[发明专利]基于椭圆锥齿轮副的可控时变传动比无级变速装置

说明书

本发明公开了一种基于椭圆锥齿轮副的可控时变传动比无级变速装置，包括无极传动比发生单元以及输出选择单元，所述无极传动比发生单元为由主动椭圆锥齿轮以及与其啮合的若干个从动椭圆锥齿轮构成的椭圆锥齿轮副结构，所述各个从动椭圆锥齿轮将动力输出至同一动力输出机构，所述选择单元用于选择其中任一从动椭圆锥齿轮作为动力输出件；本发明通过安装不同组数的从动椭圆锥齿轮适配所需的传动比范围和角度范围，通过选择单元选择相应的输出路径，使得各个椭圆锥齿轮副对应的需要传动比段依次相接形成完整的变传动比无级变速输出，实现设计所需的变传动运动规律。

技术领域

本发明属于减速器技术领域，特别涉及一种基于椭圆锥齿轮副的可控时变传动比无级变速装置。

背景技术

目前近来，随着汽车舒适性及能源利用率等要求越来越高，常规有级传动变速装置已不能满足需求，因此，相继提出具有广泛应用领域的无级变速装置，如采用V带或同步带的无级传动装置，为了实现无级调速，需要改变与V带或同步带配合的输入/输出轮半径，形成输入/输出轮半径比值的连续变化传动；现有大多数无级变速装置例如CVT变速器的带轮半径改变都依靠设计成杆机构形式的辐条，同时传动主要依靠带传动，这种机构会受到自身设计的限制使得该无级传动装置不能适用于高精度、大载荷和大扭矩场合。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于椭圆锥齿轮副的可控时变传动比无级变速装置，该结构适用于大扭矩、大载荷、高效率、高平稳性和复杂传动比要求的工况。

本发明的基于椭圆锥齿轮副的可控时变传动比无级变速装置，包括无极传动比发生单元以及输出选择单元，所述无极传动比发生单元为由主动椭圆锥齿轮以及与其啮合的若干个从动椭圆锥齿轮构成的椭圆锥齿轮副结构，所述各个从动椭圆锥齿轮将动力输出至同一动力输出机构，所述选择单元用于中断或连接从动椭圆锥齿轮与动力输出机构的动力路径用以选择其中任一从动椭圆锥齿轮作为动力输出件。

进一步，所述无极传动比发生单元包括两个同轴设置的主动椭圆锥齿轮分别为主动椭圆锥齿轮I和主动椭圆锥齿轮Ⅱ，所述主动椭圆锥齿轮I啮合有若干个从动椭圆锥齿轮I，所述主动椭圆锥齿轮Ⅱ啮合有若干个从动椭圆锥齿轮Ⅱ，所述从动椭圆锥齿轮I与从动椭圆锥齿轮Ⅱ个数相同并一一匹配，相匹配的从动椭圆锥齿轮I与从动椭圆锥齿轮Ⅱ将动力通过传动比整合单元输出至同一动力输出机构，所述传动比整合单元用于将具有不同传动比的椭圆锥齿轮副的动力整合为同一传动比后输出至同一动力输出机构。

进一步，所述主动椭圆锥齿轮I传动配合于主动轴，所述主动椭圆锥齿轮Ⅱ传动配合于空心套轴，所述空心套轴套于主动轴上，所述空心套轴与主动轴之间通过相位切换单元使二者可在传动配合以及转动配合两种配合模式中切换以调节主动椭圆锥齿轮I与主动椭圆锥齿轮Ⅱ之间的相位角。

进一步，所述传动比整合单元包括相对设置的左半轴齿轮和右半轴齿轮以及位于左、右半齿轮之间并啮合于左、右半齿轮的若干个行星齿轮，所述行星齿轮安装于行星轴组件上，相匹配的从动椭圆锥齿轮I与从动椭圆锥齿轮Ⅱ将动力分别传递至左半轴齿轮以及右半轴齿轮上整合为行星齿轮的公转运动并通过行星轴组件将动力输出。

进一步，所述相位切换单元包括切换外圈、偏心轮以及调节组件，所述切换外圈传动配合于空心套轴，切换外圈具有径向截面大于偏心轮径向截面的偏心腔，偏心轮安装于偏心腔内并与主动轴传动配合，偏心轮与偏心腔之间具有相互啮合的啮合齿，所述调节组件用于使切换外圈或偏心轮产生径向偏移使二者的啮合齿相互啮合或分离。

进一步，所述选择单元包括液压座、行星输出轴以及选择轴，所述液压座具有封闭的液压腔，所述行星输出轴垂直于行星轴组件并传动配合于行星轴组件，所述选择轴端部具有啮合腔，行星输出轴端部穿设于啮合腔内，所述选择轴转动配合于液压座且啮合腔所在的选择轴区域其外圆位于液压腔内，所述液压座上具有为液压腔供液的液压嘴，所述高压液通过液压嘴供入液压腔并径向压迫选择轴外圆使啮合腔径向形变从而使选择轴与行星输出轴在转动配合以及传动配合的状态进行切换。