專利名稱：中小功率無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型為一種能夠適用于中小功率的變速傳動裝置，屬于靠摩擦傳動的無級變速裝置。
目前，變速器的種類繁多，有分級變速器及無級變速器。常見的無級變速器的行星錐輪單端支承，形成懸臂傳遞力矩，這種變速器的缺陷是打滑、丟速，導(dǎo)致效率下降，若要實現(xiàn)可靠的中小功率無級傳速，則需采用液壓的無級變速器。但這種變速器制造精度要求較高，成本高，運行效率比較低。
本實用新型的目的是設(shè)計一種中小功率無級變速器，其結(jié)構(gòu)合理，通過機(jī)械傳動的方式實現(xiàn)無級變速。
本實用新型所設(shè)計的中小功率無級變速器主要由機(jī)殼、端蓋、主軸、變速傳動機(jī)構(gòu)及輸出軸構(gòu)成，主軸與輸出軸在同一軸線上，變速傳動機(jī)構(gòu)位于機(jī)殼內(nèi)，主軸及輸出軸與機(jī)殼之間由端蓋支撐并密封，變速傳動機(jī)構(gòu)主要由動力輪、軸向移動盤、錐臺、錐臺架、錐輪、軸向壓力錐輪、軟軸、齒輪、齒輪固定架、內(nèi)齒輪、差速器、輸入傘齒輪及調(diào)速電機(jī)、調(diào)速螺桿及傳動齒圈構(gòu)成，動力輪位于軸向移動撥盤內(nèi)，安裝在主軸上，并由軸向移動撥盤帶動沿主軸作軸向移動，錐臺的兩端由錐臺架均稱支撐于主軸周圍，軸向移動撥盤與錐臺配合安裝，安裝在軸向移動撥盤中的動力輪與錐臺相嚙合，與動力輪相嚙合處的錐臺的母線與主軸的軸線平行；軸向移動撥盤邊緣帶有螺紋孔，軸向移動撥盤的螺紋孔與調(diào)速螺桿相配合，調(diào)速螺桿由調(diào)速電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)，調(diào)速電機(jī)安裝在機(jī)殼上，錐臺軸伸端安裝有錐輪，錐輪與安裝在主軸上的軸向壓力錐輪嚙合，軸向壓力錐輪通過軸承與主軸相配合，可軸向移動，錐臺及錐輪的芯軸由軟軸與齒輪軸連接，齒輪軸安裝在齒輪固定架上，齒輪固定架安裝于機(jī)殼內(nèi)，齒輪軸的另一端安裝有齒輪，齒輪與內(nèi)齒輪相嚙合，內(nèi)齒輪由軸承支撐于主軸上，與內(nèi)齒輪同體的傘齒輪與支撐于主軸上的差速器中心盤的行星錐輪相嚙合，差速器主要由行星錐輪、軸承、中心盤及芯軸構(gòu)成，行星錐輪安裝在芯軸上，芯軸通過軸承支撐于中心盤上，行星錐輪又與輸入傘齒輪相嚙合，該輸入傘齒輪由主軸帶動旋轉(zhuǎn)，輸出軸與中心盤的外邊緣配合安裝，輸出軸通過軸承支撐于主軸外圍本實用新型所設(shè)計的中小功率無級變速器中動力輪與兩個或兩個以上均稱安裝的錐臺相嚙合。
本實用新型所設(shè)計的中小功率無級變速器中的錐臺軸線與主軸軸線的夾角在0.5°～20°范圍內(nèi)。
為配合緊密，本實用新型所設(shè)計的中小功率無級變速器中的軸向壓力錐輪內(nèi)安裝有彈簧，彈簧將軸向壓力錐輪向錐輪一側(cè)推進(jìn)，使軸向壓力錐輪與錐輪緊密配合，并使組合錐臺與動力輪緊密嚙合。
本實用新型所設(shè)計的中小功率無級變速器中與軸向移動撥盤相配合的調(diào)速螺桿由三根以上均稱安裝構(gòu)成，其中一根調(diào)速螺桿通過調(diào)速電機(jī)驅(qū)動，調(diào)速螺桿上有軸齒輪，軸齒輪與傳動齒圈相嚙合，由調(diào)速電機(jī)驅(qū)動的調(diào)速螺桿上所帶的軸齒輪帶動傳動齒圈轉(zhuǎn)動，傳動齒圈帶動其它調(diào)速螺桿上的軸齒輪運轉(zhuǎn)從而達(dá)到調(diào)速螺桿同步轉(zhuǎn)動的目的。
本實用新型所設(shè)計的中小功率無級變速器的差速器中的中心盤的外緣與輸出軸的內(nèi)緣通過鍵或齒嚙合連接。
