无级变速装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及变速装置领域，具体而言，涉及无级变速装置。其包括输入轴、输入螺旋齿轮、输出轴和输出齿轮；输入螺旋齿轮包括圆锥体和输入齿；输入齿在圆锥体外表面沿圆锥体轴线方向螺旋分布，且螺距均匀；圆锥体设置在输入轴上，且与输入轴同轴设置；输出齿轮的宽度大于或等于输入螺旋齿轮的螺距。本实用新型无级变速装置仅仅包括设置在输入轴上的输入螺旋齿轮和设置在输出轴上的输出齿轮，结构简单可靠，而且使用齿轮实现动力的传递，齿轮传递的扭矩大，因此，本实用新型无级变速装置输出的扭矩远比钢带式无极变速大，可以应用于大排量越野车和重型卡车上。
【专利说明】无级变速装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及变速装置领域，具体而言，涉及无级变速装置。
【背景技术】
[0002]变速箱是汽车的一个重要核心组成部分，从发展的趋势来看，自动无级变速是终极目标。从现在普遍使用的变速箱来看，手动变速箱和自动变速箱结构复杂，变速档位增加到7个档位后，变速箱内零部件超过500个，从技术上和成本上很难有再向上增加的空间。而最为成熟的钢带式无极变速(CVT)采用的是摩擦传动，而非齿轮啮合，受钢带材料强度和摩擦阻力限制，扭矩达到300牛米几乎为极限，在大排量越野车和重型卡车上无法应用。
[0003]鉴于此，目前没有一款结构简单可靠，既能输出大扭矩，又能实现无级变速的变速
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实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供无级变速装置，以解决上述的问题。
[0005]在本实用新型的实施例中提供了一种无级变速装置，包括输入轴、输入螺旋齿轮、传动齿轮组、输出轴和输出齿轮；
[0006]输入螺旋齿轮包括圆锥体和输入齿；
[0007]输入齿在圆锥体外表面沿圆锥体轴线方向螺旋分布，且螺距均匀；
[0008]圆锥体设置在输入轴上，且与输入轴同轴设置；
[0009]传动齿轮组设置在输入螺旋齿轮与输出齿轮之间；
[0010]传动齿轮组的组合宽度大于或等于输入螺旋齿轮的螺距。
[0011]进一步的,传动齿轮组包括传动齿轮一和传动齿轮二 ；
[0012]传动齿轮一的分度圆半径小于传动齿轮二的分度圆半径，传动齿轮的半径比与它们分们所啮合部位的螺旋齿半径比相同；
[0013]传动齿轮一与传动齿轮二之间形成的梯度与输入螺旋齿轮的圆锥斜度相同。
[0014]进一步的，传动齿轮一与输出齿轮之间通过矫正齿轮组进行传动；
[0015]矫正齿轮组包括偶数个数的齿轮。
[0016]进一步的，矫正齿轮组包括第三齿轮和第四齿轮；
[0017]第三齿轮与传动齿轮一哨合，第四齿轮与第三齿轮卩齿合。
[0018]进一步的，无级变速装置还包括拨叉；
[0019]拨叉设置在传动齿轮组上，用于带动传动齿轮组沿输出齿轮的轴线方向移动。
[0020]进一步的，输入螺旋齿轮的每一圈输入齿的齿数呈等比例依次增加。
[0021]本实用新型实施例提供的无级变速装置，与现有技术中的无级变速装置相比，其包括输入轴、输出轴及输入螺旋齿轮和输出齿轮。动力从输入轴输入，由于输入螺旋齿轮的输入圆锥体与输入轴转动连接，则输入圆锥体随着输入轴一起转动，与此同时输入螺旋齿轮与传动齿轮组啮合，从而将转动传递给输出轴。当需要无级变速时，由于传动齿轮可在输出齿轮上沿其滑动，而输入齿在输入圆锥体的外圆周表面沿其轴线螺旋排布多圈，传动齿轮连续交替与螺旋齿的不同部位啮合，则传动齿轮在输出齿轮上滑动时，传动齿轮与输入螺旋齿轮始终保持啮合，即输入轴的转动在变速的过程中始终传递给输出轴，从而实现无级变速。本实用新型无级变速装置仅仅包括设置在输入轴上的输入螺旋齿轮和设置在输出轴上的输出齿轮、另加传动齿轮组，结构简单可靠，而且使用齿轮实现动力的传递，齿轮传递的扭矩大，因此，本实用新型无级变速装置输出的扭矩远比钢带式无极变速大，可以应用于大排量越野车和重型卡车上。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1示出了本实用新型实施例无级变速装置的结构示意图；
