本申請是名稱為：一種適用于非共線傳動的滑動無級變速機構(gòu)、申請日為：2015年7月10日、申請?zhí)枮椋?01510401048.8的發(fā)明專利申請的分案申請。

本發(fā)明屬于變速機構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種非共線傳動用滑動無級變速機構(gòu)。

背景技術(shù)：

變速機構(gòu)分為檔位變速和無級變速兩種，無級變速因為傳動比可以連續(xù)變化的優(yōu)點逐漸取代了檔位變速，對于目前的變速機構(gòu)對輸入軸輸出軸具有固定角度的要求，針對輸入軸輸出軸不穩(wěn)定，有一定角度變化的情況下，直接使用傳統(tǒng)變速機構(gòu)的話會對變速機構(gòu)有較大的影響，甚至損壞變速機構(gòu)的傳動部件。目前的解決方法是，需要額外加入萬向節(jié)來匹配輸入軸和輸出軸的位置和角度，實現(xiàn)起來有一定的復(fù)雜性。本發(fā)明意在解決此問題，設(shè)計的變速機構(gòu)允許一定的輸入軸輸出軸角度不穩(wěn)定現(xiàn)象，且還可以實現(xiàn)無級變速，具有特定的使用效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明揭示一種非共線傳動用滑動無級變速機構(gòu)，它是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

一種非共線傳動用滑動無級變速機構(gòu)，其特征在于它包括變速箱體、球形腔壁、萬向軸套、液壓缸、執(zhí)行軸、液壓卡板、執(zhí)行軸蓋、傳動軸、液壓缸固定結(jié)構(gòu)、執(zhí)行軸套、變速盤、萬向節(jié)、過渡軸、變速錐、側(cè)板槽、導(dǎo)軌、球形腔壁固定法蘭、導(dǎo)軌滑塊，其中球形腔壁、萬向軸套、液壓缸、執(zhí)行軸、液壓卡板、執(zhí)行軸蓋、傳動軸、液壓缸固定結(jié)構(gòu)、執(zhí)行軸套、變速盤、萬向節(jié)、變速錐、導(dǎo)軌、球形腔壁固定法蘭、導(dǎo)軌滑塊等以變速箱體中心面為對稱面對稱分布；

對于對稱面的任意一側(cè)的結(jié)構(gòu)，上述球形腔壁為半球形腔壁，球形腔壁固定法蘭通過內(nèi)圈面安裝在半球形腔壁圓截面外圓面上，兩個球形腔壁通過各自的球形腔壁固定法蘭安裝在變速箱體的側(cè)板開有圓口處的位置內(nèi)外兩側(cè)上，兩個球形腔壁和側(cè)板圓口的圓柱面形成近似球形腔體；萬向軸套內(nèi)為中空圓柱體，外表面兩端為圓柱面，中間段為球面，傳動軸安裝在萬向軸套內(nèi)圓柱面內(nèi)，萬向軸套通過中間段外球面與球形腔體內(nèi)部內(nèi)球面配合安裝在球形腔體內(nèi)部；傳動軸一端接外設(shè)備，一端安裝有變速錐；萬向軸套為一個球面可以在球形腔壁里萬向滑動，因為此機構(gòu)作用，變速機構(gòu)允許一定的輸入軸和輸出軸的角度不穩(wěn)定現(xiàn)象，即非共線現(xiàn)象；

上述導(dǎo)軌滑塊滑動于固定安裝在萬向軸套一側(cè)圓柱面上的導(dǎo)軌上，執(zhí)行軸安裝在執(zhí)行軸套內(nèi)，執(zhí)行軸套通過外圓柱面固定在導(dǎo)軌滑塊側(cè)面上；變速盤安裝于執(zhí)行軸一端上且離端面有一定的距離，該端面通過萬向節(jié)與過渡軸一端連接，其中導(dǎo)軌滑塊、執(zhí)行軸套、液壓缸固定結(jié)構(gòu)三者固定連接，并一起隨著萬向軸套軸線角度變化而變化，目的在于執(zhí)行軸和輸入軸平行，使得相配合的變速盤與變速錐能夠在最佳的相互接觸位置上高效的摩擦傳動；

上述液壓缸安裝在液壓缸固定結(jié)構(gòu)圓孔內(nèi)，液壓缸固定結(jié)構(gòu)安裝在執(zhí)行軸套上側(cè)外圓柱面上，液壓缸一端安裝有液壓卡板，執(zhí)行軸一端安裝在液壓卡板下側(cè)圓孔內(nèi)，執(zhí)行軸蓋安裝在執(zhí)行軸末端，且位于液壓卡板外側(cè)；如上所述，液壓缸固定結(jié)構(gòu)固定在執(zhí)行軸軸套上，保證了執(zhí)行軸和液壓缸的軸線平行，軸線的平行才能夠?qū)崿F(xiàn)液壓缸在使用過程中，通過自身的伸縮控制執(zhí)行軸的左右移動的功能。如上所述液壓缸也是以變速箱體中心面對稱分布的，主要是考慮到當(dāng)執(zhí)行軸左右移動，執(zhí)行軸上的變速盤會在變速錐上移動，因為變速錐的錐形，變速盤的軸線會上下移動，造成執(zhí)行軸的上下移動，當(dāng)執(zhí)行軸上下移動時，雖然萬向節(jié)和過渡軸的使用能夠讓執(zhí)行軸正常傳動，但是可能出現(xiàn)兩個執(zhí)行軸左右移動位移量不同的可能，所以需要設(shè)計左右兩個液壓缸來分別控制執(zhí)行軸的移動量，對兩側(cè)的執(zhí)行軸的移動分別控制；變速箱體側(cè)板上開有側(cè)板槽，隨著執(zhí)行軸上下移動，側(cè)板槽的設(shè)計可以使得側(cè)板不對執(zhí)行軸的移動產(chǎn)生干涉。

作為本技術(shù)進一步改進，萬向節(jié)包括軸叉、十字軸架，其中軸叉安裝在執(zhí)行軸末端，十字軸架四端為圓柱體，安裝在相應(yīng)的兩個軸叉的四個叉端圓孔中。兩個軸叉安裝位置相互交叉。

作為本技術(shù)進一步改進，本裝置還包括拉伸彈簧、第一彈簧固定塊、第二彈簧固定塊，拉伸彈簧一端固定在安裝在導(dǎo)軌滑塊底面的第一彈簧固定塊上，一端固定在安裝在萬向軸套上側(cè)外圓柱面上的第二彈簧固定塊上，設(shè)計的拉伸彈簧目的在于，在導(dǎo)軌滑塊和萬向軸套之間產(chǎn)生一個縮短距離的拉力，這樣的設(shè)計能夠保證執(zhí)行軸上的變速盤和傳動軸上的變速錐之間保持一定的接觸壓力，防止在傳動過程中出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象。

作為本技術(shù)進一步改進，變速錐為圓錐體，表面徑向距離沿軸線變化的規(guī)律為線性變化，這樣的設(shè)計，將會使變速盤左右移動時，在變速錐轉(zhuǎn)速不變的情況下，變速盤的轉(zhuǎn)速會線性變化，從而傳動比發(fā)生變化。另外不同的使用者可能對變速的傳動比的變化的規(guī)律有特殊的要求，這個時候可以按照要求設(shè)計變速錐的表面的徑向距離變化來達(dá)到特定的目的。

作為本技術(shù)進一步改進，變速盤上變速盤與變速錐接觸的外端面的徑向距離沿軸線變化率與變速錐相同，這樣的設(shè)計可以保證變速盤與變速錐的接觸為線接觸，因為線接觸的摩擦系數(shù)較大，進一步防止了變速盤和變速錐的打滑現(xiàn)象。

