楔爪式無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)，尤其是一種低功耗、高傳動(dòng)效、小質(zhì)量、小體積、低噪音和擴(kuò)大應(yīng)用范圍的楔爪式無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]一般的機(jī)械式無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)，按其工作方式分類，主要有摩擦式和嚙合式兩大類。
[0003]摩擦式無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)是利用在壓力作用下，傳動(dòng)件間所產(chǎn)生的摩擦力實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞，通過(guò)改變傳動(dòng)件間的徑比關(guān)系實(shí)現(xiàn)變速。由于在受力的工作狀態(tài)時(shí)，這種傳動(dòng)的傳動(dòng)件間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且在傳動(dòng)件接觸區(qū)中還存在一定的表面滑移現(xiàn)象，因此其傳動(dòng)的功率損耗很大，無(wú)用功耗大，功能傳動(dòng)效率很低。
[0004]嚙合式無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)應(yīng)用較多，典型的主要是齒鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)，其動(dòng)力的傳遞是依靠齒鏈和鏈輪間的嚙合力及摩擦力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)改變齒鏈與兩對(duì)鏈輪間嚙合，楔緊時(shí)所處的徑比關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)變速。由于這種傳動(dòng)的嚙合主要是靠齒鏈變形來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此同樣也存在傳動(dòng)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和傳動(dòng)件接觸區(qū)中的表面滑移現(xiàn)象，而并非完全剛性的嚙合形式，且其動(dòng)力的傳遞還有很大部分要依靠摩擦式的傳動(dòng)來(lái)輔助完成，因此這種傳動(dòng)的功率損耗也是比較大的，無(wú)用功耗大，功能傳動(dòng)效率低。
[0005]故，一般的機(jī)械式無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)，受其本身結(jié)構(gòu)所限制，使其在應(yīng)用上存在的缺陷如下:
1.功能傳動(dòng)效率低，大多不超過(guò)0.85。
[0006]2.速比范圍有限，大多不超過(guò)6。
[0007]3.在同等功率、扭矩傳動(dòng)時(shí)，其體積、重量、占用空間均大于普通減速器，在要求大扭矩、小體積的應(yīng)用場(chǎng)合受局限很大，即使用范圍具有局限性。
[0008]4.大多不能適應(yīng)較大的沖擊載荷。
[0009]5.調(diào)速需克服一定阻力，特別是在負(fù)載狀態(tài)下，因此調(diào)速用時(shí)長(zhǎng)，反應(yīng)慢。
[0010]6.由于功率損耗大，因此機(jī)構(gòu)易發(fā)熱，傳動(dòng)件間易損耗。
[0011]7.一般有較大的噪音。
[0012]8.應(yīng)用范圍小。
[0013]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)械式無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)以及該類機(jī)械式無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)應(yīng)用在傳動(dòng)系統(tǒng)中時(shí)，無(wú)用功耗大、功能傳動(dòng)效率低、速比范圍小、整體質(zhì)量大、體積大、使用過(guò)程中噪音大和應(yīng)用范圍小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種低功耗、高傳動(dòng)效率、小質(zhì)量、小體積和低噪音的楔爪式無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)。