[0023]图2示出了本实用新型实施例无级变速装置的另一种结构示意图。
[0024]图中，1:输入轴；2:圆锥体；3:输入齿；4:输出轴；5:传动齿轮一 ；6:传动齿轮二 ；7:第三齿轮；8:第四齿轮；9:输出齿轮；10:拨叉；11:传动齿轮组。
【具体实施方式】
[0025]下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
[0026]附图所示为本实施例提供的一种无级变速装置，包括输入轴1、输入螺旋齿轮、输出轴4和输出齿轮9 ;
[0027]输入螺旋齿轮包括圆锥体2和输入齿3 ；
[0028]输入齿3在圆锥体2外表面沿圆锥体2轴线方向螺旋分布，且螺距均匀；
[0029]圆锥体2设置在输入轴I上，且与输入轴I同轴设置。
[0030]输入螺旋齿轮与输出齿轮9之间通过传动齿轮组11传动；
[0031]传动齿轮组11的组合宽度大于或等于输入螺旋齿轮的螺距。
[0032]传动齿轮组11包括传动齿轮一 5和传动齿轮二 6。
[0033]传动齿轮一 5、传动齿轮二 6的宽度之和等于或大于输入螺旋齿的一个螺距。
[0034]输出齿轮9设置在输出轴4上,且与输出轴4同轴设置；
[0035]输出齿轮9与输入螺旋齿轮的锥面平行。
[0036]本实用新型实施例提供的无级变速装置，与现有技术中的无级变速装置相比，其包括输入轴1、输出轴4及输入螺旋齿轮和输出齿轮9。动力从输入轴I输入，由于输入螺旋齿轮的输入圆锥体2与输入轴I转动连接，则输入圆锥体2随着输入轴I 一起转动，与此同时输入螺旋齿轮通过传动齿轮组11与输出齿轮9啮合，从而将转动传递给输出轴4。
[0037]当需要定速传动时，拔叉固定传动齿轮组11在一个位置，传动齿轮组11与输出螺旋齿轮的一个圆周螺旋齿相啮合并传递到输出轴，形成定速传动。
[0038]当需要无极变速时，拔叉推动传动齿轮组11在输入齿3与输出齿轮9之间轴向滑动，当传动齿轮组11向螺旋齿的大端滑动时，传动齿轮组11与直径较大的螺旋齿啮合，则增大了转速，而传动齿轮一 5和传动齿轮二 6的齿轮宽度等于或大于一个螺距，不管传动齿轮组11滑动到任意位置，螺旋齿肯定有一个位置与传动齿轮组11相啮合，以此实现无极变速。
[0039]本实用新型无级变速装置仅仅包括设置在输入轴I上的输入螺旋齿轮和设置在输出轴4上的输出齿轮9，结构简单可靠,而且使用齿轮实现动力的传递,齿轮传递的扭矩大，因此，本实用新型无级变速装置输出的扭矩远比钢带式无极变速大，可以应用于大排量越野车和重型卡车上。
[0040]进一步的，传动齿轮一 5与输出齿轮9之间通过矫正齿轮组进行传动；
[0041]矫正齿轮组包括偶数个数的齿轮。
[0042]进一步的，矫正齿轮组包括第三齿轮7和第四齿轮8 ;
[0043]第三齿轮7与传动齿轮一 5啮合，第四齿轮8与第三齿轮7啮合；
[0044]第四齿轮8的齿数与传动齿轮一 5的齿数相同。
[0045]由于传动齿轮一 5的分度圆直径小于传动齿轮二 6的分度圆直径,需要在传动齿轮一 5与输出齿轮9之间设置矫正齿轮组才能保证输出齿轮9与输入螺旋齿轮的齿面平行。
[0046]矫正齿轮组的个数需为偶数，才能保证矫正齿轮组传递到输出齿轮9上的动力方向和传动齿轮二 6传递到输出齿轮9上的动力方向是相同的。