作為本技術(shù)進一步改進，變速箱體壁面可以為平板也可以為帶通氣口的壁面，為實平板意在對變速機構(gòu)密封，適合在有粉塵污染的環(huán)境；當(dāng)在較為干凈的環(huán)境中時，可以使用帶有通氣孔的壁面，這樣可以對傳動部件進行一定的散熱。

相比較于其他傳動的變速機構(gòu)，本發(fā)明設(shè)計中，使用的球形腔體和萬向軸套結(jié)構(gòu)，具有允許傳動軸在各個方向一定角度內(nèi)的安裝，能夠接受輸入輸出軸不共線的特點，也就是具有對輸入軸輸出軸軸線精度的要求較低的優(yōu)點，使得本發(fā)明的變速機構(gòu)實用性更強，使用起來因為不用過多的調(diào)節(jié)輸入軸和輸出軸的軸線精度，所以安裝會較為方便；另外使用的變速錐和變速盤的配合，由于沒有像齒輪傳動那樣具有固定的傳動比，而是變速中的傳動比在一定的范圍內(nèi)連續(xù)變化，使之具有變速更加平穩(wěn)的優(yōu)點。執(zhí)行軸之間的兩個萬向節(jié)的使用，具有當(dāng)兩執(zhí)行軸不共線時仍然能夠順利的傳導(dǎo)扭矩，非常好的解決了變速結(jié)構(gòu)在變速過程中，執(zhí)行軸上下偏移的傳動的困難。最后拉伸彈簧的使用，使得變速盤和變速錐的接觸面保持較高的壓力，防止了打滑。

附圖說明

圖1是本發(fā)明整體外觀圖。

圖2是帶側(cè)板的變速機構(gòu)內(nèi)部各部件示意圖。

圖3是不帶側(cè)板的變速機構(gòu)內(nèi)部各部件圖。

圖4是變速機構(gòu)內(nèi)部俯視圖。

圖5是變速機構(gòu)內(nèi)部側(cè)視圖。

圖6是萬向節(jié)結(jié)構(gòu)圖。

圖7是非共線軸實現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是帶球形腔體的側(cè)板圖。

圖9是傳動軸示意圖。

圖10是萬向傳動結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11是變速結(jié)構(gòu)實現(xiàn)實例示意圖。

圖中標(biāo)號名稱：1、變速箱體，2、球形腔壁，3、萬向軸套，4、液壓缸，5、執(zhí)行軸，6、液壓卡板，7、執(zhí)行軸蓋，8、傳動軸，9、液壓缸固定結(jié)構(gòu)，10、執(zhí)行軸套，11、變速盤，12、萬向節(jié)，13、過渡軸，14、變速錐，15、側(cè)板槽，16、導(dǎo)軌，17、拉伸彈簧，18、球形腔壁固定法蘭，19、軸叉，20、十字軸架，21、第一彈簧固定塊，22、第二彈簧固定塊，23、導(dǎo)軌滑塊。

具體實施方式

如圖1-5所示,一種非共線傳動用滑動無級變速機構(gòu)，其特征在于它包括變速箱體、球形腔壁、萬向軸套、液壓缸、執(zhí)行軸、液壓卡板、執(zhí)行軸蓋、傳動軸、液壓缸固定結(jié)構(gòu)、執(zhí)行軸套、變速盤、萬向節(jié)、過渡軸、變速錐、側(cè)板槽、導(dǎo)軌、球形腔壁固定法蘭、導(dǎo)軌滑塊，其中球形腔壁、萬向軸套、液壓缸、執(zhí)行軸、液壓卡板、執(zhí)行軸蓋、傳動軸、液壓缸固定結(jié)構(gòu)、執(zhí)行軸套、變速盤、萬向節(jié)、變速錐、導(dǎo)軌、球形腔壁固定法蘭、導(dǎo)軌滑塊等以變速箱體中心面為對稱面對稱分布。