本實用新型所設(shè)計的中小功率無級變速器的主軸與動力輪之間通過鍵或花鍵連接。
為防止機(jī)殼內(nèi)潤滑油滲漏，本實用新型所設(shè)計的中小功率無級變速器在輸出軸孔內(nèi)安裝有堵蓋。
本實用新型所設(shè)計的中小功率無級變速器在應(yīng)用過程中，機(jī)殼內(nèi)充滿潤滑油，主軸旋轉(zhuǎn)，帶動動力輪轉(zhuǎn)動，動力輪帶動與其嚙合的錐臺轉(zhuǎn)動，根據(jù)速比關(guān)系由變速器外部的程序控制電路控制調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)動，帶動調(diào)速螺桿轉(zhuǎn)動，使軸向移動撥盤軸向移動，從而改變動力輪與錐臺的速比關(guān)系，改變錐臺的轉(zhuǎn)速，達(dá)到無級調(diào)速的目的，錐臺帶動其上的錐輪轉(zhuǎn)動，與錐輪嚙合的軸向壓力錐輪轉(zhuǎn)動，受軸向壓力錐輪內(nèi)腔的彈簧壓迫使其與錐輪緊密嚙合，并且壓迫錐臺與動力輪緊密接觸，使之不產(chǎn)生打滑、丟速現(xiàn)象。錐臺、錐輪的芯軸帶動軟軸轉(zhuǎn)動，由軟軸帶動齒輪軸及齒輪轉(zhuǎn)動，從而帶動內(nèi)齒輪、傘齒輪轉(zhuǎn)動，由于傘齒輪與差速器中的行星錐輪嚙合，將變速動力轉(zhuǎn)速輸入差速器中，而與主軸同步轉(zhuǎn)動的輸入傘齒輪也與差速器中的行星錐輪相嚙合，并且行星錐輪所受到的兩側(cè)的傘齒輪的轉(zhuǎn)向是相反的，因此當(dāng)兩側(cè)的傘齒輪轉(zhuǎn)速相同時，差速器中的中心盤不轉(zhuǎn)動，與中心盤安裝在一起的輸出軸無輸出，即輸出軸不轉(zhuǎn)動，當(dāng)兩側(cè)的轉(zhuǎn)速不等時，輸出軸輸出兩側(cè)速度之差，其旋轉(zhuǎn)方向與轉(zhuǎn)速大的傘齒輪的旋轉(zhuǎn)方向相同。
本實用新型所設(shè)計的中小功率無級變速器的優(yōu)點是1.變速器的關(guān)鍵零件錐臺系兩端支撐，可承受較大的徑向壓力，不會出現(xiàn)像單端支撐那樣的“讓刀”現(xiàn)象。
2.錐臺、動力輪的正向壓力由彈簧力保證，正向壓力在運行過程中自動調(diào)節(jié)，彈簧力由設(shè)計及加工工藝保證。彈簧不同，兩者壓力不同，錐臺、動力摩擦輪傳遞的扭矩不同。
3.變速器的輸出轉(zhuǎn)速n出＝|n左-n右|，使計算簡單化，便于普及應(yīng)用。當(dāng)輸出轉(zhuǎn)向與輸入轉(zhuǎn)向一致時，最低可達(dá)20％n入；反向輸出時，可為輸入轉(zhuǎn)速幾倍的范圍內(nèi)變化；也可在+0.5n入～0～(-n入)范圍內(nèi)變速(其中n為轉(zhuǎn)速)，變速范圍相當(dāng)大。
4.該變速器輸入與輸出在同一軸線上，若在變速器輸入端裝一對齒輪時，箱內(nèi)速比也可另行計算，則可實現(xiàn)平行軸輸出。
5.變速器輸出轉(zhuǎn)速變化速率，可由調(diào)速電機(jī)及錐臺斜度決定?？稍趲酌腌娭畠?nèi)完成整個范圍的變化。當(dāng)錐臺斜度很小時，輸出轉(zhuǎn)速變化速率相當(dāng)?shù)?，而且輸出轉(zhuǎn)速也就是每秒幾度6.由于諸多錐臺、動力輪緊密接觸，變速器在運行過程中不存在打滑、丟速現(xiàn)象，即使一、兩個相配合的錐臺、動力輪打滑，而其它的摩擦付照樣可以正常工作，除非負(fù)載力矩太大，而導(dǎo)致全部摩擦付打滑，因此運行效率高。
7.調(diào)速電機(jī)可用計算機(jī)進(jìn)行程序控制，使操作簡單，控制實現(xiàn)自動化。
