一种基于变直径皮带轮的变速器的制作方法

本发明属于变速器技术领域，尤其涉及一种基于变直径皮带轮的变速器。

背景技术：

目前很多动力行业均使用了变速器，自动变速器作为一种变速器中高技术的自动化技术也逐步普及，汽车作为其中使用自动变速器最多的机器设备，其自动变速器技术随着电子行业的发展已经非常先进，自动变速器相对于传动手动变速器，多了速度识别和变速控制，对于速度识别和控制往往使用了电子技术，使自动变速器具有了很多的电子部分，电子设备作为一种自动变化器变速的检测部分，其可靠性肯定不如机械识别变速可靠。本发明发明了利用皮带轮通过机械结构感应而达到改变传动比的目的，不需要人工换挡变速。其中可变直径皮带轮具有重要的研究意义。

本发明设计一种基于变直径皮带轮的变速器解决如上问题。

技术实现要素：

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种基于变直径皮带轮的变速器，它是采用以下技术方案来实现的。

一种基于变直径皮带轮的变速器，其特征在于：它包括固定轮、皮带、可变直径轮，其中可变直径轮为输入轴上所安装的皮带轮，固定轮为输出轴上所安装的皮带轮，可变直径轮通过皮带与固定轮连接。

上述固定轮包括输出轴、第一固定端、驱动圆杆、第二固定端，其中第一固定端安装在输出轴上，10-14根驱动圆杆周向等距地安装在第一固定端端面边缘，第二固定端安装在驱动圆杆另一侧，且第一固定端与第二固定端相对于驱动圆杆对称面对称。

上述皮带包括皮带单元，其中皮带由若干皮带单元组成，皮带单元之间通过铰链连接；皮带单元包括单元壳、第一铰链、卡条、第二铰链、调节弹簧、限位条、卡条腔、限位腔、卡条限位底板、卡条内凹面，其中单元壳中间具有卡条腔且两侧均具有限位腔，单元壳中间安装有限位条，限位条位于卡条腔上端；第一铰链为单支耳，三个第一铰链等距安装在单元壳一侧；第二铰链为双支耳，三个第二铰链等距安装在单元壳的另一侧；卡条安装在卡条限位底板上且卡条限位底板两端均伸出卡条，卡条上端两侧具有卡条内凹面；卡条腔中安装有两个卡条限位底板，且卡条限位底板两端伸出卡条的部分与限位腔配合，卡条腔中所安装的两个卡条限位底板上的两个卡条位于限位条两侧；两个卡条限位底板之间等距安装有5根调节弹簧；相邻两个皮带单元之间通过前方皮带单元的第一铰链与后方皮带单元的第二铰链配合而铰接在一起。

上述可变直径轮包括输入轴、驱动环支撑、驱动环、驱动圆板、筒轴、圆杆滑轨板、第一螺旋轨、第一轨支板、筒壁、转轮、导块、内轴、第一滑块、第二滑块、定位板、转轮转轴、涡卷弹簧、筒壁端板、第二滑道、导道、第一滑道、第二轨支板、第二螺旋轨，其中圆杆滑轨板一侧上周向均匀开有13个沿径向方向的第二滑道，对应第二滑道的圆杆滑轨板的另一侧开有第一滑道，第一滑道与第二滑道之间通过导道相连；两个圆杆滑轨板安装在筒轴两侧，其中一个圆杆滑轨板安装在筒轴一端的顶端，另一个圆杆滑轨板安装位置距离筒轴另一顶端具有一定距离；驱动圆杆两端安装结构完全相同，对于其中任意一端，第二滑块、导块、第一滑块依次连接，且通过第一滑块安装在驱动圆杆一端，转轮转轴通过定位板安装在第二滑块上，转轮安装在转轮转轴上；13根驱动圆杆安装在两个圆杆滑轨板之间，且对于每一根驱动圆杆，其安装通过每一端的第一滑块、导块、第二滑块与相应一端的圆杆滑轨板上的第一滑道、导道、第二滑道配合而安装在两侧的圆杆滑轨板之间；距离筒轴一端还具有一定距离的圆杆滑轨板一侧：第一轨支板安装在筒轴上，第一螺旋轨安装在第一轨支板上，转轮与第一螺旋轨的螺旋轨道配合，涡卷弹簧内端安装在筒轴外缘面上，外端安装在第一轨支板上，筒壁端板通过筒壁安装在第一轨支板外缘上，筒壁端板中间安装在内轴一端，内轴嵌套于筒轴内；安装在筒轴顶端的圆杆滑轨板一侧：第二轨支板安装在内轴一端，第二螺旋轨安装在第二轨支板上，转轮与第二螺旋轨的螺旋轨道配合，驱动环通过驱动圆板安装在圆杆滑轨板外缘面上，输入轴通过驱动环支撑安装在驱动环上；13根驱动圆杆之间所安装的定位板的长度不同，其长度的差别需保证13根驱动圆杆共圆。

