專利名稱：同軸式凸輪無級脈動(dòng)變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種同軸無級脈動(dòng)變速器，其可用于很多要求有無級變速傳動(dòng)的場合，例如紡織機(jī)械、印刷機(jī)械、輕工機(jī)械等行業(yè)的機(jī)械設(shè)備。
背景技術(shù)：
同軸無級脈動(dòng)變速器在現(xiàn)有技術(shù)中有很多種技術(shù)方案，其中與本發(fā)明最接近的現(xiàn)有技術(shù)以中國專利CN89201734.1為代表。該專利公開了一種擺塊式脈動(dòng)機(jī)械無級變速器，其借助于偏心盤和超越離合器實(shí)現(xiàn)脈動(dòng)式無級齒輪傳動(dòng)。這種變速器克服了主體機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)在調(diào)速中隨機(jī)架或曲柄長度的改變而變化、輸出軸轉(zhuǎn)速的脈動(dòng)曲線呈現(xiàn)無規(guī)律變化、機(jī)械效率低等問題，具有變速時(shí)主機(jī)構(gòu)相對關(guān)系不變，正反向均可工作輸出，行程速比系數(shù)值不變，輸出平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、龐大，制造成本高，維修困難，轉(zhuǎn)速比調(diào)節(jié)也比較困難，尤其是不能提供非常低的轉(zhuǎn)速比(例如零轉(zhuǎn)速比)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為業(yè)內(nèi)提供一種同軸無級脈動(dòng)變速器，具體地說是一種同軸式凸輪無級脈動(dòng)變速器，其能夠克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，不僅結(jié)構(gòu)簡單緊湊，而且制造和維修都簡單且成本低，尤其是其可以提供非常低的最低轉(zhuǎn)速比，例如，最低轉(zhuǎn)速比為零，即，轉(zhuǎn)速比的范圍為從零到設(shè)計(jì)的最大轉(zhuǎn)速比。
本發(fā)明的同軸式凸輪無級脈動(dòng)變速器包括殼體、一輸入軸、一輸出軸、齒輪系、超越離合器、一凸輪、以及一套速比調(diào)節(jié)組件，所述輸入軸和輸出軸分別可旋轉(zhuǎn)地安裝在殼體上，兩軸處于同一直線上，輸入軸上固定有一凸輪，該凸輪的偏心度沿軸向向殼體的一側(cè)單調(diào)增加，凸輪的外緣上套裝有一滑環(huán)，凸輪與滑環(huán)的軸線方向的相對位置可以調(diào)節(jié)，以改變變速比?；h(huán)的周緣嵌入一擺桿上的槽內(nèi)，或嵌入等角間距地設(shè)置的若干擺桿上的槽內(nèi)，嵌入的方式使得二者在軸線方向上彼此固定，但在滑環(huán)周邊的切向上可相對運(yùn)動(dòng)，而且在相對運(yùn)動(dòng)的過程中彼此不分離；擺桿的數(shù)量因脈動(dòng)幅度的需要而異，脈動(dòng)的幅度要求越低，則擺桿的數(shù)量越多，脈動(dòng)頻率也越高，反之，脈動(dòng)的幅度要求越高，則擺桿的數(shù)量越少，如果需要輸出連續(xù)的旋轉(zhuǎn)，則最少設(shè)置三個(gè)擺桿；各擺桿的另一端與一超越離合器的外環(huán)固定連接，從而將擺桿的雙向擺動(dòng)變成超越離合器的間歇式單向轉(zhuǎn)動(dòng)，各超越離合器的內(nèi)環(huán)與一個(gè)小齒輪共同安裝在一根心軸外的一個(gè)套筒上，各小齒輪均與一個(gè)共同的內(nèi)齒輪嚙合，該內(nèi)齒輪與輸出軸同軸固定連接。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在本發(fā)明中，轉(zhuǎn)速比與擺桿的擺角大小有關(guān)，擺角越大，速比越大，反之則越小。