专利名称：正向无级变速器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械传动的 一种正向无级变速器。
背景技术：
现有技术中的摩擦无级变速器，与其它变速器或减速器一样，恒功率输入时，启动后，在加速运行的任意时刻，可以实现匀速运行，摩擦无级变速器的输入轮与被动轮之间由于存在着一对大小相等方向相反的内力矩，输入轮与被动轮之间的角动量等量转移，内力矩与输出扭矩相互对应，构成了摩擦无级变速器传动条件，输入轮与输出轮的运动是在内力矩与输出力矩反作用力矩相互作用，由于输出扭矩的反作用力矩与相对的内力矩角冲量的合为零，使得合外力为零，可以实现匀速运行；摩擦无级变速器是摩擦传动，传动效率低。
中国专利公告号CN116259A，
公开日是1997年11月19日，专利号97102702.1，名称为差动齿轮传动系无级自动变速装置中公开了一种无级自动机械变速装置，它能随负载的大小实现无级与自动变速，它的运动特性是在恒功率
启动下，由P=MdXwd和(3cN (Ma-Mf) /Jd， P为输入功率，Md为输出扭矩uxl为输出轮的角速度，Pd为输出轮的角加速度，Mf为阻力矩，Jd为输出轮的转动惯量，因功率P保持不变，在输出轮的加速过程中，.cod速度增大，Md减小，Pd加速度也因此减小，当输出扭矩Md减小到等于阻力矩Mf时，即Md-Mf其加
速度Pd-0，则角速度Wd达到最大值0)m且WrrHP/Md，此后输出轮作匀速运动；
它的缺点是，启动后的加速度过程中，不能在任意时刻匀速运行，只有输出轮的
角动量增量，只能到满功率的最大值的角速度COm时匀速运行，其原因就是，该种无级自动机械变速装置输出端的扭矩是通过反向增速后的输出扭矩，对输入扭
矩增大的有限，不能与加速过程中的Md平衡，不能逆向变速，只能在输出方向单向变速，与摩擦无级变3I器不同，输入轮与输出轮之间没有相互对应的一对内
力矩；差动齿轮传动系无级自动变速装置只能根据负荷的大小被动作用，在实际
应用中，不能满足加速过程中需要各级匀速运行的需求。
4实用新型内容 '本实用新型的目的是一种正向无级变速器，所述的正向无级变速器由无级变速装置和双矩传动装置构成，所述的无级变速装置由齿轮差动轮系构成，所述的双矩传动装置由驱动轮，驱动轴，杠杆弯轴，万向传动轴承座，阻力轴，无级调速装置，被动轮构成，杠杆弯轴由驱动臂，中间轴，阻力臂构成，杠杆弯轴'安装在与外界固定连接的万向传动轴承座上，杠杆弯轴的回转轴线通过万向传动轴承
座的中心点，阻力臂通过阻力轴与被动轮安装在一起，驱动臂上设置有驱动轴，驱动轴装配在驱动臂内的作用带上，驱动臂内的作用带的中心线与驱动轮与被动轮的同轴线相交或平行，驱动轴通过驱动轮与无级调速装置连接，无级调速装置和驱动轴可在驱动臂的轴向上和驱动轮的轴向上轴向往复移动，驱动轮与安装在轴承座上的输入轴连接在一起，被动轮通过输入中心轮的输入轴或者输入传动装置与无级变速装置输入中心轮连接在一起；所述的双矩传动装置中，设置与驱动臂和驱动轮安装在一起的驱动轴到万向传动轴承座中心点的位置不变，设置与阻力臂和被动轮安装在一起的阻力轴到万向传动轴承座的中心点的位置不变，正向无级变速器可成为一种正向减速机；所述的无级变速装置可为差动齿轮传动系无级自动变速装置；将所述的双矩传动装置可串联设置，或者将所述的双矩传动装置可并联设置；所述的无级变速装置可并联设置，将所述的双矩传动装置通过输入轴或者输入传动装置与并联设置的无级变速装置中的输入中心轮连接在一起。一种双矩传动装置，由驱动轮，驱动轴，杠杆弯轴，万向传动轴承座，阻力轴，被动轮构成，所述的杠杆弯轴由驱动臂，中间轴，阻力臂构成，或者，杠杆弯轴由中间轴构成，在万向传动轴承座上，杠杆弯轴的中间轴安装在轴承上，轴承安装在万向内叉环的中心孔上，万向内叉环径向两端的两根叉轴安装在万向内支承环的两个轴孔上，万向外叉环径向两端的两根叉轴安装在万向内支承环的两个轴孔上，万向内叉环径向两端的两根叉轴的同轴线与万向外叉环径向两端的两根叉轴的同轴线相互垂直相交，万向外叉环与外界固定联接，被动轮与安装在轴承座上的输出轴连接在一起，阻力臂通过阻力轴与被动轮安装在一起，驱动臂通过驱动轴与驱动轮安装在一起，驱动轮与安装在轴承座上的输入轴连接在一起，杠杆弯轴的回转轴线通过万向传动轴承座的中心点，并与驱动轮和被动轮的
