齿轮传动无级变速器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种齿轮传动无级变速器，属于无级变速器的一种。该无级变速器的结构特点是，它包括动力输入装置，与该动力输入装置输出端连接的传动装置，通过万向连轴装置与该传动装置输出端连接的油压调控装置。传动装置为齿轮传动机构。由于本实用新型由于采用了齿轮传动，既避免了摩擦传动效率低、寿命短的问题，又保证了动力传输无间断、变速平稳，可以实现较大的传动比，无需离合器和液力传动，结构更合理、降低了成本，动力输入更直接，并能够实现平稳起步和带档停车，可以匹配更强劲的发动机。
【专利说明】齿轮传动无级变速器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种无级变速器，特别是一种齿轮传动无级变速器。
【背景技术】
[0002] 现有无级变速器受其结构和工作原理限制，多以静摩擦力传动，载荷较大时容易 出现打滑，影响变速器的传动效率。同时滑动和摩擦会产生大量的热和磨损影响变速器的 寿命。若采用加大压紧力的方式以加大静摩擦力，则会同时加大机件运转时的阻力。损耗 动力，影响动力的利用效率。变速器自身使用油液散热和润滑，而润滑和摩擦是一对矛盾关 系，虽然有专用的油液，但不能从根本上解决问题。
[0003] 脉动式无级变速器虽然不使用静摩擦力传动，但是其动力呈波段式输出，动力输 出不连续。由于动力输出不连续，所以只能用于一些对动力要求不严格的领域，如包装和纺 织。而对于像汽车等对动力要求较高的领域，不连续的动力输出，直接影响动力的利用效率 和性能，故此种变速器不应用于对动力要求较高的领域。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的目的在于解决现有技术存在的在载荷较大时易出现打滑，影响变速 器的传动效率，以及因滑动和摩擦而产生大量热量和磨损影响变速器寿命的问题，同时克 服脉动式无级变速器带来的动力输出不连续，使用范围窄的问题。提供一种结构设计合理， 动力传动效率高，使用寿命长，传动比值大，变速平稳且无需匹配离合器的齿轮传动无极变 速器。
[0005] 本实用新型是通过以下技术方案来实现的：这种齿轮传动无级变速器，其特殊之 处在于包括动力输入装置，动力输入装置的输出端连接有传动装置，传动装置的输出端连 接有油压调控装置，传动装置包括安装在壳体5中的传动架4,传动架4上开设有滑道14， 滑道14中通过滑块15安装有保持架3,保持架3能够在滑道14中运动，保持架3中通过浮 动轴承6安装有齿轮传动机构；
[0006] 所述齿轮传动机构为水平式，包括通过浮动轴承6安装在保持架3中的一轴19和 二轴20, 一轴19和二轴20上分别安装有相互啮合的主动齿轮2和从动齿轮1，所述一轴19 通过万向节连接有动力输入装置，所述二轴20通过万向连轴装置连接有油压调控装置；
[0007] 该结构利用了两颗齿轮和类似杠杆原理的传动架，以及与齿轮连接的万向联轴装 置，万向联轴装置充当动力的输入和输出装置。与传统的手动变速器和行星齿轮传动的自 动变速器相比，免去了多组齿轮和同步器以及自动变速器中复杂的控制器即多组离合器和 制动器，使结构更简单，且水平式的结构，动力的传输方向不改变，动力的传输损耗更低。
[0008] 所述主动齿轮2和从动齿轮1同时为直齿轮或斜齿轮；
[0009] 所述万向连轴装置包括分别与二轴20、动力输出轴10连接的万向节，两个万向节 之间设有四轴22 ;
