一种新型摆臂式脉动无级变速器

摘要

本发明涉及一种新型摆臂式脉动无级变速器，其包括传动部分、速比调节部分和输出部分。所述传动部分的输入轴上固定有一偏心轮，偏心轮外侧固定安装有一滚动轴承，其与传动摆臂的下摆臂的一侧滚动联接，速比调节机构的调速轴承外圈左、右两侧分别与传动摆臂上摆臂的一侧和输出摆臂的一侧滚动联接，其滚动联接的接触位置可以通过手动调节调速手柄而改变。输出部分的输出摆臂可绕输出传动轴的轴线摆动，输出传动轴上有输出传动齿轮，输出传动齿轮与输出齿轮啮合，输出齿轮通过键固定连接在输出轴上。

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型摆臂式脉动无级变速器，尤其涉及一种新型脉动无级变速器的速度调节方式。

背景技术

随着经济的飞速发展，人们在生产生活中对动力的需求越来越多，在动力使用过程中往往涉及到调速方面的需求，目前大多数是通过多组齿轮来实现的，但这种齿轮结构升速慢、安全性低、耗能高且易磨损，仍有待于技术创新；脉动无级变速器具有工作可靠、调速范围广、调速方式多等优点，目前在制药、食品、纺织、化工、轻工、塑料、造纸等工业领域具有广泛应用；无级脉动变速器在现有技术中有很多种技术方案，但一般都结构复杂、制造成本高，转速比调节也比较困难，尤其是不能提供非常低的转速比。有些技术方案安全性能低、升速慢、耗能高仍有待于技术创新。

申请号为201210017062.4的中国发明专利申请公开了一种新型脉动无级变速器，该无级变速器由箱体、主动部分、输出部分和速比调节部分组成，采用手动调速手柄调节速比，可以动态调速，也可以静态调速且最低转速比可以为零。但其调速机构的零件相对较多，结构相对比较复杂。

申请号为89201734.1的中国发明专利申请公开了一种摆块式脉动机械无级变速器，其借助于偏心盘和超越离合器脉动式无级齿轮传动；这种变速器克服了主机机构的行程速比系数在调速中随机架或曲柄长度的改变而变化、输出轴转速的脉动曲线呈无规律变化、机械效率低等问题，具有变速时主机构相对关系不变，正反向均可工作输出，行程速比系数值不变，输出平稳等优点，但其结构复杂、庞大，制造成本高，维修困难，转速比调节也比较困难，尤其是不能提供非常低的转速比，例如零转速比。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型摆臂式脉动无级变速器，其结构简单紧凑，制造成本低，维修方便简单，占用空间小，采用手动调速柄调节速比，调速方便，并且调速机构结构简单实用，可以动态调速，也可以静态调速，且最低转速比可以为零，使用范围大，安全性能好，升速快。

本发明的新型摆臂式脉动无级变速器包括传动部分、输出部分和速比调节部分；传动部分包括输入轴、偏心轮、偏心轮轴承、传动摆臂、摆臂轴承、传动摆臂弹簧、传动机构箱体；速度调节部分包括调速手柄、小轴、固定轴承、调速连接块、调速连接轴、调速轴承；输出部分包括输出摆臂、超越离合器、输出摆臂弹簧、输出传动轴、输出传动齿轮、输出轴、输出齿轮、输出机构箱体、盖板、挡板。

