一种新型零启无级变速器

技术领域

本发明涉及变速器技术领域，具体而言，涉及一种新型零启无级变速器。

背景技术

变速器是用来改变发动机转速和扭矩的机构，其能够固定或分档改变输出轴和输入轴传动比。

现有的变速器主要由变速传动机构和操纵机构组成。变速器主要分为有级式变速器和无级式变速器。有级式变速器主要采用齿轮传动，具有若干个定值传动比，例如AT变速器。有级式变速器的传动效率高，耐用性强，但其构造复杂，变速为阶梯式，变速时需要通过液力变矩器切断发动机与变速箱的连接。无级式变速器主要采用传送带和可变槽宽的棘轮进行动力传递，例如CVT变速器。无级式变速器的变速过程平稳，且具有更高的燃油经济性，但无级式变速器是依靠传送带和棘轮之间的摩擦力实现传动的，具有摩擦损耗，其功力损耗较大，且发热严重。

现有的变速器是根据燃油发动机的特性研发的，燃油发动机的转动方向不变，通过变速器能够实现车体的倒退行驶，但对于将电机作为动力源的新能源车来说，其是利用电机的反转功能，实现车体的倒退行驶，现有的变速器并不完全适用于新能源车。

此外，现有的变速器，在输入轴处于运转状态时，输出轴无法从零转速至额定最高转速内自由调速。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型零启无级变速器，针对现有技术的不足，其能够解决上述背景技术提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种新型零启无级变速器，包括壳体，壳体包括前级箱体和后级箱体，前级箱体与后级箱体连接，前级箱体内部设置有偏心总成，偏心总成的周壁与前级箱体的内壁转动连接，偏心总成远离后级箱体的一端中心处设置有输入轴，输入轴贯穿前级箱体远离后级箱体的一端，且与该端转动连接；

偏心总成包括外壳，外壳内转动设置有偏心组件，偏心组件远离输入轴的一端伸入到后级箱体内；

前级箱体上设置有操控组件，操控组件包括驱动组件和导向组件，驱动组件安装在前级箱体的外周壁上，且驱动组件的下端贯穿前级箱体的周壁，与位于前级箱体内的导向组件转动连接；

导向组件的一端套设在输入轴上，且能够沿输入轴的长度方向移动，另一端贯穿外壳后与偏心组件卡接，且能够沿偏心组件的长度方向移动；

后级箱体内转动设置有输出组件，偏心组件伸入到后级箱体内的一端与输出组件转动连接。

进一步的，外壳为圆筒结构，外壳靠近后级箱体的一端侧壁上设置有弧形状的导向孔，外壳的周壁上套设有转动件，外壳通过转动件与壳体的内壁转动连接。

进一步的，偏心组件包括转动板，转动板的下端贯穿设置有转动轴，转动轴的两端分别与外壳的两端连接；

转动板的上端设置有安装板，安装板的顶部设置有螺旋片，螺旋片与导向组件滑动连接；

转动板远离输入轴的一端上部设置有偏心轴，偏心轴位于导向孔内，偏心轴远离输入轴的一端位于后级箱体内。

进一步的，驱动组件包括驱动装置、滑块和滚珠丝杠副，驱动装置和滚珠丝杠副均安装在前级箱体上，驱动装置的输出端与滚珠丝杠副的一端连接，滑块与滚珠丝杠副的螺母连接；

前级箱体的侧壁上设有滑槽，滑块位于滑槽内，且滑块的侧壁与滑槽的槽壁贴合。

进一步的，导向组件包括导向块、推拉杆和滑动座，导向块位于外壳内，导向块的侧壁上设有滑动槽，导向块通过滑动槽与偏心组件滑动连接，推拉杆的一端贯穿外壳远离后级箱体一端的侧壁与导向块连接，推拉杆的另一端与滑动座连接，滑动座套设在输入轴上，且与输入轴连接。

进一步的，外壳内设置有限位杆，限位杆的两端分别与外壳的两端连接，限位杆和转动轴平行设置，导向组件位于外壳内的一端套设在限位杆上，且能够沿限位杆的长度方向移动。

进一步的，输出组件包括输出轴、四组联动组件和四个单向轴承，输出轴的一端与后级箱体靠近前级箱体的一侧转动连接，输出轴的另一端贯穿后级箱体远离前级箱体的一侧，且与该侧转动连接；

