齿轮二 12与锥齿轮一 11啮合。控制杆包括与大齿轮4连接的从动控制杆13、与驱动链轮I连接的主动控制杆14以及连接从动控制杆13和主动控制杆14的内套筒15和外套筒16，外套筒16固定于机架10上。内套筒15两端为牙嵌式离合器结构，可以在外套筒16内轴向移动，实现与从动控制杆13和主动控制杆14的啮合或分离。
[0037]该装置共有三个工作状态:正常行驶过程，加速阶段和减速阶段。
[0038]I)正常行驶过程:正常行驶中，内套筒15移动到右极限位，内套筒15只与主动控制杆14连接，与从动控制杆13分离，两侧的控制杆无连接，此时，从动控制杆13和主动控制杆14单独运动；大齿轮4和变速箱体3与驱动链轮I以相同角速度转动，变速齿条6与小齿轮5无相对转动，链牙盘8与变速齿条6相对固定，链条2传递动力，自行车正常行驶。
[0039]2)加速阶段:即传动比增大阶段，内套筒15移动到左极限位，内套筒15与从动控制杆13相互啮合，此时，内套筒15与外套筒16的摩擦端摩擦，内套筒15带动从动控制杆13受摩擦转速降低，进而与从动控制杆13相连的大齿轮4转速降低，同时驱动链轮I继续转动，无级变速装置的大齿轮4相对于变速箱体3倒转，从而带动小齿轮5相对转动，带动变速齿条6向内径方向移动(即变速齿条6相对变速箱体3发生收缩)，从而达到使左侧的变速器内径变小的目的，再由右侧驱动链轮I带动，从而实现自行车加速的效果。
[0040]3)减速阶段:即传动比减小阶段，内套筒15移动到中间位置，内套筒15同时连接从动控制杆13和主动控制杆14，从动控制杆13和主动控制杆14同步转动，由于控制杆外侧的锥齿轮链条传动比大于1，在控制杆同步转动过程中，锥齿轮有增速作用。动力从驱动链轮I输入到与无级变速装置的大齿轮4，使大齿轮4正转，从而带动小齿轮5相对转动，带动变速齿条6向外径向移动(即变速齿条6相对变速箱体3发生扩张)，从而达到使左侧的变速器内径变大的目的，再由右侧驱动链轮I带动，从而实现自行车减速的效果。
[0041]本发明提供的无级变速装置将变速由多链牙盘改为一个拟合链牙盘，通过拟合链牙盘直径的变化来进行变速，既克服了现在市场定位为中低端自行车的变速不平稳的缺点，又具备了无级变速的特性，并且操控简单，提升了用户使用时的舒适度。
[0042]实施例二:
[0043]将本无级变速装置应用到工业中，如图7和图8所示，采用两套无级变速装置，可以采用传输链或传输带17绕过无级变速装置的链牙盘或小带轮8。两套无级变速装置安装在同一机架10上，前后轴线水平配置；两套无级变速装置的大齿轮4分别与前调速电机18和后调速电机19连接。两电机通过转动带动内部大齿轮4转动，以此实现变速。
[0044]当正常行驶时，两电机不作用，即变速装置不起作用；
[0045]当传动比需要增大时，后调速电机19转动，带动后变速齿条径向收缩，前调速电机18转动，带动前变速齿条径向扩大，前无级变速装置的拟合圆扩张，后无级变速装置的拟合圆缩小，从而使传动比增加；
[0046]当传动比需要减小时，后调速电机19转动，带动后变速齿条径向扩大，前调速电机18转动，带动前变速齿条径向收缩，前无级变速装置的拟合圆缩小，后无级变速装置的拟合圆扩张，从而使传动比减小。
[0047]由于两电机同步运行，且两电机转向相反，其余各参数(如转速，转动时间等)相同，故该控制方案无需张紧装置。
[0048]需要说明的是，应用在工业中时，也可以采用一套无级变速装置，同样可以实现改变传动比。
[0049]该无级变速装置在工业方面的应用主要体现在可以无级调节实现拟合圆的扩大缩小，进而改变传动比。针对传动比的改变所形成的无级变速功能，可以广泛应用于挠性传动场合，来实现对带传动、链传动的改进。可应用的领域包括:
