一种变径轮恒速器的制作方法

本发明涉及恒速器的技术领域，特别涉及一种变径轮恒速器。

背景技术：

现有技术中的，恒速输出主要有三种实现方式：液力式恒速输出装置、液压恒速传动装置以及双电机机械控制传装置。目前国内外大多采用的是基于液力技术的导叶可调式恒速输出装置，此装置主要针对于大功率机组，结构复杂且成本较高。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种变径轮恒速器。

本发明的技术方案是：一种变径轮恒速器，包括动力输出轴、传动装置和两个变径轮，所述传动装置包括差速器，所述差速器的两侧分别连接差速轴，所述差速器上设有同步锥齿轮甲，两个所述变径轮均包括基轮盘和至少4个安装在基轮盘上的移动轮，所述基轮盘的中心设有轴孔，所述轴孔内固定有两端伸出且为空心的传动轴，所述传动轴的内部设置有悬空的变径调节轴，所述变径调节轴的一端伸出所述传动轴且与所述差速轴通过锥齿轮配合，一个所述变径轮的传动轴连接有位于其对应变径轮背面的同步齿轮甲，另一个所述变径轮的传动轴连接有位于其对应变径轮正面的离合器以及位于其对应变径轮背面的调速装置，所述调速装置包括离心架、制动杆、滑动轴承和转动轴承，所述离心架包括数量至少为两个且环形均布的离心杆和摇杆，所述滑动轴承安装在其对应的变径轮的变径调节轴上，所述转动轴承安装在所述滑动轴承上，所述滑动轴承与其对应的传动轴之间设有安装在变径调节轴上的弹簧，所述离心杆的一端铰接在其对应的传动轴上、另一端连接有离心块，所述摇杆的一端铰接在所述转动轴承上、另一端铰接在所述离心杆上，所述制动杆的中部铰接有固定设置的支架，所述制动杆上设有位于所述差速器两侧且与所述差速轴匹配的制动器，所述制动杆的一端向一侧翻折且与所述滑动轴承铰接，所述同步齿轮甲啮合有同步齿轮乙，所述同步齿轮乙通过中心轴支撑且中心轴一端连接有与所述同步锥齿轮甲啮合的同步锥齿轮乙，所述离合器连接动力源，所述动力输出轴通过锥齿轮与所述同步锥齿轮甲啮合。

优选的，所述基轮盘的正面设有环形均布且用来安装移动轮的滑槽，所述滑槽沿着基轮盘的半径方向设置且与所述轴孔连通，所述滑槽的下方为空腔，所述空腔内设置有转动螺杆，所述转动螺杆的一端铰接在所述基轮盘上、另一端与所述传动轴铰接且伸入所述传动轴的内部，所述转动螺杆上螺接有滑块，所述移动轮的中心为轮轴，所述轮轴穿过所述滑槽与所述滑块连接，所述变径调节轴与所述转动螺杆通过锥齿轮啮合传动。

优选的，所述变径调节轴通过轴承支撑在所述传动轴的内部，所述变径调节轴伸出所述传动轴的一端固连有调节锥齿轮甲、另一端位于所述传动轴内且固连有调节锥齿轮乙，所述转动螺杆伸入传动轴的一端固连有与所述调节锥齿轮乙配合的螺杆锥齿轮，所述差速轴的端部连接有与所述调节锥齿轮甲啮合的差速锥齿轮。

优选的，所述同步齿轮甲和所述同步齿轮乙的模数及尺寸均相同，所述同步锥齿轮甲和所述同步锥齿轮乙的模数及尺寸均相同，所述调节锥齿轮甲与所述差速齿轮的模数及尺寸均相同。

优选的，所述离心杆和所述摇杆的数量均为两个。

优选的，两个所述制动器分别为位于左侧的左制动器、位于右侧的右制动器。

优选的，所述移动轮为皮带轮，所述轮轴与所述滑块固定连接。

优选的，所述移动轮为链轮，所述轮轴与所述滑块铰接，所述基轮盘上还设有位于所述滑槽的中线一侧的摆杆，所述摆杆的一端铰接在基轮盘的边缘、另一端穿过所述轮轴，所述轮轴设有与所述摆杆间隙配合的槽孔。

所述移动轮的数量具体设置为8个。

本发明的有益效果是：

本发明中的变径轮的变径调节轴和转动螺杆采用锥齿轮配合，传动稳定且控制简单，转动螺杆利用滑块在螺杆上的位置变化改变移动轮的位置，从而能够改变变径轮的传动变径，进而能够实现无级变速。