四个单向轴承依次套设在输出轴上，四组联动组件与四个单向轴承一一对应，联动组件的一端和对应的单向轴承转动连接，四组联动组件的另一端均与偏心轴转动连接；

远离前级箱体的三组联动组件均与后级箱体的侧壁转动连接。

进一步的，与后级箱体侧壁转动连接的三组联动组件均包括第一连动杆、第二连动杆和固定杆，固定杆上间隔固定设置有两个连接套，第一连动杆的一端与对应的单向轴承转动连接，另一端与其中一个连接套转动连接，第二连动杆的一端与另一个连接套转动连接，第二连动杆的另一端与偏心轴转动连接；

固定杆的两端分别与后级箱体的两端转动连接。

进一步的，靠近前级箱体的联动组件也包括第一连动杆，第一连动杆的一端与偏心轴转动连接，第一连动杆的另一端和与该联动组件对应的单向轴承转动连接。

本发明至少具有如下优点或有益效果：

1.本发明通过操控组件沿偏心组件滑动，能够使偏心组件在外壳内转动，从而控制偏心组件是否偏离外壳的轴心产生扭矩。当偏心组件与外壳同轴心时，由于输入轴与外壳同轴心，输入轴转动时，偏心组件自转，与偏心组件连接的输出组件不工作。当偏心组件偏离外壳的轴心时，偏心组件产生扭矩，偏心组件伸入到后级箱体内的部分做圆周运动，带动输出组件工作，从而完成变速工作，输出组件和输入轴的转速比，随着导向组件在偏心组件上移动的距离决定，即，通过偏心组件在外壳内转动的角度决定。

2.本发明与现有技术相比，在不使用齿轮即可运行，且在输入轴运转时，输出轴的初始转速为零，实现变速功能。

3.本发明与现有技术相比，构造简单，在低转速时能够产生较大的扭矩且变速过程平缓稳定，提高了实用性舒适性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明提供的一种新型零启无级变速器的结构示意图；

图2为本发明提供的变心总成的内部结构示意图；

图3为本发明提供的变心总成的左视图；

图4为本发明提供的变心总成的右视图；

图5为本发明提供的输出组件的右视图；

图6为本发明提供的联动组件安装在偏心轴和输出轴上的原理示意图；

图7为本发明提供的与第一轴承对应的联动组件安装在后级箱体内的结构示意图；

图8为本发明提供的与第二单向轴承对应的联动组件安装在后级箱体内的结构示意图；

图9为本发明提供的与第三单向轴承对应的联动组件安装在后级箱体内的结构示意图；

图10为本发明提供的与第四单向轴承对应的联动组件安装在后级箱体内的结构示意图。

图标：100-壳体；101-前级箱体；102-滑槽；103-后级箱体；105-输入轴；107-导向孔；109-转动件；110-偏心总成；111-外壳；112-偏心组件；113-转动板；114-偏心轴；115-转动轴；116-限位杆；118-安装板；119-螺旋片；130-操控组件；131-驱动组件；132-导向组件；133-驱动装置；134-导向块；135-滑块；136-推拉杆；137-滚珠丝杠副；138-滑动座；139-滑动槽；150-输出组件；151-输出轴；153-联动组件；155-单向轴承；156-第一连动杆；157-第二连动杆；158-连接套；159-固定杆。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

请参考图1至图10所示，一种新型零启无级变速器，包括壳体100，壳体100包括前级箱体101和后级箱体103，前级箱体101与后级箱体103焊接，前级箱体101与后级箱体103连通。前级箱体101内部设置有偏心总成110，偏心总成110的周壁与前级箱体101的内壁转动连接。偏心总成110远离后级箱体103的一端中心处设置有输入轴105，即，输入轴105与偏心总成110同轴线设置。输入轴105贯穿前级箱体101远离后级箱体103的一端，且与该端的侧壁通过轴承转动连接。

偏心总成110包括外壳111，外壳111为圆筒结构，外壳111内设置有偏心组件112，偏心组件112的两端下部与外壳111的两端下部转动连接，偏心组件112远离输入轴105的一端伸入到后级箱体103内，该端能够与外壳111同轴线设置。

