专利名称：超越齿轮变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及变速系统，具体涉及电力、发动机、液压驱动的超越齿轮无级、有级变
速器O
背景技术：
齿轮无级变速系统对于所有需要变速的领域来说都是十分重要的，它能使所有领域的各种工业条件下的产品始终保持最高效率，而且能给所有领域的操纵系统带来方便， 能使汽车发动机降低油耗，减少排放废气中的有毒气体，减少产生的空气污染。如众所周知的那样，从V型橡胶带的无级变速器CVT到V型金属带CVT，再到滚轮转盘式CVT，摩擦传动 CVT的研究已经持续了整整2个世纪。尽管摩擦传动无级变速器的发展已经达到很高的水平，但齿轮和离合器相结合的手动式变速器MT依然占据半壁江山，超越齿轮无级变速器才是人类更高目的的技术追求。到了 20世纪中叶，出现了液力变矩器和行星轮相结合的自动变速器AT，AT向着变速箱行星排数发展，结果导致了自动变速器趋于大型化、复杂化，并将电脑控制的TOM技术带到自动变速器中，成了新一代的自动变速器“T0M-CVT”，即使这样， 它也不是真正的齿轮无级变速器。而今各国研制的自动变速器，零件数量很多，结构非常复杂，例如欧洲车系中的 5L-40-E五档自动变速器零件总数量达1020件(含机械、液压、电控三类零件)，日本凌志 LS400轿车中的A342E自动变速器零件总数量达435件(未含电控零件)、精密零件193件， 上下阀板上有几十条油道，结构非常复杂。其结果导致变速箱的制造修理成本昂贵。我国发明专利申请号CN101825162AC(中请公布日2010. 09. 08)的一种行星齿轮无级变速器，是通过变频调速电机实现有限区段的齿轮无级变速器，该行星齿轮的啮合关系本身仍然是有级的，不是无级的。中国发明专利申请公布号CN10192253.4A(申请公布日 2010. 12. 22)的电磁行星齿轮无级变速器，磁通量的制挚对间隙非常敏感，间隙大l_3mm会对吸力或斥力产生非常大的影响；另外选用系杆为主动件太阳轮为从动件，其传动比i较小，会降低机械传动效率，也不可能实现调速比R从0到150。然而，到目前为止，自动变速器不是真正的齿轮无级变速传动，世界上这些极具市场竞争力的齿轮无级变速器系统并未出现，应用在轻型小汽车上的只是自动变速器和摩擦传动的无级变速器CVT，对于汽车工业来说没有齿轮无级变速器参与传动，这不能不说是汽车工业发展的一个缺憾。
发明内容①发明目的本发明的目的是提供一种调速范围宽、不打滑、传递功率大、传动比准确、可以自由改变传动比，实现前进、倒退、超速的全程无级变速、传动效率高的新产品，并适用于所有领域，特别是工业、国防、机床、化工、轻工、汽拖、农业、船舶、流体机械、空调，适用于所有轻、中、重各种工程机械、起重运输机械，无需摩擦传动，无需变速杆能连续变换输出转矩的一种新型超越齿轮无级变速器和一种超越齿轮有级变速器，打破齿轮传动只能有级变速， 不能无级变速的传统说法，并取代现有的变速器和汽车自动变速器及部分摩擦传动设备。 用超越齿轮双转子输出机构原理去发明一些新产品。有非常广泛的应用前景。②采用的技术方案本发明的技术解决方案是这样实现的能够实现超越齿轮变速器的目的，包括电力驱动的超越齿轮无级变速器的曲柄滑块机构，人工或电力无级调速机构，超越齿轮联动输出机构。能够实现超越齿轮变速器的目的，包括发动机驱动的超越齿轮无级变速器的联动换向机构，曲柄滑块机构，人工调速的无级变速机构，超越齿轮联动输出机构。能够实现超越齿轮变速器的目的，包括电力驱动的超越齿轮有级变速器的减速机构，超越联动双转子输出机构。能够实现超越齿轮变速器的目的，包括机壳，发动机分动箱齿轮驱动的前轮超越齿轮和油缸控制的差速锁防滑机构和由主减速器轴驱动的超越齿轮组件和油缸控制的后轮差速锁防滑机构，选用超越齿轮组件可减少操作次数(前进或倒退)。能够实现超越齿轮变速器的目的，包括液压调速并驱动的超越齿轮无级变速器，由单缸双作用活塞杆齿条驱动的超越齿轮联动输出机构、行程开关和调速阀控制无级调速机构。能够实现超越齿轮变速器的目的，包括液压调速并用双缸双齿条驱动的超越齿轮无级变速器，包括机壳， 导轨、双缸双活塞杆齿条、超越齿轮联动输出机构、用行程开关和调速阀控制的无级调速机构。能够实现超越齿轮变速器的目的，包括浮体双齿条驱动的齿轮无级变速器，包括机壳、 导轨、浮体齿条驱动的超越齿轮联动输出机构、增速机构，发电机组件。