齿轮无级变速装置的制作方法

本实用新型涉及变速装置领域，具体而言，涉及无级变速装置。

背景技术：

变速箱是汽车的一个重要核心组成部分，从发展的趋势来看，自动无级变速是终极目标。从现在普遍使用的变速箱来看，手动变速箱和自动变速箱结构复杂，变速挡位增加到7个挡位后，变速箱内零部件超过500个，从技术上和成本上很难有再向上增加的空间。而最为成熟的钢带式无极变速(CVT)采用的是摩擦传动，而非齿轮啮合，受钢带材料强度和摩擦阻力限制，扭矩达到300牛米几乎为极限，在大排量越野车和重型卡车上无法应用。

鉴于此，目前没有一款既能输出大扭矩，又能实现无级变速的纯齿轮传动的变速装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供无级变速装置，以解决上述的问题。

在本实用新型的实施例中提供了一种无级变速装置，包括螺旋齿轮、输出齿轮和输出轴；所述螺旋齿轮包括圆锥体和齿带；所述齿带在所述圆锥体的外圆周表面绕其轴线螺旋排布多圈；每一圈所述齿带螺距相等；所述输出齿轮包括输出齿轮和输出轴；所述输出齿轮平行于所述螺旋齿轮的圆锥体侧面；所述输出齿轮可以沿输出轴的轴线方向滑动并与螺旋齿的不同直径部位啮合。包括两个螺旋齿轮，两个螺旋齿轮的圆锥体侧面相互平行。两个螺旋齿轮的螺旋转动方向相反。输出齿轮宽度等于或大于半个螺距。输出齿轮交替与两个螺旋齿轮啮合完成圆周传动。螺旋齿轮以行星齿轮方式绕输出齿轮公转。输出齿轮的轴向滑动与螺旋齿轮公转同步。输出齿轮的直径尽量设大，该直径设大到保证输出齿轮齿数应等于或大于螺旋齿轮的总齿数，足够使螺旋齿与输出齿轮从底端螺旋啮合至顶端。

本实用新型实施例提供的无级变速装置，与现有技术中的无级变速装置相比，其包括螺旋齿轮A与螺旋齿轮B和输出齿轮。动力从输入轴驱动传动齿轮带动螺旋齿轮A和螺旋齿轮B等速同方向旋转，特殊的即保持为顺时针旋转，因为螺旋齿轮A和螺旋齿轮B螺旋方向相反，所以两个螺旋一个向左旋，另一个向右旋。与只有半个螺距宽的输出齿轮旋转啮合一个呈自上而下，另一个呈自下而上的相对方向。

螺旋齿轮A和螺旋齿轮B的锥体侧面平行排列，保证输出齿轮与两螺旋齿的锥体侧面平行并啮合。初始设置螺旋齿轮A和螺旋齿轮B与输出齿轮的轴向啮合位置时，应当将输出齿轮的上端或下端位于螺旋齿轮A和螺旋齿轮B相同对应位置，保证输出齿轮与两个螺旋齿轮所初始啮合部位的齿位相同，例如螺旋齿轮A与输出齿轮啮合的齿数是第100齿，那螺旋齿轮B与输出齿轮啮合的齿数也是第100齿。

如图1螺旋齿轮A和螺旋齿轮B同时等速顺时针旋转启动，螺旋齿轮A啮合逐渐从输出齿轮下端向上移动，即从第100齿向99齿啮合，而同时螺旋齿轮B与输出齿轮的啮合向下移动，从第100齿旋向第101齿而脱离啮合。当螺旋齿A和B同时旋转180度后，螺旋齿B自输出螺旋齿上端向下啮合进入后，而螺旋齿A向上脱离输出齿轮。螺旋齿轮A和B再继续旋转180度后，螺旋齿轮A自下而上与输出齿轮啮合后，螺旋齿轮B与输出齿轮脱离啮合。从而完成了一个圆周的啮合传送，继续旋转周而复始地持续完成动力传送。

在以上的两次啮合交替中，因螺旋齿轮A和B交替的部位都是等齿位的，交替是顺向等速交替，因此不会产生干涉和打齿，同时，输出齿轮宽度等于或略微大于半个螺距，半个螺距的宽度即是两个反向旋转螺旋的交替距离。这样在齿轮脱离与进入时有一个短暂的重合，这样更利于齿轮顺利交替。

当需要调速时，以输入传动齿轮和输出齿轮为太阳齿轮，螺旋齿轮A和螺旋齿轮B为行星齿轮绕着中间的输出齿轮，沿行星轨道以相对方向公转，从而使螺旋齿轮A与螺旋齿轮B产生角度变化。这个角度变化会使螺旋齿轮A和螺旋齿轮B啮合的交替部位产生上或下移动，以图1为例，调节齿轮转动驱动调节臂使螺旋齿轮A和螺旋齿轮B同时向内公转时，受输出齿轮带动自身也会自转，自转形成的角度变化使与输出齿轮啮合交替部位向锥体底端移动，因此在输出轴上设置的轴向调节螺杆带动拔叉同步将输出齿轮向螺旋齿大端推动，螺旋齿轮A和螺旋齿轮B在绕输出齿轮公转时，同时产生自转，螺旋齿轮自转角度每转1度，调节装置将输出齿轮向大端推动1/360螺距；自转180度则向上推动1/2螺距；自转360度则向大端推动一个螺距。则实现了输出齿轮减速。反之向外公转则向小端同步推动，则实现输出齿轮加速。从而实现无极变速。