5同轴线重合。
一种万向传动轴承座，由万向内叉环，万向内支承环，万向外叉环，滚动轴承构成，所述的万向内叉环径向两端设置有两根叉轴，两根叉轴[^轴线，所述的万向内支承环相互垂直的径向两端各设置有两个轴孔，其中两个孔的同轴线与另外两个孔的同轴线相互垂直相交，其相交点为万向传动轴承座的中心点，i向内叉环径向两端的两根叉轴安装在万向内支承环径向两端的两个轴孔上，所述的万向外叉环径向两端的两根叉轴安装在万向内支承环径向两端的两个轴孔上，万向内叉环两根叉轴的同轴线与万向外叉环两根叉轴的同轴线相互垂直相交，其相交点与万向传动轴承座的中心点重合，以上叉轴与轴孔之间可安装轴承，在万向内叉环的中心孔上安装有轴承，万向外叉环与外界固定联接；所述的一种万向传动轴承座可为一种带可调心轴承的轴承座。
本实用新型比现有的无级变速器或减速器，效率更高，可以有效的节省能源节省制造成本，作为动力源扭矩向外做功的中间变速机构，可以广泛地应用在各种机械装置中，如汽车，以及各种机械装备等。
图1是本实用新型的一种正向无级变速器的主视图。
图2是本实用新型图1的A-A向视图。
图3是本实用新型图1的B-B向视图。
图4是本实用新型的一种双矩传动装置主视图。
图5是本实用新型的立体受力原理图。
图6是本实用新型的一种具体实施例的传动方式示意图。
图7是本实用新型的一种具体实施例的传动方式示意图。
具体实施方式
参照图l，图2，图3，图4是本实用新型正向无级变速器的具体结构，它
是由双矩传动装置2与差动齿轮传动系无级自动变速装置构成的正向无级变速
器。差动齿轮传动系无级自动变速装置是一种由两组齿轮差动轮系构成的无级变速装置l，具体结构如下
输入中心齿轮3下端连接的输入轴是无级变速装置1的输入轴，并与轴承6连接，轴承6安装在轴承座上，输入中心齿轮3与行星齿轮5啮合，行星齿轮5与双齿圈4的内齿轮46啮合；输入中心齿轮3的上端中心处设置有轴承35,轴承35与转动轴29连接，转动轴29与轴承47连接，轴承47安装在输出中心齿轮44的下端中心处；与输出中心齿轮44上端连接的输出轴是本正向无级变速器的输出轴，并与轴承36连接，轴承36与轴承座连接；输出中心齿轮44与行星齿轮33啮合，行星齿轮33与双齿圈4的内齿轮45啮合；转动轴29上设置有转臂28,转臂28的左端设置有固定轴48，固定轴48的上端与轴承32连接，轴承32安装在行星齿轮33上，转臂28的右端设置有固定轴30,固定轴30的下端与轴承31连接，轴承31安装在行星齿轮5上；双齿圈4的上端中心处与轴承50连接，轴承50安装在输出中心齿轮上端的输出轴上，双齿圈4的下端与压盖34连接，压盖34的中心处与轴承49连接，轴承49安装在输入中心齿轮3下端输入轴上输入中心齿轮3的输入轴与输出中心齿轮44的输出轴同轴，转臂28与输入中心齿轮3，输出中心齿轮44和双齿圈4相对转动，双齿圈4可在输入中心齿轮3的输入轴和输出中心齿轮44的输出轴上转动。