本发明的超越齿轮变速器，有5个超越齿轮无级变速器，4个超越齿轮有级变速器。说明如下其一，由电力调速并驱动的超越齿轮无级变速器。其二，由发动机驱动并人工调速的超越齿轮无级变速器。其三，由液压调速单缸双作用活塞杆齿条驱动的超越齿轮无级变速器。其四，由液压调速双缸双活塞杆齿条直接驱动的超越齿轮无级变速器。其五， 由浮体双齿条驱动并调速的超越齿轮4级增速无级变速器。其六，由电力驱动的超越齿轮有级变速器。其七，由发动机驱动的超越齿轮有级变速器。其八，由发动机分动箱和主减速器轴分别驱动的前后轮超越齿轮有级变速器的差速锁防滑机构。其九，由发动机驱动的直升机用双转子螺旋桨机构。所述的由电力调速并驱动的超越齿轮无级变速器，包括外壳、电机、齿轮减速器、 曲柄滑块机构、超越联动输出机构。上述的齿轮减速器，包括电机、弹性联轴器、轴、轴承、 齿轮对，将电机转速降至O50——800)r/min,以防在旋转筒的转速过高，产生很大的离心力。上述的曲柄连杆滑块机构，包括支承盘、旋转筒、大轴承、轴承座、轴承座下的弧形曲面垫块、丝杠、螺母曲柄、连接杆、导向柱、套筒、连杆、连杆销、齿条、导轨，整个丝杠与曲柄参与旋转并由2个轴承支承在箱体上原位转动。上述的超越联动输出机构，包括输入轴、齿轮、轴承、中间轴，中间轴上设置的齿轮组件、推力轴承和轴承，两联动齿轮设置内花键齿， 与中间轴上设置的两段外花键齿之一相啮合，联动齿轮中部设有拨叉槽和拨叉，输出轴上设有输出齿轮、轴承，中间轴上设置的齿轮组件控制联动齿轮的单向输出，拨叉控制输出轴的正/反转向，丝杠控制曲柄的位移，即控制齿轮齿条转速的大小。在驱动部分，带齿轮的支承盘，与旋转筒止口焊成一体，齿轮与支承盘螺栓连接，旋转筒被2个大轴承支承在机壳中。螺母曲柄与丝杠梯形牙啮合，曲柄一端外伸在导向柱上滑动，螺母与连接杆销焊接成一体。上述的电力调速机构，包括电机，弹性联轴器，轴承，轴，电磁离合器电刷，电磁离合器， 轴承，轴，齿轮对，套筒。上述的锥齿轮与丝杠固接在一起。通过电机的正/反转控制丝杠的正反转。超越联动输出机构是本发明的核心技术之一，超越联动输出机构中的齿轮组件控制联动齿轮的单向输出，拨叉控制输出轴的正/反转向。
所述的发动机驱动并人工调速的超越齿轮无级变速器，除人工控制调速机构的零件稍多于电力调速并驱动的超越齿轮无级变速器的电力调速部分的零件外，其余的减速器，曲柄滑块机构和超越联动输出机构均与独立权利要求的必要技术原理一样，即与
一样。人力拨叉控制两个联动锥齿轮的正反转向，即控制丝杠的正反转向，其转速以 50r/min左右为宜。所述的由液压调速并驱动的超越齿轮无级变速器，当曲柄滑块机构中的滑块齿条被活塞杆齿条代替后，在后续部分的结构原理与W008]超越联动输出机构的结构原理相同。所不同的是其无级调速是由液压调速阀和行程开关完成的。由于液压调速可大范围实
现无级调速，其调速比^二，！ = 100:1 2()()():1°往复运动可达GOO——1000)次/min，旋
"mm
转运动的换向频率可达500次/min。所述的液压调速双活塞杆齿条直接驱动齿轮组件的齿轮无级变速器，其超越双转子输出机构中的两个联动齿轮在轴向是不移动的，两个联动齿轮只是跟着中间轴旋转，由于齿轮组件控制中间轴上两个固接齿轮的单向输出，故在输出轴上形成超越双转子输出机构。无级转速的形成与W010]相同。所述的由浮体齿条直接驱动并调速的超越4级增速齿轮无级变速器。该超越齿轮无级变速是由浮体齿条最大振幅和频率决定的，据初算需要4级增速即可实现潮汐发电。所述的由电力驱动的超越齿轮有级变速器，它由机壳、减速器、和超越双转子输出机构3个部分组成，其中超越双转子输出机构与W011]的超越双转子输出机构的原理、结构相同。所述的由发动机驱动的超越齿轮有级变速器，结构原理同W008]，只是所取动力对象不同而已。③有益效果本发明的超越齿轮无级变速器，通过四控装置控制丝杠曲柄的正反转位移，即控制齿条齿轮的传动比i，即可调节输出轴的前进转速、超速转速、倒档转速，部是无级的，也可得到空档转速为0。变换设置在联动齿轮中间拨叉的位置，即可调节输出轴的正反转向。 本发明的超越齿轮无级变速器，不但可以代替传统的变速器，而且可以替代车辆中的自动变速器。本发明的零件数量用在自动变速器中只有173件，与日本凌志LS400轿车中的 A341E和A342E自动变速器相比较，A341E和A342E自动变速器零件总数量达435件，零件总数量减少60%。