[发明专利]摇杆式无级变速器

说明书

技术领域

本发明所述的摇杆式无级变速器，涉及一种车辆用机械无级变速箱。

背景技术

在日常生活和生产中变速箱的应用是非常广泛的，尤其在汽车行业。纯机械的变速箱目前常用有手动、自动、手自一体、无级变速几种，手动式变速器操作繁琐且不能连续变速；自动、手自一体虽然可以解决频繁换档的麻烦，操作轻松自如，但自动换挡时对发动机和传动系统的冲击是不可避免的，并且传动比只能在几个固定值之中选择，变速过程不连续；在这种情况下产生的CVT无级变速技术虽然克服了变速不连续的缺点，但是CVT技术却不得不依靠摩擦力传动，这必然使得CVT的应用有很大局限性。

针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的摇杆式无级变速器，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。

发明内容

鉴于上述现有技术中所存在的问题，本发明的目的是研究设计一种新型的摇杆式无级变速器，用以解决上述现有技术中存在的问题。

本发明的技术解决方案是这样实现的：

本发明所述的摇杆式无级变速器；其特征在于在圆柱凸轮的两侧对称依次装有滑块Ⅰ、滑道Ⅰ、摇杆、滑块Ⅱ、滑道Ⅱ、连杆、齿条、直齿轮及单向轴承；滑块Ⅰ装在滑道Ⅰ上，滑块Ⅰ一侧的滚子装入到圆柱凸轮的滑道内，另一侧的滚子嵌入摇杆的滑槽内；滑块Ⅱ装在滑道Ⅱ上，滑块Ⅱ一侧的滚子嵌入摇杆的滑槽内，另一侧与连杆底部活接；连杆通过齿条托槽与齿条相连接，齿条与直齿轮相啮合；直齿轮内装有单向轴承；在两个单向轴承之间装有齿轮轴，在齿轮轴的中部装有锥齿轮Ⅰ，接锥齿轮Ⅰ与锥齿轮Ⅱ相啮合，锥齿轮Ⅱ上装有动力输出轴；两个相对的摇杆前端有摇杆轴相连。圆柱凸轮的底部装有动力输入轴。

本发明所述的圆柱凸轮上的滑道为绕圆柱凸轮圆周的螺旋封闭曲线滑道。

本发明所述的滑道Ⅱ的两端装有丝杠。

本发明所述的滑道Ⅰ与滑道Ⅱ的位置是平行的。

本发明所述的滑块Ⅰ与滑块Ⅱ的速度之比等于滑道Ⅰ、滑道Ⅱ与摇杆轴的距离之比，当滑块Ⅱ随着滑道Ⅱ升高时，传动比增大；当滑块Ⅱ随着滑道Ⅱ降低时，传动比减小。

本发明的工作过程是这样实现的：

动力输入轴的转动带动圆柱凸轮的转动，滑块Ⅰ上有滚子嵌入圆柱凸轮的滑槽内，因而圆柱凸轮在转动时带动滑块Ⅰ运动，使滑块Ⅰ在滑道Ⅰ上直线往复运动，滑块Ⅰ在直线往复运动时通过嵌入摇杆滑槽中的滚子带动摇杆往复摆动，滑块Ⅱ上有滚子嵌入摇杆滑槽内，因而摇杆在往复摆动时会带动滑块Ⅱ运动，使滑块Ⅱ在滑道Ⅱ上往复直线运动，滑块Ⅱ通过连杆及齿条托槽与齿条连接，使滑块Ⅱ的往复直线运动传递给齿条，齿条与直齿轮相啮合，当齿条往复运动时将带动直齿轮反复转动，由于直齿轮与齿轮轴之间安装了单向轴承，当直齿轮顺时针转动时，带动齿轮轴顺时针转动，当直齿轮逆时针转动时单向轴承脱离，无法带动齿轮轴的转动，由于整个机构是对称的，一侧的直齿轮逆转无法带动齿轮轴转动时，另外一侧的直齿轮可以带动齿轮轴继续顺时针转动，于是齿轮轴可以不间断的顺时针转动，并通过锥齿轮Ⅰ、锥齿轮Ⅱ及动力输出轴将动力传出。

另外注意：

1、传动比的调节依赖于改变滑道Ⅱ的高度。滑道Ⅰ与滑道Ⅱ是平行的，由于滑块Ⅰ与滑块Ⅱ的运动同时受摇杆限制，从而可得滑块Ⅰ、滑块Ⅱ的速度之比等于滑道Ⅰ、滑道Ⅱ与摇杆轴的距离之比。

2、在整个机构的运动过程中，两侧的直齿轮实际上是交替运动，直齿轮与齿轮轴之间通过单向轴承创造了超越链接，可将机构两侧直齿轮传递来的交替间歇运动整合成齿轮轴的匀速转动。

3、圆柱凸轮的滑槽有一半为螺旋线，可以驱动两侧滑块Ⅰ交替做匀速直线运动。这样的设计可以保证当“动力输入轴”的运动为匀速的转动时，“动力输出轴”的运动也为匀速的转动。

摇杆式无级变速器的变速方法：

滑道Ⅱ的高度可通过丝杠调节，由于滑块Ⅰ、滑块Ⅱ的速度之比等于滑道Ⅰ、滑道Ⅱ与摇杆轴的距离之比，所以当滑块Ⅱ随着滑道Ⅱ升高时，传动比增大；当滑块Ⅱ随着滑道Ⅱ降低时，传动比减小。滑道Ⅱ两端与丝杠相配合，四条丝杠同步转动带动滑道Ⅱ上下平移。丝杠的同步转动可通过多种方式实现，由于不涉及摇杆式无级变速器的基本变速原理，所以在此不进行说明。

摇杆式无级变速器瞬时传动比恒定的原因：

当给予动力输入轴一个速度，则滑块Ⅰ受凸轮的驱动做直线往复运动，如果输入的角速度恒定，则：

当滑块Ⅰ经过圆柱凸轮滑槽的螺旋线段时：