[发明专利]变径齿轮变速器

说明书

技术领域：变速器

背景技术：目前公知的传动带(链)式无级变速器CVT主要构造包括主动带轮、从动带轮、传动带。传动带式无级变速器CVT依靠带轮和传动带之间的摩擦推动传动带运动从而使主动轮带动从动轮旋转，依靠带轮上的V形槽宽窄变化，金属带和带轮工作半径也随之变化，这样就可以实现无级变速的目的。传动带式无级变速器CVT因此具有以下缺陷：带轮和传动带之间易产生滑移；传动带上的金属带和金属块之间易产生滑移；摩擦易产生高热；变速时传动带有轴向偏移；抵抗逆向负荷小；车用传动带式无级变速器CVT的带轮和传动带及其控制机构技术含量高，生产成本高；无级变速器无法迅速进行或者强制进行升降变速操作。

发明内容：为了克服现传动带式无级变速器CVT摩擦推动易产生高热，带轮和传动带之间或传动带上的金属带和金属块之间易产生的滑移，带轮和传动带及其控制机构技术含量和生产成本高，抵抗逆向负荷小，无法迅速进行升降变速操作，变速时传动带有轴向偏移等缺陷和不足，本发明提供齿轮可以变径的变速器，该变速器是有级变速器，能够解决轮带滑移和轴向偏移，机械摩擦产生热量较小，抵抗逆向负荷大，变径齿轮和传动链条(传动带)及其控制机构技术含量和生产成本低，能迅速进行升降换档操作。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：变速方式上采用了与传动带(链)式无级变速器CVT的近似结构，不过带轮换成变径齿轮，传动带换成齿形链条或齿形带结构。本发明变速器是有级变速器，采用平行轴传动，输入轴上套装主动变径齿轮，输出轴上套装从动变径齿轮，主动变径齿轮和从动变径齿轮上套装齿形传动链或齿形传动带进行变速传动。或者在主动变径齿轮和从动变径齿轮之间设置中间齿轮进行变速传动。当使用齿形链或者齿形带传动时必须采用可调距离的张紧装置，这种变速器只能在旋转工作中实现变速，这种变速器需要润滑油进行润滑。

变径齿轮由轮和能自由伸缩的弹子组成，轮是由平面圆盘沿轴线串列套装固定在输入轴或输出轴上并具有一定间距所构成的轮，或是沿圆柱面上开设有截面为矩形的槽的轮，轮中心有轴孔，套装固定在输入轴或输出轴上，上述两种方式设计成的变径齿轮具有两个平面圆盘中间有矩形槽的共同特征。轮的上下两个底面是变径齿轮的外圆盘面，轮上的矩形槽侧面即沿轴线并与轮的底面平行圆环面是变径齿轮槽内侧盘面，两个平面圆盘上布置有大于矩形槽底的圆周半径，沿不同半径的多个同心圆环形上均布多个弹子孔，孔的大小相等，在圆环上均布孔的间距相等，孔内布置有能够伸缩活动的弹子，弹子活动的方向垂直于变径齿轮圆盘面，但变径齿轮靠近轴心最内一圈同心圆环上的弹子是固定在平面圆盘上并突出于槽内侧盘面，固定弹子和活动弹子就是变径齿轮的齿，弹子长度大于盘厚，不同圆环上的孔和弹子的大小、间距因弹子与齿形链(带)或中间轮啮合匹配传动的原因可以略有差异，位于孔中心弹子的轴线与输入轴或输出轴的轴线平行。变径齿轮上的弹子齿可以是独立自由活动的，也可以用是环形片将弹子串连在一起的，通过变径操作装置上的拨动构件将平面圆盘上不同圆环上的弹子压入矩形槽内使弹子突出于槽内侧盘面，或压出矩形槽外使弹子不能暴露于槽内侧盘面外，也可以通过电磁装置控制活动弹子的伸缩，使弹子弹出槽内侧盘面和缩入槽内侧盘面，不同直径同心圆环上的活动弹子齿不断交替突出矩形槽内就能够实现齿轮变径。

变径齿轮方案所依据的设计原理是：呈圆环形均布多个孔组成圆环，位于同一圆盘面上有多个同一圆心而不同直径这样的圆环相套(或这样表述：位于同一圆盘面上具有同一圆心有多个不同直径的圆环相套，圆环上均布多个孔)。圆环上的孔垂直于圆盘面，孔的大小相等，孔沿圆环均布的间距基本相等。同一盘面上不同圆环上的孔之间不能相互交叉和干涉，不同圆环的间距大小，可以因设计不同传动比需要决定，但必须满足变径变速操作的需要。圆环的间距可以不等长，圆环的间距也可以相等。圆环的间距相等时，圆环直径每次增加或减少的长度相等，则该圆的圆周每次增加或减少的长度相等，相邻两环之间距离相等，同时增加或减少的弹子齿数相同，所以在变径齿轮上呈不同半径同心圆环形均布的弹子齿大小相同，在同一圆环上均布弹子齿间距一致。变径齿轮变速器必须实现变径齿轮和齿形链条的齿高、齿形、齿距的相同和固定，或变径齿轮和中间轮轮齿的齿形相同和齿距相等，当然也可以允许微小有差别，但必须在使用性能许可的范围之内。