[0010] 所述齿轮传动机构为垂直式，自上而下包括通过浮动轴承6安装在保持架3中的 三轴21，三轴21上安装有从动齿轮1，与从动齿轮1啮合的安装在齿轮轴18上的伞状行星 齿轮17,所述伞状行星齿轮17的下方与安装在滑键轴7上的主动齿轮2啮合，所述三轴21 上方连接有油压调控装置；
[0011] 所述主动齿轮2、从动齿轮1为锥齿轮；
[0012] 所述从动齿轮1、齿轮轴18、主动齿轮2都安装在保持架3中；
[0013] 所述动力输入装置包括动力输入轴8,动力输入轴8通过万向节9连接有滑键轴 7,滑键轴7通过万向节与齿轮传动机构连接或直接与齿轮传动结构连接；
[0014] 所述调控装置包括通过轴与从动齿轮1连接的动力输出轴10,动力输出轴10安装 在液压油缸11中，通过轴承与安装在液压油缸11上部的换挡拨盘16连接，动力输出轴10 与换挡拨盘16的上下位置不变，换挡拨盘16与安装在液压油缸11中的液压活塞12固定 连接；
[0015] 所述动力输出轴10与换挡拨盘16的上下位置不变是指动力输出轴10能够在换 挡拨盘16中自转，但其与换挡拨盘16的上下位置保持不变，动力输出轴10的上下移动由 换挡拨盘16带动；
[0016] 为了保持液压油缸11的密封性，液压油缸11和液压活塞12之间设有密封圈13。
[0017] 由于本实用新型由于采用了齿轮传动，既避免了摩擦传动效率低、寿命短的问题， 又保证了动力传输无间断、变速平稳，可以实现较大的传动比，无需离合器和液力传动，结 构更合理、降低了成本，动力输入更直接，并能够实现平稳起步和带档停车，可以匹配更强 劲的发动机。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1 :实施例1的结构示意图；
[0019] 图2:实施例1的原理图；
[0020] 图3 :实施例1中万向连轴装置的结构示意图；
[0021] 图4 :实施例2的结构示意图；
[0022] 图5 :实施例2的原理图；
[0023] 图中：1、从动齿轮，2、主动齿轮，3、保持架，4、传动架，5、壳体，6、浮动轴承，7、滑键 轴，8、动力输入轴，9、万向节，10、动力输出轴，11、液压油缸，12、液压活塞，13、密封圈，14、 滑道，15、滑块，16、换挡拨盘，17、伞状行星齿轮，18、齿轮轴，19、一轴，20、二轴，21、三轴， 22、四轴。
【具体实施方式】
[0024] 以下参考附图给出本实用新型的【具体实施方式】，用来对本实用新型的结构做进一 步的说明。
[0025] 实施例1 :参照图1-3。该齿轮传动无级变速器，包括动力输入轴8,动力输入轴8 通过万向节9连接有滑键轴7,动力输入轴8、万向节9与滑键轴7组成了动力输入装置。 动力输入装置连接有传动装置，传动装置包括包括安装在壳体5中的传动架4,传动架4上 开设有滑道14,滑道14中通过滑块15安装有保持架3,保持架3能够在滑道14中运动，保 持架3中通过浮动轴承6安装有水平式齿轮传动机构；该机构包括通过浮动轴承6安装在 保持架3中的一轴19和二轴20, 一轴19和二轴20上分别安装有相互啮合的主动直齿轮2 和从动直齿轮1，所述一轴19通过万向节连接有动力输入装置，所述二轴20通过万向节连 接有四轴22,四轴22的末端通过万向节连接有油压调控装置；油压调控装置包括通过轴与 从动齿轮1连接的动力输出轴10,动力输出轴10安装在液压油缸11中，通过轴承与安装在 液压油缸11上部的换挡拨盘16连接，动力输出轴10与换挡拨盘16的上下位置不变，所述 动力输出轴10与换挡拨盘16的上下位置不变是指动力输出轴10能够在换挡拨盘16中自 转，但其与换挡拨盘16的上下位置保持不变，动力输出轴10的上下移动由换挡拨盘16带 动；换挡拨盘16与安装在液压油缸11中的液压活塞12固定连接；液压油缸11和液压活塞 12之间设有密封圈13,保证了液压油缸11的密封性。