如圖3、7、8所示，對于對稱面的任意一側(cè)的結(jié)構(gòu)，上述球形腔壁為半球形腔壁，球形腔壁固定法蘭通過內(nèi)圈面安裝在半球形腔壁圓截面外圓面上，兩個球形腔壁通過各自的球形腔壁固定法蘭安裝在變速箱體的側(cè)板開有圓口處的位置內(nèi)外兩側(cè)上，兩個球形腔壁和側(cè)板圓口的圓柱面形成近似球形腔體；萬向軸套內(nèi)為中空圓柱體，外表面兩端為圓柱面，中間段為球面，傳動軸安裝在萬向軸套內(nèi)圓柱面內(nèi)，萬向軸套通過中間段外球面與球形腔體內(nèi)部內(nèi)球面配合安裝在球形腔體內(nèi)部；如圖9所示，傳動軸一端接外設(shè)備，一端安裝有變速錐；萬向軸套為一個球面可以在球形腔壁里萬向滑動，因為此機構(gòu)作用，變速機構(gòu)允許一定的輸入軸和輸出軸的角度不穩(wěn)定現(xiàn)象，即非共線現(xiàn)象；

如圖7、10所示，上述導(dǎo)軌滑塊滑動于固定安裝在萬向軸套一側(cè)圓柱面上的導(dǎo)軌上，執(zhí)行軸安裝在執(zhí)行軸套內(nèi)，執(zhí)行軸套通過外圓柱面固定在導(dǎo)軌滑塊側(cè)面上；變速盤安裝于執(zhí)行軸一端上且離端面有一定的距離，該端面通過萬向節(jié)與過渡軸一端連接，其中導(dǎo)軌滑塊、執(zhí)行軸套、液壓缸固定結(jié)構(gòu)三者固定連接，并一起隨著萬向軸套軸線角度變化而變化，目的在于執(zhí)行軸和輸入軸平行，使得相配合的變速盤與變速錐能夠在最佳的相互接觸位置上高效的摩擦傳動。

如圖2、3、4所示，上述液壓缸安裝在液壓缸固定結(jié)構(gòu)圓孔內(nèi)，液壓缸固定結(jié)構(gòu)安裝在執(zhí)行軸套上側(cè)外圓柱面上，液壓缸一端安裝有液壓卡板，執(zhí)行軸一端安裝在液壓卡板下側(cè)圓孔內(nèi)，執(zhí)行軸蓋安裝在執(zhí)行軸末端，且位于液壓卡板外側(cè)；如上所述，液壓缸固定結(jié)構(gòu)固定在執(zhí)行軸軸套上，保證了執(zhí)行軸和液壓缸的軸線平行，軸線的平行才能夠?qū)崿F(xiàn)液壓缸在使用過程中，通過自身的伸縮控制執(zhí)行軸的左右移動的功能。如上所述液壓缸也是以變速箱體中心面對稱分布的，主要是考慮到當(dāng)執(zhí)行軸左右移動，執(zhí)行軸上的變速盤會在變速錐上移動，因為變速錐的錐形，變速盤的軸線會上下移動，造成執(zhí)行軸的上下移動，當(dāng)執(zhí)行軸上下移動時，雖然萬向節(jié)和過渡軸的使用能夠讓執(zhí)行軸正常傳動，但是可能出現(xiàn)兩個執(zhí)行軸左右移動位移量不同的可能，所以需要設(shè)計左右兩個液壓缸來分別控制執(zhí)行軸的移動量，對兩側(cè)的執(zhí)行軸的移動分別控制；變速箱體側(cè)板上開有側(cè)板槽，隨著執(zhí)行軸上下移動，側(cè)板槽的設(shè)計可以使得側(cè)板不對執(zhí)行軸的移動產(chǎn)生干涉。

如圖6所示，萬向節(jié)包括軸叉、十字軸架，其中軸叉安裝在執(zhí)行軸末端，十字軸架四端為圓柱體，安裝在相應(yīng)的兩個軸叉的四個叉端圓孔中。兩個軸叉安裝位置相互交叉。

