楔爪式无级变速机构及传动系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无级变速机构及传动系统，尤其是一种低功耗、高传动效、小质量、小体积、低噪音和扩大应用范围的楔爪式无级变速机构及传动系统。
【背景技术】
[0002]一般的机械式无级变速机构，按其工作方式分类，主要有摩擦式和啮合式两大类。
[0003]摩擦式无级变速机构是利用在压力作用下，传动件间所产生的摩擦力实现动力的传递，通过改变传动件间的径比关系实现变速。由于在受力的工作状态时，这种传动的传动件间存在相对运动，且在传动件接触区中还存在一定的表面滑移现象，因此其传动的功率损耗很大，无用功耗大，功能传动效率很低。
[0004]啮合式无级变速机构应用较多，典型的主要是齿链式传动，其动力的传递是依靠齿链和链轮间的啮合力及摩擦力来实现的，通过改变齿链与两对链轮间啮合，楔紧时所处的径比关系来实现变速。由于这种传动的啮合主要是靠齿链变形来实现的，因此同样也存在传动件间的相对运动和传动件接触区中的表面滑移现象，而并非完全刚性的啮合形式，且其动力的传递还有很大部分要依靠摩擦式的传动来辅助完成，因此这种传动的功率损耗也是比较大的，无用功耗大，功能传动效率低。
[0005]故，一般的机械式无级变速机构，受其本身结构所限制，使其在应用上存在的缺陷如下:
1.功能传动效率低，大多不超过0.85。
[0006]2.速比范围有限，大多不超过6。
[0007]3.在同等功率、扭矩传动时，其体积、重量、占用空间均大于普通减速器，在要求大扭矩、小体积的应用场合受局限很大，即使用范围具有局限性。
[0008]4.大多不能适应较大的冲击载荷。
[0009]5.调速需克服一定阻力，特别是在负载状态下，因此调速用时长，反应慢。
[0010]6.由于功率损耗大，因此机构易发热，传动件间易损耗。
[0011]7.一般有较大的噪音。
[0012]8.应用范围小。
[0013]综上所述，现有技术的机械式无级变速机构以及该类机械式无级变速机构应用在传动系统中时，无用功耗大、功能传动效率低、速比范围小、整体质量大、体积大、使用过程中噪音大和应用范围小。
【发明内容】
[0014]本发明的一个目的是提供一种低功耗、高传动效率、小质量、小体积和低噪音的楔爪式无级变速机构。
[0015]为实现本发明上述目的而采用的技术方案是:一种楔爪式无级变速机构，包括固定中心轴；其中: 所述固定中心轴上具有四方轴段，在四方轴段处套装有矩形滑块框，外力作用下所述矩形滑块框在四方轴段处上下滑动；所述矩形滑块框外套装有方孔框盘，外力作用下所述方孔框盘在矩形滑块框外左右滑动；在四方轴段靠近动力输入端的固定中心轴上套装有小偏心套，该小偏心套外套装有与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内沿固定中心轴的轴心旋转，所述小偏心套与大偏心套一体形成双偏调心机构；所述大偏心套的一端紧卡在方孔框盘的外沿，外力作用下大偏心套随方孔框盘一体在四方轴段处左右滑动，外力作用下所述大偏心套随与矩形滑块框联动的方孔框盘在四方轴段处上下滑动，大偏心套不能转动，该大偏心套的轴线只能作平行的矢量位移，使所述矩形滑块框与方孔框盘一体在四方轴段处形成矢量位移限制机构；
所述小偏心套靠近动力输入端一方具有延伸空心轴段，该延伸空心轴段为调速导入管，该调速导入管外壁通过轴承与楔爪式一级变速机构的一级槽盘连接，所述矩形滑块框靠近动力输出端一方的固定中心轴的轴段上通过轴承与楔爪式二级变速机构的二级支架连接；
所述楔爪式一级变速机构中的楔爪组件与楔爪式二级变速机构中的楔爪组件结构相同；
所述楔爪式一级变速机构又包括一级支架，该一级支架通过位于其内孔中的轴承与大偏心套外壁连接，所述一级支架的底盘外沿上设置有至少两组楔爪组件，所述一级支架的底盘位于一级槽盘的内腔中；所述楔爪式一级变速机构的楔爪组件还包括连杆，该连杆的一端通过支架销轴铰接在一级支架的底盘上，连杆的另一端通过楔爪销轴铰接在楔块上，该楔块在外力作用下绕楔爪销轴摆动，截面为梯形的楔块的弧形外沿位于一级槽盘内侧壁上的梯形环槽内；所述楔爪销轴靠近一级槽盘内底壁处的轴端上设置有滚轮，该滚轮的外沿紧抵在一级槽盘的内凸台外圆柱面上，所述滚轮外力作用下绕楔爪销轴旋转，该内凸台位于一级槽盘的内底壁中部，且内凸台与一级槽盘内侧壁上的梯形环槽具有同一轴心；所述楔块的开槽中通过弹簧销固定有扭力弹簧，该扭力弹簧的一端紧抵在楔块上，扭力弹簧的另一端紧抵在连杆腰部的弧形槽内；所述扭力弹簧的预紧力与滚轮的支撑力将截面为梯形的楔块的弧形外沿楔合在一级槽盘内侧壁上的梯形环槽内；
