪接觸的滑架〔30〕。在它的中部裝有可滾動(dòng)的壓輪〔31〕。它在滑架〔30〕滑動(dòng)時(shí)可對(duì)波型槽輪起壓下作用的截錐面〔32〕起作用，而截錐面〔32〕與波型槽輪之間推力軸承隔開，為的是分離上下兩部分間或出現(xiàn)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
圖4未提及的其它構(gòu)件的作用與第一個(gè)實(shí)施例中的相應(yīng)構(gòu)件的作用頗相近似，于此不再重述。為便于對(duì)照，采用相同的件號(hào)標(biāo)記，同時(shí)又加角注以示區(qū)別。
權(quán)利要求
1.周轉(zhuǎn)輪系變速裝置，其特征是動(dòng)力輸入軸上裝有齒輪；輸出軸上裝有齒輪；兩軸間齒輪由行星輪及系桿(輪)連接以組成周轉(zhuǎn)輪系；而系桿(輪)的運(yùn)動(dòng)是由一個(gè)運(yùn)動(dòng)由輸入軸傳入通過一個(gè)可控制的起離合作用的機(jī)構(gòu)來執(zhí)行的。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所說的周轉(zhuǎn)輪系變速裝置中的可控制的起離合作用的機(jī)構(gòu)，其特征可以是至少包括有凸輪元件，為平盤凸輪或園柱凸輪;可變換與凸輪接觸的變換機(jī)構(gòu);及根據(jù)凸輪面上高低位置尋至行星輪系桿(輪)轉(zhuǎn)與不轉(zhuǎn)的離合裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2中的平盤凸輪，其特征可以是在帶有中心孔的園盤上，做有呈
型的凹面，它與凸面的交界處做成過渡斜坡;而所說園柱凸輪，其特征則可以是其園柱表面上一端沿園周為半徑較小的凹面;另一端為沿園周為半徑較長(zhǎng)的凸面;中間的園柱表面部分為沿園周由少至多連續(xù)增加的凸面直至與另一端的凸面連成一片;而凹凸面間的交界處做成斜坡。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2所說的離合裝置中的主要另件波型槽輪和內(nèi)觸角套輪，其特征可以分別為波型槽輪外園柱面上有經(jīng)外向內(nèi)形成的環(huán)槽，環(huán)槽的兩側(cè)壁沿園周呈等寬的波狀;內(nèi)觸角套輪的內(nèi)觸角即嵌放在上述的波狀槽內(nèi);上述兩零件套裝在傳動(dòng)軸上，其中一件與傳動(dòng)軸為滑動(dòng)配合，另一件則與傳動(dòng)軸以花鍵形式配合;一般情況下，滑動(dòng)配合的一件繞傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于波狀槽的作用，使另一件沿花鍵軸軸向上下運(yùn)動(dòng)而不隨從轉(zhuǎn)動(dòng)的一件一起轉(zhuǎn)動(dòng);而當(dāng)兩件受軸向壓力作用時(shí)，軸向運(yùn)動(dòng)受限;波狀槽對(duì)觸角作用，將扭矩傳給花鍵，引起上述兩件與傳動(dòng)軸同步旋轉(zhuǎn)。
專利摘要
該發(fā)明屬于機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域，用于輸出轉(zhuǎn)速需頻繁變換，而又并非嚴(yán)格均勻的場(chǎng)合。該裝置的輸入軸上裝有一個(gè)齒輪，通過一個(gè)行星輪及系桿與另一端為輸出軸上的中心輪連接?？煽刂谱兯贆C(jī)構(gòu)是在由輸入軸齒輪與系桿間組成的傳動(dòng)鍵上加入了一個(gè)由可控制的離合裝置，使系桿做連續(xù)的或間歇式的轉(zhuǎn)動(dòng)，或做被動(dòng)式的隨動(dòng)空轉(zhuǎn)。其轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢則是靠系桿在做間歇式轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所受周期轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)短來確定的。
文檔編號(hào)F16H3/44GK85106717SQ85106717
公開日1987年3月25日 申請(qǐng)日期1985年9月7日
發(fā)明者劉士源, 馮秀英 申請(qǐng)人:劉士源導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan