轮式齿齿轮无级变速箱的制作方法

本技术方案涉及动力传递过程中的变速装置，适用于任何轴转动类的传动的动力输出装置之后的变速部分。

背景技术：

目前，汽车、摩托车发动机或动力电机上所有的自动变速箱按变速类型可分为齿轮档位变速和带式无级变速两大类。齿轮档位变速箱具有输出扭矩大的特点，但却有结构复杂，维护成本高，油耗大，行驶过程中具有档位冲击，舒适感欠佳等缺点。而现在的带式cvt无级变速箱主要以钢带或钢链摩擦锥轮式无级变速箱为主，它通过一根钢带或钢链和两个可以改变直径大小的摩擦锥轮来改变动力速度的输出。它具有动力输出平滑，无换档冲击，油耗低的优点。但是因为其原理是靠钢带或钢链和锥轮之间的摩擦力来传递动力的输出，输出扭矩小，特别是在200n/m以上的大扭矩输出区域，扭矩损耗巨大，所以在汽车启动及上坡时容易丢转及溜坡，这也是目前cvt无级变速箱始终无法广泛推广无法应用于大扭矩场景的主要原因。所以现有cvt无级变速箱一般多用于微型车及小型车上。

技术实现要素：

为了结合齿轮和带式cvt无级变速的优点，本技术方案提出一种全新结构的轮式齿齿轮无级变速箱。它不但具有普通常规齿轮变速箱传输扭矩大、能耗损失小的特点，又具有扭矩输出平滑、无冲击、结构简单、变速灵活的优点。输出变速比可根据需要定制，实现大变速比，传输扭矩可达到齿轮可以传递的扭矩，根据材料不同扭矩还可以增加。

本技术方案的变速原理是：变速传动是由动力传输锥轮和轮式齿齿轮进行传动，在输入和输出锥轮表面采用高弹抗拉材料，齿轮齿像履带一样压入“啮合”在主动锥轮和被动锥轮上，从而达到不打滑的变速传动。在输入轴锥轮转速保持相同状态下，输入锥轮角速度保持不变，但锥轮不同半径处的线速度会不同，半径大的地方线速度大，半径小的地方线速度小，通过在输入的主动锥轮表面不同半径位置处的啮合，可以得到不同的线速度，主动锥轮直径大的位置传递到被动锥轮上时，是被动锥轮直径小的时候，被动锥轮得到的线速度和角速度大，相反，在主动锥轮直径小的位置角传递到被动锥轮上的时候得到的线速度和角速度小，从而使输出轴转速产生变化，以此达到需要设定的输出转速。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：动力通过输入轴锥轮旋转，带动输入输出轴锥轮表面中间的轮式齿齿轮进行传动，因而带动输出轴锥轮旋转输出动力。转速的调节是利用伺服电机调整轮式齿齿轮的固定杆沿与其配合的锥轮表面改变不同直径位置调速，在输入轴转速固定时，当轮式齿齿轮在输入轴锥轮面上某一压紧啮合直径位置时，输入轴锥轮面上直径大的锥面上传递大的线速度，输出锥轮得到大的线速度和角速度，反之直径小的锥面上得到小的角度转速，调节轮式齿齿轮在输入输出锥轮面上不同的啮合直径位置，就可以得到相应的设定转速。

本发明的有益效果是：采用了创新的轮式齿齿轮，在保留了普通常规齿轮啮合变速箱能够传递大扭矩的同时，又具有扭矩输出平滑、无冲击、省油等优点，而且结构简单，成本低廉。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1由输入轴1带动主动锥轮2，主动锥轮2把动力传递给与之啮合的轮式齿齿轮3，轮式齿齿轮3把动力传递给从动锥轮4，从动锥轮4把动力传递给输出轴5，完成动力传递，在图1中，轮式齿齿轮3啮合在主动锥轮的小半径处，这时输出扭矩最大，速度最低。