我国自行设计的^3040x16型摇臂钻床，齿轮齿条加蜗轮蜗杆共51件， 若用本发明两台摆线针轮减速电机去驱动，只要齿轮12个，齿轮零件总数减少78%。若用本发明的液压超越齿轮机构去设计，齿轮数量只有8件，零件总数减少84%，X6132型铣床 60个齿轮，滚齿机床齿轮总数56个；用本法去设计，零件数量会减少62%。超越齿轮无级变速器还适合于干燥机、双转子扑翼机、双转子抓斗、木材旋切机、双鼓轮刨切机、掘进机械等的设计。不仅如此，而且可以替代传统的摩擦传动产品。现有机构有许多可与本核心技术连接，产生新的设备。传统的潮汐发电，需要修建水库，工程投资大，若是单库单向发电， 发电时间为9-11小时，若是单库双向发电(安装双向水轮机)，发电时间也只有14 一 16小时，还有双库单向型发电，发电时间也达不到M小时。若使用本发明超越齿轮传动增速的潮汐发电装置，发电时间为23-M小时，发电时间长，投资省。本发明的超越齿轮有级变速器的双转子输出机构，两个反向输出轴构成双转子结构，可用于搅拌机、螺旋桨、掘进机、珩磨机、锯片等等。直升机用双螺旋桨可增加升力，提高直升机的稳定性和机载量；用双转子多级轴流式压气机的原理可以制造轻型燃气轮机，用于发电领域、航空领域，还可应用在机器人研究领域；超越齿轮双转子原理还可应用在轻型转动三维雷达(非相控阵雷达和激光雷达)上，实现高空和低空的全方位跟踪。用于轴流式水轮机，可以使传统轴流式水轮机工作轮由单个螺旋桨变为双螺旋桨，使其发电能力提高40-50%，超越齿轮双转子输出机构应用于农业机械的收割机中，轴流式双转子旋转滚筒脱粒机中，使收割机和脱粒机提高效率1倍。超越齿轮应用在四轮(或六轮)驱动的汽车前后差速器中，可以得到非常好的差速锁机构，防止汽车打滑，比托森差速器中差速锁结构简单很多。奥迪80和90汽车上安装托森差速器有6个蜗轮，6个蜗杆和12个直齿轮和前后轴2个蜗杆组成，差速器壳有花键与空心轴连接。3个蜗轮轴沿差速器壳圆形断面等弦长安装，由此看到托森差速锁结构非常复杂。本发明的齿轮无级变速器不打滑、传递功率大、传动效率高、调速比准确可靠、调速范围宽，齿轮使用寿命长。本发明的实用调速比R = 0-150，传统调速比R = 2-5可。当液压活塞杆齿条直接驱动大齿轮，通过2级减速，可产生巨大的旋转力矩。通过4级增速，可实现潮汐发电。④工作原理超越齿轮无级变速器和超越齿轮有级变速器，将通过不同方式输入的无级转速或有级转速，经过中间轴上的齿轮组件的整流，使齿条和活塞杆齿条的往复运动转换为单向的转速输出。
图1电力调速并驱动的超越齿轮无级变速器的结构示意1是本发明说明书的摘要附图。图2发动机驱动并人力调速的超越齿轮增速无级变速器的结构示意3(a)液压调速单缸双作用活塞杆齿条驱动的超越齿轮无级变速器结构示意图。图3(b)为联动输出机构示意4(a)双缸双活塞杆齿条驱动的超越齿轮无级变速器的结构示意4 (b)为图4 (a)的A向结构示意图。图5 (a)浮体双齿条驱动的超越齿轮4级增速无级变速器的结构示意5 (b)为图5 (a)的B向结构示意图。图6电力驱动超越齿轮有级变速器结构示意图。图7发动机驱动超越齿轮有级变速器结构示意图。图8摩擦式棘轮机构局部结构示意图。当主动件(238)顺时针方向转动时，滚子 (237)被楔紧在(238)与中间轴039)的狭隙中，从而带动(239) —起转动，弹簧(236)有助楔紧性。反之，当主动件(238)逆时针运动时，滚子(237)松开，中间轴还是单向输出，图 8中序号(238), (239)与图1中的序号(26), (29)是原理相同的结构。图9六轮驱动汽车防打滑用的超越齿轮差速锁结构示意图。图10直升机用双转子螺旋桨机构结构示意图。图11旋转筒丝杠轴承座弧形曲面垫块立体图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实例，对本发明作进一步描述。实施例1 如图1所示的电力调速并驱动的超越齿轮无级变速器结构示意图，包括机壳，减速器，曲柄滑块机构，超越齿轮联动输出机构，电力调速机构。