[0026] 工作原理：动力输入轴8转动，通过万向节9带动滑键轴7转动，进而带动主动齿 轮2转动，主动齿轮2转动带动从动齿轮1转动，当从动齿轮1的运转阻力大于传动架4的 运转阻力或主动齿轮2的驱动力时，主动齿轮2转动会对从动齿轮1产生一个由啮合点的 切线力。同时主动齿轮2的圆心会得到一个与切线力方向相反，大小相等的反作用力。反 作用力推动传动架4转动，传动架4对从动齿轮1圆心产生一个与切线力方向相反，大小为 主动齿轮2圆心推力N倍（N为主动齿轮2圆心到传动架4中心距离与从动齿轮1圆心到 传动架4中心距离的比值）的推力。从动齿轮1做与主动齿轮2转动方向相反的转动，当 需要变速时调节调控装置，拨动换挡拨盘16,液压活塞12向上或上下运动，当液压活塞12 向上运动时，动力输出轴10向上运动，带动保持架3向右运动，增大了主动齿轮2圆心到传 动架4中心距离与从动齿轮1圆心到传动架4中心距离的比值，降低了输出速度，增大了输 出扭矩；相反当液压活塞12向下运动时，保持架3向左运动，增大了从动齿轮1圆心到传动 架4中心的距离，减小了主动齿轮2圆心到传动架4中心距离与从动齿轮1圆心到传动架 4中心距离的比值，提高了输出速度，降低了输出扭矩，实现无级变速过程。
[0027] 实施例2 :参照图4-5,该齿轮传动无级变速器，包括动力输入轴8,动力输入轴8 通过万向节9连接有滑键轴7,动力输入轴8、万向节9与滑键轴7组成了动力输入装置。动 力输入装置连接有传动装置，传动装置包括安装在壳体5中的传动架4,传动架4的上方开 设有滑道14,保持架3通过滑块15安装在传动架4的滑道14中且能够在滑道14中运动， 保持架3中通过浮动轴承6安装有垂直式的齿轮传动机构，该机构自上而下包括通过浮动 轴承6安装在保持架3中的三轴21，三轴21上安装有从动锥齿轮1，与从动锥齿轮1啮合 的安装在齿轮轴18上的伞状行星齿轮17,所述伞状行星齿轮17的下方与安装在滑键轴7 上的主动锥齿轮2啮合，所述三轴21上方连接有油压调控装置，该油压调控装置包括通过 轴与从动齿轮1连接的动力输出轴10,动力输出轴10安装在液压油缸11中，通过轴承与 安装在液压油缸11上部的换挡拨盘16连接，动力输出轴10与换挡拨盘16的上下位置不 变，所述动力输出轴10与换挡拨盘16的上下位置不变，是指动力输出轴10能够在换挡拨 盘16中自转，但其与换挡拨盘16的上下位置保持不变，动力输出轴10的上下移动由换挡 拨盘16带动；换挡拨盘16与安装在液压油缸11中的液压活塞12固定连接；液压油缸11 和液压活塞12之间设有密封圈13,保证了液压油缸11的密封性。
[0028] 工作原理：当从动锥齿轮1运转阻力大于传动架4的转动阻力或主动锥齿轮2的 驱动力；主动锥齿轮2转动会推动伞状行星齿轮17产生一个位移的动势，伞状行星齿轮17 推动保持架3产生移动，继而推动传动架4移动。传动架4对从动锥齿轮1圆心产生推力。 在推力作用下，从动齿轮1做与主动齿轮2方向相反的转动。保持架3中心距传传动架4 中心越近，输出扭矩越大转速越低，反之，则扭矩越小，转速越高。当需要变速时调节调控装 置，拨动换挡拨盘16,液压活塞12向上或上下运动，当液压活塞12向上运动时，动力输出轴 10向上运动，带动保持架3向右运动，增大了行星齿轮17中心到传动架4中心距离与从动 齿轮1中心用到传动架4中心距离的比值，增大输出扭矩，降低输出速度；相反当液压活塞 12向下运动时，保持架3向左运动，减小了行星齿轮17中心到传动架4中心距离与从动齿 轮1中心用到传动架4中心距离的比值，减小输出扭矩，提高输出速度，实现无级变速过程。 [0029] 本实用新型的保护范围并不限于以上实施例，凡是与本实用新型技术方案结构相 同或等同的齿轮传动无极变速器及与本实用新型技术方案原理相同的变速器，均属于实用 新型的保护范围。