[0015]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的而采用的技術(shù)方案是:一種楔爪式無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)，包括固定中心軸；其中: 所述固定中心軸上具有四方軸段，在四方軸段處套裝有矩形滑塊框，外力作用下所述矩形滑塊框在四方軸段處上下滑動(dòng)；所述矩形滑塊框外套裝有方孔框盤，外力作用下所述方孔框盤在矩形滑塊框外左右滑動(dòng)；在四方軸段靠近動(dòng)力輸入端的固定中心軸上套裝有小偏心套，該小偏心套外套裝有與小偏心套匹配的大偏心套，外力作用下小偏心套在大偏心套內(nèi)沿固定中心軸的軸心旋轉(zhuǎn)，所述小偏心套與大偏心套一體形成雙偏調(diào)心機(jī)構(gòu)；所述大偏心套的一端緊卡在方孔框盤的外沿，外力作用下大偏心套隨方孔框盤一體在四方軸段處左右滑動(dòng)，外力作用下所述大偏心套隨與矩形滑塊框聯(lián)動(dòng)的方孔框盤在四方軸段處上下滑動(dòng)，大偏心套不能轉(zhuǎn)動(dòng)，該大偏心套的軸線只能作平行的矢量位移，使所述矩形滑塊框與方孔框盤一體在四方軸段處形成矢量位移限制機(jī)構(gòu)；
所述小偏心套靠近動(dòng)力輸入端一方具有延伸空心軸段，該延伸空心軸段為調(diào)速導(dǎo)入管，該調(diào)速導(dǎo)入管外壁通過(guò)軸承與楔爪式一級(jí)變速機(jī)構(gòu)的一級(jí)槽盤連接，所述矩形滑塊框靠近動(dòng)力輸出端一方的固定中心軸的軸段上通過(guò)軸承與楔爪式二級(jí)變速機(jī)構(gòu)的二級(jí)支架連接；
所述楔爪式一級(jí)變速機(jī)構(gòu)中的楔爪組件與楔爪式二級(jí)變速機(jī)構(gòu)中的楔爪組件結(jié)構(gòu)相同；
所述楔爪式一級(jí)變速機(jī)構(gòu)又包括一級(jí)支架，該一級(jí)支架通過(guò)位于其內(nèi)孔中的軸承與大偏心套外壁連接，所述一級(jí)支架的底盤外沿上設(shè)置有至少兩組楔爪組件，所述一級(jí)支架的底盤位于一級(jí)槽盤的內(nèi)腔中；所述楔爪式一級(jí)變速機(jī)構(gòu)的楔爪組件還包括連桿，該連桿的一端通過(guò)支架銷軸鉸接在一級(jí)支架的底盤上，連桿的另一端通過(guò)楔爪銷軸鉸接在楔塊上，該楔塊在外力作用下繞楔爪銷軸擺動(dòng)，截面為梯形的楔塊的弧形外沿位于一級(jí)槽盤內(nèi)側(cè)壁上的梯形環(huán)槽內(nèi)；所述楔爪銷軸靠近一級(jí)槽盤內(nèi)底壁處的軸端上設(shè)置有滾輪，該滾輪的外沿緊抵在一級(jí)槽盤的內(nèi)凸臺(tái)外圓柱面上，所述滾輪外力作用下繞楔爪銷軸旋轉(zhuǎn)，該內(nèi)凸臺(tái)位于一級(jí)槽盤的內(nèi)底壁中部，且內(nèi)凸臺(tái)與一級(jí)槽盤內(nèi)側(cè)壁上的梯形環(huán)槽具有同一軸心；所述楔塊的開(kāi)槽中通過(guò)彈簧銷固定有扭力彈簧，該扭力彈簧的一端緊抵在楔塊上，扭力彈簧的另一端緊抵在連桿腰部的弧形槽內(nèi)；所述扭力彈簧的預(yù)緊力與滾輪的支撐力將截面為梯形的楔塊的弧形外沿楔合在一級(jí)槽盤內(nèi)側(cè)壁上的梯形環(huán)槽內(nèi)；
所述楔爪式二級(jí)變速機(jī)構(gòu)又包括通過(guò)軸承安裝在靠近動(dòng)力輸出端的固定中心軸的軸段上的二級(jí)支架，該二級(jí)支架的底盤外沿上設(shè)置有至少兩組楔爪組件，所述二級(jí)支架的底盤位于二級(jí)槽盤的內(nèi)腔中，該二級(jí)槽盤與一級(jí)支架固定為一體，所述二級(jí)槽盤的內(nèi)壁與大偏心套之間設(shè)置有軸承，外力作用下二級(jí)槽盤與一級(jí)支架一體同步轉(zhuǎn)動(dòng)；所述楔爪式二級(jí)變速機(jī)構(gòu)的楔爪組件
還包括連桿，該連桿的一端通過(guò)支架銷軸鉸接在二級(jí)支架的底盤上，連桿的另一端通過(guò)楔爪銷軸鉸接在楔塊上，該楔塊在外力作用下繞楔爪銷軸擺動(dòng)，截面為梯形的楔塊的弧形外沿位于二級(jí)槽盤內(nèi)側(cè)壁上的梯形環(huán)槽內(nèi)；所述楔爪銷軸靠近二級(jí)槽盤內(nèi)底壁處的軸端上設(shè)置有滾輪，該滾輪的外沿緊抵在二級(jí)槽盤的內(nèi)凸臺(tái)外圓柱面上，所述滾輪外力作用下繞楔爪銷軸旋轉(zhuǎn)，該內(nèi)凸臺(tái)位于二級(jí)槽盤的內(nèi)底壁中部，且內(nèi)凸臺(tái)與二級(jí)槽盤內(nèi)側(cè)壁上的梯形環(huán)槽具有同一軸心；所述楔塊的開(kāi)槽中通過(guò)彈簧銷固定有扭力彈簧，該扭力彈簧的一端緊抵在楔塊上，扭力彈簧的另一端緊抵在連桿腰部的弧形槽內(nèi)；所述扭力彈簧的預(yù)緊力與滾輪的支撐力將楔塊的弧形外沿楔合在二級(jí)槽盤內(nèi)側(cè)壁上的梯形環(huán)槽內(nèi)。
[0016]由于上述結(jié)構(gòu)，降低了無(wú)用功耗、提高了傳動(dòng)效率、減小了質(zhì)量、縮小了體積和降低了噪音。
[0017]本發(fā)明的又一目的是提供一種低功耗、高傳動(dòng)效、大速比范圍、大扭矩、小質(zhì)量、小體積、低噪音和大適用范圍的具有楔爪式無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)系統(tǒng)。
[0018]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的而采用的技術(shù)方案是:一種具有楔爪式無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)系統(tǒng)，包括固定中心軸，設(shè)置在固定中心軸上的輸入皮帶輪和輸出皮帶輪；其中:
