專利名稱：無(wú)極變速機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種無(wú)極變速機(jī)構(gòu)，屬于機(jī)械式無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置技術(shù)領(lǐng)域。
到目前為止，用于汽車等機(jī)械的傳輸變速形式主要為二種一種是通過(guò)離合器與檔位變速箱聯(lián)合變速，另一種是通過(guò)液壓泵推動(dòng)液壓馬達(dá)行走變速。前一種變速機(jī)械使用較廣泛，其造價(jià)也較便宜，但操作復(fù)雜，機(jī)構(gòu)磨損大。人為操作不當(dāng)會(huì)造成變速齒輪損壞，不安全。且變速有檔位限制。不能達(dá)到自由變速的效果。后一種是液壓無(wú)極變速，其優(yōu)點(diǎn)是變速自由輕松，操作簡(jiǎn)便，安全可靠，可是造價(jià)偏高，且對(duì)變速機(jī)構(gòu)，如液壓馬達(dá)的精密性要求極高，變速時(shí)，要通過(guò)液壓泵將機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)化為液壓力，再通過(guò)液壓馬達(dá)將液壓力變?yōu)樾凶邉?dòng)力，故損耗大。
本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)極變速機(jī)構(gòu)，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、變速自由，安全可靠的特點(diǎn)且經(jīng)濟(jì)適用，動(dòng)力損耗小。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，參見(jiàn)附圖，一種無(wú)極變速機(jī)構(gòu)，它包括有輸入輪盤(1)和帶齒輪(91)的輸出軸(9)，電動(dòng)千斤頂(2)、連桿(3)、齒桿(4)、齒輪(5)和機(jī)架(10)，其中千斤頂(2)徑向固定裝置在上述輸入輪盤(1)盤面上，所述機(jī)架(10)架腔兩側(cè)架梁上具有平行并列的二滑槽(101)，所述齒桿(4)具有與滑槽(101)槽腔大小匹配的滑翼(41)，齒桿(4)由其兩側(cè)滑翼(41)插入機(jī)架(10)的滑槽(101)中且可在滑槽(101)中自由往復(fù)滑動(dòng)，所述齒桿(4)與電動(dòng)千斤頂(2)的頂柱(22)之間由連桿(3)鉸接，其中頂柱(22)與連桿(3)的鉸接點(diǎn)可在頂柱(22)縮回電動(dòng)千斤頂(2)的柱座(21)時(shí)與輸入輪盤(1)的圓心重合，所述齒桿(4)具有上、下雙面齒條，所述齒輪(5)為下齒輪(51)與上齒輪(52)二個(gè)齒輪，該上齒輪(52)與下齒輪(51)分別依次與齒輪(4)的上、下條齒齒接，上齒輪(52)與下齒輪(51)分別具有與之鉸接的軸(53)，軸(53)軸中部設(shè)有軸承(8)并通過(guò)軸承(8)裝置在機(jī)架(10)上、二根軸(53)分別軸接上齒輪(52)和下齒輪(51)一端的另一端分別軸接有傳動(dòng)傳動(dòng)齒輪(55)，該傳動(dòng)齒輪(55)隨軸布置在上述輸出軸(9)的軸接齒輪(91)的上下方并分別與齒輪(91)徑向齒接，此外，所述齒輪(5)上裝有由棘條(6)和棘塊(54)組成的棘齒機(jī)構(gòu)，其中的棘塊(54)呈直角三角形被固定設(shè)置在齒輪(5)輪沿夾層內(nèi)，其斜邊朝向順時(shí)針?lè)较?，其鈍邊朝向反時(shí)針?lè)较颍鲜鲚S(53)對(duì)應(yīng)齒輪(5)處具有徑向滑槽(531)，棘條(6)大小與滑槽(531)內(nèi)腔大小匹配并插置于滑槽(531)中通過(guò)彈簧(7)與滑槽(531)槽底固接，棘條(6)徑向朝外一端呈刀尖狀，其鈍邊朝向順時(shí)針?lè)较蚣疵鎸?duì)上述棘塊(54)之鈍邊，其斜邊朝向反時(shí)針?lè)较蚣疵嫦蚣瑝K(54)的斜邊。
本發(fā)明的工作原理是，參見(jiàn)