8.應(yīng)用軟軸來完成傳遞動力，改變傳動彎角，使結(jié)構(gòu)大為簡化。
本實用新型所設(shè)計的中小功率無級變速器主要應(yīng)用于電梯、起吊、發(fā)電設(shè)備等上，也可以應(yīng)用于其它方面。


圖1是本實用新型所設(shè)計的中小功率無級變速器的結(jié)構(gòu)圖。
下面根據(jù)附圖結(jié)合具體實施例對本實用新型所設(shè)計的中小功率無級變速器的結(jié)構(gòu)及其實施方式作進(jìn)一步說明。
實施例如
圖1所示中小功率無級變速器主要由機(jī)殼1、端蓋、主軸2、變速傳動機(jī)構(gòu)及輸出軸4構(gòu)成，主軸2的一端通過軸承40支撐于機(jī)殼1上，其外端由端蓋5密封，另一端位于輸出軸4內(nèi)，通過軸承41支撐，輸出軸4的外端通過軸承42支撐于機(jī)殼1的另一端其端部由端蓋6密封，主軸2及輸出軸4位于同一軸線上。機(jī)殼1內(nèi)充滿潤滑油。變速傳動機(jī)構(gòu)主要由動力輪9、軸向移動撥盤10、錐臺11、錐臺架8、錐輪21、軸向壓力錐輪12、軟軸7、齒輪13、內(nèi)齒輪14、差速器、輸入傘齒輪15及調(diào)速電機(jī)16、調(diào)速螺桿17及傳動齒圈18構(gòu)成，在機(jī)殼1內(nèi)固定安裝有錐臺架8，錐臺11的兩端由錐臺架8通過軸承47、51支撐，與錐臺11同軸安裝有錐輪21。在動力輪9的周圍對稱安裝有4個錐臺11。動力輪9通過鍵安裝在主軸2上，由主軸2帶動轉(zhuǎn)動，并且動力輪9安裝在軸向移動撥盤10內(nèi)，軸向移動撥盤10可帶動動力輪9沿主軸2軸向移動。錐臺11與動力輪9緊密嚙合，錐臺11與動力輪9嚙合的母線32與主軸2的軸線平行，錐臺11的軸線與主軸2的軸線的夾角為8°。與錐臺11安裝在同軸上的錐輪21與軸向壓力輪12相嚙合，軸向壓力輪12通過軸承45、46支撐于主軸2上。在軸向壓力輪12內(nèi)安裝有彈簧22，彈簧22將軸向壓力輪12與錐輪21壓緊相嚙合，防止動力輪9與錐臺11打滑。錐臺11的芯軸27與軟軸7連接，軟軸7的另一端與齒輪軸20連接，齒輪軸20由安裝在機(jī)殼1內(nèi)的齒輪架30支撐，齒輪軸20與齒輪架30之間通過軸承43、44連接。在錐臺架8及齒輪架30之間由哈夫圓環(huán)31固定連接。齒輪軸20上安裝有齒輪13，內(nèi)齒輪14與齒輪13嚙合，內(nèi)齒輪14與傘齒輪3為同軸一體結(jié)構(gòu)，內(nèi)齒輪14及傘齒輪3通過軸承48支撐于主軸2上。在軸向移動撥盤10的周圍帶有4個對稱的螺紋孔23，分別與4個調(diào)節(jié)螺桿17相嚙合，調(diào)節(jié)螺桿17由機(jī)殼1及錐臺架8支撐，調(diào)節(jié)螺桿17上有軸齒輪24，4個軸齒輪24的外圍與同一個帶內(nèi)齒的傳動齒圈18相嚙合，調(diào)節(jié)螺桿17分別平行于主軸2的軸線。其中一個調(diào)節(jié)螺桿17由位于機(jī)殼1外部的調(diào)速電機(jī)16帶動旋轉(zhuǎn)，而其它的調(diào)節(jié)螺桿17通過傳動齒圈18及其上的軸齒輪24帶動從動同步運轉(zhuǎn)。在內(nèi)齒輪14的另一側(cè)的傘齒輪3與差速器中的行星錐輪25嚙合。差速器主要由行星錐輪25、軸承26、芯軸33及中心盤28構(gòu)成，行星錐輪25安裝在芯軸33上，芯軸33的兩端通過軸承49、50支撐于中心盤28內(nèi)，芯軸33的軸向與中心盤28的徑向相一致。在中心盤28內(nèi)對稱安裝有4個相對稱的行星錐輪。行星錐輪25的一側(cè)與傘齒輪3相嚙合，另一個與輸入傘齒輪15相嚙合。輸入傘齒輪15由主軸2帶動旋轉(zhuǎn)。中心盤28的外圓通過鍵與輸出軸4連接，中心盤28轉(zhuǎn)動可帶動輸出軸4轉(zhuǎn)動。為防止?jié)櫥蛷目招妮敵鲚S4孔中流出，在輸出軸4的孔中安裝有堵蓋35。
