專利名稱：無級(jí)變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無級(jí)變速器，具體說涉及一種有剛性中間元件的摩擦式無級(jí)變速器。
現(xiàn)代工業(yè)有許多機(jī)械設(shè)備需要輸出轉(zhuǎn)速連續(xù)變化，因此無級(jí)變速器被廣泛應(yīng)用，現(xiàn)有技術(shù)中無級(jí)變速器雖各有優(yōu)點(diǎn)，但也各有缺點(diǎn)，如傳動(dòng)功率，傳動(dòng)效率，傳動(dòng)比，結(jié)構(gòu)尺寸不能同時(shí)滿足要求，如多盤式、菱錐式。
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)功率大，傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)比適當(dāng)?shù)臒o級(jí)變速器。
本發(fā)明是通過分流多點(diǎn)傳動(dòng)，壓緊力對(duì)稱分布，接觸線短從而減少幾何滑動(dòng)等方式來實(shí)現(xiàn)的。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是按下述方式來實(shí)現(xiàn)的，二個(gè)以上菱錐剛性同軸線連接組成一個(gè)菱錐組，多個(gè)菱錐組用保持架均勻?qū)ΨQ布置在內(nèi)環(huán)軸線四周，每個(gè)菱錐組都可沿內(nèi)環(huán)徑向方向自由移動(dòng)，并且，每個(gè)菱錐組軸線時(shí)刻都與內(nèi)環(huán)軸線保持平行，所有內(nèi)環(huán)軸線與外環(huán)軸線重合，內(nèi)環(huán)、外環(huán)、菱錐組都可繞自身軸線自由轉(zhuǎn)動(dòng)，兩內(nèi)環(huán)、兩外環(huán)成對(duì)徑向?qū)ΨQ與一個(gè)菱錐的四面接觸，當(dāng)兩內(nèi)環(huán)互相接近時(shí)，使菱錐組向徑向方向平行外移，并使兩外環(huán)互相分開，當(dāng)兩內(nèi)環(huán)互相分開時(shí)，菱錐組沿徑向方向平行內(nèi)移，兩外環(huán)互相接近。外環(huán)和內(nèi)環(huán)與每個(gè)菱錐組接觸點(diǎn)的變化，使接觸點(diǎn)到菱錐軸線的半徑發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速的目的。固定內(nèi)環(huán)、外環(huán)、菱錐組保持架中的任何一個(gè)，其他兩個(gè)間就實(shí)現(xiàn)輸入、輸出轉(zhuǎn)速的無級(jí)變化。首先是保持架不動(dòng)，內(nèi)環(huán)和外環(huán)間實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速，其次外環(huán)不動(dòng)，保持架繞其軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)與外環(huán)間實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。最后，內(nèi)環(huán)不動(dòng)，外環(huán)與保持架間實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。
本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn)1、采用分流多點(diǎn)傳動(dòng)，接觸點(diǎn)多，因而傳動(dòng)功率大，如采用五個(gè)菱錐連接成一個(gè)菱錐組，就有10個(gè)內(nèi)環(huán)和10個(gè)外環(huán)，如果內(nèi)環(huán)四周均勻布置20個(gè)菱錐組，就與內(nèi)環(huán)有200個(gè)接觸點(diǎn)，與外環(huán)也有200個(gè)接觸點(diǎn)。
2、采用卸荷結(jié)構(gòu)，使傳動(dòng)元件和加壓裝置上的各個(gè)力在內(nèi)部互相平衡，提高了傳動(dòng)效率，菱錐形狀是對(duì)稱的，兩個(gè)內(nèi)環(huán)與外環(huán)作用在每個(gè)菱錐上的力相等，就是菱錐上的軸向力和徑向力互相抵消。多個(gè)菱錐對(duì)稱分布在內(nèi)環(huán)四周，因而，內(nèi)環(huán)和外環(huán)所受徑向力和軸向力也互相抵消，減少了軸承損失。
3、因內(nèi)環(huán)、外環(huán)、保持架是同一軸線，采用了多個(gè)菱錐組作為中間體并列分流的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，因而結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，單位體積的承載能力大。
4、采用扁平結(jié)構(gòu)的菱錐，就是菱錐母線與軸線交角小的結(jié)構(gòu)，同時(shí)采用接觸線很短的結(jié)構(gòu)，使鉆動(dòng)損失小，傳動(dòng)效率高。
以下依據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施形式進(jìn)行說明。