由两组齿轮差动轮系构成的无级变速装置1，其运动特性是将输入中心齿轮3的运动经被动件行星齿轮5和转臂28，与被动件内齿轮46的分解，通过双齿圈4和转臂28，由主动件内齿轮45和主动件转臂28,经行星齿轮33将运动合成到输出中心齿轮44上，经输出中心齿轮44的输出轴输出。内齿轮45通过输出中心齿轮44对输入轴中心齿轮3的输入扭矩在内齿轮46增大的扭矩，又增速反向地进行减小；由于内齿轮46的半径大于内齿轮45的半径，输入中心齿轮3经行星齿轮5与内齿轮46啮合的切向力形成的扭矩，通过输出中心齿轮44和转臂28，在内齿轮45的切向形成的切向力大于内齿轮46处的切向力，通过设计输入中心齿轮3，行星齿轮5，行星齿轮33和输出中心齿轮44的半径参数，当转臂28通过固定轴48作用在行星齿轮33的切向力小于内齿轮45处的切向力，方向与其相反时，以上输出中心齿轮44的输出轴的合成运动才能成立；该种无
级变速装置1只能在输出轴方向单方向的变速传动，不能逆向变速传动；如果在
该种无级变速装置1的输出端作用一个输入扭矩，该输入扭矩会大小方向不变地
作用到该无级变速装置1的输入端上，这一特性也是该正向无级变速器需要利用的一个特性。
双矩传动装置2的构成是，驱动轮25的下端输入轴是本正向无级变速器的 输入轴，并安装在轴承26上，轴承26安装在轴承座27上，与驱动轮对应的是 被动轮7,被动轮7装配在输入中心齿轮3下端的输入轴上；在驱动轮25与被 动轮7之间设置有万向传动轴承座37，和杠杆弯轴39，杠杆弯轴39通过中间轴 10安装在与外界固定连接的万向传动轴承座37上，杠杆弯轴39的阻力臂轴8 通过阻力轴9与被动轮7安装在一起，杠杆弯轴39通过驱动轴23与驱动轮25 连接在一起。
万向传动轴承座37由万向内叉环12，万向内支承环13,万向外叉环14, 轴承压盖40，以及轴承U构成，万向内叉环12径向两端设置有两根叉轴19， 两根叉轴19的轴线同轴并与万向内叉环12的径向线重合，两根叉轴19与万向 内叉环12可成为一体或互相装配在一起；万向内支承环13相互垂直的径向两端 各设置有轴孔16和42,两个轴孔16的同轴线与两个轴孔42的同轴线相互垂直 相交，其相交点为万向传动轴承座37的中心点；万向外叉环14上径向两端向内 设置有两根叉轴43，两根叉轴43的轴线同轴并与万向外叉环14的径向线重合， 两根叉轴43与万向外叉环14连接；轴承U安装在万向内叉环12的中心孔上， 由轴承压盖40固定；两根叉轴19安装在两个轴孔42上，两根叉轴43安装在两 个轴孔16上，万向外叉环14与外界固定连接；为了减少摩擦和磨损提高传动效 率，在叉轴19与轴孔42之间安装有轴承20，叉轴43与轴孔16之间安装有轴 承15;万向内叉环12中心孔安装有轴承11,并由轴承压盖40固定连接；两根 叉轴19的同轴线与两根叉轴43的同轴线相互垂直相交，其相交点与万向传动轴 承座37的中心点重合，也是杠杆弯轴39的支点，驱动轮25与被动轮7的同轴 线通过万向传动轴承座37的中心点；万向内支承环13是一种由两个半环组成的 环，由螺栓17固定连接；万向内支承环13也可以为一体；叉轴19与轴孔42 互换，或者也可以将轴孔16与叉轴43互换；万向外叉环14可为一种叉轴座的 形式， 一个叉轴座带有一根叉轴43，每个叉轴座可单独与外界连接，或者，两 个叉轴座为一体，与外界连接，两根叉轴43的轴线同轴。
杠杆弯轴39由驱动臂轴38,阻力臂轴8，中间轴10构成，中间轴10装配
8与驱动轮25和被动轮7的同轴线相交，其相交 点与万向传动轴承座37的中心点重合，中间轴10的上端固定装配在阻力臂轴8 的下端，中间轴10的下端固定装配在驱动臂轴38的上端驱动臂轴38径向上 设置有通槽18，通槽18内设置有两条上下平行的作用带21，作用带21的中心 线与驱动臂轴38的轴线相交或平行，驱动轴23径向穿过驱动臂轴38,装配在 作用带21之间，驱动轴23两端装配有滑动轴承63,滑动轴承63装配在驱动轮 25轴向设置的两条通槽41上，驱动轴23两端通过滑动轴承63与无级调速装置 24连接在一起；无级调速装置24由调速板61，同步环52,轴54,轴承53导轴 56构成，同步环52通过销轴62与滑动轴承63和驱动轴23端部连接在一起， 同步环52外缘设置有凹槽，凹槽内装置有轴承53,轴承53通过轴54与调速板 61连接在一起，调速板61下端两侧设置有直线轴承55，直线轴承55与导轴56 装配在一起，导轴56—端与轴承座27连接，另一端与万向传动轴承座37连接， 导轴56的轴线与驱动轮25和被动轮7的同轴线平行；驱动轮25的上端设置有 轴承57,轴承57与稳定套58安装在一起，稳定套58与万向传动轴承座37的 万向外叉环14通过嫘栓60连接在一起。