前级箱体101上设置有操控组件130，操控组件130包括驱动组件131和导向组件132，驱动组件131安装在前级箱体101的外周壁上，且驱动组件131的下端贯穿前级箱体101的周壁，与位于前级箱体101内的导向组件132转动连接。导向组件132的一端套设在输入轴105上，且能够沿输入轴105的长度方向移动，另一端贯穿外壳111后与偏心组件112卡接，且能够沿偏心组件112的长度方向移动。

后级箱体103内转动设置有输出组件150，偏心组件112伸入到后级箱体103内的一端与输出组件150转动连接。

常态下，偏心组件112与外壳111、输入轴105同轴线设置，输入轴105转动时，外壳111和偏心组件112同时转动，偏心组件112伸入到后级箱体103的部分自转，与该部分连接的输出组件150不工作。使用人员通过运行驱动组件131，使导向组件132沿输入轴105的长度方向移动，位于外壳111内的部分沿偏心组件112的长度方向向左移动，使偏心组件112在外壳111内转动，使偏心组件112伸入到后级箱体103的部分偏离外壳111的轴线产生扭矩，即此时偏心组件112伸入到后级箱体103的部分做圆周运动，从而带动输出组件150工作，从而实现变速功能。

具体的，外壳111靠近后级箱体103的一端侧壁上设置有弧形状的导向孔107，外壳111的周壁上套设有转动件109，转动件109为轴承，外壳111与转动件109的内孔过盈连接，转动件109的外周壁与前级箱体101的内侧壁固定连接，从而使外壳111通过转动件109与壳体100的内壁转动连接。

偏心组件112包括转动板113，转动板113的下端贯穿设置有转动轴115，转动板113与转动轴115转动连接。转动轴115的两端分别与外壳111的两端下部连接，转动轴115与输入轴105平行设置。转动板113的上端设置有安装板118，安装板118的上表面呈弧面设置，在本实施方式中，转动板113和安装板118一体成型设计。安装板118的顶部设置有螺旋片119，螺旋片119与导向组件132卡接，导向组件132移动时，受螺旋片119形状影响，安装板118和转动板113以转动轴115为轴心转动。导向组件132还能够对转动板113起到固定作用，避免其围绕转动轴115自由转动。

此外，转动板113远离输入轴105的一端上部固定设置有偏心轴114，偏心轴114位于导向孔107内，偏心轴114远离输入轴105的一端位于后级箱体103内，并与输出组件150转动连接。常态下，偏心轴114与输入轴105同轴线设置，当转动板113围绕转动轴115为轴心转动时，偏心轴114偏离输入轴105的轴线产生扭矩，此时的偏心组件112和外壳111组合相当于偏心轮。输入轴105带动外壳111转动时，偏心轴114做圆周运动，从而带动输出组件150工作。

优选的，外壳111内还设置有限位杆116，限位杆116的两端分别与外壳111的两端连接，限位杆116和转动轴115平行设置，导向组件132位于外壳111内的一端套设在限位杆116上，且能够沿限位杆116的长度方向移动。限位杆116能够对导向组件132进行限位和固定，使其在移动时更加稳定，避免导向组件132移动时与螺旋片119分离。

具体的，驱动组件131包括驱动装置133、滑块135和滚珠丝杠副137，驱动装置133和滚珠丝杠副137均安装在前级箱体101的外侧。驱动装置133的输出端与滚珠丝杠副137的丝杠一端连接，滑块135与滚珠丝杠副137的螺母连接。前级箱体101的侧壁上设有滑槽102，滑块135位于滑槽102内，且滑块135的侧壁与滑槽102的槽壁贴合，滑块135的下端通过滑槽102伸入到前级箱体101内，且与导向组件132连接。滑槽102的槽壁对滑块135限位，滚珠丝杠副137将驱动装置133的圆周运动转换为滑块135的直线运动，从而带动导向组件132沿输入轴105的长度方向移动。在本实施方式中，驱动装置133为伺服电机，电路中还设置有六脚三档自动复位开关和行程开关，从而实现驱动装置133的正反转动，确保行程正确。

