本發明涉及小型履帶式工程機械領域，尤其涉及用于驅動行走、轉向的無極變速箱。

背景技術：

目前，小型履帶式工程機行走、轉向多用液壓系統來實現，因此，該系統通常要包括液壓泵、液壓閥和安裝在行走主動輪上的兩個液壓馬達，行走時兩液壓馬達同步運轉，轉向時切斷其中一個液壓馬達的油路或改變兩液壓馬達的流量繼而來實現差動完成轉向動作。但這種液壓系統下，首先在直線行走時要求兩液壓馬達必須同步運轉，否則小型履帶式工程機將會跑偏；其次，液壓控制回路中需要的同步閥、溢流閥、流量閥價格昂貴且組成的控制回路結構復雜，不便于維修。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服當前的小型履帶式工程機行走、轉向使用的液壓變速裝置中液壓元件難以控制、使用不便、結構復雜的問題，而提供一種使用方便，可通過機械傳動方式驅動小型履帶式工程機械行走、轉向的無極變速箱。

本發明是這樣實現的：一種無極變速箱，包括箱體，所述箱體上設置有輸入軸、軸一、 軸二、半軸一、半軸二、半軸三和輸出半軸，所述半軸一、半軸二、半軸三和輸出半軸分別為兩個、且對稱設置于箱體兩側，所述輸入軸套裝有皮帶輪，所述箱體內設置有齒輪組，所述箱體兩側對稱設置有雙動離合輪爪控制裝置和無極變速機構，所述無級變速結構包括主動變位輪組件和從動變位輪組件，主動變位輪組件與雙動離合輪爪控制裝置連接，從動變位輪組件通過皮帶與主動變位輪組件連接，所述輸入軸通過齒輪組、主動變位輪組件和從動變位輪組件將動力傳遞給輸出半軸；

所述雙動離合輪爪控制裝置包括安裝于箱體側面的定位板和支撐軸，所述支撐軸上安裝有可繞支撐軸旋轉的操作桿，所述操作桿上設置有能夠沿操作桿軸向移動、且能與定位板卡合的定位塊，所述軸一、軸二分別位于操作桿兩側，軸一、軸二的左、右兩端分別設置有一對定爪和動爪，定爪安裝于箱體上，定爪和動爪相對的一側均設有螺旋面，動爪與定爪通過螺旋面嚙合，安裝于軸一上的定爪和動爪與安裝于軸二上的定爪和動爪的旋向相反，所述動爪上安裝有桿件一，桿件一與操作桿之間連接有桿件二，動爪通過桿件一、桿件二與操作桿連接；

所述主動變位輪組件包括由外向內依次設置于軸一、軸二上的定輪一和變位輪一，所述定輪一固定安裝于軸一、軸二的外側，定輪一與變位輪一之間設置有保護隔套和能夠產生使變位輪一遠離定輪一的彈力的復位彈簧一，定輪一與變位輪一相對的輪面形成可隨變位輪一的外側端面的位置而改變槽寬的V型槽一，所述動爪設置于變位輪一內側；

所述從動變位輪組件包括由外向內依次設置于半軸一、半軸三上的變位輪二和定輪二，所述定輪二固定安裝于半軸一、半軸三的內側，所述半軸一、半軸三上分別設置有能夠產生使變位輪二靠近定輪二的彈力的復位彈簧二，所述變位輪二與定輪二相對的輪面形成可隨變位輪二的內側端面的位置而改變槽寬的V型槽二，所述V型槽一、V型槽二上共同套裝有可隨V型槽一、V型槽二的槽寬變化而改變纏繞直徑的皮帶。

上述的無極變速箱，所述定位板為相互平行的兩塊，所述操作桿設置于兩定位板中間，操作桿上端穿過定位板設置有能夠沿操作桿軸向移動的桿件三，所述定位塊設置于桿件三的下端。

上述的無極變速箱，所述操作桿上端設置有內臺階孔，所述桿件三設置于內臺階孔內，內臺階孔中還設置有為桿件三提供沿操作桿向上方向的彈力的復位彈簧三，所述桿件三、復位彈簧三、操作桿的內臺階孔的軸心重合。

