[实用新型]齿轮传动式无级变速器

说明书

本实用新型是对汽车行业、起重运输行业、机床行业中的变速传力系统的改进，确切地说是对原机械的齿轮式有级变速装置的一种改进。

在目前的汽车、起重运输及机床行业中，其变速传力系统使用的常是齿轮式变速装置。这种装置往往有如下缺点：1、不能实现无级变速；2、变速程序复杂；3、变速过程中稍有疏忽便使齿轮损坏。故变速传力装置最好使用无级变速装置。但因为目前能实现无级变速的种类有液力传动式无级变速、摩擦式无级变速、直流电无级变速等，这些变速方法往往都不能直接应用于上述行业，故只能在齿轮式传动变速装置上找办法。

本实用新型的目的是针对上述问题，为用户提供一种球形齿轮传动式无级变速装置。

本实用新型的目的是这样实现的：本装置是由差动轮系、球形齿轮调速轮系和行星周转轮系组成，其技术要点是：差动轮系、球形齿轮调速轮系、行星齿轮周转轮系顺次串接；在球形齿轮调速轮系中，分速轮上制有圆环形腔体，并且内装金属砂粒，其外侧制有环形滑道，并与圆环形腔体相通；滑片直接插满在环形滑道上，并且在外力的作用下能相对滑动；球形齿轮与调速手柄之间是轴承铰接，与旋转后的分速轮中的滑片是啮合连接；调速手柄与机架间是铰接。

在安装球形齿轮调速系统时，球形齿轮与两个分速轮应满足的几何条件是：两个分速轮与球形齿轮啮合点的切线的交点，应与两个分速轮中心连线和调速手柄在垂直分速轮连线位置时的中心线的交点重合。

本实用新型实现后，在行车过程中可实现正转、零转、反转过程的无级变速问题，进而简化了司机操作程序，在变速过程中不用踩离合器便可实现变速。另外，由于节省了挂挡过程，故避免了齿轮与齿轮间的冲击，即避免了经常发生的齿轮损坏现象，提高了变速箱的寿命。本实用新型如能广泛应用于汽车、机床及起重运输行业，将可为社会创造出较大的效益。

下面将结合附图对本实用新型进一步进行说明。

图1是本实用新型整体结构图；

图2是本实用新型整体结构简图；

图3是本实用新型调速系统中球形齿轮与分速轮的相对位置图。图中，1－输入轴、2－齿轮、3－齿轮、4－外环、5－拨爪离合器、6－行星伞齿轮、7－伞齿轮、8－伞齿轮、9－换向伞齿轮、10－换向伞齿轮、11－换向伞齿轮、12－中心轴、13－滑片、14－半球形调速齿轮、15－分速轮、16－分速轮、17－太阳齿轮、18－行星齿轮、19－中心齿轮、20－行星齿轮轴盘、21－输出轴、22－调速手柄、23－金属砂粒、24－球心。

如图2所示，齿轮6、7、8、9组成该实用新型的差动轮系；齿轮10、11，分速轮15、16，滑片13，球齿轮14组成该实用新型的调速轮系；齿轮17、18、19及齿轮盘20组成该新型的行星周转轮系。其工作原理如下：发动机动力通过输入轴1直接带动齿轮2、3及外环4旋转，将拨爪离合器5衔接于差动轮系，当该系不受外力的条件下，行星伞齿轮6接受发动机的动力之后将与伞齿轮7、8啮合在一起做整体同步旋转，即n₆＝n₇＝n₈。当差动轮系接受外力，即分速轮15、16受到半球体调速齿轮14的不等线速度的限制时，行星伞齿轮6就开始自转运动，使伞齿轮7和8不能同步旋转，即把速度分解成n₇≠n₈的两种速度。其中一种速度是由伞齿轮7通过中心轴12传递给行星轮系的中心齿轮19，另一种速度则由伞齿轮8通过换向齿轮9、10、11传递给行星轮系的17。这两种转动速度最终由行星齿轮18合成为一种速度，由行星齿轮轴盘20和输出轴21输出。

如图3所示：无级调速的工作原理如下：由于分速轮15、16旋转，其离心力使分速轮中的金属砂粒向外缘运动，其离心力的横向分力将推动滑片向球形齿轮方向运动，其结果是滑片与球形齿轮啮合并随分速轮共同转动。当R1＝R2时，两分速轮的转速相等，当拔动调速手柄22时，如果R2≠R1则两个分速轮的速度也不相等，其规律的变化将随着调速杆的不同位置而变化，由于齿轮14是球形的，其齿宽由大变小是均匀的，速分速轮16形成的转数变化也是均匀的，进而使最后在行星齿轮系中合成的速度变化也是均匀的。因此实现了无级变速的愿望。

实施例：按下列要求配备零件：

1、输入轴：φ＝30mm，L＝170mm，材料：45号钢经热处理；

2、齿轮：m＝3，φ＝90mm，45号钢经热处理；

3、齿轮：m＝3，φ＝60mm，45号钢经热处理；