[发明专利]刚性二次简谐速度矢量转换及可变周长轨道式无级变速器

摘要

本发明属于机械传动领域，涉及机械传动领域一种二次简谐波矢量转换及可变周长轨道式无级变速器。针对现有无级变速器存在的无法传递较大扭矩且自身功率损失较大等问题，本发明的目的在于提供一种采用全新的“匀速转动-二次简谐转动-匀速转动”原理实现的无级变速器，是一种非摩擦的刚性传动的新型无级变速器。这种新型无级变速器兼有排挡式有级变速器的高传动效率和无级变速器可以连续无级变速的优点。它既能满足机械传动对速度和扭矩连续变化的要求，使原动机和负荷始终处于最佳的匹配状态，又避免了能量的浪费，减少了废气排放，具有节能和环保的双重功能。同时，由于该无级变速器具有传递大功率(最大可达几千牛-米)、耗能低的优点。

主权项

一种刚性二次简谐波矢量转换及可变周长轨道式无级变速器(Rigid Vectorial Resultant Of Secondary Harmonic Change And VariableTrack Continuouslv Variable Transmission简称R‑CVT)，其特征是：一种采用全新的“匀速转动‑二次简谐转动‑匀速转动”传动原理实现非摩擦刚性传动的无级变速器，主要包括由闭合链条和固定周长正多边形轨道组成的“匀速转动‑二次简谐转动”转换机构、可变长度旋转杠杆机构、由非闭合链条和边数与固定周长正多边形轨道边数相同的可变周长正多边形轨道组成的“二次简谐转动‑匀速转动”转换机构、轨道同步移动装置及其控制系统、速度输出机构和壳体组成，该变速器采用以下传动原理实现了非摩擦的刚性传动：首先，由匀速转动‑二次简谐转动转换机构将原动机输入的匀速转动角速度ω0转换成二次简谐转动角速度，即：来自原动机的角速度ω0通过链轮(2)输入，链轮(2)驱动在固定周长正多边形轨道(4)内运动的闭合链条(3)，闭合链条(3)带动与其相连的可变长度旋转杠杆(6)绕其转轴7转动，产生一个角速度为ω1＝(R1×ω0/h1)×cos2θ1的输出，其中：θ1为可变长度旋转杠杆(6)的轴向中心线与正多边形轨道(4)中心到多边形轨道直线段的垂线之间的夹角，h1为闭合链条(3)的轨迹中心到正多边形轨道(4)中心的垂直距离，R1是链轮(2)的节圆半径；然后，通过可变长度旋转杠杆机构(6)、(7)、(8)，将“匀速转动‑二次简谐转动”转换机构产生的二次简谐转动ω1输入到“二次简谐转动‑匀速转动”转换机构，经过“二次简谐转动‑匀速转动”转换机构转换成一个与原动机输入角速度ω0成线性关系的匀速转动角速度，即：可变长度旋转杠杆(8)驱动与其相连的在可变周长正多边形轨道(11)内运动的不闭合链条(10)，不闭合链条(10)驱动链轮(9)，从链轮(9)的轮轴(25)上得到一个角速度为ω＝((R1×h2)/(R2×h1))×ω0，这是一个与原动机输入角速度ω0成线性关系的匀速转动角速度，其中：h2为不闭合链条(10)的轨迹中心到多边形轨道(11)中心的垂直距离，R2为二级链轮(9)的半径，这个角速度ω通过二级链轮轴(25)通过单向离合器(26)与传动齿轮轴(27)联结并驱动传动齿轮轴(27)，传动齿轮轴(27)与传动齿轮(19)通过键联结并驱动传动齿轮(19)，传动齿轮(19)与花键齿轮(18)相啮合，花键齿轮(18)通过传动花键轴(17)上的花键与其联结并驱动传动花键轴(17)，传动花键轴(17)通过键联结并驱动位于轴端的花键轴传动齿轮(22)，花键轴传动齿轮(22)与输出齿轮(23)啮合，输出齿轮(23)通过键与输出轴(28)联结并驱动输出轴(28)将动力输出，进行变速时，在动力驱动下，通过转动联动螺杆(16)，轨道同步移动装置可以在沿多边形的对角线布置的螺杆(16)上向内或向外移动，线性地、连续地改变可变周长正多边形轨道(11)的周长，使不闭合链条(10)的轨迹中心到可变长度正多边形轨道(11)中心的垂直距离h2发生线性地、连续地改变，从而使“简谐转动‑匀速转动”转化机构输出的角速度ω也发生线性地、连续地改变，并通过输出轴(28)输出，以实现无级变速；凡是以“匀速转动‑二次简谐转动‑匀速转动”的传动原理实现的无级变速器都属于本专利保护范围。