双矩传动装置2的工作过程，在万向传动轴承座37上，驱动轮25通过驱 动轴23偏心驱动驱动臂轴38使杠杆弯轴39回转运动，安装在轴承II上的中间 轴10的轴线与杠杆弯轴39的回转轴线相交，其相交点的两边中间轴10的轴线 围绕杠杆弯轴39的回转轴线转动，中间轴10带动万向内叉环12围绕两根叉轴 19的同轴线任意方向来回摆动，两根叉轴19带动万向内支承环13围绕两个轴 孔16的同轴线任意方向来回摆动，万向外叉环14通过两根叉轴43与两个轴孔 16承载万向内支承环U，万向外叉环14固定不动；杠杆弯轴39通过万向传动 轴承座37做支点，实现杠杆弯轴39围绕其回转轴线回转运动，杠杆弯轴39上 的阻力臂轴8通过阻力轴9驱动被动轮7回转运动。
参照图4是双矩传动装置的一种形式，该种双矩传动装置由带可调心轴承的 轴承座64,中间轴IO,驱动轮25，被动轮7，驱动轴B，阻力轴9以及轴承座 构成，其中一种带可调心轴承的轴承座64是万向传动轴承座37的一种形式，带 可调心轴承的轴承座64由内球环65与外球环66构成，中间轴10是杠杆弯轴
939的一种形式，中间轴10的上端与阻力轴9连接，阻力轴9与被动轮7连接， 被动轮7与输入中心齿轮3下端的输入轴连接；中间轴10直接安装在外球环66 的中心孔上，中间轴10的下端与驱动轴23连接，驱动轴23与驱动轮25连接， 驱动轮25的输入轴与轴承26连接，轴承26与轴承座连接，中间轴10的轴线与 驱动轮25和被动轮7的同轴线X卜Xi相交，其相交点是带可调心轴承的轴承座 64的中心，中心点两边中间轴10的轴线围绕轴线Xi—Xi转动，中间轴10带动 外球环66围绕中心点任意方向回转运动，驱动轮25通过驱动轴23偏心驱动中 间轴IO回转运动，中间轴10上端阻力轴9驱动被动轮7回转运动。
参照图4，图5,在由双矩传动装置2与无级变速装置1构成的传动系统中， 轴线Xi—Xi是杠杆弯轴39的回转轴线与无级变速装置1的轴线同轴，在杠杆 弯轴39上，驱动臂轴38的作用轴线，阻力臂轴8的作用轴线与中间轴10的轴 线在一个平面上，驱动轴23偏心作用在驱动臂轴38的作用轴线上，作用力为Fi, 作用力Fi与轴线Xi—Xi的回转作用半径为ri:或者，图4所示的杠杆弯轴39 就是中间轴IO，驱动轴23偏心作用中间轴10的轴线上，作用力为Fi,作用力 Fi与轴线Xi—Xi的回转作用半径为ri; Fi与ri产生的扭矩为Mi，又称为动力源 扭矩，输出功率为Pl，驱动轮25的回转角速度为0)1，称为动力源扭矩角速度； 与轴线Xi—Xi相互垂直相交的轴线为Xz—X2，其相交点为万向传动轴承座37 的中心点，杠杆弯轴39以万向传动轴承座37做支点，并在其上作回转运动，作 用力Fi通过驱动轴23作用在杠杆弯轴39上，围绕轴线Xi—Xi回转运动的同时， 作用力Fi使得杠杆弯轴39在轴线X2—X2方向产生一个瞬时内弯矩M,瞬时内 弯矩M的瞬时角速度为o)，由于驱动轴23与杠杆弯轴39之间无相对运动，瞬 时内弯矩M是由作用力Fi作用产生的
M产FiXri (1-1)
M-FiXU Li是作用力Fi到轴线X2—X2的距离；
