本實(shí)用新型涉及變速裝置領(lǐng)域，具體而言，涉及無級(jí)變速裝置。

背景技術(shù)：

變速箱是汽車的一個(gè)重要核心組成部分，從發(fā)展的趨勢(shì)來看，自動(dòng)無級(jí)變速是終極目標(biāo)。從現(xiàn)在普遍使用的變速箱來看，手動(dòng)變速箱和自動(dòng)變速箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，變速擋位增加到7個(gè)擋位后，變速箱內(nèi)零部件超過500個(gè)，從技術(shù)上和成本上很難有再向上增加的空間。而最為成熟的鋼帶式無極變速(CVT)采用的是摩擦傳動(dòng)，而非齒輪嚙合，受鋼帶材料強(qiáng)度和摩擦阻力限制，扭矩達(dá)到300牛米幾乎為極限，在大排量越野車和重型卡車上無法應(yīng)用。

鑒于此，目前沒有一款既能輸出大扭矩，又能實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速的純齒輪傳動(dòng)的變速裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供無級(jí)變速裝置，以解決上述的問題。

在本實(shí)用新型的實(shí)施例中提供了一種無級(jí)變速裝置，包括螺旋齒輪、輸出齒輪和輸出軸；所述螺旋齒輪包括圓錐體和齒帶；所述齒帶在所述圓錐體的外圓周表面繞其軸線螺旋排布多圈；每一圈所述齒帶螺距相等；所述輸出齒輪包括輸出齒輪和輸出軸；所述輸出齒輪平行于所述螺旋齒輪的圓錐體側(cè)面；所述輸出齒輪可以沿輸出軸的軸線方向滑動(dòng)并與螺旋齒的不同直徑部位嚙合。包括兩個(gè)螺旋齒輪，兩個(gè)螺旋齒輪的圓錐體側(cè)面相互平行。兩個(gè)螺旋齒輪的螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。輸出齒輪寬度等于或大于半個(gè)螺距。輸出齒輪交替與兩個(gè)螺旋齒輪嚙合完成圓周傳動(dòng)。螺旋齒輪以行星齒輪方式繞輸出齒輪公轉(zhuǎn)。輸出齒輪的軸向滑動(dòng)與螺旋齒輪公轉(zhuǎn)同步。輸出齒輪的直徑盡量設(shè)大，該直徑設(shè)大到保證輸出齒輪齒數(shù)應(yīng)等于或大于螺旋齒輪的總齒數(shù)，足夠使螺旋齒與輸出齒輪從底端螺旋嚙合至頂端。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的無級(jí)變速裝置，與現(xiàn)有技術(shù)中的無級(jí)變速裝置相比，其包括螺旋齒輪A與螺旋齒輪B和輸出齒輪。動(dòng)力從輸入軸驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)螺旋齒輪A和螺旋齒輪B等速同方向旋轉(zhuǎn)，特殊的即保持為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，因?yàn)槁菪X輪A和螺旋齒輪B螺旋方向相反，所以兩個(gè)螺旋一個(gè)向左旋，另一個(gè)向右旋。與只有半個(gè)螺距寬的輸出齒輪旋轉(zhuǎn)嚙合一個(gè)呈自上而下，另一個(gè)呈自下而上的相對(duì)方向。

螺旋齒輪A和螺旋齒輪B的錐體側(cè)面平行排列，保證輸出齒輪與兩螺旋齒的錐體側(cè)面平行并嚙合。初始設(shè)置螺旋齒輪A和螺旋齒輪B與輸出齒輪的軸向嚙合位置時(shí)，應(yīng)當(dāng)將輸出齒輪的上端或下端位于螺旋齒輪A和螺旋齒輪B相同對(duì)應(yīng)位置，保證輸出齒輪與兩個(gè)螺旋齒輪所初始嚙合部位的齒位相同，例如螺旋齒輪A與輸出齒輪嚙合的齒數(shù)是第100齒，那螺旋齒輪B與輸出齒輪嚙合的齒數(shù)也是第100齒。

如圖1螺旋齒輪A和螺旋齒輪B同時(shí)等速順時(shí)針旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)，螺旋齒輪A嚙合逐漸從輸出齒輪下端向上移動(dòng)，即從第100齒向99齒嚙合，而同時(shí)螺旋齒輪B與輸出齒輪的嚙合向下移動(dòng)，從第100齒旋向第101齒而脫離嚙合。當(dāng)螺旋齒A和B同時(shí)旋轉(zhuǎn)180度后，螺旋齒B自輸出螺旋齒上端向下嚙合進(jìn)入后，而螺旋齒A向上脫離輸出齒輪。螺旋齒輪A和B再繼續(xù)旋轉(zhuǎn)180度后，螺旋齒輪A自下而上與輸出齒輪嚙合后，螺旋齒輪B與輸出齒輪脫離嚙合。從而完成了一個(gè)圓周的嚙合傳送，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)周而復(fù)始地持續(xù)完成動(dòng)力傳送。