上述的無極變速箱，所述定位板呈扇形弧狀，定位板的下弧面設置有凹槽，所述定位塊上端設有與凹槽相匹配的凸起。

上述的無極變速箱，所述齒輪組包括套裝于輸入軸上的齒輪一、套裝于軸一上的齒輪二、套裝于軸三上的齒輪三、套裝于半軸一上的齒輪四、套裝于半軸三上的齒輪六、套裝于半軸二上的雙聯齒輪一、套裝于輸出軸上的齒輪五，所述齒輪一、齒輪二、齒輪三依次嚙合，齒輪四、齒輪六分別與雙聯齒輪一的大輪嚙合，所述雙聯齒輪一的小輪與齒輪五嚙合。

上述的無極變速箱，所述變位輪一兩側的端面上分別設置有柱狀槽，所述復位彈簧一設置于變位輪一外側的柱狀槽中，變位輪一內側的柱狀槽中設置有壓力軸承，所述壓力軸承套裝于動爪上，壓力軸承的兩端分別與變位輪一的內側面、動爪的外側面接觸。

上述的無極變速箱，所述箱體上還設置有軸三和輸出軸，所述軸三上套裝有齒輪七和齒輪八，輸出軸上套裝有齒輪九，齒輪八與齒輪九嚙合，套裝于軸二上的齒輪三為雙聯齒輪，齒輪三的大輪與齒輪二嚙合，齒輪三的小輪與齒輪七嚙合，所述軸三上設置有輸出離合器，輸出離合器的主動輪與齒輪七固定連接，輸出離合器的從動輪上安裝有使輸出離合器的主動輪與從動輪分離、結合的撥叉。

本發明具有以下的優點：本發明的無極變速箱整體基本成對稱結構，兩輸出半軸同步輸出程度高，便于設備的直線行走，對于轉向時，兩輸出半軸轉向可以相反，使設備轉向更方便；并且該無極變速箱沒有液壓元件的參與，便于控制，機械結構簡單，成本低廉，便于維修。

附圖說明

圖1是本發明的無極變速箱整體結構示意圖。

圖2是本發明的無極變速箱傳動原理示意圖。

圖3是主動變位輪組件的結構示意圖。

圖4是從動變位輪組件結構示意圖。

圖5是雙動離合輪爪控制裝置結構示意圖。

圖6是左旋定爪、動爪裝配結構示意圖。

圖7是右旋定爪、動爪裝配結構示意圖。

圖8是雙輸出無極變速箱傳動原理示意圖。

圖9為圖5中A處的放大結構示意圖；

圖10為圖5中操作桿上端沿其軸向的剖視圖；

圖中：1-機箱，2-齒輪二，3-齒輪三，4-主動變位輪組件二，5-主動變位輪組件一、501-螺母，502-定輪一，503-變位輪一，504-壓力軸承，505-復位彈簧一，506-保護隔套，507-V型槽一，6-皮帶輪，7-被動變位組件一，701-定輪二，702-變位輪二，703-復位彈簧二，704-V型槽二，8-齒輪四，9-雙聯齒輪一，10-齒輪五，12-齒輪六，13-被動變位組件二，14-箱體、15-雙動離合器爪控制裝置，1501-雙頭螺栓1502定位板， 1503桿件二1504桿件一1505動爪1506操作桿1507支撐軸1508定爪1509銷釘1510復位彈簧1511桿件三1512定位塊，16-齒輪七，17-齒輪八，18-撥叉，19-輸出離合器，20-齒輪九，Ⅰ-輸入軸，Ⅱ-軸一，Ⅲ-軸二，Ⅳ-半軸一，Ⅴ-半軸二，Ⅵ-半軸三，Ⅶ-輸出半軸。

具體實施方式

下面結合具體的實施例對本發明作進一步的描述。

實施例1：一種無極變速箱，如圖1~10所示，包括箱體、雙動離合輪爪控制裝置以及無極變速機構，箱體14上設置有輸入軸Ⅰ、軸一Ⅱ、軸二Ⅲ、半軸一Ⅳ、半軸二Ⅴ、半軸三Ⅵ、輸出半軸Ⅶ和齒輪組；輸入軸Ⅰ、軸一Ⅱ、 軸二Ⅲ軸線平行安裝在箱體14的上部，在其上分別固定有齒輪一1、齒輪二2、齒輪三3，齒輪1與齒輪二2嚙合，齒輪二2和齒輪三3嚙合，同時在輸入軸Ⅰ的左端固定安裝有帶輪6，將電動機的動力傳遞給輸入軸；軸一Ⅱ、軸二Ⅲ的兩端分別固定安裝有主動變位輪組件。