本发明利用变径轮的无级变速实现恒速的目的，利用调速装置动态改变两个变径轮之间的传动比，使动力输出轴始终保持稳定的恒速范围。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为变径轮的平面结构示意图之一；

图3为变径轮的平面结构示意图之二；

图4为图2中变径轮的剖视结构示意图；

图5为图3中变径轮的剖视结构示意图；

图6为图2中摆杆与轮轴位置示意图；

图7为图3中摆杆与轮轴位置示意图；

图中：1.基轮盘、1-1.滑槽、1-2.摆杆、2.传动轴、2-1.传动轮、2-2.同步齿轮甲、2-3.离心杆、3.调节轴、3-1.调节锥齿轮甲、3-2.调节锥齿轮乙、4.移动轮、4-1.轮轴、5.传动件、6.转动螺杆、6-1.滑块、6-2.螺杆锥齿轮、7.同步齿轮乙、7-1.同步锥齿轮乙、8.差速器、8-1.同步锥齿轮甲、9.差速轴、9-1.差速锥齿轮、10.动力输出轴、11.制动杆、11-1.左制动器、11-2.右制动器、12.支架、13.滑动轴承、14.转动轴承、14-1.摇杆、15.弹簧。

具体实施方式

本发明的具体实施方式参见图1-7：

一种变径轮恒速器，如图1-5，包括动力输出轴10、传动装置和两个变径轮，传动装置包括差速器8，差速器8的两侧分别连接差速轴9，差速器8上设有同步锥齿轮甲8-1，两个变径轮均包括基轮盘1和多个安装在基轮盘1上的移动轮4，基轮盘1的中心设有轴孔，轴孔内固定有两端伸出且为空心的传动轴2，传动轴2的内部设置有悬空的变径调节轴3，变径调节轴3的一端伸出传动轴2且与差速轴9通过锥齿轮配合，一个变径轮的传动轴2连接有位于其对应变径轮背面的同步齿轮甲2-2，另一个变径轮的传动轴2连接有位于其对应变径轮正面的离合器以及位于其对应变径轮背面的调速装置，调速装置包括离心架、制动杆11、滑动轴承13和转动轴承14，离心架包括数量均为两个且环形均布的离心杆和摇杆14-1，滑动轴承13安装在其对应的变径轮的变径调节轴3上，转动轴承14安装在滑动轴承13上，转动轴承14的内圈固定在滑动轴承13外侧表面，滑动轴承13与其对应的传动轴2之间设有安装在变径调节轴3上的弹簧15，离心杆的一端铰接在其对应的传动轴2上、另一端连接有离心块，摇杆14-1的一端铰接在转动轴承14上、另一端铰接在离心杆的后半段，制动杆11的中部铰接有固定设置的支架12，制动杆11上设有位于差速器8两侧且与差速轴9匹配的制动器，两个制动器分别为位于左侧的右制动器11-211-1、位于右侧的右制动器，制动杆11的一端向一侧翻折且与滑动轴承13铰接，同步齿轮甲2-2啮合有同步齿轮乙，同步齿轮乙通过中心轴支撑且中心轴一端连接有与同步锥齿轮甲8-1啮合的同步锥齿轮乙7-1，离合器连接动力源，动力输出轴10通过锥齿轮与同步锥齿轮甲8-1啮合，基轮盘1的正面设有环形均布且用来安装移动轮4的滑槽1-1，滑槽1-1沿着基轮盘1的半径方向设置且与轴孔连通，滑槽1-1的下方为空腔，空腔内设置有转动螺杆6，转动螺杆6的一端铰接在基轮盘1上、另一端与传动轴2铰接且伸入传动轴2的内部，转动螺杆6上螺接有滑块6-1，移动轮4的中心为轮轴4-1，轮轴4-1穿过滑槽1-1与滑块6-1连接，变径调节轴3与转动螺杆6通过锥齿轮啮合传动，变径调节轴3通过轴承支撑在传动轴2的内部，变径调节轴3伸出传动轴2的一端固连有调节锥齿轮甲3-1、另一端位于传动轴2内且固连有调节锥齿轮乙3-2，转动螺杆6伸入传动轴2的一端固连有与调节锥齿轮乙3-2配合的螺杆锥齿轮6-2，差速轴9的端部连接有与调节锥齿轮甲3-1啮合的差速锥齿轮9-1，同步齿轮甲2-2和同步齿轮乙的模数及尺寸均相同，同步锥齿轮甲8-1和同步锥齿轮乙7-1的模数及尺寸均相同，调节锥齿轮甲3-1与差速齿轮的模数及尺寸均相同。