在以上的兩次嚙合交替中，因螺旋齒輪A和B交替的部位都是等齒位的，交替是順向等速交替，因此不會(huì)產(chǎn)生干涉和打齒，同時(shí)，輸出齒輪寬度等于或略微大于半個(gè)螺距，半個(gè)螺距的寬度即是兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)螺旋的交替距離。這樣在齒輪脫離與進(jìn)入時(shí)有一個(gè)短暫的重合，這樣更利于齒輪順利交替。

當(dāng)需要調(diào)速時(shí)，以輸入傳動(dòng)齒輪和輸出齒輪為太陽齒輪，螺旋齒輪A和螺旋齒輪B為行星齒輪繞著中間的輸出齒輪，沿行星軌道以相對(duì)方向公轉(zhuǎn)，從而使螺旋齒輪A與螺旋齒輪B產(chǎn)生角度變化。這個(gè)角度變化會(huì)使螺旋齒輪A和螺旋齒輪B嚙合的交替部位產(chǎn)生上或下移動(dòng)，以圖1為例，調(diào)節(jié)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)臂使螺旋齒輪A和螺旋齒輪B同時(shí)向內(nèi)公轉(zhuǎn)時(shí)，受輸出齒輪帶動(dòng)自身也會(huì)自轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)形成的角度變化使與輸出齒輪嚙合交替部位向錐體底端移動(dòng)，因此在輸出軸上設(shè)置的軸向調(diào)節(jié)螺桿帶動(dòng)拔叉同步將輸出齒輪向螺旋齒大端推動(dòng)，螺旋齒輪A和螺旋齒輪B在繞輸出齒輪公轉(zhuǎn)時(shí)，同時(shí)產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，螺旋齒輪自轉(zhuǎn)角度每轉(zhuǎn)1度，調(diào)節(jié)裝置將輸出齒輪向大端推動(dòng)1/360螺距；自轉(zhuǎn)180度則向上推動(dòng)1/2螺距；自轉(zhuǎn)360度則向大端推動(dòng)一個(gè)螺距。則實(shí)現(xiàn)了輸出齒輪減速。反之向外公轉(zhuǎn)則向小端同步推動(dòng)，則實(shí)現(xiàn)輸出齒輪加速。從而實(shí)現(xiàn)無極變速。

該無級(jí)變速裝置的結(jié)構(gòu)簡單可靠，而且該無級(jí)變速裝置使用齒輪實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞，齒輪傳遞的扭矩大，因此，該無級(jí)變速裝置輸出的扭矩遠(yuǎn)比摩擦式無極變速大，可以應(yīng)用于大排量越野車和重型卡車上。

附圖說明

圖1示出了本實(shí)用新型實(shí)施例完整結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了本實(shí)用新型實(shí)施例公轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖3示出了本實(shí)用新型實(shí)施例的調(diào)節(jié)裝置使螺旋齒輪公轉(zhuǎn)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過具體的實(shí)施例子并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

如圖1、圖2、圖3所示為本實(shí)施例提供的一種無級(jí)變速裝置，包括變速器箱10、螺旋齒輪A1、螺旋齒輪B2、輸出齒輪3、輸出軸4、傳動(dòng)齒輪5、傳動(dòng)齒輪6、傳動(dòng)齒輪7、輸入軸8、調(diào)節(jié)齒輪9、調(diào)節(jié)螺桿11、拔叉12；動(dòng)力自輸入軸8帶動(dòng)傳動(dòng)齒輪7，帶動(dòng)螺旋齒輪A1和螺旋齒輪B2等速同方向順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。因螺旋齒輪A1、螺旋齒輪B2的螺旋齒螺旋方向相反，因而兩組螺旋齒呈相反方向旋轉(zhuǎn)。螺旋齒輪A1與螺旋齒輪B2的錐體側(cè)面保持平行，以此保證螺旋齒輪A1與輸出齒輪3與螺旋齒輪B2能保持嚙合。輸出齒輪3與輸出軸4以內(nèi)外花鍵嚙合，保證輸出齒輪3的動(dòng)力可以傳遞至輸出軸，但輸出齒輪3可以在拔叉的控制下沿軸向方向上滑動(dòng)。