[0047]传动齿轮一 5与传动齿轮二 6的齿比与所哨合部分的输入螺旋齿轮的齿比相同，第四齿轮8与传动齿轮一 5的齿数相同,第三齿轮7与第四齿轮8仅用于将传动齿轮一 5等速、同方向传动到输出齿轮9上。
[0048]进一步的，无级变速装置还包括拨叉10 ；
[0049]拨叉10设置在传动齿轮组11上，用于带动传动齿轮组11沿输出齿轮9的轴线方向移动。
[0050]为了控制传动齿轮组11在输入螺旋齿轮和输出齿轮9之间滑动，在传动齿轮组11上设置了用于拨动传动齿轮组11的拨叉10。拔叉既可以起着传动齿轮组11固定架的作用，还可以使用该拨叉10即可将输出齿轮9组轴向滑动，使输入螺旋齿轮不同直径与传动齿轮组11相啮合，从而实现无级变速。
[0051]进一步的，输入螺旋齿轮的每一圈输入齿3的齿数呈等比例依次增加。
[0052]输入螺旋齿轮的每一圈输入齿3的齿数呈等比例依次增加，从而在与传动齿轮组11啮合时，在传动齿轮组11移动时，能够使输入螺旋齿轮与输出齿轮9之间的传动比连续变化，从而能够达到实现无极变速的目的。
[0053]传动齿轮一 5、传动齿轮二 6、第三齿轮7、第四齿轮8组合而成传动齿轮组11，用拨叉10固定，但又受拔叉控制可于螺旋齿与输出齿轮9之间的平行区域沿轴向滑动。
[0054]第三齿轮7与第四齿轮8的组合作用为将传动齿轮一 5的转速等速同向传递到输出齿轮9,最简单的结构为第四齿轮8与传动齿轮一 5齿数相同，再增加一个中间齿轮，即第三齿轮7。传动齿轮一 5与传动齿轮二 6之间形成的梯度与输入螺旋齿轮的圆锥斜度相同。
[0055]传动齿轮组11的多个齿轮按阶梯状排列，阶梯的斜度与输入螺旋齿轮的锥度一致，较小的齿轮与输入螺旋齿轮的小端啮合，较大的齿轮与输入螺旋齿轮的大端啮合，以达到与输入螺旋齿轮连续啮合；多个齿轮以连续接力方式与输出螺旋齿轮不同螺旋部位相啮合，以实现一个完整的圆周啮合。
[0056]多个齿轮的各个齿数不同，具体齿数比为:相邻两个齿轮的齿数比所啮合部位的输入螺旋齿数比相同；这样的齿比可以更好地与不断变化的输入螺旋齿相啮合，同时实现当传动齿轮一 5和传动齿轮二 6同时与不同部位的螺旋齿哨合时,输出的速度都是相等的，多个齿轮通过中间齿轮汇集传动到输出轴4 ;传动齿轮组11中只有一个齿轮与螺旋齿轮啮合时，其它未与螺旋齿啮合的输出齿轮9受齿轮组传动而保持同步转动；传动齿轮与输出齿轮9组啮合。
[0057]传动齿轮组11需要满足组合的宽度大于或等于输入螺旋齿轮的螺距，从而能够使传动齿轮组11在输入螺旋齿轮表面移动时能够在一个脱离输入齿3哨合时,另一个能提前或同步与输入齿3啮合，从而使整个装置能够实现连续变速。
[0058]也就是说，传动齿轮组11可沿输入螺旋齿轮和输出齿轮9之间滑动，且向输出轴4传递扭矩；传动齿轮组11组合起来的宽度应不小于一个螺距，以保证输入螺旋齿轮可以沿传动齿轮组11啮合一个圆周，在图例中为简单明白地看清结构，仅设置了两个传动齿轮，这样的结构在一个圆周内会有一定脉动。
[0059]为尽量减小转速脉动，增加传动齿个数，就能减少了脉动幅度。在实际中，在结构可能摆布的情况下，可以将传动齿轮一 5和传动齿轮二 6改窄，在之间增加多个齿轮，增加的个数越多，越能消除输出轴4的转速脉动幅度，也同时满足多个传动齿的组合宽度不小于一个螺距这一条件；甚至可以围绕整个输入螺旋齿的圆周多角度设置传动齿轮。当传动齿轮一 5与输入螺旋齿轮啮合时，传动齿轮二 6也在同步转动，当传动齿轮一 5与输入齿3脱离前或脱离的同时，同步转动的传动齿轮二 6就能顺利与输入齿3进入啮合，如此交替循环，连续传动。
[0060]进一步的，当输入齿3在转动过程中，因螺旋齿与传动齿轮啮合的一个圆周中，半径在不断发生变化。为克服这种螺旋齿半径变化而可能造成啮合脱离或干涉，可以用下几种结构来克服:
