专利名称：变径式无级变速机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械无级变速的一种机构，尤其是无级变速。
技术背景
目前公知的机械无级变速机构有两类摩擦类与脉动类，但是，这两类无极变速机构的缺点是显而易见的摩擦类由于靠摩擦传动容易打滑造成运行不稳定，无法输出大功率；脉动类动力输出有一定时间间隔造成了冲击，并且有颤振，这在许多机械中是绝对不允许的。发明内容
为了克服目前无级变速机构运行不稳定，无法输出大功率，损坏快，结构复杂，冲击和颤振，本发明提供一种变径式无级变速机构，该发明不仅结构简单，技术要求不高，无冲击，无颤振，运行稳定可靠，而且可以输出大功率。
本发明解决技术问题所采用的方法是
在箱体中有单向转动装置与变径装置，单向转动装置与变径装置用连杆连接；锯齿形齿轮1、锯齿形齿轮2、锯齿形齿轮3与锯齿形齿轮4固定在被动轴上，在锯齿形齿轮1 一侧有单向千厅连杆1，单向千厅连杆1 一端通过一轴承与被动轴联结，轴承内圈固定在被动轴上，轴承外圈固定在单向千斤连杆1 一端上，单向千斤连杆1另一端与单向千斤座1联接，单向千斤1 一端由弹簧压在锯齿形齿轮1上，单向千斤1另一端与单向千斤座1联接， 单向转动装置联接轴1固定在单向千斤座1上，连杆1 一端通过轴承与单向转动装置联接轴1联接，连杆1另一端通过轴承与变径装置联接轴1联接；在锯齿形齿轮2 —侧有单向千斤连杆2，单向千斤连杆2 —端通过一轴承与被动轴联结，轴承内圈固定在被动轴上，轴承外圈固定在单向千斤连杆2 —端上，单向千斤连杆2另一端与单向千斤座2联接，单向千斤 2 一端由弹簧压在锯齿形齿轮2上，单向千斤2另一端与单向千斤座2联接，单向转动装置联接轴2固定在单向千斤座2上，连杆2 —端通过轴承与单向转动装置联接轴2联接，连杆 2另一端通过轴承与变径装置联接轴1联接；单向千斤座1与单向千斤座2互为对称方向， 也就是说一个在上方一个在下方；在锯齿形齿轮3 —侧有单向千斤连杆3，单向千斤连杆3 一端通过一轴承与被动轴联结，轴承内圈固定在被动轴上，轴承外圈固定在单向千斤连杆3 一端上，单向千斤连杆3另一端与单向千斤座3联接，单向千斤3 —端由弹簧压在锯齿形齿轮3上，单向千斤3另一端与单向千斤座3联接，单向转动装置联接轴3固定在单向千斤座 3上，连杆3 —端通过轴承与单向转动装置联接轴3联接，连杆3另一端通过轴承与变径装置联接轴2联接；在锯齿形齿轮4 一侧有单向千斤连杆4，单向千斤连杆4 一端通过一轴承与被动轴联结，轴承内圈固定在被动轴上，轴承外圈固定在单向千斤连杆4 一端上，单向千斤连杆4另一端与单向千斤座4联接，单向千斤4 一端由弹簧压在锯齿形齿轮4上，单向千斤4另一端与单向千斤座4联接，单向转动装置联接轴4固定在单向千斤座4上，连杆4 一端通过轴承与单向转动装置联接轴4联接，连杆4另一端通过轴承与变径装置联接轴2联4接；单向千斤座3与单向千斤座4互为对称方向，也就是说一个在上方一个在下方；变径装置由U型槽1与U型槽2呈垂直状固定在从动轴两端，U型槽1中部靠近从动轴处开有口， 丝杆1两端通过轴承与轴承座固定在U型槽1两端，丝杆1两端丝口相反，在丝杆1中部U 型槽1开口处固定一丝杆伞状齿轮1，丝杆伞状齿轮1略伸出U型槽1开口处；U型槽2中部靠近从动轴处开有口，丝杆2两端通过轴承与轴承座固定在U型槽2两端，丝杆2两端丝口相反，在丝杆2中部U型槽2开口处固定一丝杆伞状齿轮2，丝杆伞状齿轮2略伸出U 型槽2开口处；丝杆伞状齿轮1与通过轴承固定在从动轴上的伞状齿轮1上的伞状齿相齿合，伞状齿轮1是一管状两侧边都有伞状齿，柱面也有齿，伞状齿轮1另一边的伞状齿与变向齿轮的伞状齿相齿合，变向齿轮通过轴承固定在变向齿轮轴上，变向齿轮轴垂直固定在从动轴上，变向齿轮另一边与伞状齿轮2上的伞状齿相齿合，伞状齿轮2是一管状两侧边都有伞状齿，柱面也有齿，伞状齿轮2另一边的伞状齿与丝杆伞状齿轮2相齿合；U型槽1中部固定一内径略大于伞状齿轮1的圆管1，在圆管1上套有轴承并通过轴承座固定在箱体上，在圆管1上还固定有与圆管1绝缘的铜环，铜环通过电线与限位传感器连接，它的作用是防止丝杆螺母运动超过范围，碳刷由弹簧压在铜环上；U型槽2中部固定一内径略大于伞状齿轮2的圆管2，在圆管2上套有轴承并通过轴承座固定在箱体上，在圆管2上还固定有从动齿轮，从动齿轮与固定在主动轴上的主动齿轮相齿合；离合杆1 一端是半圆齿，另一端是一直杆，离合杆1中部通过轴承固定在离合轴上，离合轴固定在箱体上，离合杆1半圆齿一端在变向齿轮1上方，另一端连接在电磁铁1上；离合杆2 —端是半圆齿，另一端是一直杆，离合杆2中部通过轴承固定在离合轴上，离合轴固定在箱体上，离合杆2半圆齿一端在变向齿轮2上方，另一端连接在电磁铁2上；丝杆1 一端套有丝杆螺母1，丝杆螺母1上固定变径装置联接轴1，丝杆螺母1两边套有轴承，丝杆1另一端套有丝杆螺母2，丝杆螺母2 两边套有轴承，上有配重块，它的作用是在主动轴高速旋转时使产生的离心力对称，消除颤振，丝杆2 —端套有丝杆螺母3，丝杆螺母3上固定变径装置联接轴2，丝杆螺母2两边套有轴承，丝杆2另一端套有丝杆螺母4，丝杆螺母4两边套有轴承，上有配重块，它的作用是在主动轴高速旋转时使产生的离心力对称，消除颤振。变径装置的转动半径应小于单向转动装置联接轴的转动半径，连杆1的长度应使单向转动装置联接轴1与主动轴和从动轴永远不在一条直线上，连杆2连杆3连杆4的长度与连杆1的长度相同；主动轴与被动轴通过轴承与轴承座固定在箱体上。工作过程如下当变径装置顺时针转动时，连杆1拉动单向千斤座1顺时针转动，单向千厅座1上的单向千斤1起作用，主动轴跟着顺时针转动，同时连杆2 拉动单向千斤座2逆时针转动，单向千斤2不起作用，单向千斤座2空转；当变径装置联接轴1转动到最远点时，连杆2推动单向千斤座2顺时针转动，单向千斤2起作用，主动轴跟着顺时针转动，同时连杆1推动单向千斤座1逆时针转动，单向千斤1不起作用，单向千斤座1空转；当变径装置联接轴1转动到最近点时重复上述过程；在从动轴转动到90度时，连杆3拉动单向千斤座3顺时针转动，单向千斤座3上的单向千斤3起作用，主动轴跟着顺时针转动，同时连杆4拉动单向千斤座4逆时针转动，单向千斤4不起作用，单向千斤座4空转；当变径装置联接轴2转动到最远点时，连杆4推动单向千斤座4顺时针转动，单向千斤 4起作用，主动轴跟着顺时针转动，同时连杆3推动单向千斤座3逆时针转动，单向千斤3不起作用，单向千斤座3空转；当变径装置联接轴2转动到最近点时重复上述过程；当电磁铁 2断电电磁铁1通电时，电磁铁1拉动离合杆1的半圆齿压向伞状齿轮1，伞状齿轮1不转动，利用从动轴的相对运动带动丝杆1正向转动，当电磁铁1断电电磁铁2通电时，电磁铁 2拉动离合杆2的半圆齿压向伞状齿轮2，伞状齿轮2不转动，利用从动轴的相对运动并通过变向齿轮改变转动方向带动丝杆1反向转动，带动变径装置联接轴1内外移动，也就改变了变径装置联接轴1的转动半径，也就改变了被动轴的转速与力矩，达到了无级变速目的； 同时，丝杆1与丝杆2的丝口方向应保证变径装置联接轴1和变径装置联接轴2同时向内或向外移动；两个单向千斤交替起作用，使被动轴输出无时间间隔，消除了冲击，同时，两个 u形槽呈90度，并交替运转，使输出更接近直线；且在变径装置上加有配重块，它与变径装置联接轴同时相对运动，使主动轴高速旋转时使产生的离心力对称，消除了颤振。
本发明有益效果是，可以根据主动轴动力大小与被动轴受到的阻力大小，调节被动轴的转速，以达到力与速度的最佳配合，在一定范围内可任意调节被动轴的转速及力矩大小，无冲击，无颤振，结构简单，节能。
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图1是变径装置与锯齿形齿轮1的联接示意图，
图2是俯视示意图，
图3是从动轴剖面示意图，
图1中，其中
1-锯齿形齿轮2 2-单向千斤连杆2 3-被动轴4-千斤座1 5_弹簧6_单向千斤1 7-单向转动装置联结轴1 8-连杆1 9-轴承座10-变径装置联接轴1 11-轴承 12-丝杆螺母13-U型槽1 14-丝杆1 15-丝杆伞状齿轮1 16-U型槽1开口 17-连杆2 18-单向千斤座220-单向千斤2 21-单向转动装置联接轴2
图2中，其中
1-锯齿形齿轮2 2-单向千斤连杆2 3-被动轴4_千斤座1 7_单向转动装置联结轴1 8-连杆1 10-变径装置联接轴1 11-轴承 12-丝杆螺母 13-U型槽114-丝杆117-连杆218-单向千斤座2 22-单向千斤连杆1 23-锯齿形齿轮1 24-主动轴 25-主动齿轮电磁铁1 27-伞状齿轮1 28-变向齿轮轴 29-变向齿轮30-电磁铁231-U型槽2 32-碳刷33-铜环34-伞状齿轮2 35-从动轴36-从动齿轮37-轴承座38-变径装置联接轴239-锯齿形齿轮3 40-单向千斤连杆3 41-千斤座3 42-连杆3 43-连杆4 44-千斤座445-单向千斤连杆4 46-锯齿形齿轮4 47-离合轴48-离合杆2 49-离合杆1 50-圆管152-圆管2
图3中，其中
10-变径装置联接轴1 11-轴承 12-丝杆螺母 13-U型槽1 14-丝杆115-丝杆伞状齿轮116-U型槽1开口27-伞状齿轮1 28-变向齿轮轴 29-变向齿轮31-U型槽232-碳刷33-铜环34-伞状齿轮2 35-从动轴 36-从动齿轮37-轴承座38-变径装置联接轴M8-离合杆2 49-离合杆1 50-圆管1 51-轴承52-圆管 2 54-丝杆伞状齿轮2 55-丝杆256-丝杆螺母57-配重块58-轴承座具体实施方式
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当主动轴04)逆时针转动时，从动轴(3 跟着顺时针转动，连杆1(8)拉动单向千斤座1(4)顺时针转动，单向千斤座1(4)上的单向千斤1(6)起作用，主动轴(3)跟着顺时针转动，同时连杆2( 拉动单向千斤座2(18)逆时针转动，单向千斤2 00)不起作用，单向千斤座2 (18)空转；当变径装置联接轴1 (10)转动到最远点时，连杆2 (17)推动单向千斤座 