圖1，驅(qū)動(dòng)輪盤(1)帶動(dòng)電動(dòng)千斤頂(2)作同步旋轉(zhuǎn)，通過(guò)與其頂柱(22)鉸接的連桿(3)拉動(dòng)齒桿(4)左向平移，當(dāng)頂柱(22)與連桿(3)的鉸接點(diǎn)反時(shí)針?lè)较蜃笠浦猎擖c(diǎn)與輸入輪盤(1)的中心點(diǎn)及連桿(3)與齒桿(4)的鉸接點(diǎn)三點(diǎn)成一線之后，則連桿(3)繼續(xù)在輸入輪盤(1)的作用下改為推動(dòng)齒桿(4)右向平移。由于如上述齒輪(5)為下齒輪(51)與上齒輪(52)二個(gè)齒輪，該上齒輪(52)與下齒輪(51)分別依次與齒桿(4)的上、下條齒齒接，故當(dāng)齒條(4)往復(fù)平移時(shí)，可同時(shí)齒傳動(dòng)上齒輪(52)與下齒輪(51)旋轉(zhuǎn)從而隨其左右移動(dòng)而交替作功。為了防止上、下齒輪在齒條每一個(gè)運(yùn)動(dòng)單程中同時(shí)做功而互為障礙，故如上述齒輪(5)與其軸(53)設(shè)計(jì)為非固定軸接，而在軸(53)與齒輪(5)之間裝置一個(gè)由棘條(6)與棘塊(54)組成的棘齒機(jī)構(gòu)來(lái)控制上下齒輪(52、51)，如圖1所示，當(dāng)齒桿(4)被拉動(dòng)左移時(shí)，帶動(dòng)上齒輪(52)順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，棘條(6)外端斜面朝向齒輪沿邊夾層內(nèi)的棘塊(54)的斜面從而在棘塊(54)的擠壓下縮回軸(53)滑槽(531)內(nèi)，使上齒輪(52)不能帶動(dòng)其軸(53)旋轉(zhuǎn)作功而空轉(zhuǎn)。與此相反，下齒輪(51)則在齒桿(4)的帶動(dòng)下作反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，齒條(6)外端鈍面向棘塊(54)鈍面形成搭檔，故下齒輪(51)帶動(dòng)其軸(53)同步同向旋轉(zhuǎn)輸出作功，如上述上、下齒輪(52、51)分別具有通過(guò)其軸(53)軸接并與輸出軸(9)的齒輪(91)齒合的傳動(dòng)齒輪(55)，故可交替驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)齒輪(91)從而使輸出軸(9)得以旋轉(zhuǎn)而輸出動(dòng)力扭矩。而使輸出軸(9)旋轉(zhuǎn)速度發(fā)生變化的則決定于電動(dòng)千斤頂(2)的頂柱(22)伸出柱座(21)的長(zhǎng)度變化。如圖1所示，顯而易見(jiàn)，帶動(dòng)齒輪(5)旋轉(zhuǎn)的齒桿(4)單位時(shí)間即在輸入輪盤(1)旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間內(nèi)往復(fù)雙向行程之長(zhǎng)度與齒輪(5)之轉(zhuǎn)速成正比，而唯一可以改變齒桿(4)單位時(shí)間行程長(zhǎng)度的因素是固定在輸入輪盤上的電動(dòng)千斤頂(2)的頂柱(22)對(duì)柱座(21)的伸縮長(zhǎng)度，故實(shí)際上是頂柱(22)的伸出長(zhǎng)度與齒輪(5)的轉(zhuǎn)速成正比。故只要直接改變頂柱(22)的長(zhǎng)度即可改變齒輪(5)的轉(zhuǎn)速?gòu)亩鴮?shí)現(xiàn)變速的目的。例如現(xiàn)假定輸入輪盤(1)的轉(zhuǎn)速為W1，W1=1并保持不變，電動(dòng)千斤頂(2)的伸出長(zhǎng)度即轉(zhuǎn)動(dòng)半徑從輸入輪盤(1)圓心開始為R1，齒輪(5)的半徑為R2，設(shè)R2=5，那么當(dāng)電動(dòng)千斤頂?shù)男谐蘎1=0時(shí)，連桿(3)不運(yùn)行，齒輪(4)相應(yīng)不運(yùn)動(dòng)，齒輪(5)亦不運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)千斤頂(2)的行程R1=1時(shí)即可帶動(dòng)連桿(3)運(yùn)動(dòng)，而連桿(3)又帶動(dòng)齒桿(4)作水平移動(dòng)。輸入輪盤(1)旋轉(zhuǎn)一圈，齒桿(4)行程即為轉(zhuǎn)動(dòng)半徑R1的二倍，(S=R1×2=1×2=2)。齒桿(4)推動(dòng)齒輪(5)旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)(X)為0.064圈。
以此類推，當(dāng)電動(dòng)千斤頂(2)的行程R1=2時(shí)，齒輪(5)所轉(zhuǎn)圈數(shù)x為0.319。亦即R1的長(zhǎng)度值與齒輪(5)轉(zhuǎn)速成正比如下表輸入輪盤每轉(zhuǎn)一圈時(shí)有關(guān)參數(shù)表化一覽表
注R1-頂柱(22)伸出柱座(21)的長(zhǎng)度。
S-齒桿行程(S=R1×2)
式中R2-齒輪半徑。