如圖2初始設(shè)置螺旋齒輪A1和螺旋齒輪B2與輸出齒輪3的軸向位置時(shí)，應(yīng)當(dāng)將輸出齒輪的上端或下端位于螺旋齒輪A1和螺旋齒輪B2相同對(duì)應(yīng)位置，保證螺旋齒輪A1和螺旋齒輪B2與輸出齒輪3所初始嚙合部位的齒輪是相同的齒數(shù)，例如同為第100齒，調(diào)節(jié)的拔叉12此時(shí)鎖定輸出齒輪3的軸向位置避免其軸向竄動(dòng)。

螺旋齒輪A1和螺旋齒輪B2同時(shí)等速順時(shí)針旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)，螺旋齒輪A1嚙合逐漸從輸出齒輪3下端向上移動(dòng)，而同時(shí)螺旋齒輪B2與輸出齒輪3的嚙合向下移動(dòng)脫離嚙合。當(dāng)螺旋齒A1和螺旋齒輪B2同時(shí)旋轉(zhuǎn)180度，螺旋齒B2自輸出螺旋齒上端向下嚙合進(jìn)入，而螺旋齒A1向上脫離輸出齒輪3。螺旋齒輪A1和螺旋齒輪B2再繼續(xù)旋轉(zhuǎn)180度后，螺旋齒輪A1自下而上與輸出齒輪3嚙合后，螺旋齒輪B2與輸出齒輪3脫離嚙合。從而完成了一個(gè)圓周的嚙合傳送，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)周而復(fù)始地持續(xù)完成動(dòng)力傳送。

在以上的兩次嚙合交替中，因螺旋齒輪A1和螺旋齒輪B2交替的部位都是等齒輪半徑的，交替是順向等速交替，因此不會(huì)產(chǎn)生干涉和打齒，同時(shí)，輸出齒輪3等于或略微大于半個(gè)螺距，這樣在齒輪脫離與進(jìn)入時(shí)有一個(gè)短暫的重合，保證齒輪順利交替。

當(dāng)需要調(diào)速時(shí)，以輸出齒輪3和傳動(dòng)齒輪7為太陽齒輪，螺旋齒輪A1和螺旋齒輪B2為行星齒輪，在調(diào)節(jié)齒輪14的帶動(dòng)下調(diào)節(jié)臂15和調(diào)節(jié)臂16帶動(dòng)螺旋齒輪A1和螺旋齒輪B2沿公轉(zhuǎn)軌道13公轉(zhuǎn)，公轉(zhuǎn)同時(shí)螺旋齒輪A1和螺旋齒輪B2也發(fā)生自轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)的角度變化使螺旋齒輪A1和螺旋齒輪B2與輸出齒輪3嚙合交替齒位產(chǎn)生變化，以圖1為例，當(dāng)螺旋齒輪A1和螺旋齒輪B2繞輸出齒輪3向內(nèi)側(cè)公轉(zhuǎn)，公轉(zhuǎn)帶動(dòng)輸出齒輪3自轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)的角度變化使交替部位向大端移動(dòng)，因此調(diào)節(jié)螺桿11帶動(dòng)調(diào)節(jié)拔叉12同步將輸出齒輪3向螺旋齒大端推動(dòng)，每自轉(zhuǎn)1度，輸出齒輪3向大端推動(dòng)1/360螺距；自轉(zhuǎn)180度則向上推動(dòng)1/2螺距；自轉(zhuǎn)360度則向大端推動(dòng)一個(gè)螺距。則實(shí)現(xiàn)了輸出齒輪3加速。反之向外公轉(zhuǎn)則向小端同步推動(dòng)輸出齒輪3，則實(shí)現(xiàn)輸出齒輪3減速。從而實(shí)現(xiàn)無極變速。

本實(shí)用新型實(shí)施例的無級(jí)變速裝置具有以下特點(diǎn)：

1、變速時(shí)可以如摩擦式無極變速裝置一樣連續(xù)平滑變速。

2、傳動(dòng)時(shí)都以齒輪式精準(zhǔn)傳動(dòng)。

3、傳輸力矩可以達(dá)到齒輪一樣的大扭矩。

4、通過增加輸入螺旋齒輪的錐形比或螺旋圈數(shù)可以大幅度增加變速比。

5、結(jié)構(gòu)簡單可靠，成本大幅度降低。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。