一种无级的机械变速器装置。将动力输入端的旋转运动，转化为往复摆动，往复摆动推动一个储能弹簧，储能弹簧的另一端推动一个单向离合装置，当往复摆动线速度超越单向离合装置速度时，单向离合装置锁止，往复摆动动力通过储能弹簧向外动力输出端输出动力。往复摆动与单向离合装置之间的储能弹簧为柔性连接，可实现无级变速，且变速比与传递的力矩可实现一定程度的自适应效果。该变速器结构简单、成本低廉、尺寸小、重量轻。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种无级的机械变速器装置。将动力输入端的旋转运动，转化为往复摆动，往复摆动推动一个储能弹簧，储能弹簧的另一端推动一个单向离合装置，当往复摆动线速度超越单向离合装置速度时，单向离合装置锁止，往复摆动动力通过储能弹簧向外动力输出端输出动力。往复摆动与单向离合装置之间的储能弹簧为柔性连接，可实现无级变速，且变速比与传递的力矩可实现一定程度的自适应效果。该变速器结构简单、成本低廉、尺寸小、重量轻。【专利说明】
本专利技术涉及一种变速器装置，特别是一种无级的机械变速器装置。可应用于汽车 和工程机械等领域。 变速器
技术介绍
当前机械变速器包括以下两种。 1)齿轮传动式。齿轮传动式变速器只能实现有级变速，应用于自动变速时，控制结 构复杂，尺寸大、重量重，成本高昂。 2)摩擦传动式。摩擦传动式可实现无级变速，但存在传递力矩小，容易打滑，传动 效率低，控制结构复杂，尺寸大、重量重，成本高昂等不足。
技术实现思路
本专利技术提供一种机械变速器，该变速器结构简单、成本低廉、尺寸小、重量轻。该变 速器可实现无级变速，且变速比与传递的力矩可实现一定程度的自适应效果，控制简单。 本专利技术实现上述目的的技术方案是：将动力输入端的旋转运动，转化为往复摆动， 往复摆动推动一个储能弹簧，储能弹簧的另一端推动一个单向离合装置，当往复摆动线速 度超越单向离合装置速度时，单向离合装置锁止，往复摆动的动力通过储能弹簧向动力输 出端输出动力。往复摆动与单向离合装置之间的储能弹簧为柔性连接，可实现无级变速，具 体实现方法如下。 变速器包含三部分核心装置：往复摆动装置、储能装置和单向离合装置。往复摆动 装置为动力输入端，单向离合装置为动力输出端。往复摆动装置连接至储能装置，在其往复 摆动过程中向储能装置输送动力，同时储能装置还连接至单向离合装置，将储存的动力向 单向离合装置输出。 往复摆动装置包括曲轴、滑块和带滑槽的摆杆。滑块装于曲轴与摆杆的滑槽之间， 滑块可以绕曲轴旋转，同时可以在摆杆的滑槽内做直线滑动。摆杆在滑块作用下，在曲轴的 旋转平面上作往复摆动，摆动形式可以为直线往复摆动，也可以为圆周往复摆动。摆杆的摆 动幅度由曲轴偏心确定。 单向离合装置包括内圈、外圈和介于两者之间方向可控的单向锁止机构，内圈和 外圈可同轴旋转。单向锁止机构的锁止方向可以被设置为双向释放、单正向和单反向，单 向锁止机构为公知技术，这里不具体展开说明。当单向锁止机构的锁止方向被设置为双向 释放时，内圈与外圈可分别自由旋转，互不干涉，此时变速器不能传递动力，处于空挡状态。 当单向锁止机构的锁止方向被设置为单正向时，如果内圈在正向方向上的旋转速度低于外 圈，则内圈与外圈可分别旋转，互不干涉，如果内圈在正向方向上呈现超越外圈的趋势，则 单向锁止机构进入锁止状态，内圈与外圈被锁止保持同步旋转，此时变速器只能正向传递 动力，处于前进挡状态。当单向锁止机构的锁止方向被设置为单反向时，如果内圈在反向方 向上的旋转速度低于外圈，则内圈与外圈可分别旋转，互不干涉，如果内圈在反向方向上呈 现超越外圈的趋势，则单向锁止机构进入锁止状态，内圈与外圈被锁止保持同步旋转，此时 变速器只能反向传递动力，处于倒挡状态。改变单向锁止机构的锁止状态，变速器可以在空 挡、前进挡和倒挡之间切换挡位模式。 储能装置包括储能弹簧，储能弹簧的伸缩方向与往复摆动装置的摆动方向一致或 近似，其两端同时与往复摆动装置上的摆杆卡口、以及单向离合装置上的内圈卡口相抵接 并被预压缩。摆杆卡口和内圈卡口互相错开，可分别在各自不同的摆动平面上摆动，互不干 涉。 常态下，单向锁止机构未进入锁止状态时，其内圈在储能弹簧预压缩力作用下与 摆杆保持同步摆动。