所述的减速器，包括电机⑴，弹性联轴器⑵，轴承⑶，齿轮对⑷、(5)，支承盘(6)，大轴承(7)，壳体⑶，旋转筒(9)，轴承座组件(10)，丝杠(11)，定位套筒(12)，螺母(13)(即为螺母曲柄)，曲柄连接杆(14)，导向柱套筒(15)，导向柱(16)，曲柄连杆销(17)，连杆(18)，曲柄连接杆一端焊接在螺母(1 上，一端支承连杆，中间在导向柱(116)中滑动。导向柱(16)固定在旋转筒 (9)上，丝杠两端支座通过弧形曲面块焊接在旋转筒(9)上，丝杠两端的支座被轴承支承， 使丝杠原位转动，旋转筒(9)被2个大轴承(7)支承在机壳内。丝杠的转速以50r/min为宜。旋转筒的转速以250 800r/min为宜。连杆(18) —端铰接在曲柄轴颈上，一端铰接在齿条00)的连杆销(19)上，齿条00)在固定导轨上往复运动。所述的旋转筒(9) 与轴承座(10)用螺栓连接在一起，旋转筒上设置2个大轴承(7)。驱动齿轮0 作往复旋转，齿轮0幻、(25)装设在超越联动输出机构的输入轴上，被轴承04)支承，中间轴09)上设置的齿轮组件( )，被推力轴承(XT)支承。齿轮组件中的齿轮控制联动齿轮 (30)、(38)的单向输出，设在联动齿轮拨叉槽(33)中的拨叉(34)控制输出轴(36)的正/ 反转向，联动齿轮设置的内花键齿(3 与设置在中间轴上的两段外花键齿(31)之一啮合， 另一对内外花键齿脱开，所述的拨叉应设空挡位置，联动齿轮(38)与输出轴上齿轮(35)啮合。在旋转筒(9)上还需增设2个弧形曲面块，使丝杠(11)在旋转筒上用轴承座支承。所述的电力调速机构，如图2所示，包括包括电机(39)，弹性联轴器(40)，轴承(41)，轴(42)， 电磁离合器电刷(43)，电磁离合器(44)，轴承(45)，轴(46)，锥齿轮07)、(49)，定位套筒 08)。通过电机(39)的正反转开关SA控制丝杠(11)上的齿轮09)的正/反转向，即控制了丝杠的正/反转向。输出轴(36)的正反转向是由拨叉(34)控制的。所述的曲柄滑块机构中的齿条正反位移，控制齿轮02)的正反转向，所述的超越齿轮组件06)控制中间轴输出联动齿轮的单向输出，实现超越齿轮的无级变速传动。所述齿轮组件的工作原理与图 8所示的摩擦式棘轮机构工作原理相同。图8中齿轮组件038)、驱动中间轴037)同向旋转，此时滚子(237)被楔紧，在(238)与中间轴039)的夹隙中，从而带动(239) —起转动， 反之，当主动件038)反转时即为超越。有的机构不需无级变速，就取消减速器，曲柄滑块机构，在图1超越联动输出机构的输入轴03)上，设置动力传动元件001)，使之与电机主动轮(199)连接(见图6)，就得到超越有级变速器。电机转子的正反运动，实现了超越齿轮的有级变速，超越齿轮双转子输出机构即为有级变速的输出传动机构。图1丝杠轴承座组件中的旋转筒弧形曲面垫块(见图11)。应使其曲率半径R与旋转筒外径R相等，并焊接在旋转筒上，并有严格的对称性。实施例2 发动机驱动并人力调速的齿轮无级变速器，如图2(a)、(b)所示，包括驱动和调速两部分，发动机驱动部分与实施例1的电力驱动部分元件及原理完全相同，所述的发动机人力调速部分，包括固定在调速机构上的齿轮对(111)、(109)，轴承座(113)， 轴(112)，拨叉(50)，离合器从动件(51)，离合器主动件(52)，行星轮系杆(53)，固定齿圈 (54)，行星轮(55)，太阳轮(56)，轴(57)，调速部分输入被动齿轮(59)，支承轴承(58)，发动机传动链输入齿轮(71)，曲轴动力齿轮对(68)，(69)，轴(67)，轴承(66)，花键孔内齿(64)， 轴外花键齿(63)，拨叉槽(62)，拨叉(61)，输出齿轮(70)，轴承(72)，轴(73)，齿轮对(74)、(75)支承盘(76)，联动齿轮(60)、(65)，轴(67)被轴承(66)支承，内、外花键齿只能一对同时参与啮合，而另一对脱离。联动齿轮(60)、(65)被拨叉(61)控制、交替地与输出锥齿轮(70)啮合，输出锥齿轮固接在轴(7 上，被轴承m支承，轴(7 上设置的齿轮(71) 与齿轮(59)啮合。人力控制拨叉(50)即控制了主动牙嵌离合器(5 与被动牙嵌离合器 (51)的啮合与脱离，即用人力调速最终输出齿轮(109)的正/反转向，即控制了丝杠(80) 的正/反转向。拨叉应设置三个位置，即有空档位置和左右工作位置。超越齿轮增速无级变速器，应使超越齿轮组件(96)与输入齿轮(％)啮合的传动比ix < 0和联动齿轮(108) 与输出轴上的输出齿轮(105)啮合的传动比iy<0，见图2(b)，2个传动比的绝对值应大于前4级减速比之和、，即有|ixXiy| >、。