在發動機的帶動下經帶輪6傳遞給輸入軸Ⅰ，輸入軸Ⅰ輸入動力后經齒輪一1、齒輪二2、齒輪三3、軸一Ⅱ、軸二Ⅲ傳遞給主動變位輪組件，軸一Ⅱ、軸二Ⅲ的旋轉方向相反，故軸一Ⅱ和軸二Ⅲ上的主動變位輪組件的轉動方向相反。

如圖1、圖5、圖6 、圖7、圖9、圖10所示，雙動離合輪爪控制裝置包括定爪1508 、桿件一1504、銷釘1509 、定位板1502、桿件二1503 、動爪1505、 操作桿1506 、支撐軸1507、復位彈簧三1510、桿件三1511 、定位塊1512；定位板1502、定爪1508、支撐軸1507均固定于在箱體14上；操作桿1506設置在兩定位板1502之間，其下方端活動支撐在支撐軸1507上，以此為支點前后轉動；

操作桿1506上端內臺階孔內安裝有復位彈簧三1510，復位彈簧三1510套裝在桿件三1511上，進一步，桿件三1511、復位彈簧三1510與操作桿1506的內臺階孔軸心重合，使得桿件三1511能夠在復位彈簧三1510作用下相對于操作桿1506在內臺階孔內沿軸線作直線運動；桿件三1511的下端連接有定位塊1512，定位塊1512位于定位板1502的下方。優選的，定位板為扇形弧狀，在其下弧面設置有等距或不等距的多個凹槽；定位塊1512上端面設置有一個與定位板1502上的多個凹槽相配的凸起；當人手按壓桿件三1511上端并拉動操作桿1506時，其桿件三1511沿軸線向下移動，帶動固定在其上的定位塊1512移動，定位塊1512上的凸起離開定位板1502上與之相配合的凹槽來到其它的凹槽處，當人手放松時，凸起與卡進凹槽內實現對操作桿1506位置的改變和重新定位；

進一步，在操作桿1506和桿件一1504之間通過鉸鏈連接有桿件二1503，當操作桿1506位置改變和重新定位時，經桿件二1503迫使桿件一1504重新定位，由于桿件一1504與動爪1505是固定連接，則動爪1505轉動，由于動爪1505定爪1508是螺旋面接觸，此時動爪會相對于定爪有沿軸一的軸向上的分位移，從而通過控制操作桿來實現兩對輪爪的相對運動，安裝于軸一上的定爪和動爪與安裝于軸二上的定爪和動爪的旋向相反，安裝于軸一上的定爪和動爪的螺旋面為左旋面，安裝于軸二上的定爪和動爪的螺旋面為右旋面。當操作桿向左移動，只有軸二上的動爪相對定爪產生位移；當操作桿向右移動，只有軸一上的動爪相對定爪產生位移。

如圖3所示，主動變位輪組件一5包括螺母501、定輪一502、保護隔套506、復位彈簧一505、變位輪一503、壓力軸承504，依次從左到右依次套裝在軸一Ⅱ上，由此，在定輪一502和變位輪一503之間形成一個槽寬度可變的V型槽一507。

如圖4所示，從動變位輪組件一7包括螺母501、復位彈簧二703、變位輪二702、定輪二701，依次從左到右依次套裝在半軸一Ⅳ上，這樣設置的作用在于：由此，在定輪二701和變位輪二702之間形成一個槽寬度可變的V型槽二704，V型槽一507和V型槽二704共同套裝可隨V型槽一、V型槽二的槽寬變化而改變纏繞直徑的皮帶。

如圖1、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7所示，所述的動爪1505與定爪1508螺旋面嚙合且與壓力軸承504右端面相靠，定爪固定在箱體14上，當動爪1505相對于定爪1508產生沿軸一的軸向運動時，動爪1505通過壓力軸承504壓迫變位輪一503運動，從而改變V型槽一507的槽寬，皮帶會張緊或松弛，從而改變了對從動變位輪組件一7上的變位輪二702壓力，在此壓力和復位彈簧二703的彈力作用下，變位輪二702會左右移動實現V型槽二704的槽寬變化，進而迫使皮帶改變其纏繞直徑；當皮帶沿V型槽一507向上移動時，向上時皮帶纏繞直徑變大，當皮帶沿V型槽一507向下運動時，皮帶纏繞直徑變小，進而改變傳動比。