圖1是本發(fā)明中保持架固定的無級(jí)變速器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1中A-A線剖面3是圖2中B部分放大4是圖2中C部分放大5是第二種方案無級(jí)變速器結(jié)構(gòu)示意6是第三種方案無級(jí)變速器結(jié)構(gòu)示意1中，(1)是輸入軸，(2)是菱錐組，(3)是保持架連接體，(4)是內(nèi)環(huán)，(5)是外環(huán)，當(dāng)菱錐組沿內(nèi)環(huán)徑向向外移動(dòng)時(shí)，外環(huán)與菱錐組接觸點(diǎn)到菱錐組軸線距離變短，也就是接觸半徑變小，而內(nèi)環(huán)接觸點(diǎn)半徑變大，當(dāng)內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)速一定，外環(huán)轉(zhuǎn)速變低，反之，當(dāng)菱錐組向內(nèi)移動(dòng)時(shí)，外環(huán)與菱錐組接觸點(diǎn)半徑變大，同時(shí)，內(nèi)環(huán)接觸點(diǎn)半徑變小，使外環(huán)轉(zhuǎn)速升高，通過簡(jiǎn)單計(jì)算就可知道，內(nèi)外環(huán)在菱錐組上接觸點(diǎn)半徑變化一倍，內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)速一定，外環(huán)轉(zhuǎn)速變化四倍。
圖2中，(1)是輸入軸，(2)是菱錐組，由兩個(gè)菱錐組成，(4)(7)(8)(9)是內(nèi)環(huán)，內(nèi)環(huán)(4)(7)連為一體為右內(nèi)環(huán)，內(nèi)環(huán)(8)(9)連為一體為左內(nèi)環(huán)，左內(nèi)環(huán)(8)(9)與輸入軸連接，右內(nèi)環(huán)(4)(7)與左面的輸入軸(25)連接，其間有油腔(20)，輸入軸(1)內(nèi)有液壓油道(19)。(5)(10)(11)(12)是外環(huán)，右外環(huán)(5)(11)連為一體，左外環(huán)(10)(12)連為一體，左內(nèi)環(huán)、右內(nèi)環(huán)、左外環(huán)、右外環(huán)間可軸向互相平行移動(dòng)，但互相間不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，其間分別有彈性體(17)(18)，彈性體(18)彈力略大于彈性體(17)，左右外環(huán)(5)(10)(11)(12)外沿有榫嵌在外鼓(26)上的凹槽中，并可相對(duì)軸向自由移動(dòng)。外環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)通過外鼓(26)帶動(dòng)輸出軸(6)輸出。菱錐組兩頭有軸承與滑塊(13)連接，滑塊(13)在保持架(15)(16)上的滑塊導(dǎo)槽(14)中可徑向自由移動(dòng)。保持架(15)就是機(jī)座，保持架(16)通過圖1中所說的保持架連接體與保持架(15)剛性連接。為增加剛度，可只布置三個(gè)保持架連接體。當(dāng)輸入轉(zhuǎn)速一定時(shí)，液壓油通過液壓油道(19)進(jìn)入油腔(20)使左內(nèi)環(huán)(8)(9)與右內(nèi)環(huán)(4)(7)互相接近，內(nèi)環(huán)與菱錐組的接觸點(diǎn)移動(dòng)，接觸點(diǎn)到菱錐組軸線的半徑變大，同時(shí)推動(dòng)菱錐組(2)向外移動(dòng)，并使左外環(huán)(10)(12)和右外環(huán)(5)(11)互相分開，外環(huán)與菱錐組(2)的接觸點(diǎn)移動(dòng)，接觸點(diǎn)到菱錐軸線的半徑變小，使輸出軸(6)轉(zhuǎn)速降低，反之轉(zhuǎn)速升高。如果采用離心式調(diào)速機(jī)構(gòu)代替液壓調(diào)速，即可制成自動(dòng)無級(jí)變速器。
圖3是圖2中B部分的放大圖，菱錐組(2)上有安裝槽(21)其作用是安裝時(shí)，內(nèi)環(huán)(7)(8)進(jìn)入安裝槽(21)內(nèi)，使沿內(nèi)環(huán)周圍分布的多個(gè)菱錐組外圓半徑小于外環(huán)內(nèi)半徑，使外環(huán)易于安裝。為了增大起動(dòng)力矩，起步狀態(tài)時(shí)，可將外環(huán)(12)(11)與菱錐組(2)接觸線制造成與菱錐組軸線平行，增大接觸線長(zhǎng)度，從而增大摩擦力，內(nèi)環(huán)(7)(8)與菱錐組接觸線與菱錐組軸線夾角大小的確定，要考慮自鎖因素。
圖4是圖2中C部分放大圖，如果制造時(shí)就把左內(nèi)環(huán)制造為一體，右內(nèi)環(huán)制造為一體，安裝時(shí)難度極大，而采用分開制造，再用螺栓(24)或焊接的辦法把內(nèi)環(huán)(22)與連接體(23)剛性連接為一體，制造簡(jiǎn)單，成本低，同理，采用同樣方法連接左外環(huán)、右外環(huán)。
圖5所示為外環(huán)輸出的一種形式，(25)為輸入軸(26)為輸出齒輪，工作原理與圖2相同，優(yōu)點(diǎn)是可多布置菱錐組。增加輸出功率。機(jī)座(27)(28)用螺栓(29)連接，此種形式無保持架連接體。