這種中小功率無級變速器在應(yīng)用過程中，主軸2輸入動力，帶動動力輪9轉(zhuǎn)動，與動力輪9相嚙合的錐臺11轉(zhuǎn)動。根據(jù)所需輸出動力由程序控制調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)動，帶動調(diào)速螺桿17轉(zhuǎn)動，通過軸齒輪24及傳動齒圈18帶動均稱的調(diào)速螺桿17同步轉(zhuǎn)動，使軸向移動撥盤10平行前后移動，使動力輪9相對于錐臺11移動，由于錐臺上每一點所對應(yīng)的圓周直徑均不相同，因此使得錐臺11輸出的轉(zhuǎn)速均不相同，且可以是連續(xù)變化的，從而達(dá)到無級變速。錐臺11通過后部的錐輪21帶動可軸向移動的軸向壓力錐輪12轉(zhuǎn)動，又通過錐臺11的軟軸7帶動齒輪13轉(zhuǎn)動，齒輪13帶動與其嚙合的內(nèi)齒輪14轉(zhuǎn)動，將轉(zhuǎn)速輸入至差速器的行星錐輪25的一側(cè)，而輸入傘齒輪15將主軸2的轉(zhuǎn)速輸入行星錐輪25的另一側(cè)，兩側(cè)齒輪的轉(zhuǎn)向相反。當(dāng)兩側(cè)轉(zhuǎn)速相同時，行星錐輪25繞芯軸33自轉(zhuǎn)，中心盤28不轉(zhuǎn)動，因此輸出軸4無轉(zhuǎn)速輸出，而當(dāng)兩側(cè)速度不等時，行星錐輪25不僅繞芯軸33自轉(zhuǎn)，而且還要繞速度較快一側(cè)傘齒輪的傘齒盤面旋轉(zhuǎn)，從而帶動中心盤28轉(zhuǎn)動，使輸出軸4轉(zhuǎn)動。輸出軸4輸出的轉(zhuǎn)速為兩側(cè)轉(zhuǎn)速之差，其旋轉(zhuǎn)方向與轉(zhuǎn)速快的一側(cè)的傘齒輪轉(zhuǎn)向相同。
從上述應(yīng)用過程可看出，這種中小功率無級變速器僅通過一個環(huán)節(jié)的摩擦付進(jìn)行變速，且此環(huán)節(jié)又由諸多的錐臺與動力輪配合共同承擔(dān)，因此達(dá)到無級變速十分容易，變速快；對于每對摩擦付僅承擔(dān)小部分負(fù)載力矩，不易出現(xiàn)打滑、丟速現(xiàn)象。其結(jié)構(gòu)緊湊，充分利用空間，通過彈簧22將緊密嚙合的錐輪21及軸向壓力錐輪12壓緊，并且使錐臺11向心且軸向移動，使錐臺11與動力輪9亦壓緊，不易使摩擦付打滑，若錐臺11表面出現(xiàn)磨損時，在彈簧22的作用下，諸多錐臺11向心且軸向移動，使與動力輪9接觸的錐臺11的母線32向心收縮，從而彌補(bǔ)磨損，保持摩擦付之間緊密接觸，因此該中小功率無級變速器使用可靠，使用壽命長，可廣泛用于電梯、風(fēng)力發(fā)電、起吊及其他工業(yè)設(shè)備、儀器及動力裝置中。
權(quán)利要求1.一種中小功率無級變速器，主要由機(jī)殼、端蓋、主軸、變速傳動機(jī)構(gòu)及輸出軸構(gòu)成，其特征是主軸與輸出軸在同一軸線上，變速傳動機(jī)構(gòu)位于機(jī)殼內(nèi)，主軸及輸出軸與機(jī)殼之間由端蓋支撐并密封，變速傳動機(jī)構(gòu)主要由動力輪、軸向移動撥盤、錐臺、錐臺架、錐輪、軸向壓力錐輪、軟軸、齒輪、齒輪固定架、內(nèi)齒輪、差速器、輸入傘齒輪及調(diào)速電機(jī)、調(diào)速螺桿及傳動齒圈構(gòu)成，動力輪位于軸向移動撥盤內(nèi)，安裝在主軸上，并由軸向移動撥盤帶動沿主軸作軸向移動，錐臺的兩端由錐臺架均稱支撐于主軸周圍，軸向移