M-MiXLi/ ri (1-2) 瞬时内弯矩M的方向与扭矩Mi的方向总是相互垂直，瞬时内弯矩M的方向总是在改变，具有瞬时性，瞬时内弯矩M使得阻力臂轴8偏心作用在阻力轴9 上的作用力为F2，被动轮7与阻力轴9没有相对运动，作用力F2作用在被动轮7 上，是一个内力，由于瞬时内弯矩M的瞬时性与作用力F2的瞬时性是对应的，
作用力F2到轴线X2—X2的距离为L2;参照图4，作用力F2围绕Xl — Xl作用半
径为r3时的扭矩为M3，
F2-FiXLi/L2 (1-3) r3/ri=L2/Li
r3=nXL2/Li (1-4) 由M3-F2Xr3，式(1-1)，式(1-3)，式(14)得
M3=Mi ，
M3在r3作用处的大小与Mi相等，Ml通过刚体杠杆弯轴39在n作用处的力 矩大小和方向与M3相等和相同。
将作用力F2由ra的作用处平移至T2的作用处，F2相对轴线Xi—Xi的内力
矩为M2，内力矩M2与M3的关系为
M2/M3=T2/r3
M2=M3Xn/r3 (1-5) 由式(1-1),式(1-2),式(1-3)，式(14)得 M2=MiXi2XLi/nXL2
设h-r2/ri， tl为作用半径比；h-Ll/L2， t2为杆比，
M2=MiXtiXh (1-6)
由式(1-6), "xb的乘积为双矩传动装置2的传动比，改变n和r2以及
Li和L2，都会改变ti和h。例如，改变Li的长度，当Li大于L2时，Li越大，
M2就越大，杆比"就越大；同样，改变半径I2也会改变作用半径比U。选择大
小不同的作用半径比h和杆比h，对应的M2大小不同，与M2对应的瞬时内角 速度为W2;当作用力Fi在杠杆弯轴39上，选择不同的Li和ri，得到不同作用
1位置时，il和l'2都将得到改变。
在双矩传动装置2上，Fl相对轴线X2 —X2方向，由角动量定5早
f2 M = J6(oZj - J膽" (2-1) '
式(2-1)中coa和cob为瞬时内弯矩M的瞬时内角速度w从O)a至Ucob状J&的
始末瞬时内角速度；杠杆弯轴39在轴线X2—X2方向的转动惯量为Jg。当驱动 轴23作用在不同的位置时使得Li和ri的大小不同，作用力Fi相对X2-X2轴线 的作用位置不同，设作用力Fi在Li和ri的最大作用尺寸的扭矩为Ma,瞬时内
角速度为wa，此时作用力Fi的作用点到轴线X2-X2的转动惯量为Ja;改变作用
力Fi的作用位置使得M由Ma变换到Mb，瞬时内角速度w由wa变换到wb，由
平行轴定理，杠杆弯轴39的转动惯量Jg将由Ja变换到Jb;由此，当杠杆弯轴 由Ma变换到Mb时，杠杆弯轴39在X2-X2轴线方向的转动惯量Jg和瞬时内角
速度w都将发生变化；与作用力Fi对应的作用力F2也将发生变化，内扭矩M2
随之对应变化；由式(1-2) Li和ri是常数，由式(2-l)，实际上是Ml对杠杆弯 轴39作用在X2-X2轴线的动量变化。
当作用力Fl固定在一个位置作用时，由于恒功率下，输入的动力源扭矩Ml
及其角速度wi是常量，由式(2-l) ooa和wb为一常量，瞬时内角速度co速度变化
率为零，M是常量，由式(1-6)得到的M2及其瞬时内角速度C02也是常量。
在无级变速装置1上当输入扭矩Mi作用时，其输出端将产生一个输出扭矩 M4,对应的输出角速度为C04:
M4-Mf = Jf Xp4 (2-2)
式中Mf为阻力矩，Jf为负载的转动惯量，p4为无级变速装置l输出端的角 加速度；
对于无级变速装置l，当功率P1恒定输入时，无级变速装置l的输出角加速 度P4在不断的减小，输出扭矩M4也随之减小，输出角速度CJ4不断增大，无级
12变速装置1的输出角动量处于增量过程中；
由于无级变速装置1的运动特性，当输出扭矩M4形成的同时，其反作用扭 矩M4f就会通过无级变速装置1将扭矩M4f作用到无级变速装置f的输入端半 径r2的作用处，使得内扭矩M2成立，M4f与M2大小相等，方向相反是一对作 用与反作用扭矩。 .