本發(fā)明的變速器中的擺桿的擺角的大小與凸輪的偏心距有關(guān)，而滑環(huán)相對于凸輪的軸向位置決定著偏心距的大小。因此，本發(fā)明的速比調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)滑環(huán)相對于凸輪的軸向位置實(shí)現(xiàn)的，這樣的變速比調(diào)節(jié)組件在現(xiàn)有技術(shù)中有多種實(shí)施方式，例如，偏心凸輪作軸向移動(dòng)，其它組件不動(dòng)。在本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施形式中，變速比調(diào)節(jié)組件包括一個(gè)與輸入軸和輸出軸同軸的圓環(huán)，該圓環(huán)的內(nèi)徑大于輸入軸的軸徑，各心軸等角間距地固定在該圓環(huán)的盤面上，該圓環(huán)的盤面上還固定有若干沿圓環(huán)均勻分布的相同的導(dǎo)桿，導(dǎo)桿垂直于圓環(huán)，各導(dǎo)桿的另一端固定在一個(gè)第二圓環(huán)上，該第二圓環(huán)同樣與輸入軸和輸出軸同軸，其內(nèi)徑同樣大于輸入軸的軸徑，該第二圓環(huán)的外周上帶有外螺紋，其與一個(gè)帶有內(nèi)螺紋的調(diào)速套筒盤的內(nèi)螺紋嚙合，使得旋轉(zhuǎn)該套筒盤時(shí)，第二圓環(huán)帶動(dòng)整個(gè)轉(zhuǎn)速比調(diào)節(jié)組件軸向移動(dòng)，從而帶動(dòng)滑環(huán)軸向移動(dòng)，達(dá)到改變速比的目的。在一優(yōu)選實(shí)施例中，調(diào)速套筒盤的外面罩有一罩蓋，該罩蓋通過螺釘固定在所述殼體上。
在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述凸輪的最低偏心度為零。這樣便可實(shí)現(xiàn)零變速比。
在現(xiàn)有技術(shù)中，實(shí)現(xiàn)上述偏心度沿軸向向殼體的一側(cè)單調(diào)增加這一功能的凸輪有很多。例如公知的斜面拉桿調(diào)速機(jī)構(gòu)。在該機(jī)構(gòu)中，偏心輪偏心距的改變是靠一斜面拉桿和一滑塊來實(shí)現(xiàn)的。斜拉桿可以沿軸向移動(dòng)，使得滑塊帶動(dòng)偏心輪作徑向移動(dòng)，從而使得偏心輪的偏心距得到改變。
優(yōu)選一種斜圓柱式凸輪，這種凸輪的外部輪廓為一個(gè)斜圓柱。在這種實(shí)施形式中，所述滑環(huán)套在凸輪的斜圓柱面上，其中心孔與斜圓柱的形狀吻合。即，該中心孔為一個(gè)傾斜度與斜圓柱相同的斜孔。如果要實(shí)現(xiàn)零變速比，則可使該斜圓柱凸輪的一個(gè)底面與輸入軸同心。所述斜圓柱凸輪可以與輸入軸一體制成，也可以單獨(dú)地制成，并安裝在輸入軸上。


下面結(jié)合一個(gè)圖示實(shí)施例說明本發(fā)明。
圖1為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的一幅截面圖。
圖2為圖1所示實(shí)施例的側(cè)面的截面圖。
具體實(shí)施例方式
附圖中示出了本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。在該實(shí)施例中，本發(fā)明的同軸式凸輪無級脈動(dòng)變速器包括殼體、一輸入軸1、一輸出軸11、由小齒輪8和內(nèi)齒輪9構(gòu)成的齒輪系、超越離合器5、一凸輪2及一套速比調(diào)節(jié)組件，所述輸入軸1和輸出軸11分別可旋轉(zhuǎn)地安裝在殼體上，兩軸處于同一直線上。輸入軸1上固定有所述凸輪2，在本實(shí)施例中，凸輪2為一斜圓柱式凸輪。凸輪的外緣上套裝有一滑環(huán)3。在這種實(shí)施形式中，滑環(huán)3套在凸輪的斜圓柱側(cè)面上，其中心孔與斜圓柱的側(cè)面形狀吻合。即，該中心孔為一個(gè)傾斜度與斜圓柱相同的斜孔。