如圖7所示，本裝置還包括拉伸彈簧、第一彈簧固定塊、第二彈簧固定塊，拉伸彈簧一端固定在安裝在導(dǎo)軌滑塊底面的第一彈簧固定塊上，一端固定在安裝在萬向軸套上側(cè)外圓柱面上的第二彈簧固定塊上，設(shè)計的拉伸彈簧目的在于，在導(dǎo)軌滑塊和萬向軸套之間產(chǎn)生一個縮短距離的拉力，這樣的設(shè)計能夠保證執(zhí)行軸上的變速盤和傳動軸上的變速錐之間保持一定的接觸壓力，防止在傳動過程中出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象。

如圖9所示，變速錐為圓錐體，表面徑向距離沿軸線變化的規(guī)律為線性變化，這樣的設(shè)計，將會使變速盤左右移動時，在變速錐轉(zhuǎn)速不變的情況下，變速盤的轉(zhuǎn)速會線性變化，從而傳動比發(fā)生變化。另外不同的使用者可能對變速的傳動比的變化的規(guī)律有特殊的要求，這個時候可以按照要求設(shè)計變速錐的表面的徑向距離變化來達(dá)到特定的目的。

如圖11所示，變速盤上變速盤與變速錐接觸的外端面的徑向距離沿軸線變化率與變速錐相同，這樣的設(shè)計可以保證變速盤與變速錐的接觸為線接觸，因為線接觸的摩擦系數(shù)較大，進一步防止了變速盤和變速錐的打滑現(xiàn)象。

變速箱體壁面可以為平板也可以為帶通氣口的壁面，為實平板意在對變速機構(gòu)密封，適合在有粉塵污染的環(huán)境；當(dāng)在較為干凈的環(huán)境中時，可以使用帶有通氣孔的壁面，這樣可以對傳動部件進行一定的散熱。

從圖2中整體結(jié)構(gòu)來看，本發(fā)明設(shè)計中，使用的球形腔體和萬向軸套結(jié)構(gòu)，具有允許傳動軸在各個方向一定角度內(nèi)的安裝，能夠接受輸入輸出軸不共線的特點，也就是具有對輸入軸輸出軸軸線精度的要求較低的優(yōu)點，使得本發(fā)明的變速機構(gòu)實用性更強，使用起來因為不用過多的調(diào)節(jié)輸入軸和輸出軸的軸線精度，所以安裝會較為方便；另外使用的變速錐和變速盤的配合，由于沒有像齒輪傳動那樣具有固定的傳動比，而是變速中的傳動比在一定的范圍內(nèi)連續(xù)變化，使之具有變速更加平穩(wěn)的優(yōu)點。執(zhí)行軸之間的兩個萬向節(jié)的使用，具有當(dāng)兩執(zhí)行軸不共線時仍然能夠順利的傳導(dǎo)扭矩，非常好的解決了變速結(jié)構(gòu)在變速過程中，執(zhí)行軸上下偏移的傳動的困難。最后拉伸彈簧的使用，使得變速盤和變速錐的接觸面保持較高的壓力，防止了打滑。

如圖11所示，為變速機構(gòu)變速實例，如圖中a所示執(zhí)行軸的變速盤在變速錐的最左邊，兩傳動軸經(jīng)過執(zhí)行軸后左邊輸入軸的轉(zhuǎn)速小于右邊的輸出軸，同時兩執(zhí)行軸高低不同，當(dāng)執(zhí)行軸在液壓缸的拉伸下向右移動過程中，如圖b所示，兩傳動軸經(jīng)過執(zhí)行軸的傳動，傳動比發(fā)生了變化，兩傳動軸的轉(zhuǎn)速接近相同，執(zhí)行軸也基本共線，當(dāng)執(zhí)行軸繼續(xù)向右移動過程中，如圖c所示，傳動比發(fā)生變化，左邊輸入軸轉(zhuǎn)速大于了右邊的輸出軸。經(jīng)過液壓缸的控制，執(zhí)行軸左右移動實現(xiàn)了傳動比的變化。