[0061]一、尽量增大螺旋齿与传动齿轮的齿高，两者的齿高大于一个螺旋圆周的半径变化幅度。
[0062]二、在螺旋齿与传动齿轮组11之间设置一个弹性装置，当螺旋齿的小半径部分与传动齿轮啮合时，弹性装置将两者的间隙压窄，当螺旋齿的啮合半径在旋转中慢慢变大时，可以将两者的间隙渐渐推大，这个弹性幅度使两者保持最佳啮合间隙。
[0063]三、尽量增设传动齿的个数，传动齿的个数越多，在一个圆周的传动中，每个传动齿与螺旋齿啮合的齿数就越少，则螺旋齿半径变化幅度也就很小。
[0064]本实用新型实施例的无级变速装置具有以下特点:
[0065]1、变速时可以如摩擦式无极变速装置一样连续平滑变速，变速过程中动力传递没有离合动作，提高传动效率。
[0066]2、传输力矩可以达到齿轮一样的大扭矩。
[0067]3、可以通过增加输入螺旋齿轮的锥形比或增加螺旋圈可以大幅度增加变速比。
[0068]4、结构简单可靠，成本大幅度降低。
[0069]本实用新型实施例提供的无级变速装置，与现有技术中的无级变速装置相比，其包括输入轴1、输出轴4及输入螺旋齿轮和输出齿轮9。动力从输入轴I输入，由于输入螺旋齿轮的输入圆锥体2与输入轴I转动连接，则输入圆锥体2随着输入轴I 一起转动，与此同时输入螺旋齿轮与传动齿轮组11啮合，从而将转动传递给输出轴4。当需要无级变速时，由于输出齿轮9可在输出轴4上沿其滑动，而输入齿3在输入圆锥体2的外圆周表面沿其轴线螺旋排布多圈，传动齿轮组11连续交替与螺旋齿的不同部位啮合，输出齿轮9与输入螺旋齿轮始终保持啮合，即输入轴I的转动在变速的过程中始终传递给输出轴4，从而实现无级变速。本实用新型无级变速装置仅仅包括设置在输入轴I上的输入螺旋齿轮和设置在输出轴4上的输出齿轮9和传动齿轮组11,结构简单可靠,而且使用齿轮实现动力的传递，齿轮传递的扭矩大，因此，本实用新型无级变速装置输出的扭矩远比钢带式无极变速大，可以应用于大排量越野车和重型卡车上。
[0070]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种无级变速装置，其特征在于，包括输入轴、输入螺旋齿轮、传动齿轮组、输出轴和输出齿轮； 所述输入螺旋齿轮包括圆锥体和输入齿； 所述输入齿在所述圆锥体外表面沿所述圆锥体轴线方向螺旋分布，且螺距均匀； 所述圆锥体设置在所述输入轴上，且与所述输入轴同轴设置； 所述传动齿轮组设置在所述输入螺旋齿轮与所述输出齿轮之间； 所述传动齿轮组的组合宽度大于或等于所述输入螺旋齿轮的螺距。
2.根据权利要求1所述的无级变速装置，其特征在于，所述传动齿轮组包括传动齿轮一和传动齿轮二； 所述传动齿轮一的分度圆半径小于所述传动齿轮二的分度圆半径，传动齿轮的半径比与它们分别所啮合部位的螺旋齿半径比相同； 所述传动齿轮一与所述传动齿轮二之间形成的梯度与所述输入螺旋齿轮的圆锥斜度相同。
3.根据权利要求2所述的无级变速装置，其特征在于，所述传动齿轮一与所述输出齿轮之间通过矫正齿轮组进行传动； 所述矫正齿轮组包括偶数个数的齿轮。
4.根据权利要求3所述的无级变速装置，其特征在于，所述矫正齿轮组包括第三齿轮和第四齿轮； 所述第三齿轮与所述传动齿轮一啮合，所述第四齿轮与所述第三齿轮啮合。
5.根据权利要求4所述的无级变速装置，其特征在于，还包括拨叉； 所述拨叉设置在所述传动齿轮组上，用于带动所述传动齿轮组沿所述输出齿轮的轴线方向移动。
6.根据权利要求1所述的无级变速装置，其特征在于，所述输入螺旋齿轮的每一圈所述输入齿的齿数呈等比例依次增加。
【文档编号】F16H3/20GK203926641SQ201420215057
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月10日
【发明者】唐坤亮 申请人:唐坤亮