2(18)顺时针转动，单向千斤2 00)起作用，主动轴跟着顺时针转动，同时连杆1(8)推动单向千斤座1(4)逆时针转动，单向千斤1(6)不起作用，单向千斤座1(4)空转；当变径装置联接轴1(10)转动到最近点时重复上述过程，当电磁铁2 (30)断电电磁铁K26)通电时，电磁铁K26)拉动离合杆K49)的半圆齿压向伞状齿轮1，伞状齿轮1 07)不转动，利用从动轴 (35)的相对运动带动丝杆1 (14)正向转动，当电磁铁1 06)断电电磁铁2 (30)通电时，电磁铁2(30)拉动离合杆W48)的半圆齿压向伞状齿轮2(34)，伞状齿轮2(34)不转动，利用从动轴(3 的相对运动并通过变向齿轮09)改变转动方向带动丝杆1(14)反向转动，带动变径装置联接轴1 (10)内外移动，也就改变了变径装置联接轴1 (10)的转动半径，也就改变了被动轴⑶的转速与力矩，达到了无级变速目的；在从动轴转动到90度时，连杆3 02)拉动单向千斤座乂41)顺时针转动，单向千斤座乂41)上的单向千斤3起作用，主动轴(3)跟着顺时针转动，同时连杆4 拉动单向千斤座4 逆时针转动，单向千斤4不起作用， 单向千斤座4 空转；当变径装置联接轴2 (38)转动到最远点时，连杆4 推动单向千斤座M44)顺时针转动，单向千斤4起作用，主动轴跟着顺时针转动，同时连杆3 推动单向千斤座3 (41)逆时针转动，单向千斤3不起作用，单向千斤座3空转；当变径装置联接轴2(38)转动到最近点时重复上述过程，丝杆1与丝杆2的丝口方向应保证变径装置联接轴1和变径装置联接轴2同时向内或向外移动；两个单向千斤交替起作用，使被动轴输出无时间间隔，消除了冲击，同时，两个u形槽呈90度，并交替运转，使输出更接近直线；且在变径装置上加有配重块，它与变径装置联接轴同时相对运动，使主动轴高速旋转时使产生的离心力对称，消除了颤振。
权利要求
1. 一种变径式无级变速机构，它包括锯齿形齿轮2 (1)，单向千斤连杆2 (2)，被动轴 ⑶，千斤座1⑷，弹簧(5)，单向千斤1 (6)，单向转动装置联结轴.1 (7)，连杆1⑶，轴承座 (9)，变径装置联接轴1 (10)，轴承(11)，丝杆螺母(12)，U型槽1 (13)，丝杆1 (14)，丝杆伞状齿轮1 (15)，U型槽1开口 (16)，连杆2 (17)，单向千斤座2 (18)，单向千斤2 (20)单向转动装置联接轴2 (21)，单向千斤连杆1 0 ，锯齿形齿轮1 ，主动轴04)，主动齿轮0 ，电磁铁1 (26),伞状齿轮1 (27)，变向齿轮轴(28)，变向齿轮(29)，电磁铁2 (30)，U型槽2 (31)， 碳刷(32)，铜环(33)，伞状齿轮2 (34)，从动轴(35)，从动齿轮(36)，轴承座(37)，变径装置联接轴2 (38)，锯齿形齿轮3 (39)，单向千斤连杆3 (40)，千斤座3 (41)，连杆3 (42)，连杆 4 (43)，千斤座4 (44)，单向千斤连杆4 (45)，锯齿形齿轮4 (46)，离合轴(47)，离合杆2 (48)， 离合杆1 (49)，圆管1 (50)，轴承(51)，圆管2 (52)，丝杆伞状齿轮2 (54)，丝杆2 (55) 56-丝杆螺母(56)，配重块(57)，轴承座(58)，单向千斤3，单向千斤4 ；锯齿形齿轮1、锯齿形齿轮2、 锯齿形齿轮3与锯齿形齿轮4固定在被动轴上，在锯齿形齿轮1 一侧有单向千斤连杆1，单向千斤连杆1 