所述楔爪式二级变速机构又包括通过轴承安装在靠近动力输出端的固定中心轴的轴段上的二级支架，该二级支架的底盘外沿上设置有至少两组楔爪组件，所述二级支架的底盘位于二级槽盘的内腔中，该二级槽盘与一级支架固定为一体，所述二级槽盘的内壁与大偏心套之间设置有轴承，外力作用下二级槽盘与一级支架一体同步转动；所述楔爪式二级变速机构的楔爪组件
还包括连杆，该连杆的一端通过支架销轴铰接在二级支架的底盘上，连杆的另一端通过楔爪销轴铰接在楔块上，该楔块在外力作用下绕楔爪销轴摆动，截面为梯形的楔块的弧形外沿位于二级槽盘内侧壁上的梯形环槽内；所述楔爪销轴靠近二级槽盘内底壁处的轴端上设置有滚轮，该滚轮的外沿紧抵在二级槽盘的内凸台外圆柱面上，所述滚轮外力作用下绕楔爪销轴旋转，该内凸台位于二级槽盘的内底壁中部，且内凸台与二级槽盘内侧壁上的梯形环槽具有同一轴心；所述楔块的开槽中通过弹簧销固定有扭力弹簧，该扭力弹簧的一端紧抵在楔块上，扭力弹簧的另一端紧抵在连杆腰部的弧形槽内；所述扭力弹簧的预紧力与滚轮的支撑力将楔块的弧形外沿楔合在二级槽盘内侧壁上的梯形环槽内。
[0016]由于上述结构，降低了无用功耗、提高了传动效率、减小了质量、缩小了体积和降低了噪音。
[0017]本发明的又一目的是提供一种低功耗、高传动效、大速比范围、大扭矩、小质量、小体积、低噪音和大适用范围的具有楔爪式无级变速机构的传动系统。
[0018]为实现本发明上述目的而采用的技术方案是:一种具有楔爪式无级变速机构的传动系统，包括固定中心轴，设置在固定中心轴上的输入皮带轮和输出皮带轮；其中:
所述输入皮带轮与输出皮带轮之间设置有楔爪式无级变速机构、一级行星式动轴轮系和二级行星式动轴轮系，该楔爪式无级变速机构的动力输入端与输入皮带轮通过连接轴紧固连接，所述楔爪式无级变速机构的动力输出端与一级行星式动轴轮系的内齿轮I通过连接轴紧固连接；
所述一级行星式动轴轮系又包括内齿轮1、行星齿轮1、中心齿轮I和转臂，所述内齿轮I与行星齿轮I啮合，该行星齿轮I同时与中心齿轮I啮合，该中心齿轮I固定在固定中心轴上，所述行星齿轮I装配在转臂上，该转臂为一级行星式动轴轮系和二级行星式动轴轮系所共用并套装在固定中心轴上；
所述二级行星式动轴轮系又包括内齿轮I1、行星齿轮I1、中心齿轮II和转臂，所述内齿轮II与行星齿轮II啮合，该行星齿轮II同时与中心齿轮II啮合，所述中心齿轮II通过连接轴与输出皮带轮连接并一体套装在固定中心轴上，所述行星齿轮II装配在转臂上，所述内齿轮II与输入皮带轮通过连接器紧固连接；
使用时，所述输入皮带轮的驱动运动被分为两路，第一路驱动运动经楔爪式无级变速机构变速后传递给一级行星式动轴轮系中的内齿轮I，再由一级行星式动轴轮系将运动减速后通过转臂传递至二级行星式动轴轮系；第二路驱动运动经由内齿轮II直接传递至二级行星式动轴轮系，由转臂和内齿轮II分路传来的两个运动在二级行星式动轴轮系处合成一个运动，该合成运动最终由中心齿轮II传递给输出皮带轮。
[0019]当然，上述过程中的第一路驱动也可以是:输入皮带轮将一个分运动先传递至一级行星式动轴轮系，一级行星式动轴轮系将运动减速后传递至楔爪式无级变速机构，楔爪式无级变速机构将运动变速后再传递至二级行星式动轴轮系。由于所述的这种过程只是改变了系统各要素之间的联系方式，但其总体内容相同，最终效果也完全相同，因此不再作详细描述。
[0020]由于上述传动系统所述结构，降低了无用功耗、提高了传动效率、增大了速比范围、加大了扭矩承载能力、降低了质量、减小了体积、降低了噪音和扩大了适用范围。
【附图说明】
[0021]本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。
[0022]图1为本发明楔爪式无级变速机构的结构示意图。
[0023]图2为双偏调心机构A初始状态时图1左视方向的结构示意图。
[0024]图3为双偏调心机构A偏心状态时图1左视方向的结构示意图。
[0025]图4为图1左视方向中双偏调心机构A初始状态的结构示意图。
[0026]图5为图1左视方向中矢