動撥盤與錐臺配合安裝，安裝在軸向移動撥盤中的動力輪與錐臺相嚙合，與動力輪相嚙合處的錐臺的母線與主軸的軸線平行；軸向移動撥盤邊緣帶有螺紋孔，軸向移動撥盤的螺紋孔與調(diào)速螺桿相配合，調(diào)速螺桿由調(diào)速電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)，調(diào)速電機(jī)安裝在機(jī)殼上，錐臺軸伸端安裝有錐輪，錐輪與安裝在主軸上的軸向壓力錐輪嚙合，軸向壓力錐輪通過軸承與主軸相配合，可軸向移動，錐臺及錐輪的芯軸由軟軸與齒輪軸連接，齒輪軸安裝在齒輪固定架上，齒輪固定架安裝于機(jī)殼內(nèi)，齒輪軸的另一端安裝有齒輪，齒輪與內(nèi)齒輪相嚙合，內(nèi)齒輪由軸承支撐于主軸上，與內(nèi)齒輪同體的傘齒輪與支撐于主軸上的差速器中心盤的行星錐輪相嚙合，差速器主要由行星錐輪、軸承、中心盤及芯軸構(gòu)成，行星錐輪安裝在芯軸上，芯軸通過軸承支撐于中心盤上，行星錐輪又與輸入傘齒輪相嚙合，該輸入傘齒輪由主軸帶動旋轉(zhuǎn)，輸出軸與中心盤的外邊緣配合安裝，輸出軸通過軸承支撐于主軸外圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中小功率無級變速器，其特征還在于動力輪與兩個或兩個以上均稱安裝的錐臺相嚙合。
3，根據(jù)權(quán)利要求1所述的中小功率無級變速器，其特征還在于錐臺軸線與主軸軸線的夾角在0.5°～20°范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中小功率無級變速器，其特征還在于軸向壓力錐輪內(nèi)安裝有彈簧。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中小功率無級變速器，其特征還在于與軸向移動撥盤相配合的調(diào)速螺桿由三根以上均稱安裝構(gòu)成，其中一根調(diào)速螺桿通過調(diào)速電機(jī)驅(qū)動，調(diào)速螺桿上有軸齒輪，軸齒輪與傳動齒圈相嚙合，由調(diào)速電機(jī)驅(qū)動的調(diào)速螺桿上所帶的軸齒輪帶動傳動齒圈轉(zhuǎn)動，傳動齒圈帶動其它調(diào)速螺桿上的軸齒輪運轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中小功率無級變速器，其特征還在于差速器中的中心盤的外緣與輸出軸的內(nèi)緣通過鍵或齒嚙合連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中小功率無級變速器，其特征還在于主軸與動力輪之間通過鍵或花鍵連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中小功率無級變速器，其特征還在于在輸出軸孔內(nèi)安裝有堵蓋。
專利摘要本實用新型為一種能夠適用于中小功率的變速傳動裝置,屬于靠摩擦傳動的無級變速裝置。主要由機(jī)殼、端蓋、主軸、變速傳動機(jī)構(gòu)及輸出軸構(gòu)成,主軸與輸出軸在同一軸線上,變速傳動機(jī)構(gòu)位于機(jī)殼內(nèi)。本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊、合理,不易出現(xiàn)打滑、丟速等問題,變速快,使用壽命長。
文檔編號F16H59/06GK2384040SQ99217820
公開日2000年6月21日 申請日期1999年8月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月10日
發(fā)明者朱克明, 朱振宇 申請人:朱克明