反转摆动而脱离一级槽盘6内侧壁上的梯形环槽,也就是其余楔爪组件10上的楔块11不再与一级槽盘6内侧壁上的梯形环槽楔紧,这些楔爪组件10将处于自由状态而不参与驱动一级支架7 ;当前面所述的一组楔爪组件10完成一个作用推角后,后续而来的其余楔爪组件10会顺次且十分平稳地接替前者继续作用,并且这种接替是无缝隙的连续,从而使传动平稳而连续不断,此时的传动是以升速方式进行的;如图3所示,【图中的楔爪式一级变速机构C中只有一级槽盘6的位置关系,但由于其另外部件和传动关系均与楔爪式二级变速机构D相同,因此可参照说明。】一级槽盘6以小于2 Ji /5的作用推角推动一级支架7转过了一个2 Ji /5的单位转角,并且偏心度越大,升速比越大,随偏心度的精细调节,可使这种传动得到可准确调速的无级变速功能;同理,所述楔爪式二级变速机构D的二级槽盘8与二级支架9之间也逐渐处于偏心状态,使得五组楔爪组件10中的一组楔爪组件10因楔紧作用而由二级槽盘8推动,此时二级槽盘8以最小的作用推角驱动二级支架9转过一个单位转角,该转角大于推角,紧邻所述一组楔爪组件10的前后的其余楔爪组件10在被驱动的二级支架9带动下转过一个单位转角时,其余楔爪组件10上的楔块11在二级槽盘8上将会以02为轴心转过一个大于上述推角的角度,即其余楔爪组件10上的楔块11会绕楔爪销轴14反转摆动而脱离二级槽盘8内侧壁上的梯形环槽,也就是其余楔爪组件10上的楔块11不再与二级槽盘8内侧壁上的梯形环槽楔紧,这些楔爪组件10将处于自由状态而不参与驱动二级支架9 ;当前面所述一组楔爪组件10完成一个作用推角后,后续而来的其余楔爪组件10会顺次且十分平稳地接替前者继续作用,并且这种接替是无缝隙的连续,从而使传动平稳而连续不断,此时的传动是以升速方式进行的;如图3所示,二级槽盘8以小于2 Ji /5的作用推角推动二级支架9转过了一个2 JT /5的单位转角,并且偏心度越大,升速比越大,随偏心度的精细调节,可使这种传动得到可准确调速的无级变速功能。所述楔爪式一级变速机构C中一级支架7与楔爪式二级变速机构D中二级槽盘8的旋转轴心从O1逐渐移动至O2,是一个升速比逐渐加大的过程,当然在使用过程中,动力输入端19与动力输出端20的最大升速比一般不超过1:1.44。[0041 ] 在上述工作过程中,所述楔爪式一级变速机构C中的楔块11脱离一级槽盘6的动作方向上的楔角大过他们在推进时动作方向上的作用楔角,并大过他们之间的自锁角,在零件刚性足够的情况下,其离合的动作并不会产生机械损失,楔爪式二级变速机构D与述楔爪式一级变速机构C的效果完全相同;传动过程中动力的传递虽然依靠的是摩擦力矩,但此时的摩擦副之间相对处于静止状态,也就无摩擦损失之说。因此,这种传动方式是一种利用了摩擦力的纯刚性的传动,它在全速比范围内均具有很高的传动效率。正常情况下,其效率高于齿轮传动,一般传动效率能高达0.99。
[0042]上述楔爪式无级变速机构的优点如下:
降低了功耗、提高了传动效率、减小了质量、缩小了体积和降低了噪音,同时还具有单向离合的功能。
[0043]参见附图1至8,图中的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1,设置在固定中心轴I上的输入皮带轮28和输出皮带轮29 ;其中:
所述输入皮带轮28与输出皮带轮29之间设置有楔爪式无级变速机构E、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E的动力输入端19与输入皮带轮28通过连接轴紧固连接,所述楔爪式无级变速机构E的动力输出端20与一级行星式动轴轮系的内齿轮I 21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I 21、行星齿轮I 22、中心齿轮I 23和转臂27,所述内齿轮I 21与行星齿轮I 22啮合,该行星齿轮I 22同时与中心齿轮I 23啮合,该中心齿轮I 23固定在固定中心轴I上,所述行星齿轮I 22装配在转臂27上,该转臂27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I上;