一端通过一轴承与被动轴联结，单向千斤连杆1另一端与单向千斤座1联接， 单向千斤1 一端由弹簧压在锯齿形齿轮1上，单向千斤1另一端与单向千斤座1联接，单向转动装置联接轴1固定在单向千斤座1上，连杆1 一端通过轴承与单向转动装置联接轴1 联接，连杆1另一端通过轴承与变径装置联接轴1联接；在锯齿形齿轮2 —侧有单向千斤连杆2，单向千斤连杆2 —端通过一轴承与被动轴联结，单向千斤连杆2另一端与单向千斤座 2联接，单向千斤2 —端由弹簧压在锯齿形齿轮2上，单向千斤2另一端与单向千斤座2联接，单向转动装置联接轴2固定在单向千斤座2上，连杆2 —端通过轴承与单向转动装置联接轴2联接，连杆2另一端通过轴承与变径装置联接轴1联接；单向千斤座1与单向千斤座 2互为对称方向，也就是说一个在上方一个在下方；在锯齿形齿轮3 —侧有单向千斤连杆3， 单向千斤连杆3—端通过一轴承与被动轴联结，轴承内圈固定在被动轴上，轴承外圈固定在单向千斤连杆3 —端上，单向千斤连杆3另一端与单向千斤座3联接，单向千斤3 —端由弹簧压在锯齿形齿轮3上，单向千斤3另一端与单向千斤座3联接，单向转动装置联接轴3 固定在单向千斤座3上，连杆3 —端通过轴承与单向转动装置联接轴3联接，连杆3另一端通过轴承与变径装置联接轴2联接；在锯齿形齿轮.4 一侧有单向千斤连杆4，单向千斤连杆 4 一端通过一轴承与被动轴联结，轴承内圈固定在被动轴上，轴承外圈固定在单向千斤连杆 4 一端上，单向千斤连杆4另一端与单向千斤座4联接，单向千斤4 一端由弹簧压在锯齿形齿轮4上，单向千斤4另一端与单向千斤座4联接，单向转动装置联接轴4固定在单向千斤座4上，连杆4 一端通过轴承与单向转动装置联接轴4联接，连杆4另一端通过轴承与变径装置联接轴2联接；单向千斤座3与单向千斤座4互为对称方向，也就是说一个在上方一个在下方；变径装置由U型槽1与U型槽2呈垂直状固定在从动轴两端，U型槽1中部靠近从动轴处开有口，丝杆1两端通过轴承与轴承座固定在U型槽1两端，丝杆1两端丝口相反， 丝杆1 一端套有丝杆螺母1，丝杆螺母1上固定变径装置联接轴1，丝杆螺母1两边套有轴承，丝杆1另一端套有丝杆螺母2，丝杆螺母2两边套有轴承，上有配重块，丝杆2 —端套有丝杆螺母3，丝杆螺母3上固定变径装置联接轴2，丝杆螺母2两边套有轴承，丝杆2另一端套有丝杆螺母4，丝杆螺母.4两边套有轴承，上有配重块，在丝杆1中部U型槽1开口处固定一丝杆伞状齿轮1，丝杆伞状齿轮1略伸出U型槽1开口处；U型槽2中部靠近从动轴处开有口，丝杆2两端通过轴承与轴承座固定在U型槽2两端，丝杆2两端丝口相反，在丝杆2中部U型槽2开口处固定一丝杆伞状齿轮2，丝杆伞状齿轮2略伸出U型槽2开口处；丝杆伞状齿轮1与通过轴承固定在从动轴上的伞状齿轮1上的伞状齿相齿合，伞状齿轮1是一管状两侧边都有伞状齿，伞状齿轮1另一边的伞状齿与变向齿轮的伞状齿相齿合，变向齿轮是一伞状齿轮，变向齿轮通过轴承固定在变向齿轮轴上，变向齿轮轴垂直固定在从动轴上，变向齿轮另一边与伞状齿轮2上的伞状齿相齿合，伞状齿轮2是一管状两侧边都有伞状齿，伞状齿轮2另一边的伞状齿与丝杆伞状齿轮2相齿合；U型槽1中部固定一内径略大于伞状齿轮1的圆管1，在圆管1上套有轴承并通过轴承座固定在箱体上，在圆管1上还固定有与圆管1绝缘的铜环，铜环通过电线与限位传感器连接，碳刷由弹簧压在铜环上；U型槽 