才能得到汽车高速行驶时类似的自动变速器中的直接档和超速档。所述的曲柄滑块机构中的齿条(90)的往复移动，实现了与齿条相啮合的旋转齿轮(9 的无级变速。所述的超越齿轮联动输出机构中，输入齿轮(95)，齿轮组件 (96)，中间轴(99)，联动齿轮(100)、(108)，输出轴上的输出齿轮(105)，输出轴(106)，拨叉 (104)，由于齿轮组件(96)控制联动齿轮的单向输出，拨叉(104)控制了输出轴(106)的正 /反转向，从而实现了汽车变速箱齿轮传动的前进档，倒档，超速档在各种工况下的无级变速。图2丝杠轴承座组件中的旋转筒弧形曲面垫块(见图11)，应使其曲率半径R与旋转筒外径R相等，并焊接在旋转筒上，有严格的对称性。实施例3 图3 (a)、(b)液压调速单缸双作用活塞杆齿条驱动的超越齿轮无级变速器结构示意图它包括液压缸(114)，双活塞杆齿条(115)，与齿条相啮合的齿轮(116)，导轨(117)，双活塞杆齿条行程开关(118)，输入锥齿轮(119)，锥齿轮组件(120)，联动齿轮 (121)，推力轴承(122)，轴承(123)，输出齿轮(IM)，输出轴(1 )，轴承(125)，联动齿轮内花键齿(127)，中间轴(1 )，拨叉(1 ),液压泵(130)，减压阀(131)，机动三位四通换向阀(132)，先导阀(133)，可变节流阀(134)。在图3中，油缸(114)，二腔的进回油状态由换向阀(132)控制，换向阀阀芯的位置由先导阀(133)控制，先导阀的位置由活塞杆齿条通过行程开关挡块、杠杆决定的。从油泵来的压力油一路进入换向阀(132)，一路经减压阀 (131)进入先导阀(133)，后经管道冲开可变节流阀(134)进入换向阀右端，使换向阀阀芯向左移动，换向阀中的压力油进入油缸右腔，推动活塞杆齿条向左移动，当齿条移到一定位置后，齿条上的挡块就拨动杠杆，使先导阀阀芯向右移动，先导阀中的辅助压力油，经换向阀(132)的左侧单向可变节流阀进入换向阀左端，推动换向阀阀芯向右移动，阀芯右移，切断油缸左腔的回油路和右腔的进油路，此时，活塞杆齿条不动，阀芯继续右移时，又开通新油路，使得从液压泵来的压力油进入油缸左腔，油缸(114)右腔的回油流回油箱。所以说可变节流阀控制了活塞杆齿条的换向速度和工作速度的快慢，并能进行无级调速。实施例4双缸双活塞杆齿条驱动的超越齿轮无极变速器，参见图4 (a)、(b)。包括导轨(146)，左油缸(13 ，左活塞杆齿条(136)，右油缸(138)，右活塞杆齿条(137)，左右行程开关(145)，左右齿轮组件(150)、(162)，中间轴(148)，支承中间轴的轴承(147)，中间轴 (148)上的固接齿轮(149)、(161)，输出齿轮(153)、(巧4)，输出轴(155)、(156)，输出轴内外轴承(159)、(160)，内外反向输出轮(158)、(157)。输出齿轮(153)、(154)与轴(155)、 (156)固接。齿轮组件(151)、(162)控制输出齿轮(152)、(161)的单向输出。图4(a)、(b) 为双缸双活塞杆齿条驱动的超越齿轮无极变速器的液压调速的同步回路机构，其工作原理是液压泵(14 被电机驱动，压力油分两路流出，一路流经三位四通电磁换向阀(143)，一
9路流经溢流阀(141)，从三位四通电磁阀换向出来的压力油，分两路流经两无杆油缸的两腔，两活塞杆油缸的油，经可变节流阀和三位四通电磁阀的中位流回油箱，两个并列的油缸 (135)、(138)分别用2个单向可变调速阀调节两缸活塞的运动速度使之同步运动。当两缸有效面积相等时，则流量也调整的相同，这种回路结构简单。当油缸中压力油过高，也就是系统中的压力大于溢流阀调定压力时，调压弹簧被压缩，阀门打开，压力油就流回油箱。通过单向调速阀实现超越齿轮无级变速和双转子的反向输出。实施例5图5 (a) (b)为浮体双齿条驱动的超越齿轮，4级增速无极变速器，它包括导轨(175)，中间轴(168)，轴承(169)，左右齿条(170)、(170)。左右齿轮组件(171)、(173)， 中间轴(168)上设置固定锥齿轮(172)为单向输出，输出齿轮(190)，输出轴(189)，轴承 (188)，2级增速内齿轮(187)，小齿轮(186)，轴(185)，轴承(184)，3级增速内齿轮(183)， 小齿轮(182)，轴(181)，轴承(180)，4级增速内齿轮(176)，小齿轮(177)，轴承(178)，发电机组件(179)。