[实用新型]一种弹簧无极变速装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械结构领域和机械传动领域，具体是指一种弹簧无极变速装置。

背景技术

变速器是用来改变来自发动机的转速和转矩的机构，它能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比，又称变速箱。变速器由变速传动机构和操纵机构组成，有些汽车还有动力输出机构。传动机构大多用普通齿轮传动，也有的用行星齿轮传动。普通齿轮传动变速机构一般用滑移齿轮和同步器等。当从动齿轮的齿数与主动齿轮的齿数之间的关系发生变化时，传动比改变，在发动机转速不变的条件下，会影响输出轴转速改变，即车轮转速改变。一对相互啮合的齿轮，使用中齿数不会变化，因此它的传动比是固定不变的。若在输入轴上装有若干个齿数不等的齿轮与输出轴上的对应齿数也是变化的齿轮啮合，则可以获得一组传动比不同的有级式变速器。汽车变速器就是按照这个基本原理实现换档变速。

这样，传统的有级变速器存在变速操作麻烦、传动效率低、不能充分利用机械能和变速转换速度慢等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种弹簧无极变速装置，通过设置本实用新型，从而能快速对输入和输出进行线性变化，能大大提高机械传动效率，且操作简单，系统响应快速。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种弹簧无极变速装置，主要由输入装置和输出装置组成，输入装置与输出装置相连；输入装置主要由输入轴、输入轴圆环、第一输入轴圆环柱、第一受力变速叉、第二受力变速叉、第二输入轴圆环柱组成，第一输入轴圆环柱和第二输入轴圆环柱设置在输入轴上，第一输入轴圆环柱和第二输入轴圆环柱相对于输入轴对称；第一输入轴圆环柱和第二输入轴圆环柱与输入轴圆环相连，输入轴圆环、第一输入轴圆环柱和第二输入轴圆环柱组成两个半圆环；第一受力变速叉设置在第一输入轴圆环柱与输入轴圆环的连接处，第二受力变速叉设置在第二输入轴圆环柱与输入轴圆环的连接处。

输出装置主要由第一弹簧、输出轴圆环、第二弹簧座、第二弹簧、第一输出轴圆环柱、输出轴、第二输出轴圆环柱、第一弹簧座组成；第一输出轴圆环柱和第二输出轴圆环柱设置在输出轴上，第一输出轴圆环柱和第二输出轴圆环柱相对于输出轴对称；第一输出轴圆环柱和第二输出轴圆环柱与输出轴圆环相连，输出轴圆环、第一输出轴圆环柱和第二输出轴圆环柱组成两个半圆环；其中一个半圆环上设置有第一弹簧和第一弹簧座，而另一个半圆环上设置有第二弹簧座和第二弹簧；第一弹簧与第一弹簧座相连，第二弹簧座与第二弹簧相连。

受力变速叉与弹簧相连，主动轮转动时，弹簧力为达到输出轴转动力时，首先压缩弹簧，二输出轴不转动，遮掩输入轴与输出轴有一定的速度差，就达到了减速的目的。

传统的减速装置均是以小齿轮带动大齿轮，实现输出轴的减速增力或者加速减力；本实用新型的特点在于利用杠杆原理和能量守恒原理，采用弹簧的储能特性，将转动力转化为推动力，达到了减速增力的目的。

例如，以输入轴直径为25毫米，轴上固定圆环100毫米，输入轴受力半径12.5毫米杠杆长度，二圆环受力半径50毫米杠杆长度，正好是轴的四倍。同样，输出轴轴径25毫米，输出轴圆环直径100毫米；以钢制壳体加轴承安装在一起，同轴心。弹簧处于xN常压状态，当输出轴的力为xN时，弹簧不会被压缩，输入轴与输出轴同步；当输出轴的力为4xN时，弹簧压缩45°，每段弹簧的弹力为2xN，输入轴压缩弹簧而合力达到4xN；因恒定压缩力矩，弹簧就起到变速作用；而工作减速时，弹簧始终是压缩45°工作，做90°循环，既弹簧在压缩状态后，输入轴推力为xN，就能有4xN的推动力，这样减速作用达到。若输入轴的力小于4xN，则弹簧可以自动回缩调整杠杆力长度运行。这时输入轴与输出轴未能同步，因圆环杠杆长度是输入轴杠杆长度的4倍，力增大到4xN。实现输入轴圆环大角度推动小角度；由输入输出功率相等可得，力量增大4倍，相应的转速变慢4倍，达到了减速的目的。此时本装置所达到的效果和齿轮传动的效果一样。通过设置本实用新型，从而能快速对输入和输出进行线性变化，能大大提高机械传动效率，且操作简单，系统响应快速。

进一步地，本实用新型公开了一种弹簧无极变速装置的优选结构，即：所述圆环的第一受力变速叉与第一弹簧相连，第二受力变速叉与第二弹簧相连。这样，就能将输入输出装置连接成一个整体，达到减速的目的。

进一步地，所述输入轴的轴线和输出轴的轴线在一条直线上。

进一步地，所述输出轴圆环上还设置有一层耐磨材料。第一弹簧和第二弹簧与输出轴圆环之间有相对位移，在输出轴圆环上设置耐磨材料能降低摩擦带来的机械磨损和能量损失，提高传动效率，降低机械噪音。