当单向锁止机构进入锁止状态时，内圈与外圈保持同步旋转，而不再与 摆杆的摆动同步，此时摆杆推动储能弹簧、储能弹簧推动内圈、内圈推动外圈，实现动力由 往复摆动装置向单向离合装置输出，摆杆卡口与内圈卡口之间的相位差越大，储能弹簧压 缩量也越大，传递的动力力矩和储存的能量也就越大；随着摆杆的摆动速度下降、摆杆卡口 与内圈卡口之间的相位差越来越小，储能弹簧向内圈释放能量，直到储能弹簧逐渐恢复到 预压缩长度、内圈与摆杆再次保持同步摆动为止，此时，内圈的速度已低于外圈，单向锁止 机构脱离锁止，之后内圈回程摆动，而外圈继续旋转。 由上所述，摆杆在设定的单向锁止方向的线速度大于外圈线速度时，摆杆才能通 过压缩储能弹簧向单向离合装置输出动力，速度差越大,输出动力力矩也越大。阻力矩变大 时速度差即速比会自动降低，反之阻力矩变小时速比会自动升高，因此，该过程具有负反馈 特性，变速比具有自适应效果，在一定程度上不需要额外干预调节变速比。 然而，这种自适应效果仍不能完全满足全力矩范围的需要，通过调节摆杆摆动幅 度，从而调节储能弹簧最大压缩量，改变可传递的力矩大小。通过改变曲轴偏心幅度，即可 实现调节摆杆摆动幅度，方案如下。 曲轴包括偏心曲柄、曲轴座、控制蜗杆。偏心曲柄安装于曲轴座上，其旋转轴心与 曲轴座的旋转轴心呈偏心结构，偏心量为曲轴座偏心。 偏心曲柄上设置有曲柄销，曲柄销的轴心与偏心曲柄的旋转中心也呈偏心结构， 偏心量为曲柄偏心。 曲轴座上设置有控制蜗杆，控制蜗杆与偏心曲柄为蜗杆-齿轮机构，控制蜗杆的 旋转可驱动偏心曲柄绕自身旋转轴心产生偏转，偏转量为曲柄偏转角（β )。 曲轴座偏心等于曲柄偏心，曲轴偏心为曲轴座偏心与曲柄偏心和曲柄偏转角（β ) 的综合合成结果，曲柄偏转角（β)为0°时，曲轴偏心为0,曲柄偏转角（β)为180°时，曲 轴偏心达到最大值，为曲轴座偏心的两倍。 通过控制蜗杆，可调节曲轴偏心幅度、即摆杆摆动幅度。 由于只有在摆杆线速度大于外圈时变速器才会传递动力，因此动力的传递是不连 续的。为了增加动力传递平稳性，在曲轴上并列布置多套上述往复摆动装置、储能装置和 单向离合装置，各套摆杆的摆动相位在一周即360°内均匀相隔，摆杆设定为直线摆动结构 时，其中相位差互呈180°的两套摆杆可以合并为一体。与多套往复摆动装置相对应地，布 置有各自的单向离合装置和储能装置，全部单向离合装置中的外圈可合并为一体。 综上所述，本专利区别当前公知技术最根本的新颖之处，通过储能弹簧和单向离 合装置，有选择性地将摆杆的摆动传递至动力输出端，动力传递为柔性连接。其最显著的有 益效果就是结构简单、成本低廉、尺寸小、重量轻，可实现无级变速，且变速比与传递的力矩 可实现一定程度的自适应效果。 【专利附图】【附图说明】 下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。 图1是第一个实施例的构造示意图。 图2是偏心量可调的曲轴构造示意图。 图3是第一个实施例的工作特性示意图。 图4是第二个实施例的构造示意图。 【具体实施方式】 图1所示第一个实施例，变速器包含三部分核心装置：往复摆动装置（3)、储能装 置（2)和单向离合装置（1)。往复摆动装置（3)为动力输入端，单向离合装置（1)为动力输 出端。往复摆动装置（3 )连接至储能装置（2 )，在其往复摆动过程中向储能装置（2 )输送动 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种变速器，其特征是：包含三部分核心装置：往复摆动装置（3）、储能装置（2）和单向离合装置（1）；往复摆动装置（3）为动力输入端，单向离合装置（1）为动力输出端；往复摆动装置（3）连接至储能装置（2），在其往复摆动过程中向储能装置（2）输送动力，同时储能装置（2）还连接至单向离合装置（1），将储存的动力向单向离合装置（1）输出。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：袁辉，
申请(专利权)人：袁辉，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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