输入轴和输出轴分别可旋转地安装在箱体上；输入轴一端通过键连接有偏心轮，偏心轮上固定有一滚动轴承。传动摆臂通过摆臂轴承可转动地安装在传动箱体上，传动摆臂分为上摆臂和下摆臂，传动摆臂弹簧与下摆臂的一侧相接触，其弹簧力使下摆臂与偏心轮上的滚动轴承外圈始终保持滚动联接。当输入轴带动偏心轮和偏心轮轴承转动时，由于存在偏心距，偏心轮轴承外圈会带动传动摆臂做摆线运动。调速机构的固定轴承固定安装在调速手柄上，小轴安装在固定轴承上，小轴的两端分别固定安装有一调速连接块，调速连接块的另一端开有轴孔，一调速连接轴安装在轴孔中，调速连接轴的左右两端分别安装有调速轴承。左右两端的调速轴承中心始终与调速连接轴保持在同一轴线方向上。左端的调速轴承外圈与输出摆臂保持滚动联接，右端的调速轴承外圈与输出摆臂保持滚动联接，输出摆臂的一侧与输出摆臂弹簧相接触，其弹簧力使输出摆臂与右端的调速轴承始终保持滚动联接。传动摆臂与左端调速轴承外圈接触的位置和输出摆臂与右端调速轴承外圈接触的位置使其能前后夹住调速轴承，使调速轴承在不转动调速手柄时和摆臂的接触位置固定不变。当转动调速手柄时，同时也转动改变了小轴的位置，并带动调速连接块改变调速轴承外圈与摆臂的接触位置。当左端调速轴承远离传动摆臂的转动中心时，传动摆臂传递给调速轴承的摆角越大，当左端调速轴承越靠近传动摆臂转动中心时摆角越小，当调速轴承的中心与传动摆臂的转动中心处于同一直线时，调速轴承将不做摆线运动。左、右两端调速轴承通过调速连接轴连接，使其有同样的摆动角度和摆动速度。输出摆臂的另一端固定连接于超越离合器的外环，超越离合器的星轮通过键与输出传动轴连接，输出摆臂可以绕输出传动轴的轴线做摆线运动。超越离合器将调速机构右调速轴承所传递给输出摆臂的来回摆动转化为输出传动轴的间歇单向旋转运动。输出传动轴安装有输出传动圆柱齿轮，输出圆柱齿轮通过键与输出传动轴连接。输出传动齿轮与输出齿轮啮合，输出齿轮通过键与输出轴连接。传动摆臂、摆臂轴承、传动摆臂弹簧、小轴、固定轴承、调速连接块、调速连接轴、调速轴承、输出摆臂、超越离合器、输出摆臂弹簧、输出传动轴、输出传动齿轮是一套完整部件，为使输出轴能够连续平稳单向转动，在箱体中以输入轴的轴线为圆心的圆周上均匀分布三套这些部件。

本发明中转速比与输出摆臂的摆角大小有关，摆角越大，速比越大，反之则越小。本发明变速器中的输出摆臂的摆角的大小与左调速轴承外圈和传动摆臂滚动联接的接触位置有关，当左调速轴承远离传动摆臂的转动中心时，其传递给输出摆臂的摆角越大，当其靠近传动摆臂的转动中心时，其传递给输出摆臂的摆角越小，直至摆角为零。本发明的新型摆臂式脉动无级变速器的速比调节是通过调节左端调速轴承相对于传动摆臂转动中心的位置实现的，通过转动调速手柄可以调节左端调速轴承外圈与传动摆臂滚动联接时相对于传动摆臂转动中心的位置。可以动态调速，也可以静态调速。由于调速轴承可以位于传动摆臂转动中心线的位置，其摆角为零，所以最低转速比可以为零。

附图说明

下面结合附图更详细地描述按照本发明的一种新型摆臂式脉动无级变速器。

图1是按照本发明的新型摆臂式脉动无级变速器的一优选实施例的结构示意图。

图2是图1所示的按照本发明的新型摆臂式脉动无级变速器的优选实施例的传动部分与速比调节部分装配结构侧视图。

图3是图1所示的按照本发明的新型摆臂式脉动无级变速器的优选实施例的输出部分与速比调节部分装配结构侧视图。

图中标记为：偏心轮轴承1、偏心轮2、输入轴3、调速连接轴4、左调速轴承5、右调速轴承6、传动摆臂7、传动摆臂轴承8、传动摆臂弹簧9、传动机构箱体10、调速连接块11、固定轴承12、调速手柄13、小轴14、输出摆臂15、超越离合器16、输出传动轴17、输出摆臂弹簧18、输出传动齿轮19、盖板20、挡板21、输出轴22、输出齿轮23、输出机构箱体24。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合附图对本发明的新型摆臂式脉动无级变速器的一优选实施例进行详细描述，以下的描述仅是示范性和解释性的，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

如图1至图3所示的按照本发明的新型摆臂式脉动无级变速器的实施例包括传动部分、输出部分和速比调节部分。所述传动部分包括输入轴3、偏心轮2、偏心轮轴承1、传动摆臂7、摆臂轴承8、传动摆臂弹簧9、传动机构箱体10；输出部分包括输出摆臂15、超越离合器16、输出摆臂弹簧18、输出传动轴17、输出传动齿轮19、输出轴22、输出齿轮23、盖板20、挡板21、输出机构箱体24。速度调节部分包括调速手柄13、小轴14、固定轴承12、调速连接块11、调速连接轴4、左调速轴承5、右调速轴承6。