所述輸入皮帶輪與輸出皮帶輪之間設(shè)置有楔爪式無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)、一級(jí)行星式動(dòng)軸輪系和二級(jí)行星式動(dòng)軸輪系，該楔爪式無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸入端與輸入皮帶輪通過(guò)連接軸緊固連接，所述楔爪式無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸出端與一級(jí)行星式動(dòng)軸輪系的內(nèi)齒輪I通過(guò)連接軸緊固連接；
所述一級(jí)行星式動(dòng)軸輪系又包括內(nèi)齒輪1、行星齒輪1、中心齒輪I和轉(zhuǎn)臂，所述內(nèi)齒輪I與行星齒輪I嚙合，該行星齒輪I同時(shí)與中心齒輪I嚙合，該中心齒輪I固定在固定中心軸上，所述行星齒輪I裝配在轉(zhuǎn)臂上，該轉(zhuǎn)臂為一級(jí)行星式動(dòng)軸輪系和二級(jí)行星式動(dòng)軸輪系所共用并套裝在固定中心軸上；
所述二級(jí)行星式動(dòng)軸輪系又包括內(nèi)齒輪I1、行星齒輪I1、中心齒輪II和轉(zhuǎn)臂，所述內(nèi)齒輪II與行星齒輪II嚙合，該行星齒輪II同時(shí)與中心齒輪II嚙合，所述中心齒輪II通過(guò)連接軸與輸出皮帶輪連接并一體套裝在固定中心軸上，所述行星齒輪II裝配在轉(zhuǎn)臂上，所述內(nèi)齒輪II與輸入皮帶輪通過(guò)連接器緊固連接；
使用時(shí)，所述輸入皮帶輪的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)被分為兩路，第一路驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)經(jīng)楔爪式無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)變速后傳遞給一級(jí)行星式動(dòng)軸輪系中的內(nèi)齒輪I，再由一級(jí)行星式動(dòng)軸輪系將運(yùn)動(dòng)減速后通過(guò)轉(zhuǎn)臂傳遞至二級(jí)行星式動(dòng)軸輪系；第二路驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)經(jīng)由內(nèi)齒輪II直接傳遞至二級(jí)行星式動(dòng)軸輪系，由轉(zhuǎn)臂和內(nèi)齒輪II分路傳來(lái)的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)在二級(jí)行星式動(dòng)軸輪系處合成一個(gè)運(yùn)動(dòng)，該合成運(yùn)動(dòng)最終由中心齒輪II傳遞給輸出皮帶輪。
[0019]當(dāng)然，上述過(guò)程中的第一路驅(qū)動(dòng)也可以是:輸入皮帶輪將一個(gè)分運(yùn)動(dòng)先傳遞至一級(jí)行星式動(dòng)軸輪系，一級(jí)行星式動(dòng)軸輪系將運(yùn)動(dòng)減速后傳遞至楔爪式無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)，楔爪式無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)將運(yùn)動(dòng)變速后再傳遞至二級(jí)行星式動(dòng)軸輪系。由于所述的這種過(guò)程只是改變了系統(tǒng)各要素之間的聯(lián)系方式，但其總體內(nèi)容相同，最終效果也完全相同，因此不再作詳細(xì)描述。
[0020]由于上述傳動(dòng)系統(tǒng)所述結(jié)構(gòu)，降低了無(wú)用功耗、提高了傳動(dòng)效率、增大了速比范圍、加大了扭矩承載能力、降低了質(zhì)量、減小了體積、降低了噪音和擴(kuò)大了適用范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0021]本發(fā)明可以通過(guò)附圖給出的非限定性實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明。
[0022]圖1為本發(fā)明楔爪式無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為雙偏調(diào)心機(jī)構(gòu)A初始狀態(tài)時(shí)圖1左視方向的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3為雙偏調(diào)心機(jī)構(gòu)A偏心狀態(tài)時(shí)圖1左視方向的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4為圖1左視方向中雙偏調(diào)心機(jī)構(gòu)A初始狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖5為圖1左視方向中矢