M4f=- (Jf X卩4 + Mf)
'M2-M4f=JXp4 (2-3)
式中J为F2相对Xl-Xl轴线，在作用半径r2处的转动惯量； 在无级变速装置1的输入端与输出端当大小相等，方向相反的一对M4f与
M2成立时，由式(2-3)角加速度p4为零，由式(2-2)输出扭矩M4与阻力矩Mf大 小相等，方向相反，动力源扭Ml通过双矩传动装置和无级变速装置1与负载产 生的合外力为零，输出角速度OJ4为常量，总角动量保持不变，符合角动量守恒 的条件，正向无级变速装置处于W4匀速运行阶段，当M4f与M2对应作用匀速
运行时，U02与O)4大小相等，方向相同。
由式(1-6)作用力Fi在杠杆弯轴39上，由Li和n的最大作用尺寸到最小
作用尺寸变化时，M2也随之减小其瞬时内角速度UJ2随之增大；无级变速装置1
输出端的运动特性也是随着输出扭矩M4的减小，其角速度C04在增大。
正向无级变速装置正向无级变速的原因是，外载荷一定，输入功率Pl为恒
功率，作用力Fl改变作用位置使得M2由大变小时，当M2小于M4f时，由于恒
功率的作用，无级变速装置1输出端恢复差动齿轮传动系无级自动变速装置自动
无级变速的状态，角加速度P4继续变小，输出角速度U)4变大，M4f变小，当M4f 减小到与M2的大小相等时，这时角加速度p4为零，无级变速装置l输出端将以 增大后的角速度W4匀速运行，作用力Fl不断改变作用位置，使得M2不断变小， 就会得到不断增大的角速度W4的匀速运行。
13以上无级变速的过程，是通过作用力Fl在杠杆弯轴39的驱动臂轴38的不 同位置作用，改变内扭矩M2与M4f的平衡状态，实际改变无级变速装置1输出
端输出角速度0)4与角加速度P4的是恒功率下动力源输入扭矩Mi 。它是利用了差
动齿轮传动系无级自动变速装置，在恒功率下负载一定时，加速过程只有动量的 不断增加，在此过程中恒功率使其总是存在加速度的倾向；在无级变速装置1 输入端加入双矩传动装置2，可使其在加速度过程中主动得到不同的M2与M4f
的平衡状态，以得到不同的角速度U)4匀速运行。IH向无级变速装置可以在角加 速度P4不断减小，角速度W4不断增大的正方向实现无级变速。
iH向无级变速装置在正向无级变速过程中，只能无级调速得到比上一级增大
的角速度W4，如果要将角速度W4减小，可通过改变无级变速装置1输出端外负
载的状态，或改变输入功率的方法，来影响输出扭矩M4，以达到角速度OJ4减小
的目的；不能通过改变内扭矩M2来减小角速度0)4，内力矩不能改变无级变速装 置1的输出状态。
图1，图2和图3所示的是lH向无级变速器的一种具体装置，具体工作过程
如下
动力源扭矩通过驱动轮25和驱动轴23驱动驱动臂轴38使杠杆弯轴39在万 向传动轴承座上回转运动，杠杆弯轴39上的阻力臂轴8通过阻力轴9驱动被动 轮7回转运动，被动轮7带动输入中心齿轮3，使得无级变速装置1将输入中心
齿轮3的运动分解合成后，通过输出中心齿轮44输出做回转运动；正向无
级变速器是通过调节作用半径比il和杆比l'2，來达到无级变速的目的，置于驱动
臂轴38径向上的驱动轴23，通过作用带21带动驱动臂轴38 —起转动；无级调 速装置24带动驱动轴23可以上下往复移动，由于作用带21中心线与驱动臂轴 38的轴线相交，驱动轴23处于驱动臂轴38的通槽18不同位置，驱动轴23通 过作用带21对驱动臂轴38的作用半径不同；同时，由于驱动轴23在驱动臂轴 38轴向上的不同位置，使得驱动轴23在驱动臂轴38的作用长度不同，双矩传 动装置可以获得不同的作用半径比和杆比，输出中心齿轮44的输出速度和输