上述皮带中的相邻卡条之前的空间与驱动圆杆配合。

作为本技术的进一步改进，上述涡卷弹簧外端通过弹簧固定块安装在第一轨支板上。

作为本技术的进一步改进，上述第一轨支板通过轴套安装在筒轴上。

作为本技术的进一步改进，上述驱动圆杆的根数还能为10-12、14-20根。

作为本技术的进一步改进，上述第二滑块、导块、第一滑块依次通过焊接连接。

相对于传统的变速器技术，本发明中可变直径轮通过皮带带动固定轮转动，固定轮的直径在传动过程中不变，可变直径轮的直径根据输入轴所传递的扭矩而发生变化，直径发生了变化，两个皮带轮的传动比发生了变化，达到了变速的目的。在传动中皮带还安装有皮带预紧机构，因为变直径轮的直径发生变化后，传动中所需的有效皮带长度发生了变化，通过皮带预紧机构来克服此变化，保证变速中皮带始终处于拉紧状态。皮带中皮带单元具有两个卡条，卡条之件通过调节弹簧连接，调节弹簧拉力能够保证两个卡条夹紧驱动圆杆，当驱动圆杆被卡入到两个皮带单元中相邻的卡条之间时，两个卡条被各自的相同皮带单元的卡条通过调节弹簧施压，仍然能够夹紧驱动圆杆。可变直径轮安装在输入轴上，输入轴、驱动环支撑、驱动环、驱动圆板、一侧的圆杆滑轨板、筒轴、另一侧的圆杆滑轨板组成旋转整体，能够一起在输入轴带动下转动。另一方面，筒轴通过涡卷弹簧经过一定的旋转产生足够的扭矩带动第一轨支板，第一轨支板通过轴套的作用能够在筒轴上稳定的旋转，第一轨支板带动第一螺旋轨旋转，螺旋轨旋转与圆杆滑轨板的旋转因为涡卷弹簧的作用产生相位差，造成转轮在第一螺旋轨轨道中的位置发生变化，相位差越大，转轮在轨道中的位置变化越大，影响了第一滑块距离筒轴的径向距离。第一轨支板同时通过筒壁、筒壁端板、内轴带动另一端的第二轨支板转动，进而带动第二螺旋轨转动，促使对应的转轮发生位置变化；内轴的设计起到同步驱动圆杆两侧的第一螺旋轨和第二螺旋轨旋转速度角度的作用，使驱动圆杆两侧同时受到相同的力，使其与筒轴的径向距离发生变化，达到稳定地改变直径的目的。驱动圆杆所使用的定位板的长度是不同的，因为对于螺旋轨中的转轮位置而言，所有转轮距离螺旋轨中心的径向距离是不同，为了保证驱动圆杆共圆，就需要定位板来消除螺旋轨轨道的影响。

附图说明

图1是变直径皮带轮结构示意图。

图2是变直径皮带轮结构剖视图。

图3是驱动环安装示意图。

图4是驱动圆杆安装示意图。

图5是圆杆滑轨板结构示意图。

图6是定位板长度示意图。

图7是驱动圆杆两端结构示意图。

图8是转环安装示意图。

图9是第一轨支板和第二轨支板安装示意图。

图10是筒壁安装示意图。

图11是变速器结构示意图。

图12是固定轮结构示意图。

图13是皮带结构示意图。

图14是皮带单元结构示意图。

图15是单元壳结构示意图。

图16是单元壳侧视图。

图17是限位腔结构示意图。

图18是卡条结构示意图。

图中标号名称：1、固定轮，2、皮带，3、可变直径轮，4、输出轴，5、第一固定端，6、驱动圆杆，7、第二固定端，8、输入轴，9、驱动环支撑，10、驱动环，11、驱动圆板，12、筒轴，13、圆杆滑轨板，15、第一螺旋轨，16、第一轨支板，17、筒壁，19、转轮，21、导块，22、内轴，23、第一滑块，24、第二滑块，25、定位板，26、转轮转轴，27、弹簧固定块，28、涡卷弹簧，29、筒壁端板，30、轴套，31、第二滑道，32、导道，33、第一滑道，34、第二轨支板，35、第二螺旋轨，37、皮带单元，38、单元壳，39、第一铰链，40、卡条，41、第二铰链，42、调节弹簧，43、限位条，44、卡条腔，45、限位腔，46、卡条限位底板，47、卡条内凹面。

