[发明专利]一种脉动式无级变速器及其非圆齿轮的优化方法

权利要求书

1.一种脉动式无级变速器，其特征在于：包括主动非圆齿轮(100)、传动装置(400)、从动非圆齿轮(500)、无级变速控制装置、两个直齿齿轮一(300)、两个行星轮系传动装置(600)及两个曲柄摇杆机构(1000)；所述主动非圆齿轮(100)与输入轴(200)传动连接，主动非圆齿轮(100)和从动非圆齿轮(500)啮合连接，所述从动非圆齿轮(500)与两个行星轮系传动装置(600)可拆卸同轴设置，所述两个曲柄摇杆机构(1000)的输入端上均转动套装有直齿齿轮一(300)，两个直齿齿轮一(300)之间通过传动装置(400)传动连接，所述两个行星轮系传动装置(600)中的直齿齿轮二(610)分别与直齿齿轮三(900)和对应的直齿齿轮一(300)啮合连接，所述两个曲柄摇杆机构(1000)的输出轴(1070)一体连接，所述两个行星轮系传动装置(600)上安装有无级变速控制装置，

每个所述曲柄摇杆机构(1000)均包括支架(1010)、斜齿轮齿条机构一(1020)、斜齿轮齿条机构二(1030)、斜齿轮齿条机构三(1040)、斜齿轮齿条机构四(1050)、连接轴(1060)及输出轴(1070)；所述支架(1010)上开设左右方向设置的安装槽(1011)和上下方向设置的滑槽(1012)，所述斜齿轮齿条机构一(1020)和斜齿轮齿条机构二(1030)上下相对错位设置且二者分别设置在支架(1010)的前后两侧，斜齿轮齿条机构一(1020)的斜齿条和斜齿轮齿条机构二(1030)斜齿条通过穿过滑槽(1012)的连接轴(1060)固定连接，所述斜齿轮齿条机构一(1020)的斜齿轮与对应的直齿齿轮一(300)之间固定连接，所述斜齿轮齿条机构二(1030)的斜齿轮与对应的直齿齿轮三(900)之间固定连接，所述斜齿轮齿条机构三(1040)和斜齿轮齿条机构四(1050)上下相对错位设置且二者固定设置在支架(1010)的安装槽(1011)内，斜齿轮齿条机构三(1040)的斜齿轮和斜齿轮齿条机构四(1050)的斜齿轮与输出轴(1070)之间均安装有超越离合器(1100)。

2.根据权利要求1所述的一种脉动式无级变速器，其特征在于：每个所述曲柄摇杆机构(1000)均还包括两个连接板(1080)，所述斜齿轮齿条机构一(1020)的斜齿条和斜齿轮齿条机构二(1030)的斜齿条均通过对应的连接板(1080)与连接轴(1060)固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种脉动式无级变速器，其特征在于：每个所述行星轮系传动装置(600)均包括直齿齿轮二(610)、行星轮机构(620)、外齿圈(630)及中间轴(640)；所述直齿齿轮二(610)、行星轮机构(620)、外齿圈(630)依次套装在中间轴(640)上，所述中间轴(640)上套装有从动非圆齿轮(500)。

4.根据权利要求3所述的一种脉动式无级变速器，其特征在于：每个行星轮机构(620)的行星架与中间轴(640)固定连接，每个行星轮机构(620)的太阳轮转动套装在中间轴(640)上，每个行星轮机构(620)的齿圈与对应的外齿圈(630)之间固定连接，每个行星轮机构(620)的太阳轮与对应的直齿齿轮二(610)之间通过两个相互插接的套筒(650)连接。

5.根据权利要求1所述的一种脉动式无级变速器，其特征在于：所述传动装置(400)包括传动轴(410)及两个传动齿轮(420)，所述两个传动齿轮(420)固定套装在传动轴(410)的两端，两个传动齿轮(420)分别与两个直齿齿轮一(300)啮合连接。

6.根据权利要求3或4所述的一种脉动式无级变速器，其特征在于：所述无级变速控制装置包括控制电机、控制轴(700)、控制齿轮(800)、惰轮(1200)及惰轮轴(1300)，所述惰轮(1200)与控制齿轮(800)上下啮合连接，所述控制齿轮(800)与控制轴(700)固定连接，所述控制电机的转动轴与控制轴(700)固定连接，所述惰轮(1200)转动套装在惰轮轴(1300)上，惰轮(1200)和控制齿轮(800)分别与两个外齿圈(630)一一对应啮合连接。

7.根据权利要求1所述的脉动式无级变速器，其特征在于：所述的非圆齿轮的优化方法，包括以下步骤：

步骤一，主动非圆齿轮(100)和从动非圆齿轮(500)啮合传动时，中心距为a，主动轮节曲线为r₁，转角为瞬时角速度为ω₁，而从动非圆齿轮(500)的节曲线为r₂，转角为瞬时角速度为ω₂，两齿轮在起始位置时则有

可得到主动非圆齿轮的节曲线方程

由上式可得到从动非圆齿轮(500)的节曲线方程为

根据两轮中心距和已知传动比函数，确定非圆齿轮的节曲线；

步骤二：以y轴正半轴的尖点为例，取两个非圆齿轮节曲线方程的两个横坐标相同的点：(x₁，y₁)、(x₁，y’₁)，(x₂，y₂)、(x₂，y’₂)，两非圆齿轮的节曲线方程在横坐标相同的点的切线互相垂直，可由二次函数y＝ax₂+c，确定出分段函数的方程，也就是节曲线尖点处优化后的函数；其他三个尖点也同理。