滑環(huán)3上等角間距地嵌接若干擺桿4，二者在軸向上彼此固定，在滑環(huán)外緣的切線方向上可相對運(yùn)動(dòng)，但不能彼此分開。在本實(shí)施例中設(shè)有三個(gè)擺桿4，它們之間呈120度角均勻分布。各擺桿4的另一端與一個(gè)超越離合器5的外環(huán)固定連接，從而將擺桿的雙向擺動(dòng)變成超越離合器的間歇式單向轉(zhuǎn)動(dòng)，各超越離合器5的內(nèi)環(huán)與一個(gè)小齒輪8共同安裝在一根心軸6外的一個(gè)套筒7上，各小齒輪8均與一個(gè)共同的內(nèi)齒輪9嚙合，該內(nèi)齒輪9與輸出軸11同軸，且通過鍵10與輸出軸11固定連接。
在本優(yōu)選實(shí)施形式中，變速比調(diào)節(jié)組件包括一個(gè)與輸入軸和輸出軸同軸的圓環(huán)12，該圓環(huán)的內(nèi)徑大于輸入軸1的軸徑，各心軸6等角間距地固定在圓環(huán)12的盤面上，圓環(huán)12的盤面上還固定有若干沿圓環(huán)的周向均勻地分布在某一半徑的圓周上的相同的導(dǎo)桿13，各導(dǎo)桿垂直于圓環(huán)12，各導(dǎo)桿13的另一端固定在一個(gè)第二圓環(huán)14上，該第二圓環(huán)同樣與輸入軸和輸出軸同軸，其內(nèi)徑同樣大于輸入軸的軸徑，該第二圓環(huán)的外周上帶有外螺紋，其與一個(gè)帶有內(nèi)螺紋的調(diào)速套筒盤15的內(nèi)螺紋嚙合，使得旋轉(zhuǎn)該套筒盤時(shí)，第二圓環(huán)14帶動(dòng)整個(gè)轉(zhuǎn)速比調(diào)節(jié)組件軸向移動(dòng)，從而帶動(dòng)滑環(huán)3軸向移動(dòng)，達(dá)到變速比的目的。在本優(yōu)選實(shí)施例中，調(diào)速套筒盤15的外面罩有一罩蓋16，該罩蓋通過螺釘17固定在所述殼體上。
在本優(yōu)選實(shí)施例中，所述凸輪2從圖中左向右偏心距逐漸增大，在最左側(cè)，斜圓柱凸輪2的一個(gè)底面與輸入軸1同心，因此，最低偏心度為零，可實(shí)現(xiàn)零變速比。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員不難看出，本發(fā)明的同軸式凸輪無級脈動(dòng)變速器不僅結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，而且變速比范圍大，變速靈活，不僅可以在停機(jī)時(shí)變速，也可以在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)變速，可以如圖示實(shí)施例那樣手動(dòng)變速，也可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)變速。
權(quán)利要求
1.同軸式凸輪無級脈動(dòng)變速器，包括殼體、一輸入軸、一輸出軸、齒輪系、超越離合器、一凸輪、以及一套速比調(diào)節(jié)組件，所述輸入軸和輸出軸分別可旋轉(zhuǎn)地安裝在殼體上，兩軸處于同一直線上，輸入軸上固定有一凸輪，該凸輪的偏心距沿軸向向殼體的一側(cè)單調(diào)增加，凸輪的外緣上套裝有一滑環(huán)，凸輪與滑環(huán)的軸向上的相對位置可以調(diào)節(jié)，以改變變速比，滑環(huán)的周緣嵌入一擺桿的槽內(nèi)，或嵌入等角間距地設(shè)置的若干擺桿上的槽內(nèi)，嵌入的方式使得二者在軸向上彼此固定，但在滑環(huán)周邊的方向上可相對運(yùn)動(dòng)，而且在相對運(yùn)動(dòng)的過程中彼此不分離；擺桿的數(shù)量因脈動(dòng)幅度的需要而異，脈動(dòng)的幅度要求越低，則擺桿的數(shù)量越多；反之，脈動(dòng)的幅度要求越高，則擺桿的數(shù)量越少；各擺桿的另一端與一超越離合器的外環(huán)固定連接，從而將擺桿的雙向擺動(dòng)變成超越離合器的間歇式單向轉(zhuǎn)動(dòng)，各超越離合器的內(nèi)環(huán)與一個(gè)小齒輪共同安裝在一根心軸外的一個(gè)套筒上，各小齒輪均與一個(gè)共同的內(nèi)齒輪嚙合，該內(nèi)齒輪與輸出軸同軸固定連接。