进一步的，导向组件132包括导向块134、推拉杆136和滑动座138。导向块134位于外壳111内，导向块134的侧壁上设有滑动槽139，滑动槽139的形状与螺旋片119的形状相适配，导向块134通过滑动槽139与螺旋片119卡接。导向块134套设在限位杆116，导向块134能够沿限位杆116的长度方向移动。推拉杆136的一端贯穿外壳111远离后级箱体103一端的侧壁与导向块134连接，推拉杆136的另一端与滑动座138连接。滑动座138套设在输入轴105上，且与输入轴105滑动连接。滑动座138呈H型结构，滑动座138的周壁上设有限位槽，限位槽内设置有轴承，滑块135的下端与该轴承的外周壁连接，即滑块135通过轴承与滑动座138转动连接。在输入轴105转动或未转动时，滑块135均能够左右移动，带动滑动座138沿输入轴105的长度方向移动，从而通过推拉杆136带动导向块134沿限位杆116的长度方向移动，使转动板113围绕转动轴115转动。

进一步的，输出组件150包括输出轴151、四组联动组件153和四个单向轴承155。输出轴151的一端与后级箱体103靠近前级箱体101的一侧通过轴承转动连接，输出轴151的另一端贯穿后级箱体103远离前级箱体101的一侧，且与该侧通过轴承转动连接。

四个单向轴承155依次套设在输出轴151上，且单向轴承155的内孔与输出轴151固定连接。四组联动组件153与四个单向轴承155一一对应设置，联动组件153的一端和对应的单向轴承155转动连接，四组联动组件153的另一端与偏心轴114转动连接。

具体的，远离前级箱体101的三组联动组件153均与后级箱体103的侧壁转动连接。与后级箱体103侧壁转动连接的三组联动组件均包括第一连动杆156、第二连动杆157和固定杆159。固定杆159与偏心轴114平行设置，固定杆159的两端均套设有轴承，轴承的外周壁与后级箱体103的一相对侧壁连接，即固定杆159的两端通过轴承分别与后级箱体103的两端转动连接。固定杆159上间隔固定连接有两个连接套158，在本实施方式中连接套158与固定杆159为一体成型设计，在其它实施方式中连接套158也可以通过焊接、卡接等连接方式固定在固定杆159上。第一连动杆156的一端与对应的单向轴承155转动连接，另一端与其中一个连接套158转动连接。第二连动杆157的一端与另一个连接套158转动连接，第二连动杆157的另一端内嵌有轴承，轴承套设在偏心轴114上，第二连动杆157通过轴承与偏心轴114转动连接。

需要说明的是三个固定杆159与后级箱体103连接的位置均不同，在本实施方式中，将图1中的四个单向轴承从右往左依次命名为第一单向轴承、第二单向轴承、第三单向轴承和第四单向轴承，并以输出轴151为参照物，则：与第二单向轴承连接的联动组件153中的固定杆159位于输出轴151的前方，与第三单向轴承连接的联动组件153中的固定杆159位于输出轴151的下方，与第四单向轴承连接的联动组件153中的固定杆159位于输出轴151的前下方。此外，多个第一连动杆156的长度均不同，多个第二连动杆157的长度均不同。此外，偏心轴114位于后级箱体103端部不能超过第三轴承靠近第二轴承侧面所处平面，即与第三轴承连接的第一连动杆157与偏心轴114之间存在间隙，偏心轴114做圆周运动时，偏心轴114不能与该第一连动杆157的周壁接触。通过缩短偏心轴114位于后级箱体103内部分的长度，能够有效防止偏心轴114运行时，在多个第二连动杆157的拉动下变形。

靠近前级箱体101的联动组件153只包括第一连动杆156，第一连动杆156的一端与偏心轴114转动连接，第一连动杆156的另一端和与该联动组件153对应的单向轴承155转动连接。

偏心轴114做圆周运动时，其同时带动四组联动组件153转动，四组联动组件153分别带动对应的单向轴承155转动，单向轴承155锁死，进而带动输出轴151转动，待单向轴承155转动到一定角度后，单向轴承155反向转动，此时，单向轴承155能够自由转动，直至复位后再次改变方向转动，通过设置多个单向轴承155实现对输出轴151的无缝衔接锁死传动，实现输出轴151的持续转动。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。