[发明专利]基于非圆齿轮的变速传动机构

权利要求书

1.一种基于非圆齿轮的变速传动机构，其特征在于：所述变速传动机构设有：分别固装在呈设定夹角β的主动轴与被动轴上的、所有轮齿的模数相同的一个主动轮和多个从动轮，以及位于各相邻从动轮之间的非圆节曲线上的 过渡轮齿和变速轮齿；所述主动轴和从动轴之间的设定夹角β与从动轮上、下端面的变位系数之间的关系为： 其中，m为模数，B为各级从动轮的轴向齿宽，X_上为从动轮上端面变位系数，X_下为从动轮下端面变位系数；所述主动轮是标准渐开线圆柱齿轮，多个从动轮的齿数互不相同，每个从动轮是其上、下端面通过分别添加不同的正、负变位系数而构成的具有不同齿顶圆半径的渐开线圆柱齿轮，但每个从动轮的变位齿轮的分度圆半径仍然和标准齿轮一样，以保证其能够分别与主动轮按固定的传动比啮合，从而得到多种不同转速的输出；所述非圆节曲线包括位于两端的 过渡节曲线和位于中间的变速节曲线，其中变速节曲线上的轮齿为变速轮齿，用于完成主动轮在两级从动轮之间的换挡变速功能；过渡节曲线上的轮齿为过渡轮齿，用于在变速初始时，避免主动轮与变速轮齿的上端面相撞，以及在变速后期，在变速轮齿和从动轮齿之间形成很好的运转和啮合过渡；该非圆节曲线上的过渡轮齿和变速轮齿的功能是完成主动轮在相邻两级从动轮之间的换挡，即在保持主动轮转速不变的前提下，再给该主动轮施加轴向进给运动，就能够使该主动轮顺序地沿着各级从动轮之间的非圆节曲线上的过渡轮齿、变速轮齿和过渡轮齿的啮合，完成换挡变速，不再需要通过停转和离合的过程；且为了能够在从动轮正好转过半圈时完成两级从动轮之间的变速，故在整个变速过程中，变速轮齿和过渡轮齿的总齿数为其所在相邻两级从动轮的轮齿之和的一半取整的数值；所述变速轮齿的齿形与从动轮齿形的结构相同，即采用在上、下端面分别添加正、负变位系数而得到上、下端面不同的齿顶圆半径；相邻两个从动轮之间的变速轮齿的节圆半径逐渐减小，以便在与主动轮啮合传动时，传动比始终处于改变过程中； 所述过渡轮齿是在其相邻的从动轮轮齿基础上“衍生”改变而得到的，即其是依赖于与其相邻位置的从动轮的下述参数：在该从动轮轮齿变位修正基础上，进行相同角度和相同变位系数的延长，以使主动轮与过渡轮齿啮合时，传动比保持恒定，其数值等于主动轮与该级从动轮啮合时的传动比；为了保证从动轮在不改变旋转方向时，能够实现主动轮与各级从动轮之间的往复啮合，要在每两个从动轮之间设置两组彼此对称的变速轮齿和过渡轮齿。

2.根据权利要求1所述的变速传动机构，其特征在于：所述主动轴和从动轴之间的设定夹角β的数值应该保证各级从动轮轮齿外侧边缘的直线与主动轴平行，且该设定夹角β的数值也是主动轮的上下端面与主动轴之间呈倾斜状的倾斜角度数值，以保证主动轮轮齿和从动轮轮齿之间能够实现完全啮合。

3.根据权利要求1所述的变速传动机构，其特征在于：所述变速轮齿数和过渡轮齿数的具体分配取决于实际应用情况。

4.根据权利要求1所述的变速传动机构，其特征在于：所述每个变速轮齿的所在节圆半径只是理论值，并不是整数，为了满足传动比的逐渐变化和轮齿啮合的需要，每个变速轮齿的节圆半径都是不同的。