14出扭矩随之改变。
在双矩传动装置2中，设置与驱动臂轴38和驱动轮25安装在一起的驱动轴 23到万向传动轴承座37中心点的位置不变，Li为一个定值，同样设置L2为一 个定值，双矩传动装置2的传动比为一个固定传动比，由双矩传动装置2与无级 变速装置1构成的正向无级变速器成为一种有固定传动比的正向减速器。
正向充级变速器或正向减速器是通过改变双矩传动装置2的传动比来达到无 级变速或减速的目的，由于双矩传动装置2是由轴承传动实现的传动比，传动效 率高，正向无级变速器变速后的传动效率可以保持不变，相比传统的摩擦无级变 速器，效率更高，与传统的只能通过改变齿轮半径来得到各种传动比的齿轮变速 器相比，节省了钢材的用量。
参照图6是本实用新型的一种具体实施例的传动方式，本示意图中的双矩传 动装置2是一种简易画法，双矩传动装置2的被动轮7，通过装配在轴承座上的 轴88与伞齿轮89相互装配固定在一起，伞齿轮89与伞齿轮92相啮合，伞齿轮 92与装配在轴承座上的轴90装配在一起，伞齿轮92可在轴90上轴向移动，与 伞齿轮92对应的是伞齿轮91，伞齿轮91装配在轴90上，伞齿轮91可在轴90 上轴向移动，轴90的两端并联装置了两套无级变速装置1，轴90两端与两个输 入中心齿轮3装配在一起，伞齿轮89，伞齿轮92和伞齿轮91与轴90和轴88 一起构成输入中心齿轮3的输入传动装置。本实施例的实施，是将双矩传动装置 2输出端动力源扭矩Ml和内力矩M2，
通过伞齿轮89，伞齿轮92和伞齿轮91与轴卯和轴88 —起构成的输入传 动装置可以将Mi和内力矩M2自然分配到两套无级变速装置1上，即当轴90的 两端的无级变速装置1受到的外载荷出现一个大一个小时，由于力矩在同一轴上 能够对应分配，Mi和内力矩M2会根据两端载荷各自的大小，可以自然分配到 轴90的两端；利用这一特性，用于汽车的动力驱动，带动两个并行的汽车轮， 是一种新型的汽车变速驱动装置，用于汽车时在正向无级变速上，汽车可以得到 高效变速器传动效率，汽车减速时可以通过干预正向无级变速器的输出扭矩来达 到减速的目的，如，采取将汽车减速时产生的动能回收利用，同时影响输出扭矩， 来减小输出速度；双矩传动装置2保持一个方向转动时，伞齿轮92与伞齿轮91
15互换，可以使两个齿轮差动轮系1的输出端实现正反两个方向的转动。
参照图7是本实用新型的一种具体实施例的传动方式，本示意图中的双矩传 动装置2是一种简易画法，将两套双矩传动装置2并联在一起，下端的双矩传动 装置2的被动轮7，与装配在轴承座上的轴93装配连接，轴93上端装配连接齿 轮94，上端的双矩传动装置2的驱动轮25与装配在轴承座上的轴95装配连接， 轴95下端与齿轮96装配连接，齿轮94与齿轮96相互啮合，上端的双矩传动装 置2的被动轮7通过装配在轴承座上的轴97与同步带轮98相互装配在一起，轴 97的上端与左面无级变速装置1的输入中心齿轮3装配连接，同步带轮98通过 同步齿行带99与同步带轮100连接，同步带轮100通过装配在轴承座上的轴101 与右面无级变速装置1的输入中心齿轮3相互装配连接。
本实施例的实施，两组双矩传动装置2传动比，与齿轮94与齿轮95的传动 比的乘积，使得无级变速装置1的输入端可以保持动力源扭矩M1的输入，又可 以使得内力矩M2得到两级双矩传动装置2传动比和齿轮94与齿轮95的传动比； 两组并联的无级变速装置1可以自然分配由双矩传动装置2传递过来的扭矩Ml 和M2。该实施例适用于相互平行对外做功的装置，如可以平行带动一对船舶的 螺旋桨，可以是一种新型的船舶变速驱动装置。