如附图所示，输入轴3的一端固定安装有一偏心轮2，偏心轮2上固定有一滚动轴承1，滚动轴承1的外圈与传动摆臂7的一侧滚动联接。传动摆臂7分为上摆臂与下摆臂，传动摆臂7的下摆臂在传动摆臂弹簧9的弹簧力作用下始终保持与偏心轮滚动轴承1的外圈滚动联接接触，传动摆臂7可转动的安装在传动箱体10内的一个摆臂轴承8上，传动摆臂的上摆臂的一侧与调速机构的左调速轴承5的外圈滚动联接接触。左调速轴承5与右调速轴承6固定安装在调速连接轴4上，并始终保持在同一轴线方向，调速连接轴4又固定安装在调速连接板11一端的轴孔上，调速连接板11的另一端安装在可转动的小轴14上，小轴14通过固定轴承12定位在调速手柄上。左调速轴承5、右调速轴承6、调速连接轴4、调速连接板11以及小轴14作为一个整体可以绕小轴14的轴线转动。当传动摆臂7做摆线运动时将带动调速轴承5、调速轴承6、调速连接板11和小轴14一起绕小轴的轴线来回摆动。右调速轴承6的外圈与输出摆臂15的一侧相接触。右调速轴承6的摆线运动带动输出摆臂15做摆线运动，输出摆臂15在输出摆臂弹簧18的弹簧力的作用下始终保持与右调速轴承6的外圈滚动联接接触。传动摆臂7与输出摆臂15做摆线运动时的转动方向相反，并且其分别与左调速轴承5和右调速轴承6相接触的方位相反，使其能夹住左调速轴承5和右调速轴承6，使其在不转动调速手柄13时各自与摆臂接触的位置不变。当转动调速手柄13时，同时也转动改变了小轴14的位置，并带动调速连接块11、调速连接轴4、左调速轴承5和右调速轴承6绕其小轴14的轴线转动从而改变左调速轴承5外圈与传动摆臂7上摆臂滚动联接时的接触位置以及右调速轴承6外圈与输出摆臂15滚动联接时的接触位置。当左端调速轴承5远离传动摆臂7的转动中心时，传动摆臂7做摆线运动时传递给左调速轴承5的摆角越大，当左端调速轴承5越接近传动摆臂7的转动中心时，传动摆臂7做摆线运动时传递给左调速轴承5的摆角越小，当左调速轴承5的中心与传动摆臂7的转动中心线于同一直线时，左调速轴承5将不发生摆动。左调速轴承5和右调速轴承6通过调速连接轴4固定连接，使其有同样的摆动角度和摆动速度，这样，右调速轴承6做摆线运动时能带动输出摆臂15摆动，使其具有相同的摆动角度和摆动速度。输出摆臂15的一端固定连接于超越离合器16的外环，超越离合器16的星轮通过键与输出传动轴17连接，输出摆臂15可以绕输出传动轴17的轴线做摆线运动。超越离合器17将调速机构右端调速轴承6所传递给输出摆臂15的来回摆动转化为输出传动轴17的间歇单向旋转运动，输出传动圆柱齿轮19跟随输出传动轴17转动，由于输出传动齿轮19与输出齿轮23啮合，输出传动圆柱齿轮19转动时使输出齿轮23随其转动，输出齿轮23通过键与输出轴22连接，所以输出轴22也会转动。

本发明的新型摆臂式脉动无级变速器，不仅结构简单、紧凑，而且变速比范围大，变速灵活，不仅可以在停机时变速，也可以在机器运转时变速，其调速机构简单实用，占用空间小。在按照本发明的新型摆臂式脉动无级变速器中，转速比与输出摆臂15的摆角大小有关，摆角越大，速比越大，反之则速比越小。本发明的一种新型摆臂式脉动无级变速器中的输出摆臂15的摆角的大小与调速轴承5和传动摆臂7的转动中心线的相对位置有关，当调速轴承5相对于传动摆臂7的转动中心距离越近，速比越小，当调速轴承5相对于传动摆臂转动中心距离越远，速比越大。因此本发明的速比调节是通过调节调速轴承5相对于传动摆臂7的转动中心的位置实现的。