实施双齿条驱动的超越齿轮4级增速的条件假定标准的4级增速Σ i = I1Xi2Xi3X i4，是说在24小时内海水两次涨潮和落潮运动行程的潮差为1. 2 (m)，及1. 2 (m) 以上的地区，此时4级增速最大的内齿轮分度圆直径为7. 2 (m)，模数m = 30，锥齿轮大端分度圆锥为5. 4(m)。以我国齿轮机床能加工这两种齿轮为前提，通过4级增速就能实现潮汐发电，若设在杭州湾的钱塘江，最高潮差为8. 9(m)，按平均超差8. 5(m)计算，该4级增速的锥齿轮直径和最大内齿轮直径将比超差1. 2(m)的直径减少42. 5 %，无论几级增速，都不含齿轮齿条传动的减速比、，对钱塘江齿轮齿条的减速比、=2. 2176，对1. 2 (m)的标准4级增速，io = 15. 708。通过相关计算使发电机组件η彡1500r/min，达到要求，实现潮汐发电。实施例6图6为电力驱动超越齿轮有级变速器，它包括电机主动元件(199)，传动元件000)，从动元件001)，轴承002)，轴003)，超越联动齿轮输出机构中的输入齿轮 (204)，齿轮组件(206)，中间轴(210)，支承锥齿轮的推力轴承(209)和轴承(208)，联动齿轮007)，输出齿轮011)、013)，输出齿轮轴012)、014)，内外输出轴的轴承为015)、 (216)。拨叉(205)设有空档位置和左右工作位置，它控制输出齿轮011)的正/反转向，两联动齿轮(207)轮毂内加工有内花键齿，中间轴(210)在联动齿轮区段加工有两段外花键齿，其中一段外花键齿与内花键齿相互啮合，另一段内外花键齿是脱开的。齿轮组件(206) 确保输出齿轮013)的单向输出，输出轴可以是两个转向相反，也可以是两个转向相同。实施例7图7为发动机驱动超越齿轮有级变速器，它包括曲轴滑动支承(217)， 曲轴(218)，曲轴齿轮019)，传动齿轮Q20)，轴承021)，轴022)，联动输出机构的输入齿轮(223)，齿轮组件(2 )，联动齿轮(2 ),中间轴(229)，内输出齿轮及轴(230)、(231)， 外输出齿轮及轴(232)、(233)，内外轴承(234)、(235)。拨叉(224)设有空挡位置及左右工作位置，拨叉控制输出齿轮的正/反转向，齿轮组件控制两联动齿轮的单向输出，联动齿轮毂内加工有内花键齿，中间轴在两联动齿轮区段内设有两处外花键齿，其中之一外花键齿与内花键齿啮合，另一外花键齿与内花键齿脱离。输出轴可以是两个转向相反，也可以是两个转向相同。实施例8图9为四轮或六轮驱动汽车防打滑用的超越齿轮有级变速器差速锁机构，它包括后桥差速器O40)，变速箱的分动箱041)，变速箱042)，三缸发动机043)，前桥差速器044)，分动相输出动力齿轮045)，齿轮组件046)，控制油缸047)，后桥主减速轴输出最齿轮(248)，齿轮组件(249)，控制油缸(250)，由于汽车后轮或前轮打滑时，或是后侧单轮脱离地面，车轮空转时，驱动力为零。差速器就是使汽车转向时，把左右两个半轴不同的转速的车轮，分配相同的扭矩，当一个车轮的驱动力为零，则另一个车轮的驱动力也为零，这样汽车抛锚，为了防止左、右两个车轮打滑时，驱动力很小，或没有驱动力，在前后半轴上增设两个锥齿轮组件，锥齿轮组件能提供动力，使左右车轮得到发动机传来的动力， 汽车就不打滑了。锥齿轮组件是一个很好的差速锁。控制油缸就是当汽车打滑时，用油缸脱开动力齿轮(248)、(245)，在车轮打滑时，使锥齿轮组件(249)、(246)与动力齿轮(248)、 (245)啮合，防止车轮打滑，并用快速进退控制油缸的活塞杆。 实施例9图10为直升机用超越齿轮有级变速器双转子螺旋桨，它包括曲轴齿轮 (251)，传动齿轮(252)，轴承(253)，轴(254)，双转子联动输出机构输入锥齿轮(255)，锥齿轮组件(256)，手控二位四通控制阀(257)，双作用活塞杆油缸(258)，推力轴承(259)，轴承 (260)，中间轴(261)，联动齿轮(262)、(263)，输出齿轮(264)、(265)，内外输出桨轴(266)、 (267)，内外桨轴轴承(268)、(269)，内外桨毂盘(270)、(271)，内外双转子螺旋桨(272)、 (273)，在这里不涉及更多的螺旋桨组件中的零部件，只记载关键件。用手控二位四通换向阀控制双作用活塞杆固定油缸(258)，使直升机两螺旋桨(272)、(273)的转向相反或相同， 有利于提高直升机的稳定性。