具体实施方式

如图11所示，它包括固定轮、皮带、可变直径轮，其中可变直径轮为输入轴上所安装的皮带轮，固定轮为输出轴上所安装的皮带轮，可变直径轮通过皮带与固定轮连接。

如图12所示，上述固定轮包括输出轴、第一固定端、驱动圆杆、第二固定端，其中第一固定端安装在输出轴上，10-14根驱动圆杆周向等距地安装在第一固定端端面边缘，第二固定端安装在驱动圆杆另一侧，且第一固定端与第二固定端相对于驱动圆杆对称面对称。

如图13、14所示，上述皮带包括皮带单元，其中如图13所示，皮带由若干皮带单元组成，皮带单元之间通过铰链连接；如图14、15所示，皮带单元包括单元壳、第一铰链、卡条、第二铰链、调节弹簧、限位条、卡条腔、限位腔、卡条限位底板、卡条内凹面，其中如图15、16、17所示，单元壳中间具有卡条腔且两侧均具有限位腔，单元壳中间安装有限位条，如图14所示，限位条位于卡条腔上端；第一铰链为单支耳，三个第一铰链等距安装在单元壳一侧；第二铰链为双支耳，三个第二铰链等距安装在单元壳的另一侧；如图18所示，卡条安装在卡条限位底板上且卡条限位底板两端均伸出卡条，卡条上端两侧具有卡条内凹面；卡条腔中安装有两个卡条限位底板，且卡条限位底板两端伸出卡条的部分与限位腔配合，如图14所示，卡条腔中所安装的两个卡条限位底板上的两个卡条位于限位条两侧；两个卡条限位底板之间等距安装有5根调节弹簧；相邻两个皮带单元之间通过前方皮带单元的第一铰链与后方皮带单元的第二铰链配合而铰接在一起。

如图1、2所示，上述可变直径轮包括输入轴、驱动环支撑、驱动环、驱动圆板、筒轴、圆杆滑轨板、第一螺旋轨、第一轨支板、筒壁、转轮、导块、内轴、第一滑块、第二滑块、定位板、转轮转轴、涡卷弹簧、筒壁端板、第二滑道、导道、第一滑道、第二轨支板、第二螺旋轨，其中如图4、5、6所示，圆杆滑轨板一侧上周向均匀开有13个沿径向方向的第二滑道，对应第二滑道的圆杆滑轨板的另一侧开有第一滑道，第一滑道与第二滑道之间通过导道相连；两个圆杆滑轨板安装在筒轴两侧，其中如图2所示，一个圆杆滑轨板安装在筒轴一端的顶端，另一个圆杆滑轨板安装位置距离筒轴另一顶端具有一定距离；如图7所示，驱动圆杆两端安装结构完全相同，对于其中任意一端，第二滑块、导块、第一滑块依次连接，且通过第一滑块安装在驱动圆杆一端，转轮转轴通过定位板安装在第二滑块上，转轮安装在转轮转轴上；如图4所示，13根驱动圆杆安装在两个圆杆滑轨板之间，且对于每一根驱动圆杆，如图图2、4所示，其安装通过每一端的第一滑块、导块、第二滑块与相应一端的圆杆滑轨板上的第一滑道、导道、第二滑道配合而安装在两侧的圆杆滑轨板之间；距离筒轴一端还具有一定距离的圆杆滑轨板一侧：如图2、9所示，第一轨支板安装在筒轴上，第一螺旋轨安装在第一轨支板上，如图6、8所示，转轮与第一螺旋轨的螺旋轨道配合，如图9所示，涡卷弹簧内端安装在筒轴外缘面上，外端安装在第一轨支板上，如图2、10所示，筒壁端板通过筒壁安装在第一轨支板外缘上，筒壁端板中间安装在内轴一端，内轴嵌套于筒轴内；安装在筒轴顶端的圆杆滑轨板一侧：如图9所示，第二轨支板安装在内轴一端，第二螺旋轨安装在第二轨支板上，转轮与第二螺旋轨的螺旋轨道配合，如图2、3所示，驱动环通过驱动圆板安装在圆杆滑轨板外缘面上，输入轴通过驱动环支撑安装在驱动环上；13根驱动圆杆之间所安装的定位板的长度不同，其长度的差别需保证13根驱动圆杆共圆。