圖6所示為串接的無級(jí)變速器，可增大變速比。分別有菱錐組、兩組內(nèi)環(huán)和外環(huán)。彈性體都布置在內(nèi)環(huán)上，左菱錐組(33)上的左外環(huán)與右菱錐組(31)上的右外環(huán)剛性連接。左菱錐組上的右外環(huán)與右菱錐組上的左外環(huán)剛性連接。(30)為輸入軸，(32)為輸出軸，保持架(34)通過兩菱錐組間的連接體與殼(35)剛性連接，工作原理與圖2相同。
如果固定外環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)，左、右外環(huán)間只可互相平行移動(dòng)，那么，菱錐組作行星運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)保持架轉(zhuǎn)動(dòng)，使動(dòng)力無級(jí)變速輸出。
權(quán)利要求
1.一種無級(jí)變速器，包括菱錐、外環(huán)，其特征是由兩個(gè)以上菱錐剛性同軸線連接成一個(gè)菱錐組〔2〕，四個(gè)以上菱錐組〔2〕用保持架〔15〕〔16〕均勻?qū)ΨQ布置在內(nèi)環(huán)軸線四周，每個(gè)菱錐組兩頭通過軸承與滑塊〔13〕連接，滑塊〔13〕在保持架〔15〕上的滑塊導(dǎo)槽〔14〕中可徑向自由移動(dòng)，每個(gè)菱錐組移動(dòng)時(shí)其軸線時(shí)刻與內(nèi)環(huán)軸線平行，每個(gè)菱錐組可繞自身軸線自由轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)環(huán)、外環(huán)也可繞自身軸線自由轉(zhuǎn)動(dòng)，并且內(nèi)環(huán)、外環(huán)間軸線重合，兩內(nèi)環(huán)〔4〕〔8〕、兩外環(huán)〔5〕〔10〕成對(duì)徑向?qū)ΨQ與一個(gè)菱錐的四面接觸，左內(nèi)環(huán)〔8〕〔9〕、右內(nèi)環(huán)〔4〕〔7〕、左外環(huán)〔10〕〔12〕、右外環(huán)〔5〕〔11〕互相間連為一體，左右內(nèi)環(huán)、左右外環(huán)間可軸向互相間平行移動(dòng)，但互相間不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，左內(nèi)環(huán)與右內(nèi)環(huán)間有彈性體〔17〕，左外環(huán)與右外環(huán)間有彈性體〔18〕，菱錐組上有安裝槽〔21〕。
2.如權(quán)力要求1所述無級(jí)變速器，其特征是保持架〔15〕〔16〕通過兩菱錐組間的保持架連接體〔3〕剛性連接，可布置三個(gè)保持架連接體。
3.如權(quán)力要求1所述無級(jí)變速器，其特征是在輸入軸端布置有離心式調(diào)速機(jī)構(gòu)或電磁式調(diào)速機(jī)構(gòu)。
4.如權(quán)力要求1所述無級(jí)變速器，其特征是起步狀態(tài)時(shí)，外環(huán)〔12〕〔11〕與菱錐組〔2〕的接觸線與菱錐組軸線平行。
5.如權(quán)力要求1所述的無級(jí)變速器，其特征是內(nèi)、外環(huán)單獨(dú)制造，再用螺栓或焊接的辦法連接到各自的連接體上。
6.如權(quán)力要求1或3所述的無級(jí)變速器，其特征是用機(jī)座作為保持架，無保持架連接體。
7.如權(quán)力要求1所述的無級(jí)變速器，其特征是用串列的兩組菱錐組、兩組外環(huán)、兩組內(nèi)環(huán)組成無級(jí)變速器，彈性體都布置在內(nèi)環(huán)上，左菱錐組〔33〕上的左外環(huán)與右菱錐組〔31〕上的右外環(huán)剛性連接，左菱錐組上的右外環(huán)與右菱錐組上的左外環(huán)剛性連接。
8.如權(quán)力要求1所述的無級(jí)變速器，其特征是固定外環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，使菱錐組作行星運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)保持架轉(zhuǎn)動(dòng)，保持架軸線與內(nèi)、外環(huán)軸線重合。
全文摘要
一種有剛性中間元件的摩擦式無級(jí)變速器,包括內(nèi)環(huán)、外環(huán)、菱錐組等組成,兩個(gè)以上菱錐剛性同軸線連接組成一個(gè)菱錐組,多個(gè)菱錐組用保持架均勻?qū)ΨQ布置在內(nèi)環(huán)軸線四周,每個(gè)菱錐組可沿內(nèi)環(huán)徑向方向自由移動(dòng),每個(gè)菱錐四面與兩內(nèi)環(huán)、兩外環(huán)接觸,兩內(nèi)環(huán)互相接近、分開,使菱錐組平行外移、內(nèi)移,同時(shí)使兩外環(huán)分開、接近,外環(huán)和內(nèi)環(huán)與每個(gè)菱錐接觸點(diǎn)的變化,使接觸點(diǎn)到菱錐軸線的半徑發(fā)生變化,從而實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速的目的。
文檔編號(hào)F16H15/16GK1372088SQ0110880
公開日2002年10月2日 申請(qǐng)日期2001年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月20日
發(fā)明者郭質(zhì)剛 申請(qǐng)人:郭質(zhì)剛