【权利要求】
1. 齿轮传动无级变速器，其特征在于包括动力输入装置，动力输入装置的输出端连接 有传动装置，传动装置的输出端通过万向连轴装置连接有油压调控装置，传动装置包括安 装在壳体（5)中的传动架（4)，传动架（4)上开设有滑道（14)，滑道（14)中通过滑块（15)安 装有保持架（3)，保持架（3)能够在滑道（14)中运动，保持架（3)中通过浮动轴承（6)安装 有齿轮传动机构，所述油压调控装置包括通过轴与从动齿轮（1)连接的动力输出轴（10)， 动力输出轴（10)安装在液压油缸（11)中，通过轴承与安装在液压油缸（11)上部的换挡拨 盘（16)连接，动力输出轴（10)与换挡拨盘（16)的上下位置不变，换挡拨盘（16)与安装在 液压油缸（11)中的液压活塞（12)固定连接。
2. 根据权利要求1所述齿轮传动无级变速器，其特征在于所述齿轮传动机构为水平 式，包括通过浮动轴承（6)安装在保持架（3)中的一轴（19)和二轴（20)，一轴（19)和二轴 (20)上分别安装有相互啮合的主动齿轮（2)和从动齿轮（1)，所述一轴（19)通过万向节连 接有动力输入装置，所述二轴（20)通过万向连轴装置连接有油压调控装置。
3. 根据权利要求2所述齿轮传动无级变速器，其特征在于所述主动齿轮（2)和从动齿 轮（1)同时为直齿轮或斜齿轮。
4. 根据权利要求2或3所述齿轮传动无级变速器，其特征在于所述万向连轴装置包括 分别与二轴（20)、动力输出轴（10)连接的万向节，两个万向节之间设有四轴（22)。
5. 根据权利要求1所述齿轮传动无级变速器，其特征在于所述齿轮传动机构为垂直 式，自上而下包括通过浮动轴承（6 )安装在保持架（3 )中的三轴（21 )，三轴（21)上安装有从 动齿轮（1 )，与从动齿轮（1)啮合的安装在齿轮轴（18)上的伞状行星齿轮（17),所述伞状行 星齿轮（17)的下方与安装在滑键轴（7)上的主动齿轮（2)啮合，所述三轴（21)上方连接有 油压调控装置。
6. 根据权利要求5所述齿轮传动无级变速器，其特征在于所述主动齿轮（2)和从动齿 轮（1)同时为锥齿轮。
7. 根据权利要求5或6所述齿轮传动无级变速器，其特征在于所述从动齿轮（1)、齿轮 轴（18)、主动齿轮（2)都安装在保持架（3)中。
8. 根据权利要求4所述齿轮传动无级变速器，其特征在于所述动力输入装置包括动力 输入轴（8 )，动力输入轴（8 )通过万向节（9 )连接有滑键轴（7 )，滑键轴（7 )通过万向节连接 有齿轮传动机构或直接与齿轮传动结构连接。
9. 根据权利要求7所述齿轮传动无级变速器，其特征在于所述动力输入装置包括动力 输入轴（8 )，动力输入轴（8 )通过万向节（9 )连接有滑键轴（7 )，滑键轴（7 )通过万向节连接 有齿轮传动机构或直接与齿轮传动结构连接。
10. 根据权利要求1所述齿轮传动无级变速器，其特征在于液压油缸（11)和液压活塞 (12)之间设有密封圈（13)。
【文档编号】F16H57/02GK203868257SQ201420238576
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年5月12日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】隋旭东 申请人:隋旭东