上述皮带中的相邻卡条之前的空间与驱动圆杆配合。

如图9所示，上述涡卷弹簧外端通过弹簧固定块安装在第一轨支板上。

如图2所示，上述第一轨支板通过轴套安装在筒轴上。

上述驱动圆杆的根数还能为10-12、14-20根。

上述第二滑块、导块、第一滑块依次通过焊接连接。

综上所述，本发明中可变直径轮通过皮带带动固定轮转动，固定轮的直径在传动过程中不变，可变直径轮的直径根据输入轴所传递的扭矩而发生变化，直径发生了变化，两个皮带轮的传动比发生了变化，达到了变速的目的。在传动中皮带还安装有皮带预紧机构，因为变直径轮的直径发生变化后，传动中所需的有效皮带长度发生了变化，通过皮带预紧机构来克服此变化，保证变速中皮带始终处于拉紧状态。

皮带中皮带单元具有两个卡条，卡条之件通过调节弹簧连接，调节弹簧拉力能够保证两个卡条夹紧驱动圆杆，当驱动圆杆被卡入到两个皮带单元中相邻的卡条之间时，两个卡条被各自的相同皮带单元的卡条通过调节弹簧施压，仍然能够夹紧驱动圆杆。

可变直径轮安装在输入轴上，输入轴、驱动环支撑、驱动环、驱动圆板、一侧的圆杆滑轨板、筒轴、另一侧的圆杆滑轨板组成旋转整体，能够一起在输入轴带动下转动。另一方面，筒轴通过涡卷弹簧经过一定的旋转产生足够的扭矩带动第一轨支板，第一轨支板通过轴套的作用能够在筒轴上稳定的旋转，第一轨支板带动第一螺旋轨旋转，螺旋轨旋转与圆杆滑轨板的旋转因为涡卷弹簧的作用产生相位差，造成转轮在第一螺旋轨轨道中的位置发生变化，相位差越大，转轮在轨道中的位置变化越大，影响了第一滑块距离筒轴的径向距离。第一轨支板同时通过筒壁、筒壁端板、内轴带动另一端的第二轨支板转动，进而带动第二螺旋轨转动，促使对应的转轮发生位置变化；内轴的设计起到同步驱动圆杆两侧的第一螺旋轨和第二螺旋轨旋转速度角度的作用，使驱动圆杆两侧同时受到相同的力，使其与筒轴的径向距离发生变化，达到稳定地改变直径的目的。驱动圆杆所使用的定位板的长度是不同的，因为对于螺旋轨中的转轮位置而言，所有转轮距离螺旋轨中心的径向距离是不同，为了保证驱动圆杆共圆，就需要定位板来消除螺旋轨轨道的影响。

具体实施方式如下：在输入轴不发生旋转时，驱动圆杆所形成的轮处于最大直径；输入轴开始转动，当输入轴转动的加速度较小或者输入轴受到的扭矩较小时，涡卷弹簧发生较小的形变即可通过筒轴带动第一轨支板和第二轨支板，第一轨支板、第二轨支板与圆杆滑轨板的相位差较小，转轮在螺旋轨中的位置变化很小，径向距离变化很小，可变直径轮的直径变化很小；当受到的输入轴的扭矩较大时，涡卷弹簧需要较大的形变才能保证第一轨支板跟上圆杆滑轨板的转速，此时相位差会很大，转环径向移动的距离很大，驱动圆杆距离筒轴的径向距离减小幅度很大，变直径轮直径变小幅度很大；也就是说，输入轴的驱动扭矩或者加速度较大时，变直径轮直径减小，作为驱动皮带轮，输入轴与输出轴的转速比较小，使输出轴更容易驱动，输出轴获得的扭矩越大；如果将此变直径轮与固定直径的轮一起使用作为汽车变速器，那么在上坡或者加速超车时，汽车将能自动获得较大的扭矩和加速度。具有较高的使用效果。