[0050]1、机床:将该装置与机床的旋转主轴相配合使用，即机床的旋转主轴和从动大齿轮同轴固定，机床由电机到旋转主轴之间的传动实现无级变速，由于转速连续调节，不但可以延长机床传动零件的寿命，更使得整个加工过程可控性更强。
[0051]2、装箱机，套标机等:将皮带轮与该无级变速装置的从动大齿轮同轴固定，当从动大齿轮进行无级变速时，传输机器的皮带轮即可实现无级变速，从而带动传送带实现无级变速调节。
[0052]3、纺织机械，如剑杆织机，应用无级变速装置，以实现对纺织速度的改变。
[0053]4、水泥机械、食品机械、扶手式电梯、农用机械(割草机，收割机等)。
[0054]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种无级变速装置，包括变速箱体，其特征在于，所述变速箱体内安装有大齿轮和数个小齿轮，所述小齿轮啮合分布于大齿轮周边，每个小齿轮一侧与变速齿条啮合；所述变速箱体上沿径向开设有T形槽，所述变速齿条活动嵌设于所述T形槽内，并伸出所述变速箱体外；所述变速齿条末端安装有链牙盘。2.根据权利要求1所述的无级变速装置，其特征在于，所述小齿轮的厚度大于大齿轮，所述变速齿条位于大齿轮的上方。3.根据权利要求1所述的无级变速装置，其特征在于，所述变速箱体为圆盘状，所述大齿轮位于变速箱体的中心。4.根据权利要求1-3任一所述的无级变速装置，其特征在于，所述小齿轮和变速齿条分别有6个，均勾分布于大齿轮的周边。5.如权利要求1-4任一所述的无级变速装置的应用，其特征在于，将所述无级变速装置应用到自行车上时，将其安装在后轮上与后轮同轴心，链条绕过自行车的驱动链轮和该无级变速装置的链牙盘，且链条下方设有张紧轮，驱动链轮和无级变速装置之间连接有控制杆。6.如权利要求5所述的无级变速装置的应用，其特征在于，所述控制杆中部固定于机架上，所述机架两端通过锥齿轮一分别与驱动链轮和大齿轮的中心轴连接，所述控制杆的两端通过锥齿轮二与锥齿轮一啮合。7.如权利要求6所述的无级变速装置的应用，其特征在于，所述控制杆包括与大齿轮连接的从动控制杆、与驱动链轮连接的主动控制杆以及连接从动控制杆和主动控制杆的内套筒和外套筒，所述外套筒固定于所述机架上。8.如权利要求7所述的无级变速装置的应用，其特征在于，所述内套筒两端为牙嵌式离合器结构，可以在外套筒内轴向移动，实现与从动控制杆和主动控制杆的啮合或分离。9.如权利要求1-4任一所述的无级变速装置的应用，其特征在于，将所述无级变速装置应用到工业中，可采用一套或两套无级变速装置，实现拟合圆的扩大或缩小，进而改变传动比。10.如权利要求9所述的无级变速装置的应用，其特征在于，采用传输链或传输带绕过无级变速装置的链牙盘或小带轮。
【专利摘要】本发明公开了一种无级变速装置及其应用，包括变速箱体，所述变速箱体内安装有大齿轮和数个小齿轮，所述小齿轮啮合分布于大齿轮周边，每个小齿轮一侧与变速齿条啮合；所述变速箱体上沿径向开设有T形槽，所述变速齿条活动嵌设于所述T形槽内，并伸出所述变速箱体外；所述变速齿条末端安装有链牙盘或小带轮，本发明所公开的无级变速装置可应用在自行车上或工业上，变速平稳，操控简单，使用方便，传动效率高。
【IPC分类】B62M11/04
【公开号】CN105035251
【申请号】CN201510548337
【发明人】樊东东, 董佑浩, 卢聪, 赵志键, 杨福芹
【申请人】青岛科技大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月31日