由此可見(jiàn)即可通過(guò)直接調(diào)節(jié)電動(dòng)千斤頂(2)的頂柱(22)的行程即伸縮之長(zhǎng)短來(lái)改變齒輪(5)的轉(zhuǎn)速進(jìn)而最終改變輸出軸(9)的轉(zhuǎn)速。因而本發(fā)明的無(wú)極變速機(jī)構(gòu)可謂結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單。又由于上述解決方案中使用了電動(dòng)千斤頂這種高技術(shù)含量低操作難度的器材故操作十分方便。只需輕輕按動(dòng)可改變頂柱伸縮量的按紐，即可輕而易舉地實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的變速。因此本發(fā)明的無(wú)極變速機(jī)構(gòu)又具有變速自由，安全可靠，動(dòng)力損耗小，經(jīng)濟(jì)適用的特點(diǎn)。
下面結(jié)合附圖所示一個(gè)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的無(wú)極變速機(jī)構(gòu)加以進(jìn)一步的描述。
圖1是無(wú)極變速機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中A-A向視圖。
圖1-2中，其中1-輸入輪盤2-電動(dòng)千斤頂21-柱座22-頂柱3-連桿4-齒桿 41-滑翼5-齒輪51-下齒輪 52-上齒輪 53-軸 54-棘塊55-傳動(dòng)齒輪 531-滑槽6-棘條 7-彈簧8-軸承9-輸出軸91-齒輪10-機(jī)架101-滑槽圖1-2所示該實(shí)施例的無(wú)極變速機(jī)構(gòu)具有一個(gè)上海申聯(lián)廠產(chǎn)QYL2(XK06-1066047)型電動(dòng)千斤頂(2)，一框式鐵質(zhì)機(jī)架(10)，一雙面齒齒桿(4)，二個(gè)分別與齒桿(4)上，下條齒齒合的齒輪(5)即上齒輪(52)、下齒輪(51)。其中電動(dòng)千斤頂(2)徑向安裝在輸入輪盤(1)盤面上，使其柱座(21)朝頂柱(22)一端端面中心點(diǎn)即頂柱(22)根部與輸入輪盤圓心重合。機(jī)架(10)上架腔兩側(cè)分別加工二條相互平行的滑槽(101)，對(duì)應(yīng)機(jī)架(10)上的二滑槽(101)，齒桿(4)的兩側(cè)刨削加工二條其截面大小與滑槽(101)槽腔大小匹配的滑翼(41)，然后將齒桿(4)通過(guò)其滑翼(41)插入機(jī)架(10)的滑槽(101)，齒桿(4)上、下桿面皆為桿齒，上述上齒輪(52)，下齒輪(51)分別以其軸(53)通過(guò)軸承(8)架設(shè)在機(jī)架(10)上。上述軸(53)與齒輪(5)活動(dòng)軸接，軸(53)對(duì)應(yīng)齒輪(5)處徑向?qū)σr設(shè)有二個(gè)滑槽(531)，每個(gè)滑槽(531)內(nèi)置入一與滑槽(531)槽腔大小匹配的棘條(6)，故棘條(6)亦為二個(gè)。用一彈簧(7)將棘條(6)固接在滑槽(531)槽底面，棘條(6)朝外一端的一側(cè)制成斜面。使彈簧被壓縮時(shí)棘條縮入槽內(nèi)，彈簧張開時(shí)棘條部分伸出軸的柱面，而對(duì)應(yīng)棘條(6)的齒輪(5)沿邊夾層內(nèi)的環(huán)槽內(nèi)設(shè)有一側(cè)為鈍面，一側(cè)為斜面的三角形棘塊(54)，使棘塊(54)鈍面一側(cè)與棘條(6)的斜面一側(cè)同向。棘塊(54)亦為徑向?qū)σr的二個(gè)或間隔分布的多個(gè)。軸(53)軸接齒輪(5)一端的另一端固定軸接傳動(dòng)齒輪(55)、軸(53)為并列的二根故傳動(dòng)齒輪(55)為并列的二個(gè)，二傳動(dòng)齒輪(55)徑向分布于輸出軸(9)的兩側(cè)且分別與軸(9)的齒輪(91)齒合。由齒桿(4)的上、下條齒交替輸入的經(jīng)電動(dòng)千斤頂(2)傳遞之扭矩再經(jīng)齒輪(5)及傳動(dòng)齒輪(55)交替?zhèn)鬟f到齒輪(91)從而可由軸(9)連續(xù)輸出。