工作原理：

輸出半軸的正轉：

在半軸一Ⅳ的左端固定有從動變位輪組件一7，經套裝其上和主動變位輪組件一5上的皮帶，把主動變位輪組件一5的動力傳遞給從動變位輪組件一7，則從動變位輪組件一7轉動；由于從動變位輪組件一7與半軸一Ⅳ是固定連接，所以當從動變位輪組件一7轉動時則半軸一Ⅳ會隨其等角速度轉動；進一步，在半軸一Ⅳ還固定有齒輪四8，在箱體14上設置有半軸二Ⅴ、輸出半軸Ⅶ，在半軸二Ⅴ固定有雙聯齒輪一9，輸出半軸Ⅶ固定有齒輪五10；進一步，齒輪四8和雙聯齒輪一9的大輪嚙合，雙聯齒輪一9的小輪與齒輪五10嚙合，這樣半軸一Ⅳ轉動依次經齒輪四8、雙聯齒輪一9的大輪、雙聯齒輪一9的小輪、齒輪五10嚙合帶動輸出半軸Ⅶ正向轉動，同理，箱體14的另一側經上述動力的傳遞會使另一輸出半軸與輸出半軸Ⅶ保持同向同速旋轉。

輸出半軸的反轉：

在半軸三Ⅵ左端固定有從動變位輪組件二13，經套裝其上和主動變位輪組件二4上的皮帶，把主動變位輪組件二4的動力傳遞給從動變位輪組件二13，則從動變位輪組件二13轉動；由于從動變位輪組件二13與半軸三Ⅵ是固定連接，所以當從動變位輪組件二13轉動時則半軸三Ⅵ會隨其等角速度轉動；同理，半軸三Ⅵ轉動依次經齒輪六12、雙聯齒輪一9的大輪、雙聯齒輪一9的小輪、齒輪五10嚙合帶動輸出半軸Ⅶ轉動，箱體14的另一側經上述動力的傳遞會使另一輸出半軸與輸出半軸Ⅶ保持同向同速旋轉。

由于主動變位輪組件一5和主動變位輪組件二4的轉動方向相反，所以當使用主動變位輪組件一5和使用主動變位輪組件二4輸出動力時，輸出半軸Ⅶ的轉動方向是相反的；所以，當使用主動變位輪組件一5輸出動力時，設備直線前進；當使用主動變位輪組件二4輸出動力時，設備直線后退；由于變速箱成對稱結構且輸出軸為半軸形式，因此輸出時彼此獨立，改變箱體14兩側輸出半軸的轉速，使其一個轉速大于另一個轉速，即可實現設備轉向；也可使箱體14一側的輸出半軸正轉，另一側的輸出半軸反轉來實現設備原地轉向。

實施例2：本實施例的無機變速箱，以與實施例1中所涉及的無機變速箱的不同點為中心進行說明。

如圖1、圖8所示，箱體14上還安裝有軸三Ⅷ和輸出軸Ⅸ，軸三Ⅷ上套裝有齒輪七16和齒輪八17，輸出軸Ⅸ上套裝有齒輪九20，齒輪八17與齒輪九20嚙合，套裝于軸二Ⅲ上的齒輪三3為雙聯齒輪，齒輪三3的大輪與齒輪二2嚙合，齒輪三3的小輪與齒輪七16嚙合，軸三Ⅷ上設置有輸出離合器19，齒輪七16和輸出離合器19的主動輪固定連接，兩者整體通過軸承套裝在軸三Ⅷ上，輸出離合器19的從動輪通過鍵連接的方式活動連接在軸三Ⅷ上，撥叉18套裝在輸出離合器從動輪上，用于撥動輸出離合器19主動輪和從動輪的結合與分離，進而控制軸三Ⅷ接受由軸二Ⅲ上的動力。

當輸出離合器19主動輪和被動輪結合時，輸入軸Ⅰ的動力經齒輪一1、齒輪二2、雙聯齒輪3-1的大輪、雙聯齒輪3-1的小輪、齒輪七16、輸出離合器19、軸三Ⅷ、齒輪八17、齒輪九20傳遞給輸出軸Ⅸ。

當輸出離合器19主動輪和被動輪分離時，輸入軸Ⅰ的動力經齒輪一1、齒輪二2、雙聯齒輪3-1的大輪、雙聯齒輪3-1的小輪傳遞給齒輪七16，由于齒輪七16通過軸承空套在軸三Ⅷ上，輸出離合器19處于分離的狀態，所以，此時齒輪七16只能在軸三Ⅷ上空轉，動力不再向后傳遞，則輸出軸Ⅸ靜止。這種可進行雙輸出的無極變速箱不僅實現了行走（或轉向）軸的無極變速式輸出，并且保證拖動負載的輸出軸能夠恒速式輸出，并且拖動負載的動力輸出與否是靈活可控的。