权利要求
1.超越齿轮变速器，包括电力、发动机、液压驱动的超越齿轮无级变速器，浮体驱动的超越齿轮无级变速器，电力、发动机驱动的超越齿轮有级变速器，其特征是所述的电力驱动的超越齿轮无级变速器，包括机壳，曲柄滑块机构，超越齿轮联动输出机构，电力或人力无级调速机构；所述的发动机驱动的超越齿轮无级变速器，包括机壳，联动齿轮换向机构， 曲柄滑块机构，超越齿轮联动输出机构，人工无级调速机构；所述的液压调速并驱动超越齿轮无级变速器，包括机壳，单缸双作用活塞杆齿条驱动的超越齿轮无级联动输出机构；所述的液压调速并驱动的超越齿轮无级变速器，包括机壳，双缸双活塞杆齿条调速并直接驱动的超越齿轮无级联动双转子输出机构；所述的浮体双齿条驱动的超越齿轮无级变速器，包括机壳，导轨，超越联动输出机构，增速机构，发电机组件；所述的电力、发动机驱动的超越齿轮有级变速器，包括机壳，电力驱动有级减速机构，超越齿轮联动双转子输出机构；所述的发动机驱动的超越齿轮有级变速器，包括机壳，分动箱、主减速器轴分别驱动的前后轮超越齿轮及油缸控制的前后轮差速锁防滑机构；所述的发动机驱动的超越齿轮有级变速器， 包括机壳、有级减速器，超越齿轮双转子输出机构，螺旋桨组件。
2.根据权利要求1所述的超越齿轮变速器，其特征是所述的超越齿轮变速器是无级的，由电力驱动的曲柄滑块机构，包括电机(1)，弹性联轴器⑵、轴承⑶、齿轮对⑷、(5)、 旋转筒(9)，轴承座组件(10)丝杠(11)，螺母(13)、连接杆(14)，套筒(15)，导向柱(16)， 连杆销(17)、(19)，连杆(18)，齿条(20)，导轨01)，齿轮(22)，所述的超越齿轮联动输出机构，包括中间轴( )，中间轴输入齿轮(25)，齿轮组件( )，拨叉(34)，联动齿轮(30)， (38)，输出齿轮(35)，输出轴(36)，输出轴轴承组件(37)，所述的电力无级调速机构，包括电机(39)，弹性联轴器(40)，轴承(41)、轴(42)，电磁离合器电刷(43)，电磁离合器(44)， 轴承(45)，轴(46)，锥齿轮对(47)，(49)，套筒(48)。
3.根据权利要求1所述的超越齿轮变速器，其特征是所述的超越齿轮变速器是无级的，由发动机驱动的联动齿轮换向机构，包括机壳，曲轴齿轮对(68)、(69)，联动齿轮(65)， (60)，输出齿轮(70)，拨叉(61)，所述的曲柄滑块机构，包括齿轮对(74)，(75)，旋转筒 (79)，轴承座组件(78)，丝杠(80)，螺母(83)，连接杆(84)，导向柱(85)，套筒(86)，连杆销(87)，(89)，连杆(88)，齿条(90)，导轨(91)，齿轮(92)，所述的超越齿轮联动输出机构， 包括输入齿轮(95)，中间轴(99)，齿轮组件(96)，拨叉(104)，联动齿轮(100)，(108)，输出齿轮(105)，输出轴(106)，所述的人工无级调速机构，包括齿轮对(71)，(59)，行星减速器的太阳轮(56)，行星轮(55)，固定齿圈(M)，系杆(53)，离合器主动件(52)，离合器从动件 (51)，拨叉(50)，锥齿轮对(111)，(109)套筒(110)。
4.根据权利要求1所述的超越齿轮变速器，其特征是所述的液压驱动的超越齿轮变速器是无级的，由液压单缸双作用活塞杆齿条驱动并调速的超越齿轮无级联动输出机构， 包括机壳，油缸(114)，双作用活塞杆齿条(115)，齿条啮合齿轮(116)，导轨(117)，行程开关(118)；所述的超越齿轮无级联动输出机构包括输入齿轮(119)，齿轮组件(120)，中间轴 (1 )，拨叉(129)，内花键齿(127)，联动齿轮(121)，(121)，推力轴承(122)，轴承(123)， 输出齿轮(1 )，输出轴(1 )、输出轴轴承组件(125)。