2.如權(quán)利要求1的同軸式凸輪無級脈動(dòng)變速器，其特征在于變速比調(diào)節(jié)組件包括一個(gè)與輸入軸和輸出軸同軸的圓環(huán)，該圓環(huán)的內(nèi)徑大于輸入軸的軸徑，各心軸等角間距地固定在該圓環(huán)的盤面上，該圓環(huán)的盤面上還固定有若干沿圓環(huán)均勻分布的相同的導(dǎo)桿，導(dǎo)桿垂直于圓環(huán)，各導(dǎo)桿的另一端固定在一個(gè)第二圓環(huán)上，該第二圓環(huán)同樣與輸入軸和輸出軸同軸，其內(nèi)徑同樣大于輸入軸的軸徑，該第二圓環(huán)的外周上帶有外螺紋，其與一個(gè)帶有內(nèi)螺紋的調(diào)速套筒盤的內(nèi)螺紋嚙合，使得旋轉(zhuǎn)該套筒盤時(shí)，第二圓環(huán)帶動(dòng)整個(gè)轉(zhuǎn)速比調(diào)節(jié)組件軸向移動(dòng)，從而帶動(dòng)滑環(huán)軸向移動(dòng)，達(dá)到改變速比的目的。
3.如權(quán)利要求2的同軸式凸輪無級脈動(dòng)變速器，其特征在于所述凸輪為一種斜圓柱式凸輪，所述滑環(huán)套在凸輪的斜圓柱側(cè)面上，其中心孔與斜圓柱的側(cè)面形狀吻合。
4.如權(quán)利要求3的同軸式凸輪無級變速器，其特征在于所述斜圓柱凸輪的一個(gè)底面與輸入軸同心。
5.如權(quán)利要求3或4的同軸式凸輪無級脈動(dòng)變速器，其特征在于所述斜圓柱偏心輪與輸入軸一體制成。
6.如權(quán)利要求3或4的同軸式凸輪無級脈動(dòng)變速器，其特征在于所述斜圓柱偏心輪單獨(dú)地制成。
7.如權(quán)利要求5的同軸式凸輪無級脈動(dòng)變速器，其特征在于調(diào)速套筒盤的外面罩有一罩蓋，該罩蓋通過螺釘固定在所述殼體上。
8.如權(quán)利要求6的同軸式凸輪無級脈動(dòng)變速器，其特征在于調(diào)速套筒盤的外面罩有一罩蓋，該罩蓋通過螺栓固定在所述殼體上。
全文摘要
同軸式凸輪無級脈動(dòng)變速器，包括殼體、一輸入軸、一輸出軸、齒輪系、超越離合器、一凸輪、以及一套速比調(diào)節(jié)組件，所述輸入軸和輸出軸分別可旋轉(zhuǎn)地安裝在殼體上，兩軸處于同一直線上，輸入軸上固定有一凸輪，該凸輪的偏心距沿軸向向殼體的一側(cè)單調(diào)增加，凸輪的外緣上套裝有一滑環(huán)，凸輪與滑環(huán)的軸向上的相對位置可以調(diào)節(jié)，以改變變速比，滑環(huán)的周緣嵌入一擺桿的槽內(nèi)，或嵌入等角間距地設(shè)置的若干擺桿上的槽內(nèi)，嵌入的方式使得二者在軸向上彼此固定，但在滑環(huán)周邊的方向上可相對運(yùn)動(dòng)，而且在相對運(yùn)動(dòng)的過程中彼此不分離；擺桿的數(shù)量因脈動(dòng)幅度的需要而異，脈動(dòng)的幅度要求越低，則擺桿的數(shù)量越多，反之，脈動(dòng)的幅度要求越高，則擺桿的數(shù)量越少；各擺桿的另一端與一超越離合器的外環(huán)固定連接，從而將擺桿的雙向擺動(dòng)變成超越離合器的間歇式單向轉(zhuǎn)動(dòng)，各超越離合器的內(nèi)環(huán)與一個(gè)小齒輪共同安裝在一根心軸外的一個(gè)套筒上，各小齒輪均與一個(gè)共同的內(nèi)齒輪嚙合，該內(nèi)齒輪與輸出軸同軸固定連接。
文檔編號F16H37/12GK1786521SQ20051013274
公開日2006年6月14日 申請日期2005年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月28日
發(fā)明者孫建東, 張恩祥, 劉自萍, 李凡契 申請人:北京聯(lián)合大學(xué)