由此構(gòu)成的本發(fā)明無(wú)極變速機(jī)構(gòu)經(jīng)汽車動(dòng)力臺(tái)試證明被效果良好，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)控制千斤頂頂柱的伸縮來(lái)調(diào)節(jié)齒桿在單位時(shí)間內(nèi)的行程從而改變各級(jí)傳動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速，最終實(shí)現(xiàn)輸出軸無(wú)級(jí)變速輸出的目的，完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)極變速機(jī)構(gòu)，它包括有輸入輪盤(1)和帶齒輪(91)的輸出軸(9)，其特征在于，它還包括有電動(dòng)千斤頂(2)、連桿(3)、齒桿(4)、齒輪(5)和機(jī)架(10)，其中千斤頂(2)徑向固定裝置在上述輸入輪盤(1)盤面上，所述機(jī)架(10)架腔兩側(cè)架梁上具有平行并列的二滑槽(101)，所述齒桿(4)具有與滑槽(101)槽腔大小匹配的滑翼(41)，齒桿(4)由其兩側(cè)滑翼(41)插入機(jī)架(10)的滑槽(101)中且可在滑槽(101)中自由往復(fù)滑動(dòng)，所述齒桿(4)與電動(dòng)千斤頂(2)的頂柱(22)之間由連桿(3)鉸接，其中頂柱(22)與連桿(3)的鉸接點(diǎn)可在頂柱(22)縮回電動(dòng)千斤頂(2)的柱座(21)時(shí)與輸入輪盤(1)的圓心重合，所述齒桿(4)具有上、下雙面齒條，所述齒輪(5)為下齒輪(51)與上齒輪(52)二個(gè)齒輪，該上齒輪(52)與下齒輪(51)分別依次與齒輪(4)的上、下條齒齒接，上齒輪(52)與下齒輪(51)分別具有與之鉸接的軸(53)，軸(53)軸中部設(shè)有軸承(8)并通過(guò)軸承(8)裝置在機(jī)架(10)上、二根軸(53)分別軸接上齒輪(52)和下齒輪(51)一端的另一端分別軸接有傳動(dòng)傳動(dòng)齒輪(55)，該傳動(dòng)齒輪(55)隨軸布置在上述輸出軸(9)的軸接齒輪(91)的上下方并分別與齒輪(91)徑向齒接，此外，所述齒輪(5)上裝有由棘條(6)和棘塊(54)組成的棘齒機(jī)構(gòu)，其中的棘塊(54)呈直角三角形被固定設(shè)置在齒輪(5)輪沿夾層內(nèi)，其斜邊朝向順時(shí)針?lè)较颍溻g邊朝向反時(shí)針?lè)较?，上述軸(53)對(duì)應(yīng)齒輪(5)處具有徑向滑槽(531)，棘條(6)大小與滑槽(531)內(nèi)腔大小匹配并插置于滑槽(531)中通過(guò)彈簧(7)與滑槽(531)槽底固接，棘條(6)徑向朝外一端呈刀尖狀，其鈍邊朝向順時(shí)針?lè)较蚣疵鎸?duì)上述棘塊(54)之鈍邊，其斜邊朝向反時(shí)針?lè)较蚣疵嫦蚣瑝K(54)的斜邊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)極變速機(jī)構(gòu)，其特征在于所述由棘條(6)和棘塊(54)組成的棘齒機(jī)構(gòu)為每個(gè)齒輪(5)上有二組，故齒輪(5)的軸(53)上對(duì)應(yīng)齒輪(5)處所設(shè)滑槽(531)為二個(gè)，它們呈徑向?qū)σr分布，由此，插入滑槽(531)并通過(guò)彈簧(7)與滑槽(531)槽底固接的棘條(6)亦為二個(gè)，對(duì)應(yīng)棘條(6)，齒輪(5)沿邊夾層內(nèi)的棘塊(54)亦為徑向?qū)σr的二個(gè)或間隔分布的多個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明是一種無(wú)極變速機(jī)構(gòu),屬于機(jī)械式無(wú)極變速傳動(dòng)裝置技術(shù)領(lǐng)域。它由輸入輪盤,電動(dòng)千斤頂,連桿、齒桿、齒輪、傳動(dòng)輪及輸出軸組成,其中電動(dòng)千斤頂徑向固定在輸入輪盤上,通過(guò)頂柱經(jīng)連桿驅(qū)動(dòng)齒桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)從而使與齒桿齒合的上、下齒輪交替將動(dòng)力扭矩通過(guò)傳動(dòng)齒輪交替?zhèn)鬟f給輸出軸輸出,頂柱可伸縮,其伸出長(zhǎng)度與齒輪旋轉(zhuǎn)速度成正比故可直接通過(guò)控制頂柱伸出長(zhǎng)度調(diào)節(jié)齒輪轉(zhuǎn)速,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、變速自由、安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用。
文檔編號(hào)F16H37/00GK1288123SQ9911556
公開日2001年3月21日 申請(qǐng)日期1999年9月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月15日
發(fā)明者劉俊宇 申請(qǐng)人:劉俊宇