以上两套双矩传动装置2并联在一起的连接处，将两组双矩传动装置2直接串 联在一起，得到两组双矩传动装置2传动比的乘积。
权利要求1，一种正向无级变速器由无级变速装置和双矩传动装置构成，其特征在于，所述的无级变速装置由齿轮差动轮系构成，所述的双矩传动装置由驱动轮，驱动轴，杠杆弯轴，万向传动轴承座，阻力轴，无级调速装置，被动轮构成，杠杆弯轴由驱动臂，中间轴，阻力臂构成，杠杆弯轴安装在与外界固定连接的万向传动轴承座上，杠杆弯轴的回转轴线通过万向传动轴承座的中心点，阻力臂通过阻力轴与被动轮安装在一起，驱动臂上设置有驱动轴，驱动轴装配在驱动臂内的作用带上，驱动臂内的作用带的中心线与驱动轮与被动轮的同轴线相交或平行，驱动轴通过驱动轮与无级调速装置连接，无级调速装置和驱动轴可在驱动臂的轴向上和驱动轮的轴向上轴向往复移动，驱动轮与安装在轴承座上的输入轴连接在一起，被动轮通过输入中心轮的输入轴或者输入传动装置与无级变速装置的输入中心轮连接在一起。
2，根据权利要求l所述的一种正向无级变速器，其特征在于，所述的双矩传动装置中，设置与驱动臂和驱动轮安装在一起的驱动轴到万向传动轴承座中心点的位覽不变，设置与阻力臂和被动轮安装在一起的阻力轴到万向传动轴承座的中心点的位置不变，TH向无级变速器可成为一种正向减速机。
3，根据权利要求1所述的一种IH向无级变速器，其特征在于，所述的无级变速装置可为差动齿轮传动系无级自动变速装置。
4，根据权利要求l所述的一种正向无级变速器，其特征在于，将所述的双矩传动装置可串联设置，或者将所述的双矩传动装置可并联设置。
5，根据权利要求l所述的一种正向无级变速器，其特征在于，所述的无级变速装置可并联设置，将所述的双矩传动装置通过输入轴或者输入传动装置与并联设置的无级变速装置中的输入中心轮连接在一起。
6， 一种双矩传动装置，由驱动轮，驱动轴，杠杆弯轴，万向传动轴承座，阻力轴，被动轮构成，其特征在于，所述的杠杆弯轴由驱动臂，中间轴，阻力臂构成，或者，杠杆弯轴由中间轴构成，在万向传动轴承座上，杠杆弯轴的中间轴安装在轴承上，轴承安装在万向内叉环的中心孔上，力'向内叉环径向两端的两根叉轴安装在万向内支承环的两个轴孔上，万向外叉环径向两端的两根叉轴安装在万向内支承环的两个轴孔上，万向内叉环径向两端的两根叉轴的同轴线与万向外叉环径向两端的两根叉轴的同轴线相互垂直相交，万向外叉环与外界固定联接，被动轮与安装在轴承座上的输出轴连接在一起，阻力臂通过阻力轴与被动轮安装在一起，驱动臂通过驱动轴与驱动轮安装在一起，驱动轮与安装在轴承座上的输入轴连接在一起，杠杆弯轴的回转轴线通过万向传动轴承座的中心点，并与驱动轮和被动轮的同轴线重合。
专利摘要本实用新型涉及机械传动的一种正向无级变速器，由无级变速装置和双矩传动装置构成，无级变速装置由输入中心轮，输出中心轮，以及设置在输入中心轮与输出中心轮之间的差动元件构成，输入中心轮轴线与输出中心轮轴线同轴，是一种由差动齿轮传动系构成的无级自动变速装置，双矩传动装置由驱动轮，驱动轴，杠杆弯轴，万向传动轴承座，阻力轴，无级调速装置，被动轮构成，正向无级变速器是在无级变速装置输出端正加速方向，通过调节双矩传动装置的作用半径比和杆比，来达到正向无级变速的目的，比现有的无级变速器，效率更高，可以有效的节省能源节省制造成本，作为动力源扭矩向外做功的中间变速机构，可以广泛地应用于各种机械装备。
文档编号F16H37/12GK201407328SQ20092000536
公开日2010年2月17日 申请日期2009年2月11日 优先权日2008年2月20日
发明者陈茂盛 申请人:陈茂盛