5.根据权利要求1所述的超越齿轮变速器，其特征是所述的液压驱动的超越齿轮变速器是无级的，由液压双缸双活塞杆齿条调速并直接驱动的超越齿轮无级联动双转子输出机构，包括机壳、左油缸(135)，左活塞杆齿条(136)，右油缸(138)、右活塞杆齿条(137)、左右行程开关(145)，导轨(146)，中间轴(148)，轴承(147)，左右齿轮组件(150)、(162)，中间轴输出齿轮(161)、(149)，双转子内外输出轴(155)、(156)，双转子输出轴内外轴承(159)、 (160)，双转子输出齿轮(153)、(巧4)，双转子输出轮(157)、(158)，所述双活塞杆齿条驱动的超越双转子输出机构中间轴两个输出齿轮(149)、(161)与中间轴(148)固接。
6.根据权利要求1所述的超越齿轮变速器，其特征是所述的浮体驱动的超越齿轮变速器是无级的，由浮体驱动的超越齿轮无级变速器，包括机壳，导轨(175)，左右齿条 (170)，(170)，浮体(195)，加强部(194)，左右齿轮组件(171)、(173)，组件中间轴输出齿轮 (172)，4 级增速齿轮对(172)、(190)，(187)、(186)，(183)、(182)，(176)、(177)，轴(189)、 (185)、(181)(潮汐发电)，发电机组件(179)。
7.根据权利要求1所述的超越齿轮变速器，其特征是所述的超越齿轮变速器是有级的，由电力驱动的有级减速机构，包括电机，主动轮(199)，传动元件000)，从动轮001)， 超越齿轮联动双转子输出机构；所述的超越齿轮联动双转子输出机构，包括输入齿轮 (204)，中间轴(210)，齿轮组件(206)，拨叉(205)，联动齿轮(207)、(207)，输出齿轮(211)、 (213)，反向输出轴(212)、(214)，内外轴承(215)、(216)。
8.根据权利要求书1所述的超越齿轮变速器，其特征是所述的发动机驱动的超越齿轮变速器是有级的，包括发动机曲轴齿轮019)，输入轴齿轮020)，轴承组件021)， 轴022)，所述的超越齿轮联动双转子输出机构，包括输入齿轮023)，中间轴齿轮组件 025)，中间轴0 ),两个联动齿轮0沈)“2沈)，拨叉OM)，输出齿轮030)“232)，反向输出轴(231)，(233)，内外轴承(234)、(235)。
9.根据权利要求1所述的超越齿轮变速器，其特征是所述的超越齿轮变速器是有级的，由发动机分动箱齿轮驱动的前轮超越齿轮与油缸控制的前差速锁防滑机构，由主减速器轴驱动的后轮超越齿轮与油缸控制的后轮差速锁防滑机构，包括分动箱输出齿轮(M5)， 前桥半轴齿轮组件(M6)、油缸(M7)、后桥输入齿轮(M8)、后桥半轴齿轮组件(M9)、油缸 (250)。
10.根据权利要求书1所述的超越齿轮变速器，其特征是所述的曲柄滑块机构的丝杠 (11) 一端设有方铁，借用扳手，可人工控制输出无级转速。
11.根据权力要求1或8所述的超越齿轮变速器，其特征是超越齿轮变速器是有级的，由发动机驱动的减速超越齿轮联动双转子输出机构，包括机壳，减速器，超越齿轮联动机构，双转子输出机构，所述的减速器，包括发动机输入齿轮对051)、052)，轴承053)， 轴0 )，所述的超越齿轮联动机构，包括输入齿轮055)，齿轮组件056)，推力轴承 (259)，轴承(洸0)，中间轴061)，双活塞杆联动齿轮(262),(沈3)，所述的双转子输出机构，包括输出齿轮064)、065)，双转子输出桨毂轴066)、067)，双转子桨毂轴的内外轴承(268)、069)，直升机内外螺旋桨毂轴连接盘(270)、(271)，直升机螺旋桨(272)、(273)。
全文摘要
本发明涉及一种齿轮变速系统，特别涉及超越齿轮无级和有级两类变速系统。包括机壳、减速器、曲柄滑块机构、调速装置、超越联动输出机构、双转子输出机构。传统无级调速比R＝2-5，本发明的超越齿轮无级变速器调速比R＝nmax/nmin，当nmin＝0时，R＝∞，适用调速比R＝0-150，调速范围宽、结构简单，可满足前进、倒退、超速档对无级变速的需求。超越齿轮无级变速器可替代现有减速器、汽车自动变速器、传统摩擦设备，并在24小时内不停地利用潮汐发电，用本发明去设计现有的汽车自动变速器，零件总数量减少60％，并节油3-8％，用它去设计现有的摇臂钻床、铣床齿轮数量减少62％。总之，该超越齿轮无级、有级变速器适用于机械行业、国防工业的各个领域。
文档编号F16D41/064GK102182811SQ20111008330
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月27日 优先权日2011年3月27日
发明者欧阳富, 赵洪刚 申请人:欧阳富, 赵洪刚