2中部固定一内径略大于伞状齿轮2的圆管2，在圆管2上套有轴承并通过轴承座固定在箱体上，在圆管2上还固定有从动齿轮，从动齿轮与固定在主动轴上的主动齿轮相齿合；离合杆1 一端是半圆齿，另一端是一直杆，离合杆1中部通过轴承固定在离合轴上，离合轴固定在箱体上，离合杆1半圆齿一端在变向齿轮1上方，另一端连接在电磁铁1上；离合杆2 — 端是半圆齿，另一端是一直杆，离合杆2中部通过轴承固定在离合轴上，离合轴固定在箱体上，离合杆2半圆齿一端在变向齿轮2上方，另一端连接在电磁铁2上。
2.根据权利要求书1所述的变径式无级变速机构，其特征是单向千斤座1、单向千斤座2、单向千斤座3、单向千斤座4是圆环状上有链条齿，小型链条齿1通过轴承与轴固定在从动轴的一端的上边，小型链条齿2通过轴承与轴固定在从动轴的一端的下边，小型链条齿1与小型链条齿2的距离大于U形槽1的长度，且与从动轴在一条直线上，两个小型链条齿的轴固定在箱体上，链条1 一端连接一环，环通过轴承固定在变径装置联接轴1上，链条1 与小型链条齿1上边齿相齿合，并从单向千斤座1上的链条齿上边绕过且相齿合，链条1另一端连接一弹簧，弹簧另一端固定在箱体上，链条齿1、环与单向千斤座1上的链条齿在一平面上，链条2 —端通连接一环，环通过轴承固定在变径装置联接轴1上，链条2与小型链条齿2下边齿相齿合，并从单向千斤座2上的链条齿上边绕过且相齿合，链条.2另一端连接一弹簧，弹簧另一端固定在箱体上，链条齿2、环与单向千斤座2上的链条齿在一平面上，小型链条齿3通过轴承与轴固定在从动轴的另一端的上边，小型链条齿4通过轴承与轴固定在从动轴的另一端的下边，小型链条齿3与小型链条齿4的距离大于U形槽2的长度，且与从动轴在一条直线上，两个小型链条齿的轴固定在箱体上，链条3 —端通连接一环，环通过轴承固定在变径装置联接轴2上，链条3与小型链条齿3上边齿相齿合，并从单向千斤座3 上的链条齿上边绕过且相齿合，链条3另一端连接一弹簧，弹簧另一端固定在箱体上，链条齿3、环与单向千斤座3上的链条齿在一平面上，链条4 一端通连接一环，环通过轴承固定在变径装置联接轴2上，链条4与小型链条齿4下边齿相齿合，并从单向千斤座4上的链条齿上边绕过且相齿合，链条4另一端连接一弹簧，弹簧另一端固定在箱体上，链条齿4、环与单向千斤座4上的链条齿在一平面上。
3.根据权利要求书1所述的变径式无级变速机构，其特征是驱动电机1固定在U形槽1上，驱动电机1轴上的齿轮与固定在丝杆1上的齿轮相齿合，驱动电机的电线通过铜环与碳刷与控制电路连接。
全文摘要
一种变径式无级变速机构。在箱体中，由两个单向转动装置固定在被动轴两端，两个变径装置呈垂直状固定在从动轴两端，单向转动装置与变径装置用连杆连接，单向转动装置类似于自行车的飞轮，它将往复运动变为圆周运动；变径装置是利用丝杆改变丝杆螺母上的联结轴在丝杆上的位置来改变变径装置的转动半径，来达到无级变速的目的，由电磁铁制动两个套在从动轴上的伞状齿轮，利用从动轴相对运动的动力转动丝杆来改变丝杆螺母上的联结轴在丝杆上的位置，变向齿轮可以改变丝杆的转动方向，相互垂直的两个变径装置使输出接近直线，广泛用于各种机械及汽车的无级变速，无冲击，无颤振。
文档编号F16H37/12GK102518770SQ20111044760
公开日2012年6月27日 申请日期2011年11月29日 优先权日2011年9月16日
发明者田雷 申请人:田雷