图2轮式齿齿轮3啮合在主动锥轮的大半径处，这时输出扭矩最小，速度最高。

图3轮式齿齿轮的齿是通过压力压入与之啮合的传动锥轮表面的高弹抗拉材料中的，这样可以做到不打滑。

图4弹性抗拉材料是通过弹性材料(如高性能橡胶)和抗拉伸缩网层结合在一起来达到既有弹性有抗拉的效果。

图5轮式齿齿轮的每一个齿都是可以转动的小型轮子，既可以合格证啮合的强度，也可以灵活的沿轴向滚动来变速。

图6轮式齿齿轮的每一个齿也都具有独立轴承，可以在保证灵活滚动变速。

具体实施方式

一、变速箱动力输入输出依次传递过程：

在图1、图2、图3中：动力输入轴锥轮(2)→轮式齿齿轮(3)→动力输出轴锥轮(4)

在动力传递过程中，动力通过输入轴锥轮(2)旋转，带动轮式齿齿轮(3)转动，然后轮式齿齿轮(3)同时与输出轴锥轮(4)表面压紧啮合，因而带动输出轴锥轮(4)旋转输出动力扭矩。

二、变速箱转速调整执行机构零部件的依次传递过程：

在图1、图2中：变速箱调速过程为：转速调整伺服电机→轴端齿轮(9)→齿轮(8)→转速调整丝杆齿轮(7)→转速调整螺杆(10)→转速调整丝块(6)(通过转速调整滑杆与轮式齿齿轮3连接在一起)→轮式齿齿轮(3)。

通过伺服电机的不同旋转，最终带动轮式齿齿轮(3)如图1、图2的不同位置沿轴向移动，达到变速目的。

技术特征：

1.轮式齿齿轮无级变速箱，其结构由动力输入轴锥轮→轮式齿齿轮→动力输出轴锥轮顺序传动连接，其特征是：动力通过输入轴锥轮旋转时，带动输入轴锥轮表面高弹抗拉材料与中间轮式齿齿轮啮合转动，然后带动输出轴锥轮旋转输出动力扭矩。

2.根据权利要求1所述的轮式齿齿轮无级变速箱，其特征是：变速传动是由伺服电机带动电机轴端齿轮转动，来带动转速调整螺杆齿轮使转速调整螺杆转动，最后使螺杆在与螺杆配合的调整块及轮式齿齿轮来回移动，以此来达到改变轮式齿齿轮在动力输入轴和输出轴锥轮表面上不同的啮合位置，当输入轴转速固定时，输出轴锥轮直径大的位置线速度高，输出轴锥轮直径小的位置线速度低，通过轮式齿齿轮在输出锥轮不同位置的啮合，可以得到不同的线速度，轮式齿齿轮从而带动输出锥轮得达不同的轩速输出。

3.根据权利要求1所述的轮式齿齿轮无级变速箱，其特征是：齿轮上的每个齿都是切面具有齿轮齿形状的轮子，除了起啮合作用外，在变速时可以通过这些轮子的滚动在主从动锥轮表面灵活滚动，从而达到既啮合又可以通过轴向移动灵活而连续的变速。

4.根据权利要求1所述的轮式齿齿轮无级变速箱，其特征是：金属锥轮表面覆盖高弹抗拉的复合材料，使齿轮齿能通过压入锥轮的弹性表面而牢固啮合，通过这种形式，使锥轮表面可以有无数软齿与齿轮啮合，从而达到无级变速。高弹抗拉材料采用弹性材料与多层抗拉材料网组成类似玻璃钢结构的高弹抗拉整体。

技术总结
轮式齿齿轮无级变速箱动力传递机构，参见说明书附图，动力通过输入轴锥轮旋转，带动输入轴和输出轴圆锥轮表面的高弹抗拉材料与中间的轮式齿齿轮进行啮合传动，因而带动输出轴锥轮旋转输出动力扭矩。变速机构，参见说明书附图，转速的调节是利用伺服电机调整轮式齿齿轮的固定杆沿与其配合的锥轮表面改变不同直径位置调速，在输入轴转速固定时，当轮式齿齿轮在输入轴锥轮面上某一直径位置压紧啮合，输入轴锥轮面上直径大的锥面上传递大的线速度，输出锥轮得到大的线速度和角速度，反之输出锥轮从直径小的输入锥面上得到小的角度转速，调节轮式齿齿轮在输入输出锥轮面上不同的啮合直径位置，就可以得到相应的传动比，以此来达到输出轴轮需要的转速。

技术研发人员：杜鹏宇;秦宇红
受保护的技术使用者：杜鹏宇;秦宇红
技术研发日：2018.11.01
技术公布日：2020.05.08