所述二级行星式动轴轮系又包括内齿轮II 24、行星齿轮II 25、中心齿轮II 26和转臂27,所述内齿轮II 24与行星齿轮II 25啮合,该行星齿轮II 25同时与中心齿轮II 26啮合,所述中心齿轮II 26通过连接轴与输出皮带轮29连接并一体套装在固定中心轴I上,所述行星齿轮II 25装配在转臂27上,所述内齿轮II 24与输入皮带轮28通过连接器紧固连接;使用时,所述输入皮带轮28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E变速后传递给一级行星式动轴轮系中的内齿轮I 21,再由一级行星式动轴轮系将运动减速后通过转臂27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 24直接传递至二级行星式动轴轮系,由转臂27和内齿轮II 24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 26传递给输出皮带轮29。
[0044]上述实施例中,优选地:楔爪式无级变速机构E包括固定中心轴I上具有的四方轴段,在四方轴段处套装有矩形滑块框4,外力作用下所述矩形滑块框4在四方轴段处上下滑动;所述矩形滑块框4外套装有方孔框盘5,外力作用下所述方孔框盘5在矩形滑块框4外左右滑动;在四方轴段靠近动力输入端19 一方的固定中心轴I上套装有小偏心套2,该小偏心套2外套装有与小偏心套2匹配的大偏心套3,外力作用下小偏心套2在大偏心套3内沿固定中心轴I的轴心旋转,所述小偏心套2与大偏心套3 —体形成双偏调心机构A ;所述大偏心套3的一端紧卡在方孔框盘5的外沿,外力作用下大偏心套3随方孔框盘5 —体在四方轴段处左右滑动,外力作用下所述大偏心套3随与矩形滑块框4联动的方孔框盘5在四方轴段处上下滑动,大偏心套3不能转动,该大偏心套3的轴线只能作平行的矢量位移,使所述矩形滑块框4与方孔框盘5 —体在四方轴段处形成矢量位移限制机构B ;
所述小偏心套2靠近动力输入端19 一方具有延伸空心轴段,该延伸空心轴段为调速导入管18,该调速导入管18外壁通过轴承与楔爪式一级变速机构C的一级槽盘6连接,所述矩形滑块框4靠近动力输出端20 —方的固定中心轴I的轴段上通过轴承与楔爪式二级变速机构D的二级支架9连接;
所述楔爪式一级变速机构C中的楔爪组件10与楔爪式二级变速机构D中的楔爪组件10结构相同;
所述楔爪式一级变速机构C又包括一级支架7,该一级支架7通过位于其内孔中的轴承与大偏心套3外壁连接,所述一级支架7的底盘外沿上设置有至少两组楔爪组件10,所述一级支架7的底盘位于一级槽盘6的内腔中;所述楔爪式一级变速机构C的楔爪组件10还包括连杆12,该连杆12的一端通过支架销轴17铰接在一级支架7的底盘上,连杆12的另一端通过楔爪销轴14铰接在楔块11上,该楔块11在外力作用下绕楔爪销轴14摆动,截面为梯形的楔块11的弧形外沿位于一级槽盘6内侧壁上的梯形环槽内;所述楔爪销轴14靠近一级槽盘6内底壁处的轴端上设置有滚轮13,该滚轮13的外沿紧抵在一级槽盘6的内凸台外圆柱面上,所述滚轮13外力作用下绕楔爪销轴14旋转,该内凸台位于一级槽盘6的内底壁中部,且内凸台与一级槽盘6内侧壁上的梯形环槽具有同一轴心;所述楔块11的开槽中通过弹簧销15固定有扭力弹簧16,该扭力弹簧16的一端紧抵在楔块11上,扭力弹簧16的另一端紧抵在连杆12腰部的弧形槽内;所述扭力弹簧16的预紧力与滚轮13的支撑力将楔块11的弧形外沿楔合在一级槽盘6内侧壁上的梯形环槽内;
所述楔爪式二级变速机构D又包括通过轴承安装在靠近动力输出端20的固定中心轴I的轴段上的二级支架9,该二级支架9的底盘外沿上设置有至少两组楔爪组件10,所述二级支架9的底盘位于二级槽盘8的内腔中,该二级槽盘8与一级支架7固定为一体,所述二级槽盘8的内壁与大偏心套3之间设置有轴承,外力作用下二级槽盘8与一级支架7 —体同步转动;所述楔爪式二级变速机构D的楔爪组件10
还包括连杆12,该连杆12的一端通过支架销轴17铰接在二级支架9的底盘上,连杆12的另一端通过楔爪销轴14铰接在楔块11上,该楔块11在外力作用下绕楔爪销轴14摆动,截面为梯形的楔块11的弧形外沿位于二级槽盘8内侧壁上的梯形环槽内;所述楔爪销轴14靠近二级槽盘8内底壁处的轴端上设置有滚轮13,该滚轮13的外沿紧抵在二级槽盘8的内凸台外圆柱面上,所述滚轮13外力作用下绕楔爪销轴14旋转,该内凸台位于二级槽盘8的内底壁中部,且内凸台与二级槽盘8内侧壁上的梯形环槽具有同一轴心;所述楔块11的开槽中通过弹簧销15固定有扭力弹簧16,该扭力弹簧16的一端紧抵在楔块11上,扭力弹簧16的另一端紧抵在连杆12腰部的弧形槽内;所述扭力弹簧16的预紧力与滚轮13的支撑力将楔块11的弧形外沿楔合在二级槽盘8内侧壁上的梯形环槽内。
[0045]为便于与传动系统装配连接,上述实施例中,优选地:所述动力输入端19位于一级槽盘6上,该一级槽盘6上设置有供动力输入轴安装的输入