该恒速器中变径轮的移动轮4为皮带轮或链轮，而且移动轮的数量可以根据实际应用相应设置，如图1和2，移动轮数量为8个，根据实际应用可以设为4、5、6或7个，移动轮数量根据实际应用也可以更多。

移动轮4为皮带轮时，轮轴4-1与滑块6-1固定连接，变径轮用来传动的传动件5为传动皮带，其变径过程为，变径调节轴3与传动轴2的转速相同时，转动螺杆6上螺杆锥齿轮6-2与变径调节轴3上调节锥齿轮乙3-2不发生相对转动，转动螺杆6不会转动，移动轮4、滑块6-1的位置不变，当变径调节轴3与传动轴2的转速不同时，转动螺杆6上螺杆锥齿轮6-2与变径调节轴3上调节锥齿轮乙3-2不发生相对转动，转动螺杆6转动，移动轮4、滑块6-1的位置改变，进而改变变径轮的传动变径，移动轮4自身不转动。

移动轮4为链轮时，轮轴4-1与滑块6-1铰接，基轮盘1上还设有位于滑槽1-1的中线一侧的摆杆1-2，摆杆1-2的一端铰接在基轮盘1的边缘、另一端穿过轮轴4-1，轮轴4-1设有与摆杆1-2间隙配合的槽孔，变径轮用来传动的传动件5为传动链条，其变径过程为，变径调节轴3与传动轴2的转速相同时，转动螺杆6上螺杆锥齿轮6-2与变径调节轴3上调节锥齿轮乙3-2不发生相对转动，转动螺杆6不会转动，移动轮4、滑块6-1的位置不变，当变径调节轴3与传动轴2的转速不同时，转动螺杆6上螺杆锥齿轮6-2与变径调节轴3上调节锥齿轮乙3-2不发生相对转动，转动螺杆6转动，移动轮4、滑块6-1的位置改变，进而改变变径轮的传动变径，变径过程中，如图6和7，摆杆1-2会转动一定角度，移动轮4发生微小转动，补偿链轮轮齿的位置，使链轮上轮齿与传动链条的齿槽配合。

工作过程，离合器连接动力源，离合器对应的变径轮为输入轮、另一个变径轮为输出轮。

恒速器启动时，在弹簧15弹力作用下为右制动器11-211-1贴合其对应的差速轴9，左侧差速轴9的速度小、右侧差速轴9的速度大，此时输入轮的半径最大、输出轮半径最小，输入轮速度逐渐增大，离心架及离心块随着输入轮转动，离心块在离心力作用下克服弹簧15弹力使离心架外拉，滑动轴承13逐渐朝向输入轮的方向滑动，制动杆11绕着支架12逆时针转动，右制动器11-211-1逐渐脱离其对应的差速轴9，左侧差速轴9的速度增加、右侧差速轴9的速度减小，输入轮的半径减小、输出轮半径增大，直到右制动器11-211-1完全放开左侧差速轴9，此时左侧差速轴9的速度与右侧差速轴9的速度相等，输入轮的半径与输出轮半径相等，输入轮速度提高到设定值，此过程中，输出轮的速度比输入轮的速度大，虽然输入轮的速度升高，但二者传动比持续在减小，直到传动比为1:1，因此输出轮的速度变化不大，始终处在稳定的范围且接近设定值。

输入轮的速度到达设定值后继续增加时，离心块在离心力作用下继续使离心架外拉，制动杆11绕着支架12继续逆时针转动，右制动器逐渐贴合其对应的右侧差速轴9，左侧差速轴9的速度继续增加、右侧差速轴9的速度继续减小，输入轮的半径继续减小、输出轮半径继续增大，此过程中，输出轮的速度比输入轮的速度小，虽然输入轮的速度升高，但二者传动比在反向增加，因此输出轮的速度变化不大，始终处在稳定的范围且接近设定值。

输入轮的速度到达设定值后减小时，离心块产生的离心力减小，离心架在弹簧15弹力下回落，制动杆11绕着支架12顺时针返回，右制动器11-211-1逐渐贴合其对应的左侧差速轴9，左侧差速轴9的速度减小、右侧差速轴9的速度增加，输入轮的半径继续增大、输出轮半径减小，此过程中，输出轮的速度比输入轮的速度大，虽然输入轮的速度减小，但二者传动比在增加，因此输出轮的速度变化不大，始终处在稳定的范围且接近设定值。

因此，输入轮过程中，输出轮的速度随着输入轮的速度提高变化不大，处于稳定且接近设定值的范围；输入轮到达设定速度，输入轮的速度会上下浮动，但在浮动过程中，输出轮的速度随着输入轮的速度变化不大，处于稳定且在设定值上下浮动的范围。