该无级变速装置的结构简单可靠，而且该无级变速装置使用齿轮实现动力的传递，齿轮传递的扭矩大，因此，该无级变速装置输出的扭矩远比摩擦式无极变速大，可以应用于大排量越野车和重型卡车上。

附图说明

图1示出了本实用新型实施例完整结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例公转调节装置结构图；

图3示出了本实用新型实施例的调节装置使螺旋齿轮公转示意图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

如图1、图2、图3所示为本实施例提供的一种无级变速装置，包括变速器箱10、螺旋齿轮A1、螺旋齿轮B2、输出齿轮3、输出轴4、传动齿轮5、传动齿轮6、传动齿轮7、输入轴8、调节齿轮9、调节螺杆11、拔叉12；动力自输入轴8带动传动齿轮7，带动螺旋齿轮A1和螺旋齿轮B2等速同方向顺时针转动。因螺旋齿轮A1、螺旋齿轮B2的螺旋齿螺旋方向相反，因而两组螺旋齿呈相反方向旋转。螺旋齿轮A1与螺旋齿轮B2的锥体侧面保持平行，以此保证螺旋齿轮A1与输出齿轮3与螺旋齿轮B2能保持啮合。输出齿轮3与输出轴4以内外花键啮合，保证输出齿轮3的动力可以传递至输出轴，但输出齿轮3可以在拔叉的控制下沿轴向方向上滑动。

如图2初始设置螺旋齿轮A1和螺旋齿轮B2与输出齿轮3的轴向位置时，应当将输出齿轮的上端或下端位于螺旋齿轮A1和螺旋齿轮B2相同对应位置，保证螺旋齿轮A1和螺旋齿轮B2与输出齿轮3所初始啮合部位的齿轮是相同的齿数，例如同为第100齿，调节的拔叉12此时锁定输出齿轮3的轴向位置避免其轴向窜动。

螺旋齿轮A1和螺旋齿轮B2同时等速顺时针旋转启动，螺旋齿轮A1啮合逐渐从输出齿轮3下端向上移动，而同时螺旋齿轮B2与输出齿轮3的啮合向下移动脱离啮合。当螺旋齿A1和螺旋齿轮B2同时旋转180度，螺旋齿B2自输出螺旋齿上端向下啮合进入，而螺旋齿A1向上脱离输出齿轮3。螺旋齿轮A1和螺旋齿轮B2再继续旋转180度后，螺旋齿轮A1自下而上与输出齿轮3啮合后，螺旋齿轮B2与输出齿轮3脱离啮合。从而完成了一个圆周的啮合传送，继续旋转周而复始地持续完成动力传送。

在以上的两次啮合交替中，因螺旋齿轮A1和螺旋齿轮B2交替的部位都是等齿轮半径的，交替是顺向等速交替，因此不会产生干涉和打齿，同时，输出齿轮3等于或略微大于半个螺距，这样在齿轮脱离与进入时有一个短暂的重合，保证齿轮顺利交替。

当需要调速时，以输出齿轮3和传动齿轮7为太阳齿轮，螺旋齿轮A1和螺旋齿轮B2为行星齿轮，在调节齿轮14的带动下调节臂15和调节臂16带动螺旋齿轮A1和螺旋齿轮B2沿公转轨道13公转，公转同时螺旋齿轮A1和螺旋齿轮B2也发生自转，自转的角度变化使螺旋齿轮A1和螺旋齿轮B2与输出齿轮3啮合交替齿位产生变化，以图1为例，当螺旋齿轮A1和螺旋齿轮B2绕输出齿轮3向内侧公转，公转带动输出齿轮3自转，自转的角度变化使交替部位向大端移动，因此调节螺杆11带动调节拔叉12同步将输出齿轮3向螺旋齿大端推动，每自转1度，输出齿轮3向大端推动1/360螺距；自转180度则向上推动1/2螺距；自转360度则向大端推动一个螺距。则实现了输出齿轮3加速。反之向外公转则向小端同步推动输出齿轮3，则实现输出齿轮3减速。从而实现无极变速。

本实用新型实施例的无级变速装置具有以下特点：

1、变速时可以如摩擦式无极变速装置一样连续平滑变速。

2、传动时都以齿轮式精准传动。

3、传输力矩可以达到齿轮一样的大扭矩。

4、通过增加输入螺旋齿轮的锥形比或螺旋圈数可以